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使用MOS 管和运放实现理想二极管

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楼主: usysm
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41楼
cemaj| | 2024-9-22 17:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
防倒灌电路的设计更为复杂，因为它需要在负载端电压高于电源端电压时阻止电流倒灌，同时在正常工作情况下允许电流通过。使用MOS管和运放（运算放大器）可以实现一种理想的二极管功能，这种电路被称为“理想二极管”电路。

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42楼
sheflynn| | 2024-9-22 21:08 | 只看该作者
理想二极管电路的核心是一个运放和一个MOS管。运放的反相输入端连接到MOS管的源极，同相输入端连接到输入电压。MOS管的漏极连接到负载，源极连接到地或负电源。

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43楼
i1mcu| | 2024-9-22 21:27 | 只看该作者
运放的输出端连接到MOSFET的栅极。当电流正向流动时，运放的输出会驱动MOSFET进入饱和导通状态，从而允许电流通过。当电流试图反向流动时，运放的输出会迅速使MOSFET截止，阻止电流流动。

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44楼
phoenixwhite| | 2024-9-22 21:46 | 只看该作者
电路设计时需要考虑输入电压的范围、负载电流大小等因素，以确保电路的稳定性和可靠性。

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45楼
51xlf| | 2024-9-22 23:06 | 只看该作者
当电源正极连接正确时，运放会驱动MOS管导通，使电流流向负载。
如果电源反接，运放的输入端电压会反转，但运放会尝试维持其两个输入端电压相等，因此不会驱动MOS管导通，从而防止电流流向负载。

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46楼
updownq| | 2024-9-23 10:51 | 只看该作者
防反接电路主要用于保护电子设备免受电源极性接反的损害。在实际应用中，如果电源的正负极被错误地连接，可能会导致设备损坏，甚至引发安全事故。防反接电路可以在电源极性接反时，阻止电流流过设备，从而保护设备的安全。

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47楼
kkzz| | 2024-9-23 11:31 | 只看该作者
为了保护运放不被过高的电压损坏，可以在运放的输出和MOSFET的栅极之间加入限流电阻，并考虑在栅极和源极之间接入一个钳位二极管，以限制栅极电压。

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48楼
nomomy| | 2024-9-23 13:46 | 只看该作者
使用一个P沟道MOS管（PMOS）。
将PMOS的源极连接到输入端，漏极连接到输出端。
使用一个电阻分压器网络来设置PMOS的栅极电压，使得当输入电压低于输出电压时，PMOS截止。

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49楼
claretttt| | 2024-9-23 15:03 | 只看该作者
理想二极管是指具有零压降、无限大反向电阻和快速开关特性的二极管。在实际应用中，由于普通二极管存在压降和反向漏电流等问题，无法完全满足理想二极管的要求。因此，可以使用运放和 MOS 管来实现理想二极管。

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50楼
chenci2013| | 2024-9-23 22:29 | 只看该作者
电路原理：

正向偏置：当输入电压（Vin）高于输出电压（Vout）时，运放输出高电平，使MOS管导通，从而使得Vout跟随Vin。
反向偏置：当输入电压低于输出电压时，运放输出低电平，使MOS管截止，从而阻止电流从Vout流向Vin。

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51楼
gygp| | 2024-9-25 09:18 | 只看该作者
防倒灌电路的目的是在电源电压低于负载电压时，防止负载向电源线倒灌电流。

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52楼
abotomson| | 2024-9-25 09:57 | 只看该作者
在某些情况下，当电源被移除或电源电压突然降低时，负载端（如电池或大容量电容）可能会尝试将电流倒灌回电源端，这可能导致电路损坏或数据丢失。因此，需要设计防倒灌电路来防止这种情况发生。

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53楼
1988020566| | 2024-9-25 10:16 | 只看该作者
使用运放实现的理想二极管可以用于防倒灌电路。将理想二极管连接在电源端和负载端之间，当负载端的电压高于电源端的电压时，理想二极管截止，阻止电流倒灌；当电源端的电压高于负载端的电压时，理想二极管导通，电流可以正常流过负载。

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54楼
mikewalpole| | 2024-9-25 11:46 | 只看该作者
要构建一个理想的二极管，可以使用一个N沟道MOSFET和一个运算放大器（运放）来实现。基本思路是利用运放的高增益特性来检测电流方向，并控制MOSFET的栅极电压，以决定其导通或截止状态。

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55楼
sdCAD| | 2024-9-25 12:22 | 只看该作者
将两个MOS管背靠背连接，形成一个双向阻断结构。当正向电流流过时，一个MOS管导通，另一个截止；当反向电流尝试流过时，两个MOS管都截止，从而防止倒灌。

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56楼
geraldbetty| | 2024-9-25 12:38 | 只看该作者
可能需要额外的保护元件，如瞬态电压抑制器（TVS）或二极管，以防止电压尖峰损坏电路。

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57楼
albertaabbot| | 2024-9-25 12:51 | 只看该作者
在实施任何防反接措施之前，都应进行充分的测试，确保所选方案能够在实际应用中有效工作。这包括对理想二极管控制器的性能测试，以及对整个电路的保护效果验证。

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58楼
rosemoore| | 2024-9-25 13:21 | 只看该作者
运放用于检测MOS管两端的电压差，并快速响应以控制MOS管的导通或关断。

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59楼
wengh2016| | 2024-9-25 13:36 | 只看该作者
防反接电路主要用于防止电源反接时对电路的损坏，而防倒灌电路则是防止负载侧的电源反向流入主电源，或者是防止电源关闭时负载侧的能量倒灌回电源。

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60楼
i1mcu| | 2024-9-25 13:51 | 只看该作者
一种常见的防反接电路是使用二极管。二极管具有单向导电性，当电源正负极连接正确时，二极管导通，电流可以正常流过设备；当电源极性接反时，二极管截止，阻止电流流过设备。

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