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为什么要加防反接电路?几种常用的防反接电路设计

电子设备接入电源最怕的就是正负极接反了。若没有防反接电路那就不知会发生什么情况了 元件损坏那是肯定的了。所以一般电路都会加反接电路如下介绍几种常用电路。

1、利用一个二极管防反接电路

通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如图1所示

为什么要加防反接电路?几种常用的防反接电路设计

这种接法简单可靠成本低但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。若输入电流额定值达到3A,一般二极管压降为0.7V那么功耗至少也要达到Pd=3A×0.7V=2.1W损耗这么大这样效率必定低且发热量大要加散热器。这就不划不来了。 所以这种只能用在小电流要求不高的电路中。

2、利用桥式整流管做防反接电路

利用二极管桥对输入做整流这样电路就永远有正确的极性。如图2电路

为什么要加防反接电路?几种常用的防反接电路设计

4个二极管组成的桥式整流器不论输入电源正负怎么接输出极性都是正常的。原理与方法1一样都是利用二极管的单向导通性但桥式整流同时有两个二极管导通所以功耗是图1的两倍。当输入电流为3A时Pd=3A×0.7V×2=4.2W更要加散热片了。这成本更高不实用。

3、MOS管型防反接保护电路

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。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管防反接保护电路电路如图3示

为什么要加防反接电路?几种常用的防反接电路设计

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3A的电流功耗为(3×3)×0.02=0.18W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。

P沟道MOS管防反接保护电路电路如图4示

为什么要加防反接电路?几种常用的防反接电路设计

因为NMOS管的导通电阻比PMOS的小且价格相对更便宜最好选NMOS。