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我們在設計一些終端設備時，比如一些電池供電的設備，工控類的一些現(xiàn)場終端設備等，這些設備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，我們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(nèi)部電路燒壞。對此我們需要設計防反接保護電路，這里就主要講解下通過二極管防反接保護電路和MOS管防反接保護電路，最后再給出一張通過繼電器保護反接電路。 二極管防反接保護 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。
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(guān)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。
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(gòu)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。
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。 MOS管防反接保護
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(guān)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。 上圖中是通過調(diào)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(diào)節(jié)NMOS開關(guān)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，這里就不再做詳細介紹，不清楚的朋友可以一起討論交流。 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。 那么你們還有其他的防反擊保護電路嗎？歡迎一起討論。 歡迎點贊、收藏、評論、轉(zhuǎn)發(fā)、關(guān)注。關(guān)注我頭條號：單片機嵌入式愛好者。更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容與你分享! 最后再付上一個原理講解的視頻 |
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