
在基于单个MOSFET拓扑的负载开关只能单向阻断电流流动,由于MOSFET内部有一个体二极管,如果发生反向电流,其作用就如同一个导通的二极管。但在某些应用场景中,如电池驱动系统,我们需要双向阻断电流,以防止电池在充电器连接器侧出现短路等故障时放电,或在电缆和交流适配器出现电气时放电。为此,我们需要更全面的负载开关设计。
关于反向电流保护,我们可以采用共漏极或共源极配置的MOSFET来实现。不同于单向阻断的负载开关,这种设计能应对双向电流阻断的需求。为了实现这一功能,通常会使用两个MOSFET以相反极性串联。当其中一个MOSFET处于关闭状态时,其体二极管可以阻断反向电流。这种设计允许我们创建出两种具有反向驱动保护功能的负载开关拓扑:共漏极和共源极。对于共漏极拓扑而言,我们通常通过双NMOS或双PMOS实现高边负载开关。这两种开关都需要一个高于Vin的HV_Ctrl驱动来控制。需要注意的是,为了确保两个MOSFET能够同步工作,避免不一致导致的振荡问题,我们在选型和使用时应尽量保证两个MOS型号的一致性。关于反向电流保护共源极负载开关和共漏极设计类似,只不过是在访问MOSFET之间的源极连接来实现反向电流保护。至于低边开关为何不需要反向电流保护的问题,原因在于低边开关断开的是负载与地面之间的连接,自然不会产生反向电流的问题。至此我们已经知道,采用这种双MOS设计的负载开关能有效解决正向和反向电流泄漏的问题。在选择和设计过程中应仔细计算考量以确保设备的性能和安全性满足要求。
