NMOS管防反保護(hù)電路設(shè)計(jì)-KIA MOS管

設(shè)計(jì)具有 NMOS 和驅(qū)動(dòng)IC 的防反保護(hù)電路時(shí)，NMOS 需放置在高邊，驅(qū)動(dòng)IC也從高邊取電，這里將產(chǎn)生一個(gè)大于輸入電壓 (VIN) 的內(nèi)部電壓，給 NMOS 提供 (VGS)驅(qū)動(dòng)供電。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的原理，驅(qū)動(dòng)IC可以采用電荷泵方案或升降壓(Buck-Boost)方案。具體描述如下：

電荷泵防反保護(hù)方案: 電荷泵方案具有較低的總體BOM 需求，從而可降低成本。該方案非常適合小電流應(yīng)用，例如汽車 USB 供電設(shè)備 (PD) 大功率充電模塊。

升降壓防反保護(hù)方案: 升降壓方案提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力和出色的EMC 性能。該方案非常適合大電流和高性能環(huán)境，例如汽車域控制器和音響系統(tǒng)。

圖 1 顯示了電荷泵方案與升降壓方案的特性。

圖 1：電荷泵方案與升降壓(Buck-Boost)方案

驅(qū)動(dòng)IC的工作原理

圖2顯示了具有電荷泵拓?fù)涞腘MOS驅(qū)動(dòng)簡化工作原理圖。

圖 2：電荷泵拓?fù)涞墓ぷ髟韴D

CLK周期描述如下：

1. S1和S2導(dǎo)通

2. C0 由內(nèi)部對地電壓源充電

3. S3和S4導(dǎo)通

4. C1 由 C0 上的電壓充電

C0 是具有快速充電和放電速度的小電容，而 C1 則是具有大負(fù)載能力的大電容。因此，通過S1和S2(以及S3和S4)的頻繁切換， C0 上的電荷可以不斷傳輸給 C1，而 C1 的負(fù)端連接至電池電壓 (VBATT)。最終，NMOS由一個(gè)大于 VBATT 的電壓驅(qū)動(dòng)。

圖 3 顯示了具有升降壓拓?fù)涞?NMOS 驅(qū)動(dòng)簡化工作原理圖。

圖 3：升降壓拓?fù)涞墓ぷ髟韴D

在升降壓拓?fù)渲校β蔒OSFET放在低邊。當(dāng) S_BAT 導(dǎo)通時(shí)， VIN 對電感充電，電感電壓為負(fù);當(dāng)S_BAT關(guān)斷時(shí)，電感將通過二極管釋放能量，電感電壓為正，并為 C1充電。當(dāng) C1 上的電壓超過 VBATT 時(shí)，NMOS柵極將被驅(qū)動(dòng)。

升降壓驅(qū)動(dòng) IC 的優(yōu)勢

在防反保護(hù)驅(qū)動(dòng) IC 中采用升降壓驅(qū)動(dòng) IC 有兩個(gè)明顯優(yōu)勢：增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電流能力并提高 EMC 性能。

驅(qū)動(dòng)電流能力

升降壓拓?fù)淇梢蕴峁└蟮尿?qū)動(dòng)電流能力和更快的輸入干擾響應(yīng)能力。

采用最佳的防反保護(hù)電路設(shè)計(jì)對通過各種脈沖干擾測試標(biāo)準(zhǔn)非常重要。與傳統(tǒng)的 PMOS電路相比，NMOS 電路提高了驅(qū)動(dòng)電流能力和 EMC 性能。

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