电子产业一站式赋能平台

PCB联盟网

搜索
查看: 150|回复: 0
收起左侧

防反接电路、防倒灌电路、过流保护电路

[复制链接]

647

主题

647

帖子

5081

积分

四级会员

Rank: 4

积分
5081
发表于 2024-9-9 08:03:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

vxc0sxdfsc264032011645.gif

vxc0sxdfsc264032011645.gif
( X/ o+ d' k0 a' q3 H
点击上方名片关注了解更多/ d2 f7 N; P' u% [6 l
! T1 C* f- P; a0 ^9 C) M% I
" [9 @+ R& F, K1 s5 T. P7 \
防反接电路
) X/ F/ n. N4 Z$ ~8 |8 J( @3 k常见的措施:
* J) A- |, W2 O$ y5 \0 t) ^5 ?  W1.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+ P, G: |3 n4 Y5 \. ?  }
2.通过线的颜色做区分
3 U+ e1 |+ p8 F+ F2 P- @, f5 X6 l0 ^3.通过电路的设计
7 ?8 I  J* K3 G) u
: J& q0 k3 w2 P8 G防反接电路汇总:/ O( g) g% t0 C- W) @, |
典型电路类型:$ _' L' B& |' K  B3 O- Y
1.二极管防反接(不常用)
' j& m3 J" O! 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)3 u1 H3 ?2 N' `2 H7 O% x

ntaibvuv0hr64032011745.png

ntaibvuv0hr64032011745.png
9 D3 O* {4 @( O# B" a

/ Y, u1 d3 c$ [: J! I. p9 M
/ b* M) M$ D2 i2.保险丝和二极管(稳压二极管)防反接
! U/ X$ i5 b  r0 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7 {: W6 c, @' t% S

zsvcwyyvh0i64032011845.png

zsvcwyyvh0i64032011845.png

$ G# p9 a, N2 o* y+ ]: M; r" a2 s& [# R' [7 S* ^
3.桥式整流电路看好电路图的 电源和负载的两端接哪
5 ^4 n3 o# p2 K: T8 F3 b

usmnjnf1cac64032011945.png

usmnjnf1cac64032011945.png
& p: a: `. ?9 Q2 }2 k

  J2 d/ m# a1 J) K+ j/ R7 G6 J3 V3 a. {, [  u& b) f

( g! A: E; Y; e% k% [

ojtmb3aft0r64032012045.png

ojtmb3aft0r64032012045.png

) g, Z' g8 q* K
0 G5 X) y% V; W" }* L+ U4.MOS管防反接(用得比较多的一种)PMOS:
9 k6 ~( P+ P# c' b$ @6 M! t$ h4 ]" Z( 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。. F2 I' ]0 f4 h* E3 z, {7 E
! h, Q3 Q7 i" N
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。
0 F( I7 u6 X! l2 u2 Z$ ]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5 s6 x& j5 X0 D6 s! M" ^, y
" O; Z6 ^( x5 |: t( G. \0 O4 `" p
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)。
, H8 \+ P9 l. A" h& J6 a; n$ K
+ g7 C+ O8 B& T' l  o$ f  m

oiherxude4w64032012145.png

oiherxude4w64032012145.png

1 ?- J9 W3 T2 Z
. d1 k$ r" Y* z" dNMOS/ G) }/ P: b" J
NMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS导通 形成回路
5 V. X" h* E! o, `: H) w8 p  u                 反接  Vg=0   Vs=5V  所以DS不导通  形成不了回路; x- V4 i& `8 ~) r: i) M8 |
& q* e5 m  m7 D7 Z8 Z1 S

w3wl1ui2wti64032012245.png

w3wl1ui2wti64032012245.png

3 w  m" U; z1 A: ?2 c+ d7 ]+ w; N$ P) F( i, u7 T

& g; N. o2 g* ?' T) i

ssnqscdfd3e64032012345.png

ssnqscdfd3e64032012345.png
4 B) @5 X1 g: {" t
: B: n* t" A$ n" j- R
, X! e5 `0 w! m# Y2 l. X. E2 }

bh0g4rh2rlv64032012445.png

bh0g4rh2rlv64032012445.png
* |9 l, l9 O9 [2 O) G

( ?" }+ E% ^% N( ]& }1 O
防倒灌电路" u7 R/ f; R1 x# r( I
什么是倒灌?8 @" z( q/ H2 j) J2 u
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。
1 V' d/ c  v; J% |: `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
- z3 u- Z, S- U8 y) p$ }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。
4 E) V) t8 C6 T

cjeep3juit464032012546.png

cjeep3juit464032012546.png

6 L$ @1 ?5 [" F& i" F+ d, Y' b$ A% p) @$ z" j4 ]  W
1.二极管串联防倒灌电路:' b" f1 Y0 B& z. E0 W4 n4 a- e, O
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。1 ?+ @' l& m0 Q0 F

20ieg5kgyuj64032012646.png

20ieg5kgyuj64032012646.png

, D2 s7 J& X/ r( y8 u- X* z
1 s) C# H+ _2 u% q  M% J+ u2.双MOS组成的防倒灌电路2 [* {4 i  M; I- x  V
电路分析:; L) I8 t$ z" h. a* ^. G
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,
( a5 j4 u. O: t% R# 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。4 p- O' N. a1 E0 w) h7 M& Z; `

bipj5r0crlv64032012746.png

bipj5r0crlv64032012746.png

) e1 s: e8 s! ?8 L! p' n( v3 f  D. [' x
当输入电压突然没有的时候, Vin没有 所以 三极管Vb=0  Vbe. z+ [, j% y9 d1 O# x& M4 h7 }3 y

yeljruxm14b64032012846.png

yeljruxm14b64032012846.png

$ \& U4 ]" J: n3 B2 V6 w/ c9 ]9 E" K) L) I) }* q: |" V

& a6 i9 z* Z) s. y2 i# ^, C- I, c

ye2l1jrvrmi64032012946.png

ye2l1jrvrmi64032012946.png
1 x5 z9 x% g3 {: i! X
: g) g- c: V1 D- V( v6 ^: G' q% i

. z' a2 m8 B2 K# q( }2 n

v1kneturo4264032013046.png

v1kneturo4264032013046.png

; ?1 u4 v" Y' |! r" {# z0 i" y; M- Z. z% I# r2 V# s% O
3.双MOS组成电源自动切换电路(前提 VCC>电池电压)# P3 A  s+ I/ n
Bat Charge 为电池电压
0 K; t9 g7 b. i8 K' O5 Z( wVCC为系统电压0 }2 M5 ~) N" W$ {( v
当只用电池电压供电时:
! M+ A- `) [' X1 b( Q/ {4 o% N- i* z* FMOS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。" g7 C5 \" j' X2 P7 U& f9 W4 @, g6 x
只有VCC时:; c" x& f* x; B! Q
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& C5 P+ ^! t. Q% ^3 h/ w4 x
当VCC和电池同时供电时:
9 q0 m0 A; U5 U( N& Y( uQ9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 。% b; e0 a0 M$ r4 l$ F; r

uqxmcqvby4i64032013146.png

uqxmcqvby4i64032013146.png

% w7 `4 T3 {9 i- ^. a* c. Y) ~4.双三极管镜像电路防倒灌
- b1 L  ~9 t2 @8 d3 H. d% |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。& h7 p" ]* K' w. m- y+ z
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  % B6 H# O- f, T! \

hnk2gfmecvt64032013246.png

hnk2gfmecvt64032013246.png
% D% D- t% G, n/ w" [5 O% [0 S
过流保护
) O3 E) g0 Q! @0 l0 k" g# ?" LESP:静电放电(一般在芯片内部电路)7 Y7 \6 X) {, h; U
ESD相关概念及模型- P* W  {& E: I; c; ?- u
" V# Q# r& e! x! S' F! m1 P' v

1kbofehwv2c64032013346.png

1kbofehwv2c64032013346.png
" i$ C4 Q& O" @, }' }2 o4 d
$ V8 X# v( r$ c
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
. x# _( F# {; {4 {$ \. @机器放电模式:机器触碰芯片的时候,  带电金属体 触碰芯片
/ w; \( h8 |4 P, U8 {7 p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
% O) @) }4 [, p  P% Q( D

yqog5gi2nq564032013446.png

yqog5gi2nq564032013446.png
& h3 s* ^9 c$ f1 A

' e$ J) }2 h2 v, y0 Z9 O3 jESD保护概念
# m  m- g, ?6 I; K( 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
5 N, ]# s" {% Y, k6 g/ 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。2 Q# v1 D5 u9 ~! m$ E& }) k
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
$ L" y8 D0 S) d! g7 w& _1 r6 X1 v! j( f+ m% M9 h: A! i

sobs3pj2lj364032013546.png

sobs3pj2lj364032013546.png
8 e; V9 W# ^7 H  }
5 H6 l- h$ s3 o/ G, [  l
ESD保护示例
2 G( l* y* I6 P" I+ s( H( ]" ?/ U/ \5 _: ?1 N+ J- s7 j
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6 x, W- o/ S" C; Q1 a
如果来了ESD PAD1和PAD3形成回路
. O. R$ m+ x# q7 D: U5 {$ u
$ c% W$ z. T9 M4 P0 X* _* J! a# c5 D. `! E0 P$ _$ ~# d

- b$ {' o2 h$ K+ b- x0 z; F
3 x! X7 H  T# x( J
' n. q$ R+ d, j3 W& h! d3 c. ^) D3 t声明:
2 T7 F0 S' m: S3 a2 ^9 u/ r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▼! r& t  Q( i: F/ Z
电路设计-电路分析
( n+ N, I6 G1 G+ o8 nemc相关文章9 z/ }: Q. K* @% D
电子元器件4 l- E7 a8 D1 g; x/ p: i% o
后台回复“加群”,管理员拉你加入同行技术交流群。
回复

使用道具 举报

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则


联系客服 关注微信 下载APP 返回顶部 返回列表