防反接电路、防倒灌电路、过流保护电路

硬件笔记本

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' p; g0 t  f" S6 q, U' l( p( f点击上方名片关注了解更多
" ]9 e+ L4 M& H5 S

; a2 `8 k9 U4 e防反接电路
) y. r% ^2 \" H! q" a常见的措施：
1.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.通过线的颜色做区分
8 N8 V  ?% m. M2 a) C1 C7 P+ X3.通过电路的设计
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- j0 I6 {, s( C  J防反接电路汇总：
典型电路类型：
1.二极管防反接（不常用）
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）

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2.保险丝和二极管（稳压二极管）防反接
* O5 W6 A5 L! @7 j7 p3 ?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

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; t% [4 g" h8 P, D1 S
3.桥式整流电路看好电路图的 电源和负载的两端接哪
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* J" A% c7 T, W, n% d7 h6 g
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4.MOS管防反接（用得比较多的一种）PMOS：
/ ~- P- ?9 p3 ~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。

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。
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
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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）。
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NMOS：
7 C3 m/ T( T: S* ~$ E3 Y8 `9 W5 ZNMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS导通 形成回路
! G5 \5 I# u6 ?                 反接  Vg=0   Vs=5V  所以DS不导通  形成不了回路
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& C9 B; ?) s. h  w  E0 O% U防倒灌电路
什么是倒灌？
1.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。
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
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。
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: K' B- b) r( [7 U' Y$ P; [1.二极管串联防倒灌电路：
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。

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$ g% @) \+ ~  {. L2 }; Y1 \( X
% Z$ j9 M, z3 p2 X0 X0 N$ \: s2.双MOS组成的防倒灌电路
6 {8 u5 W3 Q0 j: h0 Z% @% |电路分析：
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，
: r! R' x; V0 q) \+ `! N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。
2 ~# S% J1 L. d8 C" P

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" Q. E7 }6 Z6 t2 t! [7 l
当输入电压突然没有的时候， Vin没有 所以 三极管Vb=0  Vbe
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3.双MOS组成电源自动切换电路（前提 VCC>电池电压）
# S0 O/ [2 h6 M3 FBat Charge 为电池电压
+ J; ^& E% \* O/ `+ n3 }VCC为系统电压
当只用电池电压供电时：
3 T& ]- Y$ h+ q; ]( yMOS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。
' E" q* r! Y0 S7 K只有VCC时：
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
' f# B* A7 _% U! d1 ?当VCC和电池同时供电时：
6 o0 {) t& }5 U! C4 A' G3 zQ9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 。

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3 M$ A6 y1 t/ v2 H4.双三极管镜像电路防倒灌
: Y1 r! S. d# \' X9 l4 x+ t! XVin 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。
+ i8 H9 Q/ Q  X' @' A7 n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  

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4 @# d8 y4 c# ]% Z过流保护
ESP：静电放电(一般在芯片内部电路)
, q( c" k, h1 T" U9 m% ?ESD相关概念及模型
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: T" z3 R2 {7 z9 g" E8 L
* W- ^* n- T  @5 A' L* R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
机器放电模式：机器触碰芯片的时候，  带电金属体 触碰芯片
- C! O) {& a$ x- O; _6 [) J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
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ESD保护概念
- z% {& ?+ b% x5 z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
8 z* `2 [6 [9 i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。
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

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ESD保护示例

# v: A, A" i/ O7 s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
如果来了ESD PAD1和PAD3形成回路





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