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如何保护你的系统不受反向电流的影响

作者:angelazhang时间:2016-01-20

在使用电子元器件时,你有时候不可避免地会闻到明显是芯片烧焦的味道。这都是反向电流惹的祸。反向电流就是由于出现了高反向偏置电压,系统中的电流以相反的方向运行;从输出到输入。幸运的是,有很多方法可以保护你的系统不受反向电流的影响。在这篇文章中,你将能够对现有解决方案有高层次的总体认识和了解。

原因

反向电流的最常见原因,即反向偏置电压,就是输出上的电压要高于输入上的电压,从而使电流在系统中的流动方向与你希望的流动方向相反。图1中显示了这个情况。

图1:反向电流

VIN 由于功率损耗突然变为零,使得系统输出上的电压高于输入电压,这种情况是有可能发生的。或者是电源MUXing意外地导致了一个反向电压事件。

如何防止?

反向电流有可能损坏内部电路和电池等电源。事实上,甚至是电缆都有可能被损坏,连接器的性能也会被降低。这也是器件着火的原因,就是因为大电流导致功率耗散呈指数级别的上升。

保护功能需要将反向电流保持在非常低的水平上。这意味着对于反向电压的限制。有三种常用的方法可以防止反向电流:设计一个使用二极管、FET或负载开关的系统。

二极管

二极管与FET相比,它的成本更低,更易于集成。它们非常适合于高压、低电流应用。然而,如果你曾经使用过二极管的话,你一定非常熟悉它所导致的正向压降,而这会缩短电池使用寿命,并且使VCC(通常情况下)大约下降0.6-0.8V。这个压降会降低电源电路的效率,并且增加系统的总体功率耗散。

基于这些原因,肖特基二极管是常见的替代器件;它们的正向压降更低。不过,它们也更加昂贵,且具有更高的反向电流泄露,而这会导致系统问题。图2显示的是系统中的一个用来阻断反向电流的二极管。

图3:用双FET实现的反向电流阻断

负载开关

TI负载开关是用来接通和关闭电源轨的集成电子中继器。大多数基本负载开关采用小型集成封装,由四个引脚组成:输入电压、输出电压、使能、和接地,并且包含多重特性,其中有反向电流保护。图4显示了一个用来阻断反向电流的负载开关。

图4:负载开关反向电流保护

500万彩票网例如,德州仪器 (TI) 的TPS22963 3A负载开关集成了反向电流保护以及更多其它功能,这些功能全都包含在一个1.4mm x .9mm的封装内。图5显示的是TPS22963在系统中的常见放置位置。

图5:TPS22963负载开关

有数个原因会导致反向电流,VIN的突然损耗,或者是电源MUXing中的突发事件。这会导致系统损坏,甚至会损坏电源。TI负载开关可以成为管理反向电流的一个尺寸、成本都很合适的解决方案。

 

 



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