[发明专利]一种电源单向电流控制电路

说明书

本发明公开了一种电源单向电流控制电路，包括电源模块和用电模块，电源模块和用电模块之间连接有MOS管，MOS管的漏极D连接电源模块的正极，MOS管的源极S连接用电模块的正极，MOS管的栅极G连接电源模块的负极和用电模块的负极。电路整体功耗低，可适用于大功率用电场合，且利于小型化，电路板面积小。

技术领域

本发明属于电学技术领域，具体涉及一种电源单向电流控制电路。

背景技术

如图1所示，在实际的电路运用过程中往往会发生以下电源反接的错误情况。这种情况下，如果不对用电模块加以保护，就会损坏用电设备。这就需要一个简单有效的电源单向电流控制电路来保护用电设备。

目前用的最多电源单向电流控制电路如图2所示，该电路利用了二极管的单向导电性来控制电流的单向流动，从而达到保护用电模块的目的。这种电路存在以下缺点：

(1)功耗太大，由于二极管上有压降，电流上升之后，二极管的耗散功率就会显著增加；

(2)由于大功率二极管型号很少，无法应用于大功率场合；

(3)整体电路的面积会比较大，不利于产品的小型化。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种电源单向电流控制电路，电路整体功耗低，可适用于大功率用电场合，且利于小型化，电路板面积小。

本发明所采用的技术方案为：一种电源单向电流控制电路，包括电源模块和用电模块，电源模块和用电模块之间连接有MOS管，MOS管的漏极D连接电源模块的正极，MOS管的源极S连接用电模块的正极，MOS管的栅极G连接电源模块的负极和用电模块的负极。

进一步地，所述MOS管的栅极G与源极S之间设有齐纳管。

进一步地，所述齐纳管的齐纳电压小于MOS管的源极S电压。

进一步地，所述齐纳管与电源模块负极和用电模块负极的连接节点之间设有限流电阻。

进一步地，所述MOS管漏极D与源极S之间的寄生二极管的导通电压为0.8V。

进一步地，所述MOS管为PMOS管。

其工作原理如下：

本发明利用了场效应管的寄生二极管作为单向电流控制开关，并且利用了场效应管的双向导通电流的特性来作为低阻开关。

电路分析如下：

正确连接情况下，在刚上电的时候PMOS管的栅极G和源极S电压都为0(Vgs为0)，此时PMOS管关断。但是此时寄生的二极管D3可以导通，随着导通电流的注入，PMOS管的源极S电压开始升高，最终达到Vin-0.8V的电压(D3的导通压降为0.8V)。选择齐纳管D4的齐纳电压Vz低于Vs(PMOS管的源极S电压)，此时的PMOS管的栅源电压Vgs就等于-Vz。这个时候PMOS管导通。由于场效应管导通之后的电流可以是双向的，此时的反向电流并不影响管子的导通特性。又由于管子导通了，并且导通电阻很小，从漏极D流向源极S的电流把寄生二极管的电流短路，所以正常工作的时候寄生二极管并没有电流。整个导通通路上的压降只和场效应管的导通电阻相关。

如果电源接反了，则PMOS管的栅极G是高电平，场效应管不导通，并且寄生二极管D3也不导通。整个起到了防止电流反向的作用。

限流电阻R的作用有两个：一是在PMOS管被击穿失效之后限制电流，起到保护电源和用电模块的作用；二是承担了齐纳管D4稳压后剩下的电压，即Vin-0.8-Vz，从而使得齐纳管能正常稳压。