電池充電器的反向電壓保護

Steven Martin

摘 要：開發一種面向基于電池充電器應用的反向電壓保護電路

關鍵詞：電池；充電器；反向；電壓保護

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2018.8.005

引言

處理電源電壓反轉有幾種眾所周知的方法。最明顯的方法是在電源和負載之間連接一個二極管，但是由于二極管正向電壓的原因，這種做法會產生額外的功耗。雖然該方法很簡潔，但是二極管在便攜式或備份應用中是不起作用的，因為電池在充電時必須吸收電流，而在不充電時則須供應電流。另一種方法是使用圖1所示的MOSFET電路之一。

對于負載側電路而言，這種方法比使用二極管更好，因為電源（電池）電壓增強了MOSFET，因而產生了更少的壓降和實質上更高的電導。該電路的NMOS版本比PMOS版本更好，因為分立式NMOS晶體管導電率更高、成本更低且可用性更好。在這兩種電路中，MOSFET都是在電池電壓為正時導通，電池電壓反轉時則斷開連接。MOSFET的物理“漏極”變成了電源，因為它在PMOS版本中是較高的電位，而在NMOS版本中則是較低的電位。由于MOSFET在三極管區域中是電對稱的，因此它們在兩個方向上都能很好地傳導電流。采用此方法時，晶體管必須具有高于電池電壓的最大VGS和VDS額定值。

遺憾的是，這種方法僅對負載側電路有效，無法配合能夠給電池充電的電路工作。電池充電器將產生電源，重新啟用MOSFET并重新建立至反向電池的連接。圖2展示了采用NMOS版本的一個實例，圖中所示的電池處于故障狀態。

當電池接入時，電池充電器處于閑置狀態，負載和電池充電器與反向電池安全去耦?！?br>