簡單的直流電源防反接技術(shù)
出處:面包板 發(fā)布于:2021-01-11 16:10:14
直流電源是PCB板的重要部分,直流電源有正、負兩個電極,當(dāng)兩個電極與電路連通后,能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差,從而在外電路中形成由正極到負極的電流。同時每個芯片都需要電源供給。芯片其實是挺脆弱的,只要正負接反得話,大多數(shù)就會掛掉,相信很多人都有慘痛經(jīng)歷,對于平常日用的一些產(chǎn)品,產(chǎn)品在進行設(shè)計時就會考慮這個問題,顧客只是簡單的利用插頭進行電源的連接,所以一般采用反插錯接頭,這是種簡單,低價而有效的方法。
但是,對于產(chǎn)品處于工廠生產(chǎn)階段,可能不便采用防差錯接頭,這可能就會造成由于生產(chǎn)人員的疏忽造成反接,帶來損失。所以給電路增加防接反電路有時還是有必要的,盡管增加了成本。
下面就說說常用的防接反電路:
1、 簡單的在電路中串入一只二極管
“圖1、二極管防反接技術(shù)”圖1、二極管防反接技術(shù)
“圖二、橋式防反接電路”圖二、橋式防反接電路
優(yōu)點:電路簡單,成本較低。適用于小電流,對成本要求比較嚴(yán)的產(chǎn)品。圖二則具有永遠正確的極性。
缺點:由于二極管的PN結(jié)在導(dǎo)通時,存在一個壓降,一般在0.7V以下。這個壓降就導(dǎo)致這種電路不適合應(yīng)用在電流較大的電路中,如果電路有10A的電流,那么二極管的功耗就是0.7*10=7W,發(fā)熱量還是很可觀的。特別是圖二,發(fā)熱量更是圖一的兩倍,在結(jié)構(gòu)緊湊空間有限的產(chǎn)品中,對產(chǎn)品的穩(wěn)定性或人的使用感受上影響還是比較大的。
2、利用了MOS管的開關(guān)特性
“圖3、NMOS防反接電路”圖3、NMOS防反接電路“圖4、NMOS防反接電路此處輸入圖片描述”圖4、NMOS防反接電路此處輸入圖片描述
由于功率MOS管的內(nèi)阻很小,現(xiàn)在 MOSFET Rds(on)已經(jīng)能夠做到毫歐級,功率MOS管的Rds(on)有20mΩ實際損耗很小,2A的電流,P=(2×2)×0.02=0.08W根本不用外加散熱片。解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。
極性反接保護將保護用場效應(yīng)管與被保護電路串聯(lián)連接。保護用場效應(yīng)管為PMOS場效應(yīng)管或NMOS場效應(yīng)管。一旦被保護電路的電源極性反接,保護用場效應(yīng)管會形成斷路,防止電流燒毀電路中的場效應(yīng)管元件,保護整體電路。
N溝道MOS管通過S管腳和D管腳串接于電源和負載之間,電阻R1為MOS管提供電壓偏置,利用MOS管的開關(guān)特性控制電路的導(dǎo)通和斷開,從而防止電源反接給負載帶來損壞。
注意原理:
3.1、正接時候,R1提供VGS電壓,MOS飽和導(dǎo)通。反接的時候分壓電阻無電流流過無法提供G極電壓,MOS不能導(dǎo)通,所以起到防反接作用。
3.2、對于電路中并聯(lián)在分壓電阻上的穩(wěn)壓二極管,因為場效應(yīng)管的輸入電阻是很高的,是一個壓控型器件,G極電壓要控制在20V內(nèi),過高的電壓脈沖會導(dǎo)致G極的擊穿,這個穩(wěn)壓二極管就是起一個保護場效應(yīng)管防止擊穿的作用。
3.3、對于并聯(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極的電壓是逐步建立起來的。對于并聯(lián)在場效應(yīng)管D與S之間的阻容串聯(lián)電路,阻容串聯(lián)電路一般用作脈沖吸收或延時。用在這里要視負載的情況而定,加了或許反而不好。畢竟這會導(dǎo)致在電源在反接的時候會有一個短暫的導(dǎo)通脈沖。
VZ1為穩(wěn)壓管防止柵源電壓過高擊穿mos管。NMOS管的導(dǎo)通電阻比PMOS的小, 好選NMOS。
NMOS管接在電源的負極,柵極高電平導(dǎo)通。
PMOS管接在電源的正極,柵極低電平導(dǎo)通
3、二極管加保險絲方式
“圖5、二極管加保險絲方式防反接”圖5、二極管加保險絲方式防反接
電源極性正確,電路正常工作時,由于負載的存在電流較小,二極管處于反向阻斷狀態(tài),保險絲不會被熔斷。
當(dāng)電源接反時,二極管導(dǎo)通,此時的電流比較大,就會將保險絲熔斷,從而切斷電源的供給,起到保護負載的作用。
優(yōu)點:保險絲的壓降很小,不存在發(fā)熱問題。成本不高。
缺點:一旦接反需要更換保險絲,操作比較麻煩。
?
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://www.udpf.com.cn,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- 直線電機工作原理與應(yīng)用全解析2025/9/12 9:44:24
- 詳解 BUCK 電路電感額定電流:選型要點與合適數(shù)值2025/9/4 16:05:09
- 運算放大器電源電壓抑制比(PSRR):關(guān)鍵參數(shù)揭秘與電路設(shè)計應(yīng)用2025/9/2 15:29:04
- 開關(guān)電源共模電感計算的奧秘2025/8/28 16:42:21
- RECOM RACPRO1 系列 AC/DC DIN 導(dǎo)軌電源在關(guān)鍵工業(yè)自動化的應(yīng)用2025/8/27 16:51:15