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在电机控制器中使用MOSFET做反接电路原理分析

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zhao133|  楼主 | 2024-11-21 15:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 zhao133 于 2024-11-21 15:32 编辑

      很多电子电路产品都怕电源反接,只要出现了电源反接,板子基本上都会烧坏,原因是电路中有很多有电源方向的电子元器件在工作,我们常见的有二极管、电解电容、芯片、MOSFET、三极管等。今天给大家分享一下利用MOSFET做电源反接保护的原理及注意事项。
       我们在马达驱动应用里,在小功率的控制板上,我们使用较多的反接保护方案是利用二极管的单向导通特性,由于二极管导通电压为0.7V(以硅管为例),因此当我们使用二极管作为电源输入反接保护时,需考虑有0.7V的压差,如果涉及到检测外部模拟量,并且参考地与输入电源共地时,二极管只能串联在电源正极输入上。如果没有外部模拟量要检测,只有外部通信,这时二管串联在负极当做放反接保护时,需谨慎因为存在导通压降,有可能会导致通信电平误触发。                                           在功率较大的应用场合里,如果需要做电源反接保护,我们会优选选用MOSFET。主要原因是:1、MOSFET过电流能力大于二极管;2、MOS散热效果优于二极管。
       MOS内部结构.png
典型应用电路,当MOSFET用于电源反接保护时,其典型应用如下
典型应用电路.jpg
这时,有几个关键的细节需注意:1、MOSFET的连接方式;2、R1和R2电阻的阻值和功率。即:MOSFET三个脚的连接关系,R1和R2电阻需保证MOS管GS之间电压在正常导通电压下工作。接下来,我给大家分析一下这个电路的工作原理。
      情况1:电源输入口1脚接DC+,2脚接DC- 。这种情况下,GND串接MOSFET体内二极管与DC-连接,因此,在MOSFET未导通的情况下,万用表以DC-为参考点,因此GND电压为0.5V(MOSFET的体二极管导通电压为0.5V)。R1与R构成DC+与DC- (其实是DC- +0.5V)分压电路,通过选择合适的电阻分压比例,使得MOSFET处于导通状态,这是MOSFET处于导通状态下的导通电阻几乎为0,因此我们可以认为DC-与GND两者之间无电势差。即可电源输入电压与电容C两端电压相同,并且两者之间无电压差。
     情况2:电源输入口1脚接DC-,2脚接DC+。由于二极管具有单向导通特性,MOSFET有体二极管,MOSFET 的D脚与S脚由于体二极管的存在被隔离,DC+的电压无法流入到电容C负极。此时由于电源输入1脚连接电源负极,MOSFET的S极与G极为等势(即零电势)。此电路的MOSFET并未导通,电容C两端电压为0V,无功耗产生。
      总结:通过MOSFET做电源反接保护使用时,当电源连接方式正常时,MOSFET本身产生的功耗和压降较低(其实这个还需根据电路之后的负载觉得,因为MOSFET本身也有一定的导通电阻,当电流流过电阻是会产生一定的压降)对负责端影响较小;当电源接反时,此电路处于完全关闭状态,并不会产生功耗。当然我选型时还需要考虑MOSFET的耐压和过电流能力、电阻的电压和功率等参数。


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菜鸟的第一步| | 2024-11-24 19:20 | 显示全部楼层
MOSFET一般不都是用做电机驱动吗

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zhao133|  楼主 | 2024-11-27 09:09 | 显示全部楼层
菜鸟的第一步 发表于 2024-11-24 19:20
MOSFET一般不都是用做电机驱动吗

MOS应用地方有很多,电机驱动、电源、继电器驱动等

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