Защита от переполюсовки (P-MOSFET)
Защита питания от обратной полярности на P-канальном MOSFET: малые потери, стабилитрон затвора.
Как работает
Идея — заменить последовательный диод Шоттки (на котором при больших токах теряется 0,3–0,5 В и который греется) на P-канальный MOSFET с падением всего U = Iout·Rds(on). Транзистор включён истоком к плюсу входа, стоком к нагрузке. Резистор Rg притягивает затвор к земле: при правильной полярности Vgs = −Vin (отрицательное) — для P-канала это «открыт», ток идёт через низкоомный канал.
При обратной полярности потенциал истока опускается ниже земли, Vgs перестаёт быть отрицательным — MOSFET запирается; его собственный body-диод тоже под обратным смещением, и нагрузка полностью отключается. Стабилитрон Dz обязателен, если Vin может превысить допустимое Vgs(max) (обычно ±20 В): он ограничивает напряжение затвор-исток через Rg.
Типовые номиналы
| Элемент | Номинал | Примечание |
|---|---|---|
| Q1 | P-MOSFET (IRF4905, AO3401) | Vds ≥ 1,5·Vin, Rds(on) минимально |
| Rg | 10–100 кОм | затвор к земле; подтяжка для открытия |
| Dz | стабилитрон 12–15 В | G–S, катод к истоку; защита Vgs |
| Cin | 0,1–10 мкФ | по входу, сглаживание |
| Vin | 5–40 В | по применению |
Рассчитать номиналы онлайн
Пример: вход 12 В, нагрузка 5 А, P-MOSFET с Rds(on) = 18 мОм. Падение U = 0,09 В, потери P = I²·Rds = 0,45 Вт — против диода Шоттки U ≈ 0,4 В, P ≈ 2 Вт. Стабилитрон 15 В защитит затвор при скачке Vin.
Значения хранятся в ссылке — отправьте её коллеге или сохраните расчёт в браузере.