【電路精選】幾種防反接電路分享-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2022-06-22
一些電池供電的設備,工控類的一些現(xiàn)場終端設備等,在設計時都會有一個供電接口,對于這些需要直流供電的設備,在設計時一定需要考慮到其電源接反的情況,否則一但接反,有可能導致終端設備內部電路燒壞。對此需要設計防反接保護電路,本文主要講解通過二極管防反接保護電路和MOS管防反接保護電路。
常用二極管防反接保護電路設計主要有三種:二極管串聯(lián)型、二極管并聯(lián)型、整流橋型。
二極管串聯(lián)型防反接保護電路
普通二極管防反接保護電路
如上圖,通過電路中串聯(lián)一個二極管,來防止電路電源反接。如果電源供電反向接入,二極管反向截止不導通。從而起到保護電路的作用。
但是此電路有關缺點就是,二極管占用一定壓降,如果電路中電流過大會導致二極管耗電過多,導致二極管發(fā)熱量大。如果電路中電流有1A,二極管壓降為0.7V,那么這個二極管在電路中就消耗0.7W的功耗。
當然可以選用低壓降的二極管,比如肖特基二極管,可以減少一部分壓降,但是這個問題并沒有根本解決,隨著負載電路電流的增加,二極管消耗的功率也就越多。
肖特基二極管防反接保護電路
二極管并聯(lián)型防反接保護電路
二極管并聯(lián)型防反接保護電路
如上圖,通過在電路中并入二極管和串入一個自恢復保險來實現(xiàn)電路的防反接保護功能。
如果輸入電源正負接反,那么二極管導通,與自恢復保險絲構成回路,由于二極管導通,使得Vin被二極管鉗位在0.7V,這樣后級回路因為0.7V電壓太小,而無法實現(xiàn)供電。
另一方面這個回路就會形成很大的電流,從而使自恢復保險絲動作斷開電路。此電路的缺點就是需要一個自恢復保險絲,增加了電路成本。
整流橋型防反接保護電路
整流橋型防反接保護電路
如上圖,電路中接入整流橋,這樣輸入電路不管怎么接,都不會引起后級電路電源接反。
此電路的缺點就是需要消耗1.4V左右的二極管壓降。如果電路中電流過大,那么整流橋也會消耗過多的功率,導致其發(fā)熱。功率消耗過大。
Nmos防反接保護
上圖中是通過Nmos接入電路中實現(xiàn)防反接的功能。
其中,電源電壓接入正確時,由于MOS管中的寄生二極管的存在,從而使得MOS管的Vgs電壓為輸入電壓減去寄生二極管壓降電壓0.7V,這個電壓是大于MOS開關導通的閾值電壓,從而使MOS管導通,導通后相當于寄生二極管被MOS管導通短路,從而可以通過更大的電流。
當電源電壓接反時,NMOS不導通,MOS管是截止的。從而保護后級電路的安全,圖中的R5和LED2為,如果電源接入反向電壓,那么LED2指示電源接反。
R6和D6是為了確保電源接入正確時,更好的保證MOS管導通,如果省去穩(wěn)壓二極管D6,則有可能由于輸入電壓過高導致超過MOS管的Vgs最大值,從而容易使MOS管損耗。加入穩(wěn)壓管也是更好的保護MOS管。
Pmos防反接保護
上圖中是通過調節(jié)電阻R2和R3的分壓來開啟NMOS實現(xiàn)電路的防反接保護。這樣可以根據(jù)實際輸入電壓的多少,通過分壓電阻調節(jié)NMOS開關開啟電壓。
當電源接反時,指示燈亮,二極管D1將其分壓點的電壓鉗位在0.7V,從而使得NMOS不導通,后級電路斷開。
同樣的思路也可以使用Pmos實現(xiàn)電路的防反接保護功能。電路如上圖,這里保護過程和NMOS管差不多。
繼電器防反接保護
下面在給出一張通過繼電器保護反接電路。
從上圖中可以看出,只有電源正向接入時繼電器線圈得電,繼電器吸合,后級電路才會得電開始工作。
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