常用防反接保護電路及功耗計算
發布時間:2022-04-30 來源:leiditech 責任編輯:wenwei
【導讀】caiyongdianchishizuifangbianganjingdedianyuan,weidianzidianlutigongdianya。haiyouxuduoqitafangfa,weidianzishebeigongdian,rushipeiqi,taiyangnengdianchideng,danzuichangjiandezhiliudianyuanshidianchi。tongchang,suoyoushebeidoudaiyoufangfanjiebaohudianlu,danshiruguoninyourenhedianchigongdiandeshebeimeiyoufangfanjiebaohu,namezaigenghuandianchishishizhongbixuxiaoxin,fouzetakenenghuizhahuishebei。
防反接保護電路及功耗計算
caiyongdianchishizuifangbianganjingdedianyuan,weidianzidianlutigongdianya。haiyouxuduoqitafangfa,weidianzishebeigongdian,rushipeiqi,taiyangnengdianchideng,danzuichangjiandezhiliudianyuanshidianchi。tongchang,suoyoushebeidoudaiyoufangfanjiebaohudianlu,danshiruguoninyourenhedianchigongdiandeshebeimeiyoufangfanjiebaohu,namezaigenghuandianchishishizhongbixuxiaoxin,fouzetakenenghuizhahuishebei。
因(yin)此(ci),在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),防(fang)反(fan)接(jie)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)將(jiang)是(shi)電(dian)路(lu)的(de)有(you)用(yong)補(bu)充(chong)。有(you)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)免(mian)受(shou)反(fan)極(ji)性(xing)連(lian)接(jie)的(de)影(ying)響(xiang),例(li)如(ru)使(shi)用(yong)二(er)極(ji)管(guan)或(huo)二(er)極(ji)管(guan)橋(qiao),或(huo)者(zhe)將(jiang)P溝道MOSFET用作HIGH側的開關。
使用二極管的極性反接保護
使用二極管是極性反接保護最簡單、最(zui)便(bian)宜(yi)的(de)方(fang)法(fa),但(dan)它(ta)存(cun)在(zai)漏(lou)電(dian)問(wen)題(ti)。當(dang)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)很(hen)高(gao)時(shi),小(xiao)的(de)壓(ya)降(jiang)可(ke)能(neng)沒(mei)關(guan)係(xi),特(te)別(bie)是(shi)當(dang)電(dian)流(liu)較(jiao)低(di)時(shi)。但(dan)在(zai)低(di)壓(ya)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),即(ji)使(shi)是(shi)少(shao)量(liang)的(de)壓(ya)降(jiang)也(ye)是(shi)不(bu)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)。
眾所周知,通用二極管上的壓降為0.7V,因此我們可以通過使用肖特基二極管來限製此壓降,因為它的壓降約為0.3V至0.4V,並bing且qie還hai可ke以yi承cheng受shou高gao電dian流liu負fu載zai。選xuan擇ze肖xiao特te基ji二er極ji管guan時shi要yao注zhu意yi,因yin為wei許xu多duo肖xiao特te基ji二er極ji管guan都dou具ju有you高gao反fan向xiang電dian流liu泄xie漏lou,因yin此ci請qing確que保bao選xuan擇ze具ju有you低di反fan向xiang電dian流liu(小於100uA)的二極管。
雷卯電子有專門開發的超低Vf肖特基二極管和超低漏流的肖特基二極管,適合防反接使用。
在4安培時,電路中肖特基二極管的功率損耗為:
4x 0.4V= 1.6W
在普通二極管中:
4x 0.7 V=2.8W
所以肖特基在電路中的節能效果明顯,如果電路電流較大,也可以選用DO-277封裝的肖特基二極管,比如雷卯電子SS10U60。
整流橋堆防反接保護
我(wo)們(men)也(ye)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)全(quan)橋(qiao)整(zheng)流(liu)器(qi)進(jin)行(xing)防(fang)反(fan)接(jie)保(bao)護(hu),因(yin)為(wei)它(ta)與(yu)極(ji)性(xing)無(wu)關(guan)。但(dan)是(shi)橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)器(qi)由(you)四(si)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)組(zu)成(cheng),因(yin)此(ci)在(zai)單(dan)二(er)極(ji)管(guan)的(de)上(shang)述(shu)電(dian)路(lu)中(zhong),功(gong)率(lv)浪(lang)費(fei)量(liang)將(jiang)是(shi)功(gong)率(lv)浪(lang)費(fei)的(de)兩(liang)倍(bei)。
使用P 溝道MOSFET 的防反接保護
使用P溝道MOSFET進行反接極性保護比其他方法更可靠,因為它具有低壓降和高電流能力。該電路由一個P溝道MOSFET、齊納二極管和一個下拉電阻組成。如果電源電壓低於P溝道MOSFET的柵極至源電壓(Vgs),則隻需要不帶二極管或電阻的MOSFET。您隻需要將MOSFET的柵極端子連接到接地即可。
現在,如果電源電壓大於Vgs,則必須降低柵極端子和源極之間的電壓。下麵提到了製造電路硬件所需的組件。
P 溝道場效應管 型號根據電流電壓選擇
電阻器 (100k)
9.1V 齊納二極管
電路圖
采用P溝道MOSFET的極性反接保護電路的工作原理
xianzai,dangninanzhaodianlutulianjiedianchishi,juyouzhengquedejixing,tahuidaozhijingtiguandakaibingyunxudianliuliuguota。ruguodianchixianghouhuoyifanjixinglianjie,zejingtiguanguanbi,womendedianlujiangshoudaobaohu。
該保護電路比其他保護電路更有效。讓我們分析一下當電池以正確的方式連接時,P溝道MOSFET將導通,因為柵極和源極之間的電壓為負。查找柵極和源極之間電壓的公式為:
Vgs= (Vg- Vs)
當電池連接不正確時,柵極端子的電壓將為正極,我們知道P溝道MOSFET僅在柵極端子的電壓為負時(此MOSFET的最低-2.0V或更低)導通。因此,每當電池以相反方向連接時,電路都將受到MOSFET的保護。
現在,讓我們來談談電路中的功率損耗,當晶體管導通時,漏極和源極之間的電阻幾乎可以忽略不計,但為了更準確,您可以瀏覽P溝道MOSFET的數據表。對於LMAK30P06P 溝道MOSFET,靜態漏源導通電阻(RDS(ON))為0.020Ω(典型值)。因此,我們可以計算電路中的功率損耗,如下所示:
功率損耗=I*I*R
假設流經晶體管的電流為1A。所以功率損耗將是
功率損耗=I2R= (1A)2*0.02Ω= 0.02W
因此,功率損耗比使用單二極管的電路小約27倍。這就是為什麼使用P溝道MOSFET進行防反接保護比其他方法要好得多的原因。它比二極管貴一點,但它使保護電路更安全,更高效。
我們還在電路中使用了齊納二極管和電阻器,以防止超過柵極到源電壓。通過添加電阻和9.1V的齊納二極管,我們可以將柵源電壓箝位到最大負9.1V,因此晶體管保持安全。
當然MOS的防反接電路也可以采用Nmos來截斷電路,截斷的就是負極電路,我們一般的理念還是開關正極,就像家裏電燈開關一樣,是裝在火線上,而不是零線上。
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