主要观点总结

本文主要介绍了汽车电源系统面临的挑战，包括汽车电池负载状态的不确定性以及电源线上可能出现的各种脉冲干扰。为解决这些问题，介绍了相关的测试标准和防反保护电路的类型。文章详细描述了防反保护电路的工作原理，包括串联肖特基二极管、在高边串联PMOS、在低边串联NMOS等三种基本类型，并分析了它们的优缺点。文章还介绍了MPQ5850-AEC1这款智能二极管控制芯片的特点和在防反保护电路中的应用。

关键观点总结

关键观点1: 汽车电源系统面临的挑战

包括负载状态的不确定性和电源线上可能出现的各种脉冲干扰，需要相应的解决方案来确保系统的稳定运行。

关键观点2: 相关的测试标准

为解决汽车电源线上可能存在的各种脉冲干扰，行业协会和主要汽车制造商已经制定了相关的测试标准，如ISO 7637-2和ISO 16750-2等。

关键观点3: 防反保护电路的类型和工作原理

包括串联肖特基二极管、在高边串联PMOS、在低边串联NMOS等三种基本类型。每种类型都有其优点和缺点，需要根据具体的应用场景选择合适的电路类型。

关键观点4: MPQ5850-AEC1智能二极管控制芯片的特点

可以替代肖特基二极管，驱动外部NMOS实现反向输入保护。该器件采用TSOT23-8封装，适合汽车冷启动条件，具有优秀的EMC性能。

正文

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防反保护电路

防反保护电路包括三种基本类型： 串联肖特基二极管、在高边串联 PMOS、 在低边串联 NMOS 。

串联肖特基二极管： 这种电路通常用于 2A 至 3A 之间的 小电流应用 ，其 电路简单且成本低，但功耗较大 。

在高边串联 PMOS ： 对于电流超过 3A 的应用，可以将PMOS 放置在高边。这种 驱动电路相对简单 ，但缺点是 PMOS 成本较高 。

当电源正接时，PMOS 沟道导通，管压降小，损耗和温升低。

当电源反接时，PMOS 沟道关断，寄生体二极管实现防反保护功能。

在低边串联 NMOS ： 这种电路需要在低边放置一个NMOS。简化的栅极驱动电路通常会采用高性价比的NMOS。该电路的功能类似于放置在高边的 PMOS。但是， 这种防反保护结构意味着电源地和负载地是分开的 ，这种结构在汽车电子产品设计中很少使用。

图 2 对这几种防反保护电路进行了总结。

图 2：防反保护电路的类型

在高边串联 PMOS

大多数传统的防反保护电路均采用 PMOS，其 栅极接电阻到地。如果输入端连接正向电压，则电流通过PMOS的体二极管流向负载端。如果正向电压超过 PMOS 的电压阈值，则通道导通 。这降低了 PMOS 的漏源电压 (VDS)，从而降低了功耗。栅极与源极之间通常会连接一个电压调节器，以防止栅源电压 (VGS) 出现过压情况，同时还可以保护 PMOS 在输入功率波动时不会被击穿。

但基本的PMOS 防反保护电路也有两个缺点： 系统待机电流大 和 存在反灌电流 。下面将对此进行详述。

系统待机电流较大

当PMOS 用于防反保护电路时， VGS  和保护电路（由齐纳二极管和限流电阻组成）周围会存在漏电流 。因此， 限流电阻(R) 会对整体待机功耗产生影响 。

限流电阻的取值不应太大 。一方面，普通稳压管的正常钳位电流基本为 mA 级，如果限流电阻过大，齐纳二极管不能可靠导通，钳位性能会明显降低，从而导致VGS  出现过压风险。另一方面，限流电阻太大意味着 PMOS 驱动电流较小，这会导致较慢的开/关过程。如果输入电压(VIN) 发生波动，PMOS 可能会长时间工作在线性区域（在该区域的 MOSFET 未完全导通），由此产生的高电阻会导致器件过热。

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