我們?cè)谠O(shè)計(jì)一些終端設(shè)備時(shí)，比如一些電池供電的設(shè)備，工控類的一些現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備等，這些設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)有一個(gè)供電接口，對(duì)于這些需要直流供電的設(shè)備，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)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(dǎo)致終端設(shè)備內(nèi)部電路燒壞。對(duì)此我們需要設(shè)計(jì)防反接保護(hù)電路，這里就主要講解下通過(guò)二極管防反接保護(hù)電路和MOS管防反接保護(hù)電路。
二極管防反接保護(hù)
常用二極管防反接保護(hù)電路設(shè)計(jì)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(hù)電路
直流電源輸入防反接保護(hù)電路總結(jié)
普通二極管防反接保護(hù)電路
如上圖，通過(guò)電路中串聯(lián)一個(gè)二極管，來(lái)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(dǎo)通。從而起到保護(hù)電路的作用。
但是此電路有關(guān)缺點(diǎn)就是，二極管占用一定壓降，如果電路中電流過(guò)大會(huì)導(dǎo)致二極管耗電過(guò)多，導(dǎo)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(gè)二極管在電路中就消耗0.7W的功耗。當(dāng)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(gè)問(wèn)題并沒(méi)有根本解決，隨著負(fù)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(hù)電路
二極管并聯(lián)型防反接保護(hù)電路
二極管并聯(lián)型防反接保護(hù)電路
如上圖，通過(guò)在電路中并入二極管和串入一個(gè)自恢復(fù)保險(xiǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的防反接保護(hù)功能。如果輸入電源正負(fù)接反，那么二極管導(dǎo)通，與自恢復(fù)保險(xiǎn)絲構(gòu)成回路，由于二極管導(dǎo)通，使得Vin被二極管鉗位在0.7V，這樣后級(jí)回路因?yàn)?.7V電壓太小，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)供電。另一方面這個(gè)回路就會(huì)形成很大的電流，從而使自恢復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作斷開(kāi)電路。此電路的缺點(diǎn)就是需要一個(gè)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，增加了電路成本。
整流橋型防反接保護(hù)電路
整流橋型防反接保護(hù)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(huì)引起后級(jí)電路電源接反。此電路的缺點(diǎn)就是需要消耗1.4V左右的二極管壓降。如果電路中電流過(guò)大，那么整流橋也會(huì)消耗過(guò)多的功率，導(dǎo)致其發(fā)熱。功率消耗過(guò)大。
MOS管防反接保護(hù)
上圖中是通過(guò)Nmos接入電路中實(shí)現(xiàn)防反接的功能。其中，
電源電壓接入正確時(shí)，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(gè)電壓是大于MOS開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的閾值電壓，從而使MOS管導(dǎo)通，導(dǎo)通后相當(dāng)于寄生二極管被MOS管導(dǎo)通短路，從而可以通過(guò)更大的電流。
當(dāng)電源電壓接反時(shí)，NMOS不導(dǎo)通，MOS管是截止的。從而保護(hù)后級(jí)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(shí)，更好的保證MOS管導(dǎo)通，如果省去穩(wěn)壓二極管D6，則有可能由于輸入電壓過(guò)高導(dǎo)致超過(guò)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(hù)MOS管。
上圖中是通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R2和R3的分壓來(lái)開(kāi)啟NMOS實(shí)現(xiàn)電路的防反接保護(hù)。這樣可以根據(jù)實(shí)際輸入電壓的多少，通過(guò)分壓電阻調(diào)節(jié)NMOS開(kāi)關(guān)開(kāi)啟電壓。當(dāng)電源接反時(shí)，指示燈亮，二極管D1將其分壓點(diǎn)的電壓鉗位在0.7V,從而使得NMOS不導(dǎo)通，后級(jí)電路斷開(kāi)。
同樣的思路也可以使用Pmos實(shí)現(xiàn)電路的防反接保護(hù)功能。電路如上圖，這里保護(hù)過(guò)程和NMOS管差不多，這里就不再做詳細(xì)介紹.
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