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防止電源反接硬件電路大全
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-07-06 18:19:30
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防止電源反接硬件電路大全
防反接電路,在電子設(shè)計(jì)中非常重要,一個(gè)好的防反接電路,雖然只是增加了一點(diǎn)點(diǎn)元器件,卻可以很好的保護(hù)我們的后級(jí)電路,下面介紹4種常用簡(jiǎn)單的電路:
二極管防反接電路
防止電源反接
防止電源反接
原理我們一看就懂,利用二極管的單向?qū)щ娦?,?shí)現(xiàn)防反接功能,這種方法簡(jiǎn)單,安全可靠,成本也最低,但是輸出端會(huì)有0.7V左右的壓降,還有就是如果線路上的電流過(guò)大,比如有2A的電流,那么就會(huì)一直有1.4W的損耗,發(fā)熱也非常大,而且,如果反向電壓稍微偏大,并非完全截止,會(huì)有一個(gè)比較小的漏電流通過(guò),使用時(shí)需要留足余量。
PMOS管防反接電路
防止電源反接
上圖是PMOS接法的電路,這里簡(jiǎn)單的說(shuō)明原理,剛上電時(shí),MOS管的寄生二極管導(dǎo)通,S級(jí)電壓為VCC-0.6,G級(jí)為0,PMOS導(dǎo)通;當(dāng)電源反接時(shí),G級(jí)為高電平,不導(dǎo)通,保護(hù)后級(jí)。
實(shí)際應(yīng)用中PMOS 柵極與源級(jí)之間再加一個(gè)電阻比較好,這種辦法也有PMOS跟NMOS之分,都是利用MOS管的寄生二極管以及其導(dǎo)通性,不過(guò)NMOS的導(dǎo)通電阻比PMOS小,比PMOS會(huì)降低一丟丟功耗,不過(guò)還是很小很小了,如果算10毫歐的導(dǎo)通電阻,2A的電流才0.04W的功耗,是非常低了,電源反接后,MOS管就是斷路,可以很好的保護(hù)后級(jí)電路,這種方法也是應(yīng)用比較廣泛的一種電路,推薦使用,實(shí)際使用中可以使用NMOS。
整流橋防反接電路
防止電源反接
上圖是橋式整流電路,無(wú)論什么級(jí)性都能工作,但是導(dǎo)通之后會(huì)有兩個(gè)二極管的壓降,發(fā)熱了也是第一種方式的兩倍,有優(yōu)點(diǎn)但缺點(diǎn)也很明顯,除非是一些特殊的場(chǎng)合需要用到,否則不推薦使用。
保險(xiǎn)絲+穩(wěn)壓二極管防反接電路
防止電源反接
上圖是保險(xiǎn)絲+穩(wěn)壓二極管防反接電路(第四種方法來(lái)自CSDN博客,硬件工程師修煉之路),非常簡(jiǎn)單,既可以防止反接,又可以防止過(guò)壓,這個(gè)電路設(shè)計(jì)非常巧妙,下面介紹下其原理:
當(dāng)電源Vin接反時(shí),穩(wěn)壓二極管D1正向?qū)?,?fù)載的負(fù)壓為二極管的導(dǎo)通電壓Vf,Vf一般比較低,不會(huì)燒壞后級(jí)負(fù)載電路。同時(shí),Vin反接時(shí),D1正向?qū)?,電壓主要落在F1上,因此開始時(shí)電流會(huì)迅速上升,直至超過(guò)F1的熔斷電流,保險(xiǎn)絲F1熔斷,電源斷開,不會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而燒壞D1。
當(dāng)電源Vin輸入比較高時(shí)(比如大于穩(wěn)壓管的5.6V)。因?yàn)榉€(wěn)壓管D1存在,所以負(fù)載端獲得電源約為5.6V。那么F1上就會(huì)有比較大的電壓(Vin-5.6V),電流會(huì)上升比較快,直至F1熔斷,電路獲得保護(hù)。如此便實(shí)現(xiàn)了防過(guò)壓保護(hù)。
如此,便實(shí)現(xiàn)了防反接保護(hù)。需要注意幾點(diǎn):
1、保險(xiǎn)絲的選型,熔斷電流要大于后級(jí)負(fù)載正常的工作電流,電路正常使用時(shí)不能熔斷;保險(xiǎn)絲的選型,熔斷電流要大于后級(jí)負(fù)載正常的工作電流,在電路正常使用時(shí)不能熔斷。
2、穩(wěn)壓二極管的選型,穩(wěn)壓值要大于正常Vin的電源輸入(正常電源輸入時(shí)不能擊穿穩(wěn)壓),但是要小于后級(jí)能允許的最大輸入電壓(穩(wěn)壓值不能燒壞后級(jí)電路);
3、穩(wěn)壓二極管的最大允許電流+上電時(shí)負(fù)載電流>保險(xiǎn)絲的擊穿電流。因?yàn)槿绻粷M足此條件,在電源過(guò)壓輸入時(shí),在保險(xiǎn)絲擊穿之前,穩(wěn)壓管會(huì)因?yàn)橥ㄟ^(guò)的電流過(guò)大而燒壞;
4、反接電路時(shí)負(fù)壓Vf也需要考慮,Vf一般小于1.5V。后級(jí)電路應(yīng)能允許接入1.5V的負(fù)壓而不會(huì)燒壞;
5、此電路盡量應(yīng)用于功率比較小的電路中,小于500mW。
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