转载:几种常见电源防反接设计

本文转自:【木木9026】
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几种常见电源防反接设计

1.二极管防反接设计

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单个二极管串联到电源输入端,防反接电路原理是利用二极管的单向导电性,正向导通,反向截止。当电源接反时,二极管不导通,不会损坏任何器件。但是这个电路有一个缺陷,正常工作时候,我们要考虑在二极管上产生的0.7V的电压降,有时会达到1V左右。对供电电压有严格要求的电路,就不推荐使用,0.7V的电压降可能会导致电路不工作。(选择二极管的时候要注意选择压降小的肖特基二极管)
缺点: 这个电路缺点会有损耗,损耗功率是P=I*VF(D1的导通压降的大小).

2.保险丝+并联二极管防反接设计

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这种防反接的原理也是利用二极管的单向导电性。当电源正常接入时,二极管不工作,电流通过保险丝流入电路,当电源反接后,二极管瞬间导通,电源正负极近似短路。此时,短路产生的短路电流将保险丝熔断,达到反接保护效果。需要注意的是,保险丝的选型上要跟自己的电路特性配合(保险丝选择可恢复保险丝)。
缺点: 这个电路缺点是多一个保险丝,增加成本,如果电源后面接多个负载时,使用上述电路需要注意。

3.MOS管防反接设计电路

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使用MOS管实现的防电源反接电路,在电源正确接入时,电源正常对负载供电。在电源正负极反接时,断开负载电路,从而保护负载。

1.电源正确接入

电源正常接入,此时电源正常对负载供电。假设拿掉MOS管g极的电阻R1,此时MOS管将不导通,但Vin可以通过MOS管的体二极管对负载进行供电。体二极管的 压降约为 5V - 4.3V = 0.7V。

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实际上MOS管的g极是有电阻R1的,MOS管的g极通过电阻R1接到电源负极的GND。在MOS管导通前,Vin的电压依然通过MOS管体二极管串到Vout(也就是MOS管s极的电压)。而当Vout从0上升到足够高时(往往不需要到4.3V),已经有足够大的Vgs电压将MOS管打开,最终各点的电压如下图。
此时Vgs= Vg - Vs = 0 - 5V = -5V。
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2.电源正负极反接

由于MOS管g极电压为5V,所以Vgs电压大于0 ,MOS管不导通,且体二极管也反向截止 ,电流不能形成回路,负载被保护。
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3.扩展应用设计

上述电路使用的是“P型”MOS管,也可以使用“N型”MOS管,电路如下。
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工作原理是当电源正常接入是,MOSFET导通,当电源反接后,MOSFET截止,达到反接保护效果。这里需要说明的是,采用N-MOS和P-MOS都可以达到电源防反接功能,只是两种管子连方式不同。正常通电时,电路正常工作,MOS管电压降较小。反接电源时,电路不工作,达到了电源反接保护功能。但是在选择MOS管时,需要注意MOS管的导通电压。
注意: 1.除了使用元器件起到防反接的功能之外,最简单的是使用防反接的电源接口了。防反接接插件形式种类多,根据电源功率选择就可以了。
2.注意输入电源的Vin和GND之间不能用有极性的电容,不然电源正负反接时电容会损坏。

4.全桥整流器防反接电路

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工作原理比较简单,输入全桥整流器的电源极性无论怎样,输出始终是固定的。所以无论正反接,电路都可以工作。
缺点: 在工作过程中,全桥整流器上会产生1.5V左右的电压降。

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