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防反接保护电路及功耗计算

电池是为电子电路提供电压最方便的电源。还有许多其他方法可以为电子设备供电,如适配器、太阳能电池等,但最常见的直流电源是电池。通常,所有设备都有,但是,如果您有任何电池供电设备没有反向保护,更换电池时必须始终小心,否则可能会炸毁设备。

因此,在这种情况下,这将是对电路的有用补充。有一些简单的方法可以保护电路免受反极性连接的影响,如使用二极管或二极管桥或P沟MOSFET用作HIGH侧的开关

使用极性反接保护二极管

使用二极管是极性反接保护最简单、最便宜的方法,但它存在问题。当输入电源电压很高时,小的压降可能没关系,特别是当电流较低时。但在低压操作系统的情况下,即使是少量的压降也是不可接受的。

众所周知,通用二极管上的压降为0.7V,因此,我们可以使用肖特基二极管来限制压降,因为它的压降约为0.3V至0.4V,它还能承受高电流负载。选择肖特基二极管时要注意,因为很多肖特基二极管都有高反向电流泄漏,所以请确保选择低反向电流(小于100uA)的二极管。

雷毛电子专门开发超低Vf小特基二极管和超低漏流的小特基二极管适用于防反接。

在 4 电路中肖特基二极管的功率损耗为:

普通二极管:

整流桥堆防反接保护

我们也可以使用整个桥式整流器进行反向保护,因为它与极性无关。但桥式整流器由四个二极管组成,因此在上述电路中,功率浪费将是功率浪费的两倍。

使用 P 沟道 MOSFET 防反接保护

使用 P 沟道 MOSFET 由于具有低压降和高电流能力,因此反接极性保护比其他方法更可靠。电路由一个 P 沟道 MOSFET、由齐纳二极管和下拉电阻组成。若电源电压低于 P 沟道 MOSFET 网的极端源电压 (Vgs),只需要没有二极管或电阻 MOSFET。您只需要将 MOSFET 将栅极端子连接到接地。

现在,如果电源电压大于Vgs,必须降低栅极端子与源极之间的电压。以下是制造电路硬件所需的组件。

§ P 沟通场效应管 根据电流电压选择型号

§ 电阻器 (100k)

§ 9.1V 齐纳二极管

电路图

采用P沟道MOSFET极性反接保护电路的工作原理

现在,当您按照电路图连接电池时,具有正确的极性,这将导致晶体管打开并允许电流通过。如果电池向后或反极性连接,晶体管将关闭,我们的电路将受到保护。

保护电路比其他保护电路更有效。让我们分析一下,P沟道MOSFET将导通,因为栅极和源极之间的电压为负。找到栅极和源极之间的电压公式如下:

,栅极端子的电压将为正极,我们知道P沟MOSFET当栅极端子的电压为负时(此)MOSFET的最低-2.0V或更低)导通。因此,每当电池以相反的方向连接时,电路就会受到影响MOSFET的保护。

现在,让我们来谈谈,当晶体管导通时,漏极与源极之间的电阻几乎可以忽略不计,但为了更准确,您可以浏览P沟MOSFET数据表 LMAK30P06 P 沟道 MOSFET,静态泄漏导电阻 (RDS(ON)) 为 0.020Ω(典型值)。因此,我们可以计算电路中的功率损耗,如下所示:

假设流经晶体管的电流为1A。因此,功率损失将是

因此,功率损耗约为使用单二极管的电路的27倍。这就是为什么使用P沟MOSFET防反接保护比其他方法好得多。它比二极管贵一点,但它使保护电路更安全、更高效。

我们还在电路中使用齐纳二极管和电阻器,以防止超过栅极到源电压。添加电阻和9.1V齐纳二极管,我们可以将栅源电压定位到最大负9.1V,因此,晶体管保持安全。

当然MOS也可以使用防反接电路Nmos切断电路,切断负极电路,我们的一般概念或开关正极,就像家用灯开关一样,安装在火线上,而不是零线上。

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