电源防反接保护电路设计方案

在直流电源系统中,电源的输入端,为了防止电源正负极接反,通常会在输入端对电源进行防反接保护。防反接保护的方法有很多种,今天就来介绍一下。  
01二极管防反接
利用二极管的单向导通特点实现防反接,这种方式是最简单的防反接方法,成本也低,但是缺点也很明显。
首先,二极管的压降较大,硅管0.7v左右,锗管0.2-0.3v左右。这在一些电源电压较小的应用中就不合适,比如锂电池供电,3.3v的系统中,二极管上会损失至少0.2v的压降。
另外,不适合大电流的应用。假如系统电流2a,二极管压降0.7v,则二极管上的功耗为1.4w,发热量大,效率低。
02整流桥防反接
这种方式也是利用二极管的单向导通特点,只不过使用了四个二极管。这种方式的优点是,无论正接反接电路都会正常工作。缺点与二极管防反接一样,而且压降是两个二极管的压降,缺点更明显。
03nmos管防反接
图中q1为nmos管,当电源正接时,mos管的体二极管导通,源极s的电压为0.7v左右,栅极g的电压vbat,则vgs =(vbat-0.6)*r5/(r5+r3),当选取合适的r3和r5值,使vgs达到mos管的开启电压,则mos管ds极导通,体二极管被短路,系统通过mos管形成回路。mos管的导通电阻一般很小,毫欧级别,即使系统电流较大也不会产生很大的压降和功耗。
当电源反接时,寄生二极管反接,mos的导通电压为0,nmos截止,从而对系统形成保护。
图中d5为稳压管,防止vgs电压过大导致mos被击穿,c1电容的作用是使电路有个软启动的过程,电流通过r3对c1充电,使g极电压逐步建立。
04pmos管防反接
pmos管防反接与nmos管原理一样,只不过nmos是接在电源负极,pmos是接在电源正极。电路如下,不再具体分析。


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