在電源設(shè)計(jì)中，“倒灌”幾乎是一個(gè)繞不開的問題。
無論是電池供電、適配器切換，還是多路電源冗余系統(tǒng)，一旦電壓關(guān)系處理不當(dāng)，能量就可能沿著非預(yù)期路徑反向流動(dòng)，輕則效率下降，重則損壞器件。

很多工程師一開始會(huì)選擇最直觀的方式——二極管。但在實(shí)際應(yīng)用中，二極管方案很快就會(huì)暴露出問題：壓降大、發(fā)熱高、效率低，在低壓或大電流場(chǎng)景下尤為明顯。

這也是為什么在近年的電源設(shè)計(jì)中，“雙 MOS 防倒灌”逐漸成為主流方案。

單 MOS 為什么不夠？

從原理上看，MOS 管本身是帶體二極管的。
當(dāng)電流方向發(fā)生變化時(shí)，這個(gè)體二極管往往會(huì)先導(dǎo)通，從而產(chǎn)生不可控的反向電流。

在一些輕載或?qū)π什幻舾械膱?chǎng)合，單 MOS 還能“勉強(qiáng)可用”。但一旦進(jìn)入以下場(chǎng)景，問題就會(huì)被放大：

電池與外部電源頻繁切換

多電源并聯(lián)或熱插拔

儲(chǔ)能系統(tǒng)中存在回饋能量

低壓大電流供電鏈路

這時(shí)，單 MOS 對(duì)倒灌的抑制能力就明顯不足。

雙 MOS 的核心價(jià)值：把“方向”控制住

所謂“雙 MOS”，本質(zhì)上是將兩只 MOS 管以背靠背的方式連接，使體二極管方向相互抵消。

這樣做的直接結(jié)果是：
無論電壓從哪個(gè)方向出現(xiàn)，體二極管都無法形成有效導(dǎo)通路徑。

真正的導(dǎo)通與關(guān)斷，只由 MOS 的柵極控制決定，而不是被動(dòng)地“順著體二極管走”。這讓系統(tǒng)第一次真正具備了“電流方向可控”的能力。

從工程角度看，這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)樗央娫葱袨閺摹捌骷匀唤Y(jié)果”，變成了“設(shè)計(jì)可控結(jié)果”。

為什么新能源與儲(chǔ)能系統(tǒng)更依賴雙 MOS？

在新能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)中，倒灌問題更為復(fù)雜。

比如在儲(chǔ)能系統(tǒng)里，電池既是負(fù)載，也是能量源；
在某些工作狀態(tài)下，能量會(huì)被主動(dòng)回饋到母線；
如果電源路徑設(shè)計(jì)不清晰，倒灌并不是“異常”，而是“必然”。

雙 MOS 方案的優(yōu)勢(shì)，在這些場(chǎng)景中會(huì)被放大體現(xiàn)出來：

降低能量回流對(duì)上游電源的沖擊

減少無效損耗，提高系統(tǒng)效率

提升電源切換過程中的穩(wěn)定性

降低異常工況下的失效風(fēng)險(xiǎn)

也正是在這些復(fù)雜應(yīng)用中，工程師開始更加重視電流路徑是否“可被感知與約束”。

防倒灌設(shè)計(jì)，正在與電流感知結(jié)合

一個(gè)容易被忽視的趨勢(shì)是：
防倒灌設(shè)計(jì)，正在從“被動(dòng)結(jié)構(gòu)”，走向“主動(dòng)感知”。

在一些系統(tǒng)中，單純依靠雙 MOS 還不夠，設(shè)計(jì)者開始引入電流檢測(cè)，用于判斷是否存在異?；亓?、沖擊電流或能量反向趨勢(shì)。

當(dāng)防倒灌結(jié)構(gòu)與電流感知結(jié)合后，系統(tǒng)就不僅是“擋住”，而是能夠識(shí)別、判斷、響應(yīng)。

這也是為什么在高可靠性電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電力電子設(shè)備中，電流測(cè)量與電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越緊密地綁定在一起。

寫在最后

雙 MOS 并不是“更高級(jí)的元器件選擇”，而是一種對(duì)系統(tǒng)行為負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)思路。
當(dāng)電源系統(tǒng)越來越復(fù)雜，能量流動(dòng)越來越多向時(shí)，設(shè)計(jì)者需要的不是“湊合能用”，而是“路徑清晰、行為可控”。

防倒灌，從來不只是一個(gè)器件問題，而是系統(tǒng)理解能力的體現(xiàn)。

審核編輯 黃宇