如何聰明地防止電源正負極接反?
更新時間:2023-02-07 點擊次數(shù):1489
硬件工程師的很多項目是在洞洞板上完成的,但有存在不小心將電源正負極接反的(de)現象,導致很多電子元(yuán)器件都燒毀,甚至整塊板子都廢掉,還得再焊接一塊,不知道有什麽好的(de)辦法可以解決(jué)?
首先粗(cū)心不可避免,雖說隻是區分正(zhèng)負極(jí)兩根線,一紅一黑(hēi),可(kě)能(néng)接線一次,我們不會出錯;接10次線也不會出錯,但是1000次?10000呢?這時候就不好說了,由於我們的粗心,導致一些電子元器件和芯片(piàn)燒壞,主要原因是電流過大(dà)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正向二極管,充分利用二極管正向導通、反(fǎn)向截止的特性。正常情況下,二級(jí)管導通,電(diàn)路板工作。當電源接反時,二極管截止,電源無法形成回路,電路板不工作,可以有效的防止電源接反的問題。使用整流橋將電源輸入變為無極(jí)輸入,無論電源(yuán)正(zhèng)接還是反接,電路板一樣正常(cháng)工作。以上使用(yòng)二極管進行防反處理,若采用矽二極管具有0.6~0.8V左右的壓降,鍺二極管也有0.2~0.4V左右的壓降(jiàng),若覺得壓降(jiàng)太大,可使用MOS管做防反處(chù)理,MOS管的(de)壓降非常小,可達幾毫歐姆,壓降幾乎可忽略不計。MOS管因工藝(yì)提升,自身性質等因素,其導通內阻較小,很多都是毫歐級,甚至更小,這樣對(duì)電路的壓降,功耗造成的損失特別小,甚至可以忽略不計,所以選擇MOS管對電路進行保護是比較推薦的方(fāng)式(shì)。如下圖:上電瞬間,MOS管的寄生二極管導通,係統形成回路,源(yuán)極S的電位大約為(wéi)0.6V,而柵極G的(de)電位為Vbat,MOS管的開啟電(diàn)壓極為:Ugs = Vbat - Vs,柵極表現為高電平,NMOS的ds導通,寄生二極管被短路,係(xì)統通過NMOS的ds接入形成回路。若電源接反,NMOS的導通電壓為0,NMOS截止,寄生二極管反接,電路是斷開的,從而形成保護。如下圖:上電瞬間,MOS管的(de)寄生二極管導通,係統形成回路,源極S的電位大約為Vbat-0.6V,而柵極G的(de)電位(wèi)為0,MOS管的開啟(qǐ)電(diàn)壓極為:Ugs = 0 -(Vbat-0.6),柵極表現為低(dī)電平,PMOS的ds導通,寄生二極管被短路,係統通過PMOS的ds接入形成回路。若(ruò)電源接反(fǎn),NMOS的導通(tōng)電壓大於0,PMOS截止,寄生二極管反(fǎn)接,電路是(shì)斷開的,從而形成保護。注:NMOS管將ds串到負極,PMOS管ds串到正極,寄生二極管(guǎn)方(fāng)向朝向正確連接的電流方向。MOS管的D極和S極的接入(rù):通常使用N溝道的MOS管時,一般是(shì)電流由D極進入(rù)而(ér)從S極流出,PMOS則S進D出,應用在這個電路中(zhōng)時則正(zhèng)好相反,通過寄生二極管的導通來滿足MOS管導通的(de)電壓條件。MOS管隻要在G和S極之間建立一個合適的電壓就會導通。導通之後D和(hé)S之間就像是一個開關閉(bì)合了,電流是從D到S或S到D都一樣(yàng)的電阻。實際應用中,G極一般串接一(yī)個電阻,為(wéi)了防止MOS管被(bèi)擊穿,也可以加上穩壓二(èr)極管。並聯(lián)在分壓電阻(zǔ)上的電容,有一個軟啟動的作用(yòng)。在(zài)電流開始流過的瞬間,電容充電,G極的電壓逐步建立起來。對於PMOS,相比NOMS導通需(xū)要Vgs大於閾值電壓(yā),由於其開啟電壓可以(yǐ)為0,DS之間的壓差不大(dà),比NMOS更具有優勢。很多常見的電子產品,拆開之後都可以看(kàn)到電(diàn)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電流,進而(ér)將保險(xiǎn)絲熔斷,起到保護電路的作用,但這種方式修理更換比較麻煩。(文章來自電磁(cí)兼容之家)