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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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点击上方名片关注了解更多) H# D+ F* W; y: C0 H" k; u+ m
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, ]! q8 r: w- v( J( r( @
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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. {$ R7 C" ~2 x+ j
7 t# {, h. q1 h; i% R( V9 B4 s* h% A; }5 f
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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, Z; E6 w& X0 ?  N1 b6 j6 i5 d
3 @: }( Q. G! [! p1 D  [2 V1 o4 y
3.桥式整流电路看好电路图的 电源和负载的两端接哪
% u$ q& Y* o# K% z

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: F& t8 V6 a; h3 d; ^, Q
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
" L2 W. T, j( b+ U; G. g# P; l. y% O- `: N
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)。
' \8 W' @# M# t5 l9 C
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: q$ R+ ]" J: N7 g6 h- o& i" v2 _% k
5 D8 P5 u' Y% g/ f* a8 ]: o5 [# h8 W
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
- Z, I0 G% N( a7 b' y/ C
+ _9 u; C7 k; `# O

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6 v0 b, H4 G6 E1 E  D' ^
2 H/ z+ U( u" O& t/ ]6 r! c

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: ~! S' S9 ]4 t& q5 N# d
# 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。
. C3 W7 B* A- a; |# ]1 e

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1 e6 q+ y7 T/ A, |7 r, v! p( a. s0 @8 h$ Z. l
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。
9 A* N2 h* x! `0 `

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/ J! b$ G8 F/ C
9 n& X( q  e! T9 v
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。
- F7 q  B9 |2 ?

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4 ^4 z" X8 r9 L: e3 \& F8 {; I
7 B2 C" Z, f4 z
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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) w. d1 c5 z# f7 E2 B! y
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( u7 P+ F: g) b: @: ~
+ I& M# h- A$ ~& X
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 。
7 @; J8 T1 o' r/ }& f) Q. G5 n

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0 l0 A- o% `3 \  w) H& o! [
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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4 o  X4 S/ J0 |
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
2 \$ N( l, \. x4 m

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5 o7 F, W& |  W3 ]. W. H
+ n3 z+ j4 F- p
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
* a3 c0 b$ ^4 t  a3 J1 _! b# k" Q3 y5 l  @/ k& [# a- p

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$ e8 A4 D. v( T; _8 i9 u7 ^
9 G1 K* @+ ~% I6 O# {! y. P1 M4 eESD保护示例
9 \% g' l7 @# q- O2 K' n* y4 T: a$ w' n; [
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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" |* ]) ?" P' I; i3 l8 m) b% |8 K$ Y
) I: \- @) a% ^, e7 u3 B' \; C7 I

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% }) m9 w; F) h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▼
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