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。
yinci,zaizhezhongqingkuangxia,fangfanjiebaohudianlujiangshidianludeyouyongbuchong。youyixiejiandandefangfakeyibaohudianlumianshoufanjixinglianjiedeyingxiang,lirushiyongerjiguanhuoerjiguanqiao,huozhejiangP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
womenyekeyishiyongquanqiaozhengliuqijinxingfangfanjiebaohu,yinweitayujixingwuguan。danshiqiaoshizhengliuqiyousigeerjiguanzucheng,yincizaidanerjiguandeshangshudianluzhong,gonglvlangfeiliangjiangshigonglvlangfeideliangbei。
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
現(xian)在(zai),當(dang)您(nin)按(an)照(zhao)電(dian)路(lu)圖(tu)連(lian)接(jie)電(dian)池(chi)時(shi),具(ju)有(you)正(zheng)確(que)的(de)極(ji)性(xing),它(ta)會(hui)導(dao)致(zhi)晶(jing)體(ti)管(guan)打(da)開(kai)並(bing)允(yun)許(xu)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)它(ta)。如(ru)果(guo)電(dian)池(chi)向(xiang)後(hou)或(huo)以(yi)反(fan)極(ji)性(xing)連(lian)接(jie),則(ze)晶(jing)體(ti)管(guan)關(guan)閉(bi),我(wo)們(men)的(de)電(dian)路(lu)將(jiang)受(shou)到(dao)保(bao)護(hu)。
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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