如何聰明地防(fáng)止電(diàn)源正(zhèng)負(fù)極接反(fǎn)?
更新時間:2023-02-07 點擊次數:1882
硬件工程師的很多項目是在洞洞板(bǎn)上完成的,但有存(cún)在不(bú)小心將(jiāng)電源正負極(jí)接反的(de)現(xiàn)象,導(dǎo)致很多(duō)電子元(yuán)器件都燒毀,甚至整塊板子都廢掉,還得再焊接一塊,不知道有什(shí)麽好的辦法可以解決?
首先粗心(xīn)不可避免,雖說隻是區分正負極兩根線,一紅一黑,可能(néng)接線(xiàn)一次,我們不會出錯;接10次線也不會出錯,但是1000次?10000呢?這時候就不好說了,由於我們的粗心,導致一些電子元器件和芯片燒壞,主要(yào)原因是電流過(guò)大使元器件被擊穿,所以必須采取防止接反的措施。在(zài)正電源輸入端串聯(lián)一個正向二極管,充分利用二極管正向導通(tōng)、反向截止的特性。正常情(qíng)況下,二(èr)級管導(dǎo)通,電路板工作。當電源接(jiē)反時,二極管(guǎn)截(jié)止(zhǐ),電源無法形成回路,電路板不(bú)工作,可以有效的防止電源接反的問題。使用整流橋將電源輸入變(biàn)為無極輸入,無論電源正接還是(shì)反接,電路板一(yī)樣正常工作。以上使用二極管進行防反處理,若采(cǎi)用矽二極管具有0.6~0.8V左右的壓降,鍺二極管也有0.2~0.4V左右的壓降,若覺得壓降太大,可使用MOS管做防反處理,MOS管的壓降非常小,可(kě)達幾毫歐姆,壓降幾乎可忽略不計。MOS管因工藝提升,自身性質等(děng)因素,其(qí)導通內阻較小,很(hěn)多都是毫歐級,甚至更小,這樣對電路的壓降,功耗造成的損失特(tè)別小,甚至可(kě)以忽略不(bú)計,所以選擇MOS管對電路進行(háng)保護是比較推薦的方(fāng)式。如下圖:上電瞬間,MOS管的寄生二極管導通,係統形成(chéng)回路,源極S的(de)電位(wèi)大約為0.6V,而柵極G的電位為Vbat,MOS管的開啟電壓極為:Ugs = Vbat - Vs,柵極表現為高電平,NMOS的ds導通,寄生二極管(guǎn)被短路(lù),係(xì)統通過NMOS的ds接入(rù)形成回路。若電源接(jiē)反(fǎn),NMOS的導通電壓為0,NMOS截止,寄生二極管反接,電路是斷(duàn)開的,從而形成保護。如下圖:上電瞬間,MOS管的寄生二(èr)極管導(dǎo)通,係統形成回路,源極S的電位大約為(wéi)Vbat-0.6V,而柵(shān)極G的電位為(wéi)0,MOS管的開(kāi)啟(qǐ)電壓極為:Ugs = 0 -(Vbat-0.6),柵極表現(xiàn)為低電(diàn)平,PMOS的(de)ds導通,寄生二極管被短路,係統通過PMOS的ds接入形成回(huí)路。若電源接反,NMOS的導通電壓(yā)大於0,PMOS截止,寄生二極管反接,電路是斷開的,從而形成保護。注:NMOS管(guǎn)將ds串(chuàn)到負極,PMOS管ds串到正(zhèng)極,寄生二極管方向朝向正確連接的電流方向(xiàng)。MOS管的(de)D極和S極的(de)接入:通常使用N溝道的MOS管時,一般是電流由D極進(jìn)入而從S極流出,PMOS則S進D出,應用在這個電路中時則正好相反,通過(guò)寄生(shēng)二極管的導通來滿足MOS管導通的電壓條件。MOS管隻(zhī)要在G和S極之間建立一個合適的(de)電壓就會導通。導通之後D和S之間就像是一個開關閉合了,電流是(shì)從D到S或(huò)S到D都一樣的(de)電阻。實際應用(yòng)中,G極一(yī)般串接一個電阻,為了防止MOS管被擊穿,也可以加上穩壓二極管。並(bìng)聯在(zài)分壓電阻上的電容,有一個軟啟動(dòng)的作用(yòng)。在電流開始流過的(de)瞬間,電容充電,G極的電壓逐步建立起來。對於(yú)PMOS,相比NOMS導通需要Vgs大於閾值電壓,由於其開啟(qǐ)電壓可以(yǐ)為(wéi)0,DS之間的壓差(chà)不大,比NMOS更具有優勢。很多常(cháng)見的電子產品,拆開之後(hòu)都可以看到電源部分(fèn)加(jiā)了保險絲。在電源(yuán)接反,電路中存在短路的時候由於(yú)大電(diàn)流,進而將保險絲熔斷,起(qǐ)到保護電(diàn)路的作用,但這種方式修理更換比較麻煩。(文(wén)章來(lái)自電(diàn)磁兼容(róng)之家)