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  圖 3：傳統(tǒng)的反向電池保護方案對電池充電器電路無效

    負(fù)載和充電器雖與反向電壓隔離，但是起保護作用的 MOSFET 現(xiàn)在面臨的一大問題是功耗過高。在這種情況下，電池充電器變成了一個電池放電器。當(dāng)電池充電器為 MOSFET 提供了足夠的柵極支持以吸收由充電器輸送的電流時，該電路將達到平衡。例如，如果一個強大 MOSFET 的 VTH 約為 2V，而且充電器能夠在 2V 電壓下提供電流，則電池充電器輸出電壓將穩(wěn)定在 2V (MOSFET 的漏極處在 2V + 電池電壓)。MOSFET 中的功耗為 ICHARGE ? (VTH + VBAT)，因而使 MOSFET 升溫發(fā)熱，直到產(chǎn)生的熱量散逸離開印刷電路板。

該電路的 PMOS 版本也是一樣。

    下面將介紹該方法的兩種替代方案，這些替代方案各有優(yōu)缺點。

    第一種方案采用一個 NMOS 隔離器件，如圖 4 所示。

    該電路的算法是：如果電池電壓超過了電池充電器輸出電壓，則必須停用隔離 MOSFET。

    如同上述的 NMOS 方法一樣，在該電路中，MN1 連接在介于充電器/負(fù)載和電池端子之間接線的低壓側(cè)。然而，晶體管 MP1 和 Q1 現(xiàn)在提供了一個檢測電路，該電路在電池反接的情況下將停用 MN1。反接電池將 MP1 的源極升舉至高于其連接至充電器正端子的柵極。接著，MP1 的漏極通過 R1 將電流輸送至 Q1 的基極。然后，Q1 將 MN1 的柵極分流至地，防止充電電流在 MN1 中流動。R1 負(fù)責(zé)控制在反向檢測期間流到 Q1 的基極電流，而 R2 則在正常操作中為 Q1 的基極提供泄放。R3 賦予了 Q1 將 MN1 的柵極拉至地電位的權(quán)限。R3/R4 分壓器限制 MN1 柵極上的電壓，這樣?xùn)艠O電壓在反向電池?zé)岵灏纹陂g不必下降那么多。最壞情況是電池充電器已經(jīng)處于運行狀態(tài)、產(chǎn)生其恒定電壓電平，附聯(lián)了一個反接電池時。在這種情況下，必需盡可能快地關(guān)斷 MN1，以限制消耗高功率的時間。該電路帶有 R3 和 R4 的這一特殊版本最適合 12V 鉛酸電池應(yīng)用，但是在單節(jié)和兩節(jié)鋰離子電池產(chǎn)品等較低電壓應(yīng)用中，可以免除 R4。電容器 C1 提供了一個超快速充電泵，以在反向電池附聯(lián)期間下拉 MN1 的柵極電平。對于最差情形 (附聯(lián)一個反向電池時充電器已使能的狀況再次出現(xiàn))，C1 非常有用。

    該電路的缺點是需要額外的組件，R3/R4 分壓器在電池上產(chǎn)生了一個雖然很小、但卻是持續(xù)的負(fù)載。

   此類組件大多是纖巧的。MP1 和 Q1 不是功率器件，而且通?？刹捎?SOT23-3、SC70-3 或更小的封裝。MN1 應(yīng)具有非常優(yōu)良的導(dǎo)電性，因為它是傳輸器件，但是尺寸不必很大。由于它在深三極管區(qū)工作，并且得到了大幅的柵極強化，因此其功耗即使對于導(dǎo)電性中等的器件來說也很低。例如，100m? 以下的晶體管也經(jīng)常采用 SOT23-3 封裝。