如何聰明地防止電源正負極接反?
更新時間:2023-02-07 點(diǎn)擊次數:1491
硬件工程師的很多項目(mù)是在洞洞板上完成的(de),但有存在不小心將電源正負極接反的現象(xiàng),導致很多電子元器件都燒(shāo)毀,甚至整塊板子都廢掉,還得再(zài)焊接一塊,不知道有什麽好的辦法可以(yǐ)解決?
首先粗心不可避免,雖說隻是區分正負極兩根線,一紅一黑,可能接線一次(cì),我們不會出錯;接10次線(xiàn)也不會出錯,但是1000次?10000呢?這時候就不(bú)好說了,由於我們的粗心,導致一些電(diàn)子元器件和芯片燒壞,主要原(yuán)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(zài)正電源輸入端串(chuàn)聯一個(gè)正向二極管,充(chōng)分利用二極管正向導通、反向截止的特性。正常情況下,二級管導通,電路板工作。當電源(yuán)接反時,二(èr)極管截止,電源無法形成回路,電路板不工作(zuò),可以有效的防止電源接反的問題(tí)。使用整流橋將(jiāng)電源輸入變為無極輸入,無論電源正接還是反接,電路板(bǎn)一樣(yàng)正常工(gōng)作(zuò)。以上使用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(jiàng),鍺二極管也有0.2~0.4V左右的(de)壓(yā)降,若覺得壓降太大,可使用MOS管做防反處理,MOS管(guǎn)的壓降非(fēi)常(cháng)小,可達幾毫歐姆,壓降幾乎(hū)可忽略不計。MOS管(guǎn)因工藝提升,自(zì)身性質等因素,其導通內阻較小,很多都是毫歐級,甚至(zhì)更小,這樣對電路的壓降,功耗造成的損失特別小,甚至可以忽略(luè)不計,所以選擇(zé)MOS管對電路進行保護是比較推薦(jiàn)的方(fāng)式。如下圖:上電瞬間,MOS管的寄生二極管導通,係統形成回路,源極S的(de)電位大約為0.6V,而柵極(jí)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,寄生二極管被(bèi)短路,係統(tǒng)通(tōng)過NMOS的ds接入(rù)形(xíng)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(diàn)路是斷開(kāi)的,從而形成保護。如下圖:上電瞬間(jiān),MOS管的寄生二極(jí)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的電位為0,MOS管的開啟電壓極為:Ugs = 0 -(Vbat-0.6),柵極(jí)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接入形成回路。若電源(yuán)接反,NMOS的(de)導通電壓大於0,PMOS截止,寄生二極管反接,電路是斷開的,從而形成保護。注:NMOS管將ds串到負極,PMOS管ds串到正極,寄生二極管方向朝向正確連接的電流方向。MOS管的D極和S極的接入:通常使用N溝道的MOS管時,一般是電流由(yóu)D極(jí)進入而從S極流出,PMOS則S進D出,應用在這個電路中時則正好相反,通過寄生二極管的導通來滿足MOS管導通的電壓條件。MOS管隻要在G和S極之間建立一個合(hé)適(shì)的電壓就會導通。導通之後D和S之間(jiān)就像是一個開關閉合了,電流(liú)是(shì)從D到S或(huò)S到D都一樣的電阻。實際應用中,G極一般串接一個電阻,為了防止MOS管被擊穿,也可以(yǐ)加上穩壓二極管。並聯在分(fèn)壓電阻上的(de)電容,有一個(gè)軟啟動的作用。在(zài)電流開始流過的瞬間,電容充電,G極的電壓(yā)逐步建立起來(lái)。對於PMOS,相比NOMS導通需要Vgs大於閾(yù)值電壓,由於其開啟電壓可以為0,DS之間(jiān)的壓差不大,比NMOS更具(jù)有優(yōu)勢。很多常見的電子產品,拆開(kāi)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(hòu)由於大電流,進而(ér)將保險絲熔斷,起到保護電路的作(zuò)用,但這(zhè)種方式修理更(gèng)換(huàn)比(bǐ)較麻煩。(文章來自(zì)電磁(cí)兼(jiān)容(róng)之家)