CN203313144U - 一种防逆流电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种防逆流电路,可以实现有效逆流保护。该防逆流电路包括:串联的第一MOS器件和第二MOS器件,以及与所述第一MOS器件和第二MOS器件连接的开关控制电路;其中,所述第一MOS器件的源极与漏极中的一个极与所述第二MOS器件的源极与漏极中的一个极连接,所述第一MOS器件的衬底与电压输入端连接,所述第二MOS器件的衬底与电压输出端连接;当所述电压输出端的电压低于所述电压输入端的电压时,所述第一MOS器件和第二MOS器件导通;当所述电压输出端的电压高于所述电压输入端的电压时,所述第一MOS器件和第二MOS器件截止。

Description

一种防逆流电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及集成电路设计领域,具体涉及一种防逆流电路。
背景技术
[0002] 电子设备中广泛使用电池作为主电源或者备用电源,直流电源提供充电的同时也与电池一起并联对主电路直接供电,这样存在多路电源同时供电情况。多路电源同时存在由于各路输出电压不相同,输出电压高的电源会对输出电压低的电源产生倒灌,电压低的电源形成反向的逆向电流,当压差超出一定范围时,会损坏电源。
[0003] 最为传统的防逆流是采用二极管隔离方式,二极管单向导通性能很好地防止输出电压对输入电压产生作用。但二极管存在压降而带来的各种不便,不适合用于应用要求比较高的场合。
[0004] 第二种较为常用的方案是采用金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor,简称M0S)场效应管作为开关电路,特别是在低压降电压稳压器(low dropout regulator,简称LD0)中。在这种方案中,MOS管衬底单独接出,需采用多个开关电路切换防止正偏,控制起来极其复杂,且通常MOS管衬底是与源极接在一起无法进行控制。另一方面,输入输出需要采用电压比较器实现,电压比较器需要额外的电源供电,实现起来较为复杂。
发明内容
[0005] 从而本实用新型提供了一种防逆流电路,用于在多路电源存在时,实现逆流保护。
[0006] 本实用新型所提供的一种防逆流电路,包括:
[0007] 串联的第一 MOS器件和第二 MOS器件,以及与所述第一 MOS器件和第二 MOS器件连接的开关控制电路;
[0008] 其中,所述第一 MOS器件的源极与漏极中的一个极与所述第二 MOS器件的源极与漏极中的一个极连接,所述第一 MOS器件的衬底与电压输入端连接,所述第二 MOS器件的衬底与电压输出端连接;
[0009] 当所述电压输出端的电压高于所述电压输入端的电压时,所述第一 MOS器件和第二 MOS器件截止;当所述电压输出端的电压低于所述电压输入端的电压时,所述第一 MOS器件和第二 MOS器件导通。
[0010] 进一步地,所述开关控制电路分别与使能控制端和所述电压输出端连接,且所述开关控制电路包括开关控制器和电压比较器,进而所述开关控制器分别与所述第一 MOS器件的栅极和所述第二 MOS器件的栅极连接,所述电压比较器分别与所述第一 MOS器件的栅极和第二 MOS器件的栅极连接,所述电压比较器还与所述电压输出端连接。
[0011 ] 进一步地,所述开关控制器可为PNP三极管,进而所述PNP三极管的基极与所述使能控制端连接,所述PNP三极管的集电极与所述第一 MOS器件的栅极和所述第二 MOS器件的栅极连接。
[0012] 进一步地,所述电压比较器可为PNP三极管,进而所述PNP三极管的集电极与所述第一 MOS器件的栅极和第二 MOS器件的栅极连接,所述PNP三极管的基极与所述电压输入端连接,所述PNP三极管的发射极与所述电压输出端连接。
[0013] 从以上技术方案可以看出,本实用新型具有以下优点:
[0014] 本实用新型采用串联的第一 MOS器件和第二 MOS器件,即第一 MOS器件的源极与漏极中的一极和第二 MOS器件的源极与漏极中的一极连接,并加以利用MOS器件的源极和漏极可互换,可以消除MOS器件衬底二极管正偏产生的影响,防止逆流。所述第一 MOS器件和第二 MOS器件与开关控制电路连接,所述第一 MOS器件的衬底与电压输入端连接,所述第二 MOS器件的衬底与电压输出端连接,当所述电压输出端的电压低于所述电压输入端的电压时,所述第一 MOS器件和第二 MOS器件导通;当所述电压输出端的电压高于所述电压输入端的电压时,所述第一 MOS器件和第二 MOS器件截止,有效防止产生逆流倒灌电流。
附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对本实用新型中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1为本实用新型防逆流电路中防逆流电路示意图;
[0017] 图2为本实用新型防逆流电路的结构示意图;
[0018] 图3为本实用新型防逆流电路的应用示意图。
具体实施方式
[0019] 下面将结合本实用新型的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0020] 本实用新型提供了一种防逆流电路,该防逆流电路使用简单,可以有效实现逆流保护。下面将对本实用新型作详细的分析,请参阅图1〜图3。
[0021] 本实用新型所提供的防逆流电路可分为两部分,如图1所示,第一部分包括:作为开关管使用的串联的第一 MOS器件Ql-1l和第二 MOS器件Q2-22,其中,由于MOS器件的源极和漏极可互换,如果将第一 MOS器件Ql-1l的源极与漏极中的一个极命名为Al,另一个极命名为Cl,再将第二 MOS器件Q2-22的源极和漏极中的一个极命名为A2,另一个极命名为C2,那么第一 MOS器件Ql-1l的一个极Cl连接电压输入端VIN,第二 MOS器件Q2-22的一个极A2连接电压输出端V0UT,第一 MOS器件Ql-1l的一个极Al与第二 MOS器件Q2-22的一个C2连接,使得第一 MOS管Ql-1l的衬底BI与第二 MOS器件Q2-22的衬底B2呈背向背连接,这样,即便是电压输出端的电压VOUT大于电压输入端的电压VIN时,也能防止衬底漏电,保护内部电路免遭损坏。
[0022] 而当电压输出端的电压VOUT低于电压输入端的电压VIN时,第一 MOS器件Ql-1l和第二 MOS器件Q2-22导通,属于正常供电状态;当电压输出端的电压VOUT高于电压输入端的电压VIN时,所述第一 MOS器件Ql-1l和第二 MOS器件Q2-22截止,从而有效防止电流倒灌,实现有效逆流保护。
[0023] 另外,该防逆流电路第二部分包括与第一 MOS器件Ql-1l栅极Gl和第二 MOS器件Q2-22的栅极G2连接的开关控制电路。具体地,所述开关控制电路分别与使能控制端和电压输出端VOUT连接,且所述开关控制电路包括开关控制器和电压比较器,进而所述开关控制器分别与所述第一 MOS器件Ql-1l的栅极Gl和所述第二 MOS器件Q2-22的栅极G2连接,所述电压比较器分别与所述第一 MOS器件Ql-1l的栅极Gl和第二 MOS器件Q2-22的栅极G2连接,所述电压比较器还与所述电压输出端VOUT连接。
[0024] 请参阅图2,具体地,所述开关控制器可为PNP三极管Q3-33,进而所述PNP三极管Q3-33的基极B3与所述使能控制端VEN连接,所述PNP三极管Q3-33的集电极C3通过电感R3与所述第一 MOS器件Ql-1l的栅极Gl和所述第二 MOS器件Q2-22的栅极G2连接,再通过电感R2连接到电压输出端VOUT上。再者,所述电压比较器也可以是PNP三极管Q4-44,进而所述PNP三极管Q4-44的集电极C4与所述第一 MOS器件Ql-1l和第二 MOS器件Q2-22的栅极G2连接,从第一 MOS器件Q1-44和第二 MOS器件Q2-22串联线路的中间引出一点通过电感Rl与所述PNP三极管Q4-44的基极B4连接,所述PNP三极管Q4-44的发射极E4与所述电压输出端VOUT连接。
[0025] 优选地,上述R1、R2和R3的线圈匝数相同。
[0026] 在本实用新型中,可采用PNP三极管实现输入输出电压的比较,和控制MOS器件。具体地,使能控制端通过VEN使能控制PNP三极管Q3-33来控制第一 MOS器件Ql-1l和第二 MOS器件Q2-22导通,刚开始时电压输入端的电压VIN等于电压输出端的电压VOUT,PNP三极管Q4-44比较得到电压输入端的电压VIN小于电压输出端的电压VOUT时,第一 MOS器件Ql-1l和第二 MOS器件Q2-22截止,防止逆流。另外,通过VOUT给PNP三极管Q3-33和PNP三极管Q4-44提供电压,简化电路结构,易于实施。
[0027] 下面从应用场景出发对本实用新型的应用作详细描述,例如直流AC-DC适配器和电池同时对电子设备供电时,如图3所示,图中I为上述所提供的防逆流电路。当直流AC-DC接入时,通常直流电源电压比电池电压V-Battery要高,电池连接的防逆流电路I中的MOS器件截止,自动关闭电池输出,防止直流电源直接给电池产生电流。
[0028] 本实用新型中的第一 MOS器件Ql-1l和第二 MOS器件Q2-22可以是MOS管、PMOS管,还可以选用专用的带过流保护、短路保护的限流开关IC替代,但限流开关都是基于MOS管方式实现,本领域普通技术人员可以理解,采用IC替代MOS管也属于本发明技术范围,在此不作限定。电压比较器还可以使用PMOS管,一样可以起到输入输出电压比较作用。
[0029] 本实用新型提供的防逆流电路采用串联的第一 MOS器件和第二 MOS器件,能够防止衬底漏电,防止衬底产生的不良影响。通过开关控制电路来控制第一 MOS器件和第二 MOS器件的导通和截止,以及判断输入输出电压的大小,当电压输出端的电压大于电压输入端的电压时,截止第一 MOS器件和第二 MOS器件。该防逆流电路可单独使用,也可以并联使用,能够有效地防止电压高的电源对电压低的电源产生倒灌,实现有效逆流保护。
[0030] 以上对本实用新型所提供的一种防逆流电路进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种防逆流电路,其特征在于,包括:串联的第一 MOS器件和第二 MOS器件,以及与所述第一 MOS器件和第二 MOS器件连接的开关控制电路; 其中,所述第一 MOS器件的源极与漏极中的一个极与所述第二 MOS器件的源极与漏极中的一个极连接,所述第一 MOS器件的衬底与电压输入端连接,所述第二 MOS器件的衬底与电压输出端连接; 当所述电压输出端的电压低于所述电压输入端的电压时,所述第一 MOS器件和第二MOS器件导通;当所述电压输出端的电压高于所述电压输入端的电压时,所述第一 MOS器件和第二 MOS器件截止。
2.根据权利要求1所述的防逆流电路,其特征在于,所述开关控制电路分别与使能控制端和所述电压输出端连接,且所述开关控制电路包括开关控制器和电压比较器,进而所述开关控制器分别与所述第一 MOS器件的栅极和所述第二 MOS器件的栅极连接,所述电压比较器分别与所述第一 MOS器件的栅极和第二 MOS器件的栅极连接,所述电压比较器还与所述电压输出端连接。
3.根据权利要求2所述的防逆流电路,其特征在于,所述开关控制器为PNP三极管,进而所述PNP三极管的基极与所述使能控制端连接,所述PNP三极管的集电极与所述第一 MOS器件的栅极和所述第二 MOS器件的栅极连接。
4.根据权利要求2或3所述的防逆流电路,其特征在于,所述电压比较器为PNP三极管,进而所述PNP三极管的集电极与所述第一 MOS器件的栅极和第二 MOS器件的栅极连接,所述PNP三极管的基极与所述电压输入端连接,所述PNP三极管的发射极与所述电压输出端连接。
5.根据权利要求1所述的防逆流电路,其特征在于,所述开关控制电路还设置有电感Rl、R2和R3,所述Rl、R2和R3的线圈匝数相同。
6.根据权利要求2或3所述的防逆流电路,其特征在于,所述电压比较器还为PMOS管。
7.根据权利要求1所述的防逆流电路,其特征在于,所述第一 MOS器件和第二MOS器件为PMOS管或限流开关1C。
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