没有压降的简单反极性保护电路

只看该作者 · 2012-2-7 22:37

通常反向电压保护方法是使用二极管，防止损坏电路。一个方案是用串联二极管，只允许电流向正确的极性流动(图1)。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1A时，图1中的电路功耗为0.7W，图2中电路的功耗为1.4W。本例提出了一种简单方法，它没有压降，也就没有功耗(图3)。
这个方法是用一只继电器来处理反极性电压问题。例如，12V供电系统使用12V的继电器。当为电路施加正确极性时，D1为反偏，继电器S1保持关闭状态。则输入和输出电源线正常连接到继电器的端子，电流就流到最终电路上。二极管D1阻挡了继电器的供电，防止电路耗电。

当施加不正确的反向极性时，二极管为正偏，使继电器起动(图4)。继电器切断了最终电路的电源，红色LED发光，指示有一个反向电压。只有加了反极性电压时，电路才耗能。与FET或半导体开关不同，继电器触点开关的导通电阻低，这意味着不会在它们的输入电源与被保护电路之间产生压降。因此，设计适用于电压裕度比较紧张的系统。

图1，一只串联二极管保护系统不受反向极性影响，但二极管要消耗功率。

图2，用一个桥式整流器，不管输入是什么极性系统都可以正常工作。此电路二极管功耗是图1中电路的两倍。

图3，接一个继电器开关就可以将系统的电源旁路，而没有功耗。D2用于继电器线圈电感涌流的箝位。

图4，在反向输入电压时，继电器开关咬合，切断了系统的供电，LED发光。