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一些常用的电源极性防接反保护电路

归档日期:07-07       文本归类:反突防      文章编辑:爱尚语录

  一些常用的电源极性防接反保护电路_工程科技_专业资料。一些常用的电源极性防接反保护电路: 串接二极管 在电源输入接口处串接整流二极管是最为简单有效的解决方案,其优点是电路 简单和成本低廉,只需要一枚二极管。但缺点是二极管有一定的压降(一般整 流二极管的

  一些常用的电源极性防接反保护电路: 串接二极管 在电源输入接口处串接整流二极管是最为简单有效的解决方案,其优点是电路 简单和成本低廉,只需要一枚二极管。但缺点是二极管有一定的压降(一般整 流二极管的压降为 0.8V),不适合输入电压比较低的应用场合,而且电流很大 时损耗也很大(发热),另外,输入电压反接时,由于二极管是截止的,电路 系统是不工作的。 当然,我们也可以采用肖特基二极管,肖特基二极管具有较低的电压降(通常 约为 0.6V)。但是使用肖特基时存在一个潜在的问题。 它们具有更多的反向 电流泄漏,因此它们可能无法提供足够的保护,尽量避免使用肖特基二极管进 行反向保护。 为了简化保护电路并降低二极管的损耗,可以直接在电路系统的输入直流供电 电源两端反向并联一个二极管,如下图所示: 这样当外接电源反接时,二极管就被击穿了,从而保护电路模块中更为贵重的 元器件,而二极管的成本还不到一毛钱,维修的时候直接更换一个就可以,当 然,这样依然会造成电路板需要维修问题,为了提高可靠性,可以在二极管前 面再串一个自恢复保险,当输入电压极性反向时,自恢复保险流过的电流过大 将会熔断,避免了保护二极管的烧毁,当然,自恢复保险熔断需要一定的响应 实现,大概 100ms 左右,这时候二极管本身存在过电流损坏的风险,所有这 里最好选择功率二极管。 桥式整流器 既然串接二极管在电源极性接反时,由于二极管是截止的,电路系统是不工作 的,可以采用桥式整流器,这样不论什么极性都可以正常工作,但是有两个二 极管导通,功耗是单一整流二极管的两倍. 增强型 NMOS 管保护电路 该方法利用了 MOS 管的开关特性,控制电路的导通和断开来设计防反接保护 电路,由于功率 MOS 管的内阻很小,现在 MOSFET Rds(on)已经能够做 到毫欧级,解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问 题。 极性反接保护将保护用场效应管与被保护电路串联连接。保护用场效应管为 PMOS 场效应管或 NMOS 场效应管。若为 PMOS,其栅极和源极分别连接被 保护电路的接地端和电源端,其漏极连接被保护电路中 PMOS 元件的衬底。若 是 NMOS,其栅极和源极分别连接被保护电路的电源端和接地端,其漏极连接 被保护电路中 NMOS 元件的衬底。一旦被保护电路的电源极性反接,保护用 场效应管会形成断路,防止电流烧毁电路中的场效应管元件,保护整体电路。 N 沟道 MOS 管通过 S 管脚和 D 管脚串接于电源和负载之间, 电阻 R1 为 MOS 管提供电压偏置,利用 MOS 管的开关特性控制电路的导通和断开,从而防止 电源反接给负载带来损坏。正接时候,R1 提供 VGS 电压,MOS 饱和导通。反 接的时候 MOS 不能导通,所以起到防反接作用。功率 MOS 管的 Rds(on) 只有 20mΩ实际损耗很小,2A 的电流,功耗为(2×2)×0.02=0.08W 根本不 用外加散热片。解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大 的问题。 VZ1 为稳压管防止栅源电压过高击穿 MOS 管。 NMOS 管的导通电阻比 PMOS 的小,最好选 NMOS。

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