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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  i* s1 a5 n% g- e点击上方名片关注了解更多


6 Q2 u1 y2 f$ S8 d. {: H防反接电路
常见的措施：
. x9 K0 E4 Y; p* g/ H1.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
& C; Z" M+ ~8 ], e+ J3.通过电路的设计
0 u, j% b0 f0 B3 }4 h2 I0 n
0 b  p- P2 w  Y: w0 w防反接电路汇总：
. \% j# F1 e: y2 h% A典型电路类型：
9 d/ J' L; t% c$ t$ i1.二极管防反接（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
$ R5 L% P# T- v) l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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( [( I2 H+ E! X, |6 z  I" y: L4 y  [
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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4.MOS管防反接（用得比较多的一种）PMOS：
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。
  ]! n" ?7 j( ^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

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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9 [+ F/ X9 o; SNMOS：
NMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS导通 形成回路
7 X% P5 J: W  o                 反接  Vg=0   Vs=5V  所以DS不导通  形成不了回路
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防倒灌电路
什么是倒灌？
, Y, p' [( `' |- }4 z2 x0 s1.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。
" \/ C! s1 X7 ]3 Y2 y2.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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* U. D2 @6 L. t% [# s9 p1.二极管串联防倒灌电路：
% z5 |8 }$ M- M4 ]' o5 Q8 r 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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2.双MOS组成的防倒灌电路
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，
) k  T4 r5 B2 ]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。

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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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# L  f5 S) b  x) B: n9 d
) ]2 e6 e: t0 @9 Q3.双MOS组成电源自动切换电路（前提 VCC>电池电压）
/ T9 p' s/ w6 o& |, iBat Charge 为电池电压
VCC为系统电压
当只用电池电压供电时：
: v4 K- }4 ^( R+ C3 A: O1 e. CMOS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。
0 m5 M: |; P- U只有VCC时：
  |  M0 B  |; H& S; y0 q2 Y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
! X2 Y' B' `  |0 g5 w6 P/ t当VCC和电池同时供电时：
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 。
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4.双三极管镜像电路防倒灌
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。
; u. w# O9 b: y, B. \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  
' R" }  ?. ]. h8 j! K

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* X- v5 e/ I; e, i1 T过流保护
ESP：静电放电(一般在芯片内部电路)
ESD相关概念及模型

# _, w2 W3 |* i

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" t, T, W$ i; X& P  o. ~
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
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
) A' j% X% V, ~: r/ l* q- M1 p8 y

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, |/ U" p" l: E9 lESD保护概念
& R9 x4 f. `* M- b" u5 n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
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。
2 r' Z! P- r+ X, r+ v( h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

( ^& y' F! m. a% Q

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; Y" T- W9 K, A! q" |5 s+ m$ r/ G' BESD保护示例
* d3 `+ [2 v( |3 X6 P& v1 w4 ~* k& q
4 e/ ~6 R& O5 Q; B; ]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
' ~* X1 Y& B% v, m) Z, P5 L如果来了ESD PAD1和PAD3形成回路
1 ~) T. W2 x, [' W

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8 |: _  P9 W! @% b1 x( ]* f$ t( k

# A8 l4 Z) I7 b# H- F- N% r声明：
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