DC 電源輸入防反接保護(hù)電路總結(jié)
發(fā)布時(shí)間:2024-07-22作者:admin點(diǎn)擊:219
電源的正負(fù)極一旦接反,就會(huì)導(dǎo)致很多電子元器件燒毀,其中主要的緣由是因?yàn)殡娏鬟^(guò)大導(dǎo)致器件被擊穿,因此實(shí)際應(yīng)用中必須采取防止接反的措施。
我們?cè)谠O(shè)計(jì)一些終端設(shè)備時(shí),比如一些電池供電的設(shè)備,工控類(lèi)的一些現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備等,這些設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)有一個(gè)供電接口,對(duì)于這些需要直流供電的設(shè)備,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)一定需要考慮到其電源接反的情況,否則一但接反,有可能導(dǎo)致終端設(shè)備內(nèi)部電路燒壞。對(duì)此我們需要設(shè)計(jì)防反接保護(hù)電路,這里就主要講解下通過(guò)二極管防反接保護(hù)電路和MOS管防反接保護(hù)電路。
二極管防反接保護(hù)
常用二極管防反接保護(hù)電路設(shè)計(jì)主要有三種:二極管串聯(lián)型、二極管并聯(lián)型、整流橋型。
二極管串聯(lián)型防反接保護(hù)電路
普通二極管防反接保護(hù)電路
如上圖,通過(guò)電路中串聯(lián)一個(gè)二極管,來(lái)防止電路電源反接。如果電源供電反向接入,二極管反向截止不導(dǎo)通。從而起到保護(hù)電路的作用。
但是此電路有關(guān)缺點(diǎn)就是,二極管占用一定壓降,如果電路中電流過(guò)大會(huì)導(dǎo)致二極管耗電過(guò)多,導(dǎo)致二極管發(fā)熱量大。如果電路中電流有1A,二極管壓降為0.7V,那么這個(gè)二極管在電路中就消耗0.7W的功耗。當(dāng)然可以選用低壓降的二極管,比如肖特基二極管,可以減少一部分壓降,但是這個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有根本解決,隨著負(fù)載電路電流的增加,二極管消耗的功率也就越多。
肖特基二極管防反接保護(hù)電路
二極管并聯(lián)型防反接保護(hù)電路
二極管并聯(lián)型防反接保護(hù)電路
如上圖,通過(guò)在電路中并入二極管和串入一個(gè)自恢復(fù)保險(xiǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的防反接保護(hù)功能。如果輸入電源正負(fù)接反,那么二極管導(dǎo)通,與自恢復(fù)保險(xiǎn)絲構(gòu)成回路,由于二極管導(dǎo)通,使得Vin被二極管鉗位在0.7V,這樣后級(jí)回路因?yàn)?.7V電壓太小,而無(wú)法實(shí)現(xiàn)供電。另一方面這個(gè)回路就會(huì)形成很大的電流,從而使自恢復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作斷開(kāi)電路。此電路的缺點(diǎn)就是需要一個(gè)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲,增加了電路成本。
整流橋型防反接保護(hù)電路
整流橋型防反接保護(hù)電路
如上圖,電路中接入整流橋,這樣輸入電路不管怎么接,都不會(huì)引起后級(jí)電路電源接反。此電路的缺點(diǎn)就是需要消耗1.4V左右的二極管壓降。如果電路中電流過(guò)大,那么整流橋也會(huì)消耗過(guò)多的功率,導(dǎo)致其發(fā)熱。功率消耗過(guò)大。
MOS管防反接保護(hù)
Nmos防反接保護(hù)
上圖中是通過(guò)Nmos接入電路中實(shí)現(xiàn)防反接的功能。其中,
電源電壓接入正確時(shí),由于MOS管中的寄生二極管的存在,從而使得MOS管的Vgs電壓為輸入電壓減去寄生二極管壓降電壓0.7V,這個(gè)電壓是大于MOS開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的閾值電壓,從而使MOS管導(dǎo)通,導(dǎo)通后相當(dāng)于寄生二極管被MOS管導(dǎo)通短路,從而可以通過(guò)更大的電流。
當(dāng)電源電壓接反時(shí),NMOS不導(dǎo)通,MOS管是截止的。從而保護(hù)后級(jí)電路的安全,圖中的R5和LED2為,如果電源接入反向電壓,那么LED2指示電源接反。R6和D6是為了確保電源接入正確時(shí),更好的保證MOS管導(dǎo)通,如果省去穩(wěn)壓二極管D6,則有可能由于輸入電壓過(guò)高導(dǎo)致超過(guò)MOS管的Vgs最大值,從而容易使MOS管損耗。加入穩(wěn)壓管也是更好的保護(hù)MOS管。
Pmos防反接保護(hù)
上圖中是通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R2和R3的分壓來(lái)開(kāi)啟NMOS實(shí)現(xiàn)電路的防反接保護(hù)。這樣可以根據(jù)實(shí)際輸入電壓的多少,通過(guò)分壓電阻調(diào)節(jié)NMOS開(kāi)關(guān)開(kāi)啟電壓。當(dāng)電源接反時(shí),指示燈亮,二極管D1將其分壓點(diǎn)的電壓鉗位在0.7V,從而使得NMOS不導(dǎo)通,后級(jí)電路斷開(kāi)。
同樣的思路也可以使用Pmos實(shí)現(xiàn)電路的防反接保護(hù)功能。電路如上圖,這里保護(hù)過(guò)程和NMOS管差不多,這里就不再做詳細(xì)介紹,不清楚的朋友可以一起討論交流。
繼電器防反接保護(hù)
下面在給出一張通過(guò)繼電器保護(hù)反接電路。
從上圖中可以看出,只有電源正向接入時(shí)繼電器線圈得電,繼電器吸合,后級(jí)電路才會(huì)得電開(kāi)始工作。