该电路由负极回路低侧N沟道MOS管防反接单元和正极回路高侧P沟道MOS管过压保护单元串联构成。正常+24V输入时，两开关管均导通；电源反接时，低侧N-MOS阻断负极回路；输入过压时，PNP检测电路驱动高侧PMOS关断，切断正极回路。如图示
以下按功能单元分析其工作原理:
一、防反接电路（低侧N-MOS Q4）
1. 组成与连接Q4为N沟道功率MOS管，串联在电源负极回路。源极S接负载地，漏极D接输入地，栅极G经R31上拉至输入正极，DZ17为9.1V稳压管，用于限制Q4的栅源电压。R31同时限制稳压管工作电流。如图示
2. 电源正接时输入正极接负载正，输入地接Q4漏极D。初始Q4体二极管由S向D导通，使S极电位被拉至接近输入地；G极经R31上拉并由DZ17钳位在约9.1V，Q4的Vgs≈9.1V，大于阈值电压，Q4沟道导通。电流路径为：输入正极→负载→Q4源极S→沟道→漏极D→输入地。Q4导通后压降为I·Rds(on)，DZ17将Vgs限制在9.1V，避免栅源过压。
3. 电源反接时输入正极接原输入地端，输入负极接原负载正端。Q4的漏源电压方向反转，体二极管由S到D反偏；同时栅极上拉/钳位网络不能建立足以使Q4导通的G-S正向电压，Vgs低于阈值，Q4沟道关断，负极回路被阻断。反接关断的可靠性取决于R31、DZ17的实际连接参考点，应保证反接时Vgs
1. 组成与连接Q2为高侧P-MOS主开关，源极S接输入正极，漏极D接负载正极，栅极G经R38下拉至地，并经R37接Q3集电极。Q3为PNP三极管，发射极E接输入正极，基极B经R34接发射极，并经27V稳压管DZ18接至地。R37限制Q3导通时栅极驱动电流，R38保证Q3截止时Q2栅极低电位。如图示
2. 输入正常（+24V）时输入电压低于DZ18稳压值27V，DZ18截止。Q3基极经R34接发射极，Veb≈0，Q3截止。Q2栅极经R38下拉至地，Vgs≈-24V，负值足够大，Q2导通，+24V经Q2送至负载。此时Q2压降为I·Rds(on)。
3. 输入过压时当输入电压升高至约27V+Veb(on)≈27.7V以上时，DZ18反向击穿，Q3基极电位被钳位在约27V。Q3发射极电位为输入电压，Veb=Vin-27V，超过约0.7V后Q3导通。Q3集电极经R37将Q2栅极上拉，Q2栅极电压升高，Vgs负值减小；当Vgs高于Q2阈值电压（绝对值减小到不足以维持导通）时，Q2关断，输入与负载正极断开。Q2栅极电压由R37、R38分压决定，并非直接等于输入电压。设计应满足过压时Vgs高于-|Vth_P|，保证可靠关断；Q3截止时R38又将栅极拉低，保证正常导通。Q2关断后，其体二极管方向为漏到源，输入过压时反偏，阻断过压向负载传递。
过压动作阈值约为27.7V，受DZ18稳压值、Q3的Veb及电阻容差影响；30V时Q3已深度导通，Q2可靠关断。
三、协同工作与参数要点
正常工作时，Q4与Q2均导通，总压降约为I·[Rds(on)Q4+Rds(on)Q2]，功耗较小。反接时Q4阻断负极回路，即使Q2状态受反接影响，串联回路无电流，负载得到隔离。过压时Q2关断正极回路，Q4仍可保持导通，不影响过压保护动作。
参数选择应保证：Q4的Vgs额定值高于9.1V钳位电压；Q2的Vgs额定值高于正常输入电压及过压值；DZ17、DZ18功率满足限流电阻R31、R34及R37/R38支路电流要求；R37、R38分压满足过压关断和正常导通条件。
如您对我们的产品感兴趣，欢迎联系
我们将为您提供高效、贴心的解决方案！
咨询电话：135 1009 9916（微信同号）
↓ ↓ 点击图片免费领取产品规格书 ↓ ↓ 
想深入了解碳化硅功率器件产品知识？点击→「碳化硅（SiC）课堂」获取详情！
