設備使用的過程中,經常會出現用戶將設備的電源正負接反的事情。
用戶以爲你這什麼破玩意,電源接反就壞。你覺得用戶沒按使用說明就進行操作,要全責。
然而電路增加反接保護只需要加幾毛錢的Bom成本。不加都是因爲老闆摳搜 ~ ~
電源輸入的反接保護電路,一般有以下兩種電路形式:
一、自恢復保險絲 + 二極管。
優點:防反接的同時,還防過流。
缺點:1.自恢復保險絲有個0.xV左右的壓降,大電流時會發熱。
2.高耐壓大電流的自恢復保險絲,不僅體積巨大,還貴。
原理:- 電源極性正確接入時,二極管關斷,相當於電路迴路中串聯了一個自恢復保險絲。
- 電源反接時,二極管導通,使自恢復保險絲過流熔斷,電流回路開路。
待自恢復保險絲恢復時,重複熔斷。
所以反接的時候,自恢復保險絲會反覆熔斷、恢復,自恢復保險絲和二極管會些許發熱。
設計要點:D1的工作電流,起碼要大於 F1的熔斷電流(自恢復保險絲的熔斷電流一般爲工作電流的2倍,具體看手冊)。
完整電路像這樣:
二、MOS管(N/P)
優點:佔地面積小,成本低,壓降小,可過大電流。
原理:PMOS、NMOS做反接保護的原理都一樣,以PMOS的電路爲例。
PMOS:- 電源極性正常接入時。Q2的寄生二極管導通,右側S極的電壓爲 (24 - 0.7)=23.3V。
G極電壓爲 R9、R10的分壓 24 x (200/(100+200))= 16V。
於是 Q2的 Vgs = 16 - 23.3 = -7.3V。
大於 AO3401的門極導通閥限電壓 -1.3V,MOS管 DS極導通。
MOS導通後,MOS的寄生二極管被 DS短路。
此時的壓降 Vds僅等於 MOS-DS極內阻 x 電流,Q2熱功耗很小。
- 電源反接時,Q2的寄生二極管關斷,DS極需要承受電壓。
設計要點:R9、R10的取值,要保證不會超出 最大Vgs電壓範圍,並且留有一定安全餘量。
MOS管的選型,要考慮 Vds、Vgs、DS極導通電阻(Rds-on)、DS極電流。
MOS儘量使用 Rds-on小的型號。
P-MOS 反接保護電路:
圖中 R9、R10爲分壓作用。使 P-MOS的 Vgs,不會超過 ±12V的最大 Vgs電壓範圍,並且留有一定安全餘量。
AO3401 關鍵手冊參數截圖:
N-MOS 反接保護電路:
圖中 R9、R10爲分壓作用。使 N-MOS的 Vgs,不會超過 ±12V的最大 Vgs電壓範圍,並且留有一定安全餘量。
AO3400 關鍵手冊參數截圖: