直流輸入電源防反接保護電路

2021-09-29 07:43:42 字數 1422 閱讀 7196

有一同事(實習生),沒什麼專案經驗。然後加工回來的線材直接就拿來除錯用了,結果加工線材電源線做反了。由於電路不加防反接保護電路的,一通電後直接炸電容。炸完後還一臉懵逼的在**看。(請忽略下圖)

下面就簡單介紹二極體和mos管防反接電路的優缺點:

第一種:二極體防反接保護電路(如下圖),利用二極體單嚮導通性來實現反接保護。

其優點是接法簡單可靠,只要串聯乙個二極體就可以了。但這樣二極體有0.7v的壓降,但是當輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。現以乙個快速恢復二極體舉例,其額定壓降為0.7v,其輸入額定電流為2a。那麼其功耗則為:pd=2a*0.7v=1.4w,另外這樣效率低,發熱量大,需要增加散熱器。

另外還可以用橋堆對輸入電源做整流,這樣輸入電源就永遠有正確的極性。如下圖,這樣不管輸入電源極性怎樣,都有兩個二極體導通,保證輸出極性的正確。但這樣的功耗是上面的2倍。即為2.8w。對於小功率的電路來說這已經是很大功耗了。因此不建議採用。

接下來介紹的是mos管防反接保護電路:

利用mos管的開關特性,控制電路的導通和關斷來實現防反接保護電路,由於功率mos管的內阻很小,現在 mosfet rds(on)已經能夠做到毫歐級。解決了上面提及的二極體電源防反接方案存在的壓降及功耗過大的問題。

將用場效電晶體與被保護電路串聯連線。保護用場效電晶體為p-mos場效電晶體或n-mos場效電晶體。

一旦被保護電路的電源極性反接,保護用場效電晶體會形成斷路,防止電流燒毀電路中的場效電晶體元件,保護整體電路。

具體n溝道mos管防反接保護電路電路如下圖示。

n溝道mos管通過s管腳和d管腳串接於電源和負載之間,電阻r1為mos管提供電壓偏置,利用mos管的開關特性控制電路的導通和斷開,從而防止電源反接給負載帶來損壞。正接時候,r1提供vgs電壓,mos飽和導通。

反接的時候mos不能導通,所以起到防反接作用。功率mos管的rds(on)只有20mω實際損耗很小,2a的電流,功耗為(2×2)×0.02=0.08w。根本不用外加散熱片。解決了現有採用二極體電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。

同樣,p溝道mos管與n-mos管原理一樣,大家可以嘗試去設計實現,這裡就不多做說明。

總結:n-mos管接在電源的負極,柵極高電平導通。p-mos管接在電源的正極,柵極低電平導通。但是,n-mos管的導通電阻比p-mos的小,所以最好選n-mos做防反接保護電路的mos管。

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1,通常情況下直流電源輸入防反接保護電路是利用二極體的單向導電性來實現防反接保護。如下圖1示 這種接法簡單可靠,但當輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。以輸入電流額定值達到2a,如選用onsemi的快速恢復二極體mur3020pt,額定管壓降為0.7v,那麼功耗至少也要達到 pd 2a 0.7v ...

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