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防反接电路、防倒灌电路、过流保护电路

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发表于 2024-9-9 08:03:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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% [. @- H) Y" o0 [, ]
点击上方名片关注了解更多
6 y! e: U; K$ v6 P- D6 U( Z' u7 p! |* e. ?& a7 g
' J: `; @' ^/ M" T5 Q; B
防反接电路- r4 Z9 u; X$ O3 t2 p  e, Y
常见的措施:
7 T% J  _# S/ O. L( A1.通过机械结构的设计 让接线端子 正确接入时能匹配上,不正确时 匹配不上
2 A5 E4 C) B& r' G' ?" q2.通过线的颜色做区分* S2 X0 A, L  X0 O
3.通过电路的设计
- I! E" N% T/ y. a& e& _
/ {9 q# Q6 S1 r" W% Z防反接电路汇总:
3 ], z$ g( G+ y2 t, W; o8 ?# E
典型电路类型:
* c5 R: H& ^3 Y/ E' l' w) ~1.二极管防反接(不常用)
- e$ c1 Z6 q# p9 d) r二极管有 0.7的导通压降 如果有大电流经过的时候就会发热 功率比较高。(一般选用 肖特基二极管导通压降比较低  也要考虑反向电压)
: Y  h& m, @7 Z* R

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. c, N9 g- X- B1 Q* w! A& Q+ q0 u8 q( z0 X- X
3 g. h6 U7 w. \' b
2.保险丝和二极管(稳压二极管)防反接
: U* X) r# ^: A6 a4 N3 m二极管并联到电路中。二极管要考虑导通电流和反向耐压等参数6 r( `( L8 W2 J* _: K! [* z

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* ^8 A6 G1 B1 ?8 Q2 ~( N
6 G# I& u/ V/ [+ ]- M) V
3.桥式整流电路看好电路图的 电源和负载的两端接哪. a. r9 F# k/ F2 I$ u  |! T, x

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$ x. r3 {% F4 D& i
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6 n+ H: t3 b% J" K0 {8 A! q+ \
7 H. i4 `* @' d7 F$ y! [% G

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# K# l' u0 f- n) z! P

, s4 l* |9 ~2 `) b* l0 ?. g. [4.MOS管防反接(用得比较多的一种)PMOS:9 H# V! g4 l- X7 n- L
在 PMOS 管防反接电路中,栅极那边的两个电阻主要起到限流和保护的作用。
. r% g8 P  E4 t
8 n& K) G: D: [8 a: M这些电阻的阻值通常根据具体的电路设计要求来选择,一般需要根据 PMOS 管的特性和工作电压来确定。' s/ }1 |" s* z! C. l! W; _
旁边的二极管是一个稳压保护二极管 为了保护GS之间的电压不会过高从而损坏二极管6 a! @2 R1 m- H8 U2 ?  i
& v+ e- q' @: w0 C' T3 U; K
在电路分析中 pmos导通和体二极管无关。mos的源漏是相对的。对pmos,电压高的是s,低的是d。正常上电时,3脚电压高,所以这时3脚是s,g比s低,所以管子导通(图中的D S应该反过来)。& p9 w; J. }  U' p. ?$ h
$ W  E# Q4 _: T- |- o( ^3 W

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" X! U( l* A$ g" g; j

8 o; O1 @; R% C- rNMOS
6 D: @, f3 G$ w  u3 |5 lNMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS导通 形成回路6 h2 H/ o% i" ]4 G: a
                 反接  Vg=0   Vs=5V  所以DS不导通  形成不了回路
1 E2 }. F# l3 ~; Z6 {. s8 `) r2 j

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4 R& e4 s/ i" L" o

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* W  E2 e0 Q; A1 G% h/ }
. g8 Y! k% g7 j8 V$ {3 y& [) d
+ D: p& M4 B7 i& q* Y

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; m& |) \, U# \  U

" l9 h* d* L" X2 v; @
防倒灌电路
% u( Z( l2 ]; Z9 |1 r
什么是倒灌?
9 X, J7 y  p% a+ {" \- J1.开关电源给负载供电, 如果负载是电池或者其他感性负载(比如像 电机 有线圈 当电源突然断掉时 会产生感应电动势)时, 当220V断掉的时候,可能会出现 电池反向给开关电源 的 输出端 供电,导致开关电源的一些莫名损坏。8 }6 N1 Z3 C" B+ e. ~
2.系统在不同的 输出电压 之间 切换时,会存在高压电压倒灌到低压电压源中。关注@电路一点通
1 _, _3 G0 ?2 Y- f* O( L: j例如:系统 有两个电源供电 比如 一个电池 一个 充电器 充电器的电压一般会高于电池 如果没有防倒灌的电路 可能充电器的电压会直接倒灌给电池 造成电池的损坏。9 i  @/ M7 ]- o* `8 p% n

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, P7 @( h" c9 j# d
. M& A* D; F; P/ e: l
1.二极管串联防倒灌电路:
7 e( Z2 |8 P/ E& g6 g1 y  B 该电路  二极管选型要 选取电源 额定输出电流的(5-10)倍 并且可以加 散热片。+ g. o* J& P5 u5 d- ]

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* o7 y3 x, J1 u+ m9 J  h, a3 k
2.双MOS组成的防倒灌电路
$ K& m0 @) \6 [% S5 M电路分析:1 T% y. d, t' E0 J$ D" S3 v) W: E  H
正常情况下(无电流倒灌)  ON/OFF接口可以进行IO口控制也可以直接通过VIN控制,
4 p: {; L. r) s. s: n/ Z8 |  @所以这次就以 VIN的有无 来控制  VIN输入电压到三极管,三极管导通(基极电压大于发射极),由于三极管下连的是地,所以 PMOS管的栅极电压为0, Vgs=-Vin 所以导通 所以 两个PMOS管导通。  Z- y* L) p$ X# ]

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/ t- R- [4 J6 Q6 o% E4 U

6 t& K, L# o7 ?3 s9 T  f( o3 \" K当输入电压突然没有的时候, Vin没有 所以 三极管Vb=0  Vbe( e" [: L; H' {

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1 J% F0 a7 H$ L6 A5 p  j0 G# J: @! J
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$ y0 c- y2 l0 x8 q

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- N7 B+ G/ w2 @) A/ |; }% O9 n1 f
0 J1 |+ E+ |( x( b2 q
3.双MOS组成电源自动切换电路(前提 VCC>电池电压)
2 s2 ~0 H, Q( S; ^9 L1 i% }Bat Charge 为电池电压
4 [6 q/ y& ?, R7 W$ m* X6 MVCC为系统电压# x. O' V; S0 ^9 V) N5 r! j
当只用电池电压供电时:* H( J5 U5 j0 K% _; o
MOS管Q9 栅极g为0V  源极S Vs=V电池 Vgs=-V电池 PMOS导通 Q9导通了 Q10也导通了 ,然后给到 单片机VCC_mcu。
* z6 X; E! L" I, X只有VCC时:
+ R# }$ s7 Z' Y% @1 D通过LDO Vout 通过二极管给到MCU进行供电   Q9和Q10的G都是Vout的电压 所以不导通。VCC_MCU=Vout-二极管的压降关注@电路一点通- d" \* t. `8 u- |4 a4 y4 S
当VCC和电池同时供电时:/ J" K3 ^- z* r
Q9栅极电压为VCC  对于MOS管 Vgs=Vout-V电池  所以MOS管不导通, Q10 g极 Vg=Vout  Vs=Vout-V二极管   Vgs>0 所以也截止 。
) H% W( b3 ^& Y7 {1 T

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- f5 l% m# i( g, A4.双三极管镜像电路防倒灌) k. q) N9 l6 y7 i, u& U5 R
Vin 经过三极管 由于是PNP三极管  Vb连接地=0V Ve=Vin 所以三极管Q6导通  导通之后就会有管压降 所以 Vb的电压=Vin-0.6V   Q7 Ve=Vout-0.6V 需要满足 Ve>Vb 三极管Q7才会导通 但Vout会大于Vin  所以会是截止的。
% I4 c& P0 a8 N7 |' ~正常工作时 Q5 Q6导通 Q7不导通 , 当出现倒灌时 Q5 Q6不导通 Q7导通  / [0 w9 \  k, k

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9 B) o' J; E' s3 J/ o- W& r
过流保护: N+ L6 N' x: S
ESP:静电放电(一般在芯片内部电路)" @5 J8 x1 p" n3 l
ESD相关概念及模型
- m+ B' Y  I  W# G, y+ z3 l" O5 E9 J  c

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: g( j* T3 F  e  E

- y# j5 L( l1 ~( f" ?人体放电:人体带的电荷  然后触碰芯片管脚, 芯片其他管脚正好有个接了地 产生电流 损坏芯片4 P1 ^' `1 z2 `1 l
机器放电模式:机器触碰芯片的时候,  带电金属体 触碰芯片1 H) \* k6 l1 O: X! s1 ?
元件充电:芯片可能在搬运啥的过程中  本身 被充电了 当夹具夹住的时候可能就通过夹具释放出来了
2 q1 u1 E+ i$ n0 M  O( J

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; m- T8 b) W8 O8 `2 e) V& |: r

/ p4 W- B0 ~. WESD保护概念
, Z# z" J, P, E: l, J" {在芯片内部 提供ESD的电流路径 以免ESD放电的时候 静电电流流入芯片内部对芯片造成伤害 从而保护电路2 B" ^1 |9 P2 s8 q$ u# u4 |: \
下图 PAD可以当做芯片引脚 如果没加保护电路, 以人体放电为例,手碰到了 PAD1 PAD2接地 电流直接沿着紫色虚线的方向走从PAD1到PAD2,直接烧毁芯片。" N0 k- h  B% f# r
蓝色的这些都是ESD保护 这些电路能在发生ESD的时候 能瞬间导通 把电流引导出去 且是可逆的 不会被静电所损伤) D/ h0 p6 z: T; k; w

5 P* {! @! D8 t* j: h  a

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7 O$ c- I% p3 F. e2 y) U4 l

8 o7 M  p$ Y8 X: b$ r5 q# q; gESD保护示例
$ N9 N) c1 n  j) j4 t" g* Z1 r1 ]9 L! u" ~2 E5 ~& w! i/ l
利用二极管(齐纳二极管)的正向导通和反向击穿特性可实现最基础的ESD保护电路
) ?/ a  J8 u1 o" \' p$ P$ \如果来了ESD PAD1和PAD3形成回路
' D( Y  k3 Y% G9 i, d1 L* e& u9 i4 Q7 M9 y: b& M& |
  L6 ^, s3 v5 M- r3 V0 z

, i( E3 W) ?4 g- H0 e, Q7 v3 b. J
# ]7 r8 [. }7 m0 p- l/ K6 M
声明:
: C# H4 y: K, y$ a2 O声明:文章来源网络。本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。投稿/招聘/推广/宣传/技术咨询 请加微信:woniu26a推荐阅读▼7 t2 h4 `' i1 [, J6 J
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