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防反接电路
0 Q5 }* d) E% ]: c( S4 c E常见的措施:- @7 O- u' T! ~1 r- G2 z; ]
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: E( l Z. W2 g$ f
2.通过线的颜色做区分' f: q& {' Q) r2 s
3.通过电路的设计3 I' N/ o; F& ?' {! @
6 V0 }/ {% d c% k. E防反接电路汇总:
3 b' _% N* ]% c典型电路类型:7 n) O, O% p$ w$ x3 p3 ?0 |' x# b9 w
1.二极管防反接(不常用)
# r+ d% l! f, [$ m# V2 c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); j: }6 `, N4 e, ?) s8 l; x
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2.保险丝和二极管(稳压二极管)防反接+ V3 z; K2 [; c5 l! U% L& _3 A7 P
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. n$ X, }* |) _2 h/ }" Z {# H
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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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5 V# J1 O# o9 @# ?' G2 K4.MOS管防反接(用得比较多的一种)PMOS:
+ P7 ]1 G3 ~* Q5 O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。$ R4 |( e9 l E" @6 T# i0 n6 D
4 ?* |4 `/ v; {3 w- Z5 h3 d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。
' K$ [2 z% ^$ X Z% k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:
& g1 R1 [- w9 V% oNMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS导通 形成回路- S/ j0 Z0 b# G) \6 @) f, z
反接 Vg=0 Vs=5V 所以DS不导通 形成不了回路
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# j6 m4 P* {* f- f/ i" {防倒灌电路7 K4 b+ l& {3 U' X0 v
什么是倒灌?
3 c$ S' ]- T( V. u, m7 z" l1.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。
) y0 B" k$ D$ F4 f2.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: F. p$ F! n/ a% F
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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1.二极管串联防倒灌电路:$ h4 m" l* j; `3 G0 D& G6 h4 P
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
: P" r h7 H4 x- }6 Y" x, M电路分析:8 c! d6 {/ z! e7 m& g" B4 E1 G/ e
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,; W% @; w& m9 c6 P/ h% v. ~
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 Vbe7 z6 r% L" D1 l" R( C
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3.双MOS组成电源自动切换电路(前提 VCC>电池电压)) T; @+ _ ], W7 D
Bat Charge 为电池电压
+ a. `6 D# b- ?5 x9 gVCC为系统电压
9 V9 W: y) z- j当只用电池电压供电时:
3 [7 Z0 y* h/ y( p7 f( W. I+ bMOS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。
% d! b/ D# q! U- o# r只有VCC时:
$ s0 u1 h& b z6 W' y/ U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 A) f" P; q# ` V8 Q1 S' A6 Z+ E/ H
当VCC和电池同时供电时:
4 |( d! A, \/ G' q( H7 hQ9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
# ~; z& `6 w& p1 tVin 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。5 O" f- |. |, ` @. E2 g) R+ w
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 W7 a" e/ [; U* X7 U6 b: M' U3 O
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过流保护, h B. q5 o( F, M4 G) q8 d
ESP:静电放电(一般在芯片内部电路)
/ o% ^ \5 ^& \' c* `/ J5 RESD相关概念及模型8 H `& g7 P2 p: z3 J9 z
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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: @( [: I9 ]% 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: {: T+ Y6 ~% q* d% d
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3 W! f5 j4 B; q- ?- o0 g- Q9 t
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) r0 Q- E9 i5 X* |7 C. K0 B" @2 Q# a
ESD保护概念
, W$ y$ I/ O0 u- X8 |& @9 q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' R& G4 R9 N; B' N& T8 l
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 J( R z7 f8 N$ Q8 i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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9 G1 K* @+ ~% I6 O# {! y. P1 M4 eESD保护示例
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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! w. ?2 {1 J2 c
如果来了ESD PAD1和PAD3形成回路
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