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常见的几种电源防反接电路设计

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楼主
Pulitzer|  楼主 | 2024-1-31 12:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。

03 NMOS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。

04 PMOS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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沙发
tpgf| | 2024-3-1 13:55 | 只看该作者
我觉得使用二极管是最简单的办法了

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板凳
xiaoqizi| | 2024-3-1 14:31 | 只看该作者
我看有的继电器的内部电路就是全桥防反接电路

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地板
晓伍| | 2024-3-1 15:07 | 只看该作者
不同种类的电路应用场景不同,能不能详细介绍一下呢

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5
磨砂| | 2024-3-1 19:14 | 只看该作者
这几种防反接的接法  会不会导致一部分电压损失了呢

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6
木木guainv| | 2024-3-1 19:45 | 只看该作者
哪种防反接的电路的工作电流能承受最大的啊

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7
wowu| | 2024-3-1 20:16 | 只看该作者
全桥的那个电路不错 反过来也能给摆正了

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8
jkl21| | 2024-3-1 21:09 | 只看该作者
在电源正负极之间接入一个二极管,当电源极性接反时,二极管会限制电流流向,从而保护单片机及其它电路。

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9
albertaabbot| | 2024-3-1 22:05 | 只看该作者
在交流电源输入的情况下,可以使用整流桥来防止电源反接。整流桥本身就是四个二极管组成的电路,自然具有方向性,只允许电流在一个方向上通过,但这种方法通常用于交流转直流的场合,对于直流电源防反接并不是最佳选择。

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lzmm| | 2024-3-2 02:37 | 只看该作者
利用二极管的单向导电性。当电源正常接入时,二极管不工作,电流通过熔断器流入电路,当电源反接后,二极管瞬间导通,电源正负极近似短路。此时,短路产生的短路电流将熔断器熔断,达到反接保护效果。需要注意的是,熔断器的选型上要跟自己的电路特性配合。重新跟换熔断器后,电路正常工作。

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albertaabbot| | 2024-3-2 07:45 | 只看该作者
使用PMOS管作为开关元件,当电源正确连接时,PMOS管导通,电路正常工作;如果电源接反,PMOS管截止,电路断开,从而保护后级电路。MOS管的优点是导通电阻小,适合大电流应用,但成本相对较高。

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12
kkzz| | 2024-3-2 11:33 | 只看该作者
输入全桥整流器的电源极性无论怎样,输出始终是固定的。所以无论正反接,电路都可以工作,但是,有优点就会有缺点,在工作过程中,全桥整流器上会产生1.5V左右的电压降。

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13
updownq| | 2024-3-2 16:47 | 只看该作者
单个二极管串联到电源输入端,利用二极管的单向导电性,正向导通,反向截止。当不小心反接电源时,二极管不导通,不会损坏任何器件。但是这个电路有一个缺陷,正常工作时候,我们要考虑在二极管上产生的0.7V的电压降。

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sanfuzi| | 2024-3-2 18:43 | 只看该作者
在电源线路上串联一个保险丝或熔断器,当电源反接时,电流会迅速增大,保险丝或熔断器会断开,从而保护单片机。

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15
fengm| | 2024-3-2 23:01 | 只看该作者
光耦隔离器使用光信号来传输信息,可以有效地隔离输入和输出,防止因电源反接而产生的电流损坏单片机。

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16
lzmm| | 2024-3-3 09:05 | 只看该作者
这种电路利用二极管的单向导通性,当电源正接时,二极管正向导通,电路正常工作;当电源反接时,二极管反向截止,电路不会供电,从而保护后级电路。这种电路简单且成本低,但缺点是当电源反接时,需要手动更换电源才能恢复正常工作。

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17
pentruman| | 2024-3-3 11:14 | 只看该作者
一个PMOS管的源极接电源正极,漏极接系统电源输入,栅极通过电阻连接到电源正极,并通过二极管防止反向电压加到栅极。正常供电时,MOS管栅极为高电平,导通;电源反接时,MOS管栅极为低电平,关断。

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18
qiufengsd| | 2024-3-3 13:07 | 只看该作者
在电源输入端并联一个P沟道MOSFET。当电源极性正确时,MOSFET截止,电路正常工作;当电源极性接反时,MOSFET导通,限制电流的流动,从而保护电路。该电路可以实现较高的电压保护,但MOSFET的导通电阻可能导致电路电压降低。

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19
sheflynn| | 2024-3-3 14:59 | 只看该作者
电路设计适用于小电流电路,它允许电源正接或反接时电路都能正常工作,但存在两个二极管的压降。

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20
plsbackup| | 2024-3-3 16:59 | 只看该作者
使用PMOS或NMOS管替代二极管,通过控制MOS管的栅极电压来控制电源通断。正常供电时,MOS管导通,电源通过MOS管给系统供电;电源反接时,MOS管不导通,防止电源进入系统。这种方法损耗较小,且适用于大电流场合。

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