天天看點

直流電源防反接電路設計

目錄

1、二極管防反接電路

2、橋式整流管防反接電路

3、MOS管防反接電路

電子産品裝置在使用的過程中最容易且最緻命的一個錯誤操作就是:正負極接反,運氣好沒啥大事,通常輕則燒毀電源電路器件,重則燒毀MCU、昂貴的核心元器件。

本篇博文将分享幾種常用的防反接電源電路設計,希望可以幫助到各位朋友。

通常情況,直流電源防反接保護電路最簡單節省成本的方式就是利用二極管的單向導電性來實作防反接保護,如下圖所示:

直流電源防反接電路設計

這種方式簡單可靠,成本低,但是不适合低電壓和大電流。

二極管具有正向電壓降,壓降範圍為0.7V~3V,對于低電壓而言可能不适用,分壓後可能導緻負載電壓不夠。

二極管的耐壓很高,但是過電流能力有限,當輸入大電流的情況下功耗影響非常大,若輸入電流額定值達到3A,一般二極管壓降為0.7V,那麼功耗至少也要達到:Pd=3A×0.7V=2.1W,損耗這麼大,這樣效率必定低,且發熱量大,要加散熱器。這就不劃不來了。 是以這種隻能用在小電流,要求不高的電路中。

橋式整流管是由4個二極管組成,不論輸入電源正負怎麼接,輸出極性都是正常的,如下圖所示:

直流電源防反接電路設計

橋式整流同時有兩個二極管導通,不再對電源的極性有要求,實作了電源的任意接法,這時最大的優點,但是功耗是單個二極管防反接電路的2倍。若當輸入電流為3A時,Pd=3A×0.7V×2=4.2W,更要加散熱片了。成本更高,不實用。

MOS管是一種壓控型的半導體器件,可以分為P-MOS和N-MOS,其内阻很小(壓降小),可利用其開關特性,控制電路的導通和斷開來設計防反接保護電路。

P-MOS管防反接電路的導通條件是栅極和源極之間的電壓VGS<0時導通,否則截止,利用P-MOS管防電源反接時,P-MOS管接在高側,即靠近電源正極一側,如下所示:

直流電源防反接電路設計

N-MOS管防反接電路的導通條件是栅極和源極之間的電壓VGS>0時導通,否則截止,利用N-MOS管防電源反接時,N-MOS管接在低側,即靠近電源負極一側,如下所示:

直流電源防反接電路設計

與P-MOS管相比,N-MOS管導通電阻小且價格相對更便宜,最好選N-MOS管。