Protection inversion de polarité de batterie

[benji54]

Bonjour à tous,
J'essaye de comprendre un bout de circuit utilisé pour protéger l'entrée d'un DC/DC 40V input/5V output. Le LT4363 High Voltage Surge Stopper with Current Limit est utilisé pour stopper un over voltage à l'entrée (Vin 8-40V) et il peut aussi limiter le courant.
https://www.analog.com/media/en/tech...ets/4363fb.pdf
Maintenant dans les schemas d'application du datasheet il y a un morceau pour le reverse input:



Il y a plusieurs choses que je ne comprend pas:

1. En cas de d'inversement de la batterie, le courant va passer dans R6 puis D2 pour arriver sur la Base de Q3, Q3 va conduire? C'est quoi le but?
2. J'arrive pas a comprendre aussi l'utilisation de Q1. En utilisation normale le courant passe dans le NMOS Q1 via la diode, pour fermer Q1 il faudrait que sa gate soit supérieure à la source donc la pin 4 GATE supérieure à l'entrée In, ce qui peut pas arriver avec un VCC branché èa In_Protected?!?

Merci ;D
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[invite03481543]

Q3 est un NPN, il va en effet conduire et Q1 sera définitivement bloqué tant que l'inversion sera présente.
La commande gate va générer une tension suffisante pour les 2 MOS en tête-bêche montés en high-side (Vg+10V par exemple).
La diode de body et l'agencement des 2 MOS permet de bloquer tout courant de manière bidirectionnelle lorsque la commande gate est à 0.

[invite03481543]

ce qui peut pas arriver avec un VCC branché à In_Protected?!?

Vcc est branché à In_Protected, puisque en cas d'inversion Vcc du circuit ne risque rien.
Bien comprendre que sur la sortie "gate" celle-ci sortira une tension supérieure d'environ 10V à la patte SNS, tension issue d'une pompe de charge.

[benji54]

Q3 est un NPN, il va en effet conduire et Q1 sera définitivement bloqué tant que l'inversion sera présente.
La commande gate va générer une tension suffisante pour les 2 MOS en tête-bêche montés en high-side (Vg+10V par exemple).
La diode de body et l'agencement des 2 MOS permet de bloquer tout courant de manière bidirectionnelle lorsque la commande gate est à 0.

Ok merci c'est plus clair donc on est d'accord que c'est la body diode de Q1 qui bloque le courant en cas d'inversion de polarité de Vin?

Il me reste deux derrieres choses à comprendre, en fonctionnement normale on veut fermer Q1 (pour limiter les pertes dans la diode), comment Q1 est capable d'etre fermé? Si la pin Gate est environ 10V de plus que SNS ca veut pas forcement dire que le Vgs de Q1 est supérieur a son threshold?!?

Deuxieme chose, en cas d'overvoltage, la pin GATE est régulée pour avoir 1.275V sur la pin SNS, ca veut dire que lorsque il y a un overvoltage le MOS Q2 est utilisé dans un régime linéaire?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite03481543]

En cas d'inversion le - sera en In donc la diode sera bloquée.

Si la pin SNS vaut 10V de plus que SNS, qui est au potentiel de la source, alors le MOS conduit.
En cas d'overvoltage il semblerait que ce circuit supervise selon la tension aux bornes des MOS, à l'aide d'un timer qui désactivera le MOS d'autant plus vite que la tension est grande.
Si la surtension est courte alors le MOS fonctionnera en effet en linéaire mais un bref instant.
Il faudra juste que le SOA du MOS soit analysé et bien choisi selon l'application, pour être certain qu'il n'y ait pas d'ennui.

[benji54]

Mais comment les deux MOS peuvent conduire en sachant que In>In_Protected>Out_reg la pin Gate peut pas être superieur à In et à Out_reg, je me trompe?

Merci

[invite03481543]

Oui tu te trompes, gate est pilotée par une pompe de charge, dont le rôle est de générer une tension supérieure à la tension de source de 10V environ.

[benji54]

Super merci, et un dernier truc, est que le NPN est vraiment necessaire pour clamper la gate a la source en cas d'inversion de polarité? Imaginons qu'on a pas le NPN, dans quel cas le courant pourrait retourner au In?

[invite03481543]

Oui il est même indispensable.
Il bloque l'action du MOS en entrée.
Le fait que seuls D2 et Q3 soient actifs, limite à moins de 2V la tension vue par le reste du circuit et le MOS étant bloqué la diode de body fait son effet pour isoler le reste en aval.
Le principe est d'éviter de mettre ordinairement une simple diode schottky pour protéger de l'inversion de polarité, diode qui en temps normal va consommer une puissance inutile.

[benji54]

Okay merci beaucoup