電源防反接,應(yīng)該是很多電路場(chǎng)景下都會(huì)采取到此系列得設(shè)計(jì)。
前幾日,在做單板驗(yàn)證時(shí),在接上假電池然后電源供電時(shí),一不小心將假電池的正負(fù)極與供電電源的輸入輸出接反了,導(dǎo)致單板燒壞,瞬間一縷青煙飄蕩在我的座位上。由于我們的產(chǎn)品用的是真電池,所以不會(huì)存在反接的情況,更不存在電源防反接的設(shè)計(jì),但是處于調(diào)試驗(yàn)證階段,真電池有限,所以采用的是假電池,于是乎,,,一不下心出現(xiàn)了上述情況。
基于此問(wèn)題,今天,我還是想簡(jiǎn)單的整理一下,在一些電路中,為防電源反接所采取的電路措施,相關(guān)文章推薦:防反接常用單元電路,收藏了。
在電源的輸入端,串聯(lián)一個(gè)正向二極管,其主要利用了二極管的正向?qū)ǎ聪蚪刂沟奶匦浴?/p>
在電路接入正常時(shí),二極管是導(dǎo)通的,電路可以正常工作。
在電源接反時(shí),二極管截止,電源無(wú)法形成回路,電路板無(wú)法正常工作,可以有效的防止反接帶來(lái)的危害。
但是需要注意的是,二極管存在壓降。其中硅材料的二極管壓降一般為0.7V。鍺材料的二極管壓降一般為0.3V。
使用橋式整流電路防反接保護(hù)電路
使用橋式整流電路,無(wú)論電源正接還是反接,電路都能正常的工作。
但存在和第一種方法一樣的問(wèn)題,二極管存在壓降,會(huì)導(dǎo)致后級(jí)電路的輸入電壓小于電源電壓。
使用MOS管進(jìn)行防反接電路的保護(hù)
MOS管存在導(dǎo)通阻抗,即RDS(on)-漏極/源極間的導(dǎo)通阻抗。所以在進(jìn)行該類電路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)選擇導(dǎo)通阻抗較小的MOS管。一般在幾毫歐或者幾十毫歐左右。此時(shí)存在的壓降極小,可以忽略不計(jì),相關(guān)文章:深入了解MOSFET的工作原理。
NMOS防護(hù)
在上電的瞬間,MOS管的寄生二極管導(dǎo)通,系統(tǒng)構(gòu)成回路。源極電壓大概為0.6V.此時(shí)柵極的電壓為Vbat,MOS管的開(kāi)啟電壓Vgs=Vbat-0.6。只要大于規(guī)格書(shū)的標(biāo)準(zhǔn),DS即可導(dǎo)通,此時(shí)MOS管的寄生二極管被短路,系統(tǒng)通過(guò)MOS管的DS產(chǎn)生回路。
若電源反接,NMOS管導(dǎo)通電壓為0,NMOS截止,寄生二極管反接,電路出于斷開(kāi)狀態(tài),無(wú)法形成回路。
PMOS防護(hù)
同上述類似,在上電瞬間,MOS管的寄生二極管導(dǎo)通,系統(tǒng)構(gòu)成回路,源極電壓為Vbat-0.6V,然而柵極電壓為0,MOS管的開(kāi)啟電壓為Ugs=0-(Vbat-0.6),柵極為低電平,PMOS,導(dǎo)通,寄生二極管被短路,系統(tǒng)通過(guò)PMOS的ds接入形成回路。
若電源接反,NMOS的導(dǎo)通電壓大于0V,PMOS截止,寄生二極管反接,電路斷開(kāi),從而形成保護(hù)。
其中,NMOS串接到負(fù)極,PMOS串接到正極,寄生二極管朝向正確的電流流經(jīng)的方向。
NMOS,電流從D極流入S極流出。PMOS則是,S極流入D極流出。
實(shí)際應(yīng)用中,G極一般還要串接一個(gè)電阻,為了防止MOS管被擊穿,也可以加上一個(gè)穩(wěn)壓二極管。并聯(lián)在分壓電阻上的電容,有一個(gè)軟啟動(dòng)的作用。在電流開(kāi)始流過(guò)的瞬間,電容充電,G極電壓逐步建立起來(lái)。
對(duì)于PMOS,相比于NMOS導(dǎo)通需要Vgs大于閾值電壓,由于其開(kāi)啟電壓可以為0,DS之間的壓差不大,比NMOS更具備優(yōu)勢(shì)。
原文標(biāo)題:電源正負(fù)極防反接保護(hù)電路
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