四種電源防接反電路

ID:344848 · 發表于 2024-5-22 16:15

防反接電路用于防止電子元器件因正負極接反而燒毀。常見的防反接電路有四種：二極管串聯、整流橋、NMOS和PMOS。二極管串聯利用二極管的單向導電性，整流橋則能正反接都導通但會消耗電能。NMOS和PMOS的防反接電路設計則通過控制電流路徑來實現正負極的保護。
1、二極管串聯：利用二極管的單向導電性（正向導通，反向截止），在正電源輸出端串聯一個二極管進行正常導通，如果電源接反，由于無法形成回路，它就會截止。

2、整流橋電路：整流橋不論是正接還是反接，它的輸出始終都是固定的，電路都能保持正常工作。不過，不管是一個二極管還是多個，它都會產生管壓降，并且消耗電能。

3、微耗能電源防接反電路：這時候就可以運用MOS管的防反接電路設計了。
NMOS和PMOS的防反接電路設計

當輸入為上正下負時，電流經過R1、R2以及mos管的寄生二極管到地，R1和R2分壓后，GS電壓大于MOS管的導通電壓Vgs，隨后mos管導通。當極性接反時，也就是上負下正，電流路徑會被MOS管的寄生二極管給反向截止，GS由于沒有了電壓而截止，電路回路被切斷。PMOS的防反接原理與NMOS是一樣的，只不過位置不同，PMOS一般我們會把它放在上方。

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四種電源防接反電路.doc (251 KB, 下載次數: 32)

ID:344848 · 發表于 2024-5-22 17:18

NMOS和PMOS的防反接電路設計可以用于電動三輪車的蓄電池防接反保護。

ID:1065749 · 發表于 2024-5-22 18:33

電動車充電器防反接電路采用可控硅控制的。

ID:1100060 · 發表于 2024-5-26 00:31

二極管防反接：止回、逆導、「整」流，
「整」流，其實可視之為止回的進階運用。

ID:344848 · 發表于 2024-5-26 22:37

LhUpBJT 發表于 2024-5-26 00:31
二極管防反接：止回、逆導、「整」流，
「整」流，其實可視之為止回的進階運用。

這也是從二極管、到三極管，最后到場效應管的工程。目前的集成電路，無論是數字型，還是模擬型，幾乎采用場效應管。有源射頻電路也采用場效應管，否則不存在所謂的“記憶”效應。

ID:344848 · 發表于 2024-5-26 22:42

18689719961 發表于 2024-5-22 18:33
電動車充電器防反接電路采用可控硅控制的。

可控硅用途會越來越少了，就像電動車充電器原來使用自激開關電源一樣，現在全部采用它激開關電源。

ID:344848 · 發表于 2024-6-29 21:47

使用MOS管作為保護電路，最重要是選擇MOS管，下面以選擇NMOS為例，解答你的疑問。
例如選用AM2326N ，輸入電壓要小于Vin=Vds/1.5=20/1.5≈13V；R2*Vin/(R1+R2)=1.8V，先確定任意一個電阻值，便可求出另一個電阻值。穩壓管
Vd1＜|Vgs|=8V。附件上傳AM2326N 的數據手冊。

ID:344848 · 發表于 2024-6-29 23:19

我提供的方案是從工程設計實際應用出發的。工程設計中應用單片機（MCU）、DSP、FPGA等可以節省大量元器件。它的通常工作電壓是5V，有壇友說低功耗工作電壓是3.3V 。就按3.3V工作電壓，AM2326閾值電壓是0.9V，考慮到所有不利因素的影響，正常工作柵極工作電壓選1.8V。保護3.3V電源防接反不存在問題。況且得到了驗證。

ID:344848 · 發表于 2024-6-30 01:01

另， ARM供電有3.3V和1.8V；3.3V通過LDO芯片產生1.8V，不需要單獨保護1.8V電源，只需保護3.3V即可。

ID:910662 · 發表于 2024-7-9 08:51

可以設計成一個3端器件，用起來更方便。

ID:344848 · 發表于 2024-7-9 10:21

dhjmw 發表于 2024-7-9 08:51
可以設計成一個3端器件，用起來更方便。

可以按樓7#的計算公式，使用陶瓷基板，印制電阻制成3端器件+散熱器。

ID:910662 · 發表于 2024-7-10 10:48

donglw 發表于 2024-7-9 10:21
可以按樓7#的計算公式，使用陶瓷基板，印制電阻制成3端器件+散熱器。

這個幾乎不會發熱，所以完全可以集成化，不用厚膜。

ID:910662 · 發表于 2024-7-10 10:48

18689719961 發表于 2024-5-22 18:33
電動車充電器防反接電路采用可控硅控制的。

可控硅壓降太高。

ID:910662 · 發表于 2024-7-10 15:31

donglw 發表于 2024-5-22 17:18
NMOS和PMOS的防反接電路設計可以用于電動三輪車的蓄電池防接反保護。

上面的電路估計不能用于電動車充電口防反接。在沒有接充電器前，mos已經導通了。

ID:584952 · 發表于 2024-7-11 03:24

大功率低內阻的MOS管不便宜呀。

ID:344848 · 發表于 2024-7-11 07:26

dhjmw 發表于 2024-7-10 15:31
上面的電路估計不能用于電動車充電口防反接。在沒有接充電器前，mos已經導通了。

按樓7#設計，沒有問題

ID:344848 · 發表于 2024-7-11 07:35

mountainqy 發表于 2024-7-11 03:24
大功率低內阻的MOS管不便宜呀。

MOS管不同于晶體管，可以采用多個MOS管并聯；注意：多個MOS管并聯，電路參數要按樓層7#設計重新修改。

ID:344848 · 發表于 2024-7-11 07:41

dhjmw 發表于 2024-7-10 10:48
這個幾乎不會發熱，所以完全可以集成化，不用厚膜。

雖然導通阻抗是毫歐姆，若導通電流是安級，需要考慮散熱。

ID:344848 · 發表于 2024-7-11 07:46

dhjmw 發表于 2024-7-10 10:48
可控硅壓降太高。

MOS管的導通電阻是毫歐姆，電動車充電電流是安級，壓降可以忽略。

ID:910662 · 發表于 2024-7-17 15:51

donglw 發表于 2024-7-11 07:26
按樓7#設計，沒有問題

你試過嗎？要求：1、反向接入充電器；2、如果1沒問題，先正向接入充電器，再立即反向接。應該都沒有電流。

ID:910662 · 發表于 2024-7-17 15:55

電動車電池防止充電器反接，當然也可以防止充電口短路，可以使用理想二極管。注意電壓要求，反接時是兩個電壓之和。理想二極管，某一個寶有售，高電壓的，價格不便宜。

ID:344848 · 發表于 2024-7-17 18:59

dhjmw 發表于 2024-7-17 15:51
你試過嗎？要求：1、反向接入充電器；2、如果1沒問題，先正向接入充電器，再立即反向接。應該都沒有電流 ...

48V、60V、72V都試過，它們的數值均不同；300V、500V也試過。

ID:344848 · 發表于 2024-7-17 19:05

另外，最低工作電壓是3.3V試過！

ID:344848 · 發表于 2024-7-17 19:27

dhjmw 發表于 2024-7-17 15:51
你試過嗎？要求：1、反向接入充電器；2、如果1沒問題，先正向接入充電器，再立即反向接。應該都沒有電流 ...

“先正向接入充電器，再立即反向接”——現實是不存在。我說過我提供的電路是經過仿真和搭建電路兩方面驗證過的，不同于教課書。

ID:344848 · 發表于 2024-7-18 07:51

dhjmw 發表于 2024-7-17 15:55
電動車電池防止充電器反接，當然也可以防止充電口短路，可以使用理想二極管。注意電壓要求，反接時是兩個電 ...

工程實際不存在理想二極管！

ID:344848 · 發表于 2024-7-18 08:04

dhjmw 發表于 2024-7-17 15:55
電動車電池防止充電器反接，當然也可以防止充電口短路，可以使用理想二極管。注意電壓要求，反接時是兩個電 ...

1、能否將理想二極管的規格書上傳一下，長長知識。2、“反接時是兩個電壓之和”——不清楚你要表達何意？
3、高電壓？——多少伏？

ID:344848 · 發表于 2024-7-18 08:13

dhjmw 發表于 2024-7-17 15:55
電動車電池防止充電器反接，當然也可以防止充電口短路，可以使用理想二極管。注意電壓要求，反接時是兩個電 ...

在本壇推廣你的產品，似乎找錯了地方！

ID:910662 · 發表于 2024-7-18 08:41

donglw 發表于 2024-7-17 19:27
“先正向接入充電器，再立即反向接”——現實是不存在。我說過我提供的電路是經過仿真和搭建電路兩方面驗 ...

樓主電路3，如果VOUT接入電池，則Q1導通，注意是雙向導通。如果此時VIN反向接入，必然發生電源短路的問題，連我的要求1都無法滿足。我說的能滿足1而不能滿足2的電路，跟你的電路不一樣，是由VIN提供MOS偏置的，未接VIN時，如果Q1未導通，則因為沒有偏置而不會導通，可以滿足要求1；但一旦VIN正向接入，Q1導通，并且是雙向導通，撤去VIN，VOUT通過Q1在VIN輸出，維持Q1導通，此時如果VIN反接，必然引起電源短路，所以不能滿足要求2。理想二極管可以滿足這兩個要求。我估計你實驗的時候，沒有在VOUT接入電源。樓主的電路很好，只是不適合充電器反接保護。

ID:910662 · 發表于 2024-7-18 08:53

donglw 發表于 2024-7-17 19:27
“先正向接入充電器，再立即反向接”——現實是不存在。我說過我提供的電路是經過仿真和搭建電路兩方面驗 ...

除了二極管和理想二極管，我想用三極管可以實現充電口防反接保護，只是我沒有測試。

ID:344848 · 發表于 2024-7-18 13:07

dhjmw 發表于 2024-7-18 08:41
樓主電路3，如果VOUT接入電池，則Q1導通，注意是雙向導通。如果此時VIN反向接入，必然發生電源短路的問題 ...

NMOS管導通的前提有兩個：G極電壓高于S極，D極電壓高于S極。撤掉電源D極電壓低于S極電壓它關閉了。為了避免上述情況需要串肖特基二極管！

ID:344848 · 發表于 2024-7-18 13:28

dhjmw 發表于 2024-7-18 08:53
除了二極管和理想二極管，我想用三極管可以實現充電口防反接保護，只是我沒有測試。

為何不使用三極管，三極管導通的阻抗是歐姆級，NMOS管導通的阻抗是毫歐姆級。三極管需要散熱面積是NMOS散熱面積近似千倍。

ID:910662 · 發表于 2024-7-18 15:43

donglw 發表于 2024-7-18 08:13
在本壇推廣你的產品，似乎找錯了地方！

你抬舉我了，我哪有什么產品？

ID:344848 · 發表于 2024-7-18 21:00

NPN三極管也是這樣，B極高于E極，C極高于E極，C極接電源，E極接電池；撤掉電源，C和E是截止的。負載是電池需要串肖特基二極管。

ID:344848 · 發表于 2024-7-19 00:51

dhjmw 發表于 2024-7-18 15:43
你抬舉我了，我哪有什么產品？

有什么問題盡管提？模數、單片機動手結合書本比只看書進步更快！

ID:1067167 · 發表于 2024-7-19 11:26

學習了實用

ID:344848 · 發表于 2024-7-19 23:34

dhjmw 發表于 2024-7-18 08:41
樓主電路3，如果VOUT接入電池，則Q1導通，注意是雙向導通。如果此時VIN反向接入，必然發生電源短路的問題 ...

給電池充電防接反電路，可參考我的帖子：http://www.raoushi.com/bbs/dpj-236915-1.html

ID:344848 · 發表于 2024-7-20 00:24

所謂的“理想二極管”實際是MOS管，炒概念! 實際是使用Ti公司的芯片+NMOS管，類似開關電源低壓整流使用同步整流技術！按照炒概念說法，也是“理想二極管”！

ID:344848 · 發表于 2024-7-20 00:31

炒概念的“理想二極管”實質上是控制芯片+NMOS，與二極管沒有任何關系了！

ID:344848 · 發表于 2024-8-1 00:33

找到了柵極閾值電壓|Vgs(th)|小于1的P溝道VMOS管——RZR040P01

RZR040P01.PDF (229.38 KB, 下載次數: 1)

ID:187802 · 發表于 2024-8-14 10:18

見過老外產品就用的第3個圖的方法，來防接反

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四種電源防接反電路

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