如(rú)何聰明地防止電(diàn)源正負(fù)極接反?
更新時間:2023-02-07 點擊次數:2027
硬件(jiàn)工程師的很多項目是在(zài)洞洞板上完成的,但(dàn)有存在不小心將電源正負極接反的現象,導致很多電子元器件都燒毀,甚至整塊板子都廢(fèi)掉,還得再焊接一(yī)塊,不知道有什麽好的辦法可以(yǐ)解決?
首(shǒu)先(xiān)粗(cū)心不可避免(miǎn),雖說隻是區(qū)分正負極兩根線(xiàn),一紅一黑,可能接線(xiàn)一次,我們不會出錯;接10次線也不會出錯,但是1000次(cì)?10000呢?這(zhè)時候就(jiù)不好說了,由於我們的粗心(xīn),導致一(yī)些電(diàn)子(zǐ)元器件和(hé)芯片燒壞,主要原因是電流過大使元器件被擊穿,所以必須采取防止接反的措施。在正電源輸入端串聯一個(gè)正向二極管,充分利用(yòng)二極管正向導通、反向截止的特性。正常情(qíng)況下,二級管導通,電路板工作。當(dāng)電源接反時,二極管截(jié)止,電源(yuán)無法形成回路,電路板不工作,可以有效的防止電源接反的問題(tí)。使用整流橋(qiáo)將電(diàn)源輸入變為無極輸入,無論電源正接還是反接,電路板一(yī)樣正常工作。以上使用二極管進(jìn)行防反處理,若采(cǎi)用矽(guī)二極管具有0.6~0.8V左右的壓(yā)降,鍺二(èr)極管(guǎn)也(yě)有0.2~0.4V左右的壓降,若覺得壓降太大,可使用MOS管做防反處理,MOS管的壓(yā)降非常小,可達幾(jǐ)毫(háo)歐(ōu)姆,壓降幾乎可忽略(luè)不(bú)計。MOS管因工(gōng)藝提(tí)升(shēng),自身性質等因素,其(qí)導通內阻較小,很多(duō)都(dōu)是毫歐級,甚至更(gèng)小,這樣對電路(lù)的壓降,功耗造成(chéng)的損失特別小,甚(shèn)至可(kě)以忽略不計(jì),所以選擇MOS管對電路(lù)進(jìn)行保護是比(bǐ)較推薦的方式。如下圖:上電瞬間,MOS管的寄(jì)生二極管導通,係統(tǒng)形成回路,源極S的電位大約為0.6V,而柵極G的電位為Vbat,MOS管的開啟電壓極為:Ugs = Vbat - Vs,柵極表現為高電平,NMOS的ds導通,寄生(shēng)二極管被短路,係統通過NMOS的ds接入形成回路。若電(diàn)源接反,NMOS的導通電(diàn)壓為0,NMOS截止,寄(jì)生二極管反接,電(diàn)路是斷開的,從(cóng)而形成保護。如下圖:上電瞬(shùn)間,MOS管的寄生二極管導通,係統形成回(huí)路,源極S的電位大約為Vbat-0.6V,而柵極G的電位為0,MOS管的開啟電壓極為:Ugs = 0 -(Vbat-0.6),柵極表現為低電平,PMOS的ds導通,寄生二極管被短路,係統通過PMOS的ds接入(rù)形成回路。若電源(yuán)接反,NMOS的導通電壓大於0,PMOS截止,寄生二極(jí)管反接,電路是斷開的,從而形成保護。注:NMOS管將ds串到(dào)負(fù)極,PMOS管ds串到正極,寄生二極管方向朝向正確連接的電流方向。MOS管的D極和(hé)S極(jí)的接入:通(tōng)常(cháng)使用N溝道的MOS管時,一般是電流由D極進入而從(cóng)S極(jí)流出,PMOS則(zé)S進D出,應用在這個電路中時則正好相反(fǎn),通過(guò)寄生二極管的導通來(lái)滿足MOS管導通的電壓條件。MOS管(guǎn)隻要在G和S極之(zhī)間建立一個合適的電壓就會導通。導通之後D和S之間就像是一個開關閉合了,電流是從D到S或S到D都一樣的電阻。實際應用中(zhōng),G極一般串接一個電阻,為了(le)防止MOS管被擊穿,也可以加上(shàng)穩壓二極管(guǎn)。並聯(lián)在分壓電(diàn)阻上的電容,有一個(gè)軟啟動的作用(yòng)。在電流開始流過的瞬間,電容充電,G極(jí)的電(diàn)壓(yā)逐步建立起來。對於PMOS,相(xiàng)比NOMS導通需要Vgs大於閾值電壓(yā),由於其開啟電壓(yā)可以為0,DS之(zhī)間的壓差不大,比NMOS更具有優勢。很(hěn)多常見(jiàn)的電子(zǐ)產品,拆開之後都可以看到(dào)電源部分加了保險絲。在電源接反,電路中存在短路的時候由於大(dà)電流,進而將保險絲熔斷,起到保護(hù)電路的作用,但這種方式修(xiū)理更換比較麻煩。(文章來自電磁兼容(róng)之(zhī)家)