下面是幾個(gè)常用的防反接電路分析:
1.串二極管


上圖電路就一個(gè)字,簡(jiǎn)單。但是它也有優(yōu)缺點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn):這個(gè)電路非常的簡(jiǎn)單,成本非常低。它一般適嚴(yán)控成本要以及要求較小的電流電路。
缺點(diǎn):也是非常明顯的,我們知道由于二極管的的特性,PN結(jié)在導(dǎo)通時(shí)它是存在壓降的,一般在0.7V左右,因而上圖這種電路它不適合應(yīng)用在大電流的電路當(dāng)中。假如電路中現(xiàn)在有10A的電流流過(guò),那么光這個(gè)二極管的功耗將會(huì)高達(dá)0.7*10=7W,發(fā)熱量非常大,基本上管子必掛。
2.對(duì)于上圖寫的二極管壓降這個(gè)問(wèn)題,我們可以采用下圖的電路來(lái)進(jìn)行克服:


上圖這個(gè)防接反電路,是對(duì)前面的防反接電路做了一次優(yōu)化,這個(gè)防反接電路中用了兩個(gè)器件,分別為保險(xiǎn)絲和反向并聯(lián)的二極管。當(dāng)電源正確插入、電路正常工作的時(shí)候,因?yàn)樨?fù)載正常工作時(shí),需要的電流較小,而且二極管也是處于反向阻斷的狀態(tài),因此保險(xiǎn)絲是不會(huì)熔斷的。
但是我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)電源接反的時(shí)候,此時(shí)二極管導(dǎo)通,整個(gè)電路內(nèi)阻極低,相當(dāng)于短路,因此的流過(guò)的電流非常大,會(huì)將保險(xiǎn)絲瞬間熔斷,進(jìn)而切斷電源供給,來(lái)起到保護(hù)負(fù)載的一個(gè)作用。
上圖這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn):我們知道保險(xiǎn)絲的壓降比較小,也不會(huì)存在發(fā)熱的問(wèn)題;成本也不高,因此說(shuō)是前面電路的完善。
缺點(diǎn):也是非常明顯的,也就是一旦我們將電源接反的時(shí)候,保險(xiǎn)絲會(huì)瞬間熔斷,就需要更換新的保險(xiǎn)絲,會(huì)有一定的麻煩。
3.下面再介紹一個(gè)可以真正走大電流的例子


上圖便是一個(gè)用NMOS管組成的防接反電路,不但防反,還能跑大電流。下面具體分析下這個(gè)電路:
上圖這個(gè)電路,它的牛逼之處就在于NMOS管的漏極和源極的連接方向。我們知道,通常在使用NMOS管時(shí),電流它是從漏極極流入,從源極極流出的。但是在這個(gè)電路當(dāng)中,它正好的相反的。
以前在一個(gè)網(wǎng)站上看到過(guò)這個(gè)防反接電路,上傳這個(gè)電路的UP被好多沒(méi)看懂的網(wǎng)友給批評(píng)。網(wǎng)友們都認(rèn)為漏極和源極間是存在一個(gè)二極管的,因而這個(gè)電路也就不能實(shí)現(xiàn)防反接功能。我看了之后,發(fā)現(xiàn)原因了。主要是因?yàn)閡p主沒(méi)有標(biāo)明NMOS管的管腳名稱,再加上大家對(duì)MOS管應(yīng)用的慣性,都認(rèn)為電流該從漏極進(jìn),導(dǎo)致UP主被誤解。實(shí)際上,我們根據(jù)MOS管的特性知道,只要在G和S極間的電壓,也就是Vgs大于導(dǎo)通閾值,MOS管就會(huì)完全的導(dǎo)通。導(dǎo)通以后后,D和S之間的阻抗就會(huì)減小毫歐級(jí)別,近似閉合的開關(guān),這個(gè)時(shí)候電流不管是從D流向S還是從S流向D,MOS管的內(nèi)阻都是相同的。
當(dāng)電源插頭正確插入時(shí),電流會(huì)先經(jīng)過(guò)MOS管的穩(wěn)壓管導(dǎo)通,這時(shí)源極S的電壓接近于0V。然后,兩個(gè)電阻進(jìn)行分壓,分到的電壓會(huì)為柵極G提供一個(gè)電壓,使NMOS管導(dǎo)通。因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通后,內(nèi)阻非常小,功率很大,因此會(huì)替代內(nèi)部的二極管,來(lái)跑大電流。
當(dāng)電源插頭反接時(shí),因?yàn)镸OS管的反向耐壓是非常高的,因此它是不會(huì)導(dǎo)通的。而且分壓電阻上也沒(méi)有電流流過(guò),也不會(huì)分壓,因此無(wú)法提供柵極電壓,NMOS管不導(dǎo)通,進(jìn)而起到保護(hù)電路的作用。
細(xì)心的伙伴會(huì)發(fā)現(xiàn),電路中并聯(lián)一個(gè)穩(wěn)壓二極管是干嘛的?,它其實(shí)是用來(lái)保護(hù)MOS管的,參考規(guī)格書可以知道,MOS管GS耐壓一般不能超過(guò)20V,如果電壓過(guò)高,可能會(huì)導(dǎo)致MOS管損壞。因此這個(gè)穩(wěn)壓二極管是防止MOS被擊穿,一般用的是18V穩(wěn)壓管。
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