电压转换的级联和混合概念

Steven Martin,电池充电器设计经理

处理电源电压反转有几种众所周知的方法。最明显的方法是在电源和负载之间连接一个二极管, 但是由于二极管正向电压的原因,这种做法会产生额外的功耗。虽然该方法很简洁,但是二极 管在便携式或备份应用中是不起作用的,因为电池在充电时必须吸收电流,而在不充电时则须 供应电流。

另一种方法是使用图 1 所示的 MOSFET 电路之一。

图 1:传统的负载侧反向保护

对于负载侧电路而言,这种方法比使用二极管更好,因为电源 (电池) 电压增强了 MOSFET, 因而产生了更少的压降和实质上更高的电导。该电路的 NMOS 版本比 PMOS 版本更好,因 为分立式 NMOS 晶体管导电率更高、成本更低且可用性更好。在这两种电路中,MOSFET 都 是在电池电压为正时导通,电池电压反转时则断开连接。MOSFET 的物理“漏极”变成了电源, 因为它在 PMOS 版本中是较高的电位,而在 NMOS 版本中则是较低的电位。由于 MOSFET 在三极管区域中是电对称的,因此它们在两个方向上都能很好地传导电流。采用此方法时,晶 体管必须具有高于电池电压的最大 VGS 和 VDS 额定值。

遗憾的是,这种方法仅对负载侧电路有效,无法配合能够给电池充电的电路工作。电池充电器 将产生电源,重新启用 MOSFET 并重新建立至反向电池的连接。图 2 展示了采用 NMOS 版 本的一个实例,图中所示的电池处于故障状态。

图 2:具有一个电池充电器的负载侧保护电路

详文请阅:电压转换的级联和混合概念

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