電源防反接,應(yīng)該是很多電路場景下都會采取到此系列得設(shè)計。
前幾日,在做單板驗證時,在接上假電池然后電源供電時,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,所以不會存在反接的情況,更不存在電源防反接的設(shè)計,但是處于調(diào)試驗證階段,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。
基于此問題,今天,我還是想簡單的整理一下,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)一個正向二極管,其主要利用了二極管的正向?qū)?,反向截止的特性?/p>
在電路接入正常時,二極管是導(dǎo)通的,電路可以正常工作。
在電源接反時,二極管截止,電源無法形成回路,電路板無法正常工作,可以有效的防止反接帶來的危害。
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電路
使用橋式整流電路,無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題,二極管存在壓降,會導(dǎo)致后級電路的輸入電壓小于電源電壓。
使用MOS管進行防反接電路的保護
MOS管存在導(dǎo)通阻抗,即RDS(on)-漏極/源極間的導(dǎo)通阻抗。所以在進行該類電路設(shè)計時,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。此時存在的壓降極小,可以忽略不計,相關(guān)文章:深入了解MOSFET的工作原理。
NMOS防護
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.此時柵極的電壓為Vbat,MOS管的開啟電壓Vgs=Vbat-0.6。只要大于規(guī)格書的標(biāo)準(zhǔn),DS即可導(dǎo)通,此時MOS管的寄生二極管被短路,系統(tǒng)通過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,電路出于斷開狀態(tài),無法形成回路。
PMOS防護
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,從而形成保護。
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。
實際應(yīng)用中,G極一般還要串接一個電阻,為了防止MOS管被擊穿,也可以加上一個穩(wěn)壓二極管。并聯(lián)在分壓電阻上的電容,有一個軟啟動的作用。在電流開始流過的瞬間,電容充電,G極電壓逐步建立起來。
對于PMOS,相比于NMOS導(dǎo)通需要Vgs大于閾值電壓,由于其開啟電壓可以為0,DS之間的壓差不大,比NMOS更具備優(yōu)勢。
原文標(biāo)題:電源正負(fù)極防反接保護電路
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