最全的反向电压极性保护电路

原文地址点击这里:

电压反接保护(Reverse Voltage Protect, RVP)电路主要用在需要直流电压供电电源的输入端,用于防止输入电压极性反接而造成电路系统元器件的损坏,甚至事故!

大多数电路系统都需要极性正确的直流电压进行供电才能够正常地工作,如果电压极性一旦反接,则很有可能损坏内部电路元器件,因为很多元器件不能够承受过大的反向电压。

比如,铝电解电容都是有极性的,而它可以承受的最大反向电压很小,如下图所示:(来自VISHAY 铝电解电容038 RSU数据手册)

铝电解电容强行施加反向电压,将出现电流大,发热等现象,严重者可能发生爆炸(Boom)

大多数集成芯片的反向耐压也不高,我们看看单片机的数据手册,如下图所示:(来自STM32单片机数据手册)

因此,对于大多数电路系统而言,特别是内部有较昂贵的元器件时,或价值较高的电路系统,添加一个电压极性保护电路还是必要的,下面我们介绍一些常用的RVP电路。

最简单的RVP电路就是:使用一个二极管串联在输入直流电源线路上。其优点就是简单,缺点是二极管有一定的压降,不适合输入电压比较低的应用场合,而且电流很大时损耗也很大(发热),另外,输入电压反接时,由于二极管是截止的,电路系统是不工作的,如下图所示:

如果需要在极性反接的情况下,电路系统也能够正常工作,可以使用全桥桥堆连接方法,如下图所示:

它的缺点是损耗比单个二极管RVP电路更大(两个二极管压降损耗),但带来的好处是无论输入电压是正向或反向,电路系统都能够正常工作。

有些厂家为了简化保护电路并降低二极管的损耗,直接在电路系统的输入直流供电电源两端反向并联一个二极管,如下图所示:

这样当外接电源反接时,二极管就被击穿了,从而保护电路模块中更为贵重的元器件,而二极管的成本还不到一毛钱,维修的时候直接更换一个就可以,典型的“丢卒保车”的做法;

当然,你也可以在二极管前面再串一个熔断型保险丝,如下图所示:

当输入电压极性反向时,保险丝将会熔断,你只需要换一个保险丝即可,甚至都不需要拿铬铁来进行维修。

对保护电路要求更高的场合,我们还可以使用如下图所示的增强型NMOS管保护电路:

当输入电压极性正确时,NMOS的寄生二极管将先一步导通,这样NMOS管的栅-源电压VGS约为输入电压(小一个二极管压降),如下图所示:

此时二极管是有一定压降的(有损耗),但VGS使NMOS管导通后将寄生二极管短路,此时电流将从NMOS管沟道流过,如下图所示:

现在的NMOS管导通电阻可以做到毫欧姆级别,因此损耗将非常低,

而当电源极性反接时,寄生二极管因反向偏置而截止,由于栅-源电压VGS不满足条件,NMOS管也是截止的,电路系统将不予工作,如下图所示:

上述电路仅适合输入电压不高于NMOS管栅-源电压(典型值不超过12V)的场合,否则将可能损坏MOS管,这时我们需要添加一些附属电路,比如电阻分压电路,如下图所示:

当然,如果你担心输入电压波动太大(从而分压过大),而且荷包也足够饱满的话,也可以加个稳压二极管,如下图所示:

用PMOS管也可以实现这个功能,如下图所示:

它的分析原理与NMOS管完全一致,针对输入电压大于PMOS栅-源电压的场合,其附属电路与PMOS管也是一样的,本文不再赘述。

当然,NMOS管的导通电阻比PMOS管小(参考文章“场效应管(4)PMOS与NMOS沟道导通电阻”),在适当的场合可以考虑这一点。

原文地址:https://www.cnblogs.com/sunshine-jackie/p/8794835.html

时间: 2024-10-14 00:40:00

最全的反向电压极性保护电路的相关文章

电源防反接保护电路

1,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.如下图1示: 这种接法简单可靠,但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的.以输入电流额定值达到2A,如选用Onsemi的快速恢复二极管  MUR3020PT,额定管压降为0.7V,那么功耗至少也要达到:Pd=2A×0.7V=1.4W,这样效率低,发热量大,要加散热器. 2,另外还可以用二极管桥对输入做整流,这样电路就永远有正确的极性(图2).这些方案的缺点是,二极管上的压降会消耗能量.输入电流为2A时,图1中的电路

BAV99 /ESD的干扰或者放电损坏电路/接口保护电路

BAV99  /ESD的干扰或者放电损坏电路/接口保护电路 BAV99这个元件的设计是出于ESD的考虑,怕信号线易受到ESD的干扰或者放电损坏电路,因为这些接口都是互相对接的,怕接到的信号有大的静电. 当几KV的静电由输入端输入时,二极管被反向击穿,同时电荷被快速泻放到地或者电源.正的静电大部分泻放到电源,负的静电大部分泻放到地.达到ESD防护的目的. 当正的静电发生时, D2 工作但D1不工作,因此这个钳位电压(clamping voltage)是5V加上D2的正向电压 当负的静电发生时,D1

正在用的简单扬声器保护电路

简单的电路,可以实现开机延时保护,功放直流输出保护功能,用万用板搭了一个,用的挺好. 注意,功放的输出与该电路之间是共地的.

保护电路:简单的限流保护电路图

http://wenku.baidu.com/link?url=LIixqxgfiB42dCk0-JVOhKtjzPjbg-FpdmZzXS27-cJ9K6n_l9YBMfynEleKNITcDr_obFcpVTv68cpZV3Bkso7Q92wPSGo6A1pRHdmp36G 1. 限流的大小I=U/RX  其中U为三极管的开启电压,电阻RX最好选用线绕电阻,减少温度对需要限制的电流大小的影响.温度系数不好的电阻会影响限流的效果. 2. 工作原理:1当输入电流Iin小于限流I时,电阻RX上的压

分析功率型MOS管在锂电池保护电路中的详细应用

通常,由于磷酸铁锂电池的特性,在应用中需要对其充放电过程进行保护,以免过充过放或过热,以保证电池安全的工作.短路保护是放电过程中一种极端恶劣的工作条件,本文将介绍功率MOS管在这种工作状态的特点,以及如何选取功率MOS管型号和设计合适的驱动电路. 电动自行车的磷酸铁锂电池保护板的放电电路的简化模型如图1所示.Q1为放电管,使用N沟道增强型MOS管,实际的工作中,根据不同的应用,会使用多个功率MOS管并联工作,以减小导通电阻,增强散热性能.RS为电池等效内阻,LP为电池引线电感. 正常工作时,控制

变频电源IGBT驱动和保护电路的设计

中港扬盛科技 结合国内外IGBT的发展和最新应用技术,以从事IGBT应用电路设计人员为本书的读者对象,系统.全面地讲解了IGBT应用电路设计必备的基础知识,并选取和总结了IGBT的典型应用电路设计实例,以供从事IGBT应用电路设计的工程技术人员在实际设计工作中参考. 异常时有控制电路发出关断IGBT的指令,以保护IGBT.在ICBT上安装和固定散热器时应注意以下事项:(1)由于热阻随GBT安装位置的不同而不同,因此,若在散热器上仅安装一个IGBT时,应将其安装在正中间,以便使得热阻最小;当要安装

基于单稳态触发电路的打印头电源保护电路

一.工作原理 MCU正常工作时产生一个持续的(或模拟PWM等)脉冲信号,驱动74HC123输出高电平脉冲,脉冲驱动负载电源模块,模块为打印头或者步进电机等供电电源. 一旦MCU异常或者程序崩溃,将不能发出持续的脉冲给到74HC123输入,从而切断电源,功能类似于硬件中“看门狗”. 74HC123D真值表 二.硬件原理图 原文地址:https://www.cnblogs.com/lewismountain/p/11017113.html

解答:以移相全桥为主电路的软开关电源设计

移相全桥变换器可以大大减少功率管的开关电压.电流应力和尖刺干扰,降低损耗,提高开关频率.如何以UC3875为核心,设计一款基于PWM软开关模式的开关电源?请见下文详解. 主电路分析 这款软开关电源采用了全桥变换器结构,使用MOSFET作为开关管来使用,参数为1000V/24A.采用移相ZVZCSPWM控制,即超前臂开关管实现ZVS.滞后臂开关管实现ZCS.电路结构简图如图1,VT1~VT4是全桥变换器的四只MOSFET开关管,VD1.VD2分别是超前臂开关管VT1.VT2的反并超快恢复二极管,C

电路与模拟电子技术 第3版 课后答案 殷瑞祥 版 课后习题答案 解析 高等教育出版社 思考题全解

电路与模拟电子技术 第3版 课后答案 殷瑞祥 版 课后习题答案 解析 电路与模拟电子技术 高等教育出版社 答案全解 前辅文引言 电子学的发展第1章 电路的基本概念与基本定律 课后答案1.1 电路组成与功能1.2 电路中的基本物理量:电压?电流?电位?功率1.2.1 电流1.2.2 电压?电位和电动势1.2.3 功率和能量1.3 电路模型1.4 基本电路元件模型1.4.1 单端口理想元件1.4.2 双端口理想元件1.5 电路的工作状态与电气设备的额定值1.5.1 电路的工作状态1.5.2 电气设备