طراحی مدار مسدود کننده جریان معکوس

جریان معکوس زمانی است که ولتاژ خروجی یک سیستم از ولتاژ ورودی بیشتر باشد و باعث شود جریان در سیستم در جهت معکوس جریان یابد.

منابع:

1. هنگامی که ماسفت برای برنامه های سوئیچینگ بار استفاده می شود، دیود بدنه بایاس رو به جلو می شود.

2. افت ناگهانی ولتاژ ورودی هنگام قطع منبع تغذیه از سیستم.

مواردی که باید مسدود کردن جریان معکوس در نظر گرفته شود:

1. هنگامی که منبع تغذیه مالتی پلکس با MOS کنترل می شود

2. کنترل ORing.ORing مشابه مالتی پلکس توان است، با این تفاوت که به جای انتخاب منبع تغذیه برای تغذیه سیستم، همیشه از بالاترین ولتاژ برای تغذیه سیستم استفاده می شود.

3. افت ولتاژ آهسته در هنگام از دست دادن توان، به خصوص زمانی که ظرفیت خروجی بسیار بزرگتر از ظرفیت ورودی است.

خطرات:

1. جریان معکوس می تواند به مدار داخلی و منابع تغذیه آسیب برساند

2. افزایش جریان معکوس نیز می تواند به کابل ها و اتصالات آسیب برساند

3. دیود بدنه MOS مصرف برق افزایش می یابد و حتی ممکن است آسیب ببیند

روش های بهینه سازی:

1. از دیودها استفاده کنید

دیودها، به ویژه دیودهای شاتکی، به طور طبیعی در برابر جریان معکوس و قطبیت معکوس محافظت می شوند، اما گران هستند، جریان نشتی معکوس بالایی دارند و نیاز به اتلاف گرما دارند.

2. از MOS پشت سر هم استفاده کنید

هر دو جهت را می توان مسدود کرد، اما مساحت تخته بزرگ، امپدانس رسانایی بالا، هزینه بالا را اشغال می کند.

در شکل زیر، هدایت ترانزیستور کنترل، کلکتور آن کم است، رسانایی دو PMOS، هنگامی که ترانزیستور خاموش است، اگر خروجی بالاتر از ورودی باشد، سمت راست هدایت دیود بدنه MOS، به طوری که سطح D بالا، باعث می شود سطح G بالا باشد، سمت چپ دیود بدنه MOS عبور نمی کند، و در عین حال، به دلیل MOS VSG برای بدنه، افت ولتاژ دیود تا آستانه ولتاژ نیست، بنابراین دو MOS خاموش شد که خروجی جریان ورودی را مسدود کرد.این جریان از خروجی به ورودی را مسدود می کند.

3. معکوس MOS

MOS معکوس می تواند خروجی ورودی جریان معکوس را مسدود کند، اما عیب آن این است که همیشه یک مسیر دیود بدنه از ورودی به خروجی وجود دارد و به اندازه کافی هوشمند نیست، وقتی خروجی بیشتر از ورودی است، نمی تواند بچرخد. خارج از MOS، اما همچنین نیاز به اضافه کردن یک مدار مقایسه ولتاژ، بنابراین یک دیود ایده آل بعدی وجود دارد.

4. سوئیچ بار

5. Multiplexing

Multiplexing: انتخاب یکی از دو یا چند منبع ورودی از بین آنها برای تغذیه یک خروجی واحد.

6. دیود ایده آل

دو هدف در تشکیل یک دیود ایده آل وجود دارد، یکی شبیه سازی شاتکی و دیگری اینکه باید یک مدار مقایسه ورودی و خروجی وجود داشته باشد تا آن را به صورت معکوس خاموش کند.