3种防反接常用单元电路优缺点

接线图 2024年01月28日 08:55 166 admin

    对于平常日用的一些产品，产品在进行设计时就会考虑这个问题，顾客只是简单的利用插头进行电源的连接，所以一般采用反插错接头，这是种简单，低价而有效的方法。
    但是，对于产品处于工厂生产阶段，可能不便采用防差错接头，这可能就会造成由于生产人员的疏忽造成反接，带来损失。所以给电路增加防接反电路有时还是有必要的，尽管增加了成本。
    下面就说说常用的防反接电路：
    01
    最简单的在电路中串入一只二极管

3种防反接常用单元电路优缺点第1张

    优点：
    电路简单，成本较低。适用于小电流，对成本要求比较严的产品。
    缺点：
    由于二极管的PN结在导通时，存在一个压降，一般在0.7V以下。这个压降就导致这种电路不适合应用在电流较大的电路中，如果电路有10A的电流，那么二极管的功耗就是0.7*10=7W，发热量还是很可观的。在结构紧凑空间有限的产品中，对产品的稳定性或人的使用感受上影响还是比较大的。
    02
    对于上面上面提到的二极管的压降问题，有没有办法克服呢？看下面的电路。

3种防反接常用单元电路优缺点第2张

    上面的防接反电路采用了一个保险丝和一个反向并联的二极管，电源极性正确，电路正常工作时，由于负载的存在电流较小，二极管处于反向阻断状态，保险丝不会被熔断。
    当电源接反时，二极管导通，此时的电流比较大，就会将保险丝熔断，从而切断电源的供给，起到保护负载的作用。
    优点：
    保险丝的压降很小，不存在发热问题。成本不高。
    缺点：
    一旦接反需要更换保险丝，操作比较麻烦。
    03
    正接反接都可正常工作的电路：

3种防反接常用单元电路优缺点第3张

优点：
    输入端无论怎样接，电路都可以正常工作。
    缺点：
    存在两个二极管的压降。适用于小电流电路。
    04
    N沟道增强型场效应管防接反电路。
    由场效应管制作工艺决定了，场效应管的导通电阻比较小。是现在很常用的开关器件，特别是在大功率的场合。以TO-252封装的IRFR1205为例，其主要参数如下：Vdss=55V，Id=44A，Rds=0.027欧姆；可以看到其导通电阻只有27毫欧。
       这个电路的最大一个特点就是场效应管的D极和S极的接法。通常我们在使用N沟道的增强型的MOS管时，一般是电流由D极进入而从S极流出。应用在这个电路中时则正好相反。
    曾经在一个论坛中看到过这个电路，发布这个电路的楼主被众多网友痛批。说是DS之间存在一个二极管根本没法实现。楼主没有注明场效应管的管脚名称，由于存在一个应用场效应管的惯性思维，导致楼主蒙冤。其实场效应管只要在G和S极之间建立一个合适的电压就会完全导通。导通之后D和S之间就像是一个开关闭合了，电流是从D到S或S到D都一样的电阻。
    在电源极性正确时，电流起始时通过场效应管的稳压管导通，S极电压接近0V。两个电阻分压后，为G提供电压，使场效应管导通，因为其导通阻值很小，就把场效应管内部的二极管给替代了。
    电源反接时，场效应管内的二极管未到击穿电压不导通。分压电阻无电流流过无法提供G极电压，也不导通。从而起到保护作用。
    对于电路中并联在分压电阻上的稳压二极管，因为场效应管的输入电阻是很高的，是一个压控型器件，G极电压要控制在20V内，过高的电压脉冲会导致G极的击穿，这个稳压二极管就是起一个保护场效应管防止击穿的作用。
    对于并联在分压电阻上的电容，有一个软启动的作用。在电流开始流过的瞬间，电容充电，G极的电压是逐步建立起来的。
    对于并联在场效应管D与S之间的阻容串联电路，我感觉还是值得商榷的。阻容串联电路一般用作脉冲吸收或延时。用在这里要视负载的情况而定，加了或许反而不好。毕竟这会导致在电源在反接的时候会有一个短暂的导通脉冲。
    也可以用P沟道的场效应管，只是要将器件串在正极的输入端。这里不再描述。