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防反接電路、防倒灌電路、過流保護(hù)電路

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發(fā)表于 2024-9-9 08:03:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
: u- w" r$ Y; J2 L
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+ Y! N; j( Q& t) \& |  f5 x1 w$ r% X' X3 J7 |
$ N2 Y# R+ q1 i8 U! n9 p" n
防反接電路- u/ }& z' d1 q7 `0 X
常見的措施:
- N2 h) \4 u" `5 y8 X# C  z1.通過機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 讓接線端子 正確接入時(shí)能匹配上,不正確時(shí) 匹配不上
$ t% e( F) \' }6 Y" l! y9 p$ \2.通過線的顏色做區(qū)分% K, R3 ^3 `' P( H/ f$ Y
3.通過電路的設(shè)計(jì); q+ ]5 ]/ @$ q  @7 s; h. M0 D7 x

% u; H3 H3 h, q3 T; P& p8 B防反接電路匯總:
0 W1 T$ _1 m3 A
典型電路類型:9 B4 Q, u/ O% P6 Y( a) Q8 |
1.二極管防反接(不常用): v: M( T' ~  b+ ?3 j, O2 b* ]
二極管有 0.7的導(dǎo)通壓降 如果有大電流經(jīng)過的時(shí)候就會發(fā)熱 功率比較高。(一般選用 肖特基二極管導(dǎo)通壓降比較低  也要考慮反向電壓)" H$ L5 W* S, y6 ?0 C5 {- w
" v0 Z0 @2 s2 I+ [- q1 F. f

: C2 v1 |  ^, e: `' m; S. W% U4 n
, G; ]- R8 H. z# i2.保險(xiǎn)絲和二極管(穩(wěn)壓二極管)防反接. q" r$ v; \" N- H
二極管并聯(lián)到電路中。二極管要考慮導(dǎo)通電流和反向耐壓等參數(shù)* l4 Y+ `7 g7 b0 n9 |* [: C% M0 ?

  C, f4 h/ B; M& S8 C2 B: u9 g& D8 a% L+ \; i
3.橋式整流電路看好電路圖的 電源和負(fù)載的兩端接哪" X8 ]& v! @. \  \2 `3 B/ A
7 u9 Q% t8 A) B! ]" R5 L" q

- C0 p+ f- k3 g4 B0 B& ^7 n4 M' u! [5 _/ S& C2 n% i
$ ^: _2 I9 f6 h1 V" k0 ?, h
: N* P% ^: F- o  `9 }

* n; A9 G0 k( x. t4.MOS管防反接(用得比較多的一種)PMOS:
: d; F4 ?0 f# q. i) n在 PMOS 管防反接電路中,柵極那邊的兩個電阻主要起到限流和保護(hù)的作用。8 x! y. V4 I0 O0 ?9 X
8 W- V4 E- C. X7 z3 V; H7 D2 P
這些電阻的阻值通常根據(jù)具體的電路設(shè)計(jì)要求來選擇,一般需要根據(jù) PMOS 管的特性和工作電壓來確定。" {  n: S$ P9 d* q9 K
旁邊的二極管是一個穩(wěn)壓保護(hù)二極管 為了保護(hù)GS之間的電壓不會過高從而損壞二極管
9 t! P) L# L$ h0 Q! v$ b. ~0 `4 d& L' V( W( |
在電路分析中 pmos導(dǎo)通和體二極管無關(guān)。mos的源漏是相對的。對pmos,電壓高的是s,低的是d。正常上電時(shí),3腳電壓高,所以這時(shí)3腳是s,g比s低,所以管子導(dǎo)通(圖中的D S應(yīng)該反過來)。+ l+ b* e* ~. h" |: X, g

1 U- Q, f- A, j# M
% o9 y- C3 a% }/ I9 x  I3 j% ]8 O$ g% p/ P
NMOS
; p, q' v& u% sNMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS導(dǎo)通 形成回路
8 a  e% B/ l4 f- z( V3 @6 j4 o                 反接  Vg=0   Vs=5V  所以DS不導(dǎo)通  形成不了回路" K1 f; O, E( N0 N4 d

0 d. s  Z: w  w2 Z0 ~ 8 R4 b( }0 q: \5 t9 j: X0 L3 J
* C: J) g0 v( V6 x% Z7 ?, |8 |
* c/ j/ J- g; ^1 k8 B
8 z0 G7 T" \" {6 s4 H2 i4 N- w

8 X2 F9 ^  v' t4 }1 }6 l/ {& c  G( O0 B8 g& m

$ f8 q- ]" Y; L9 @% o, o
  g1 \) U" }2 X5 N& B9 z
防倒灌電路% P9 x* P5 m' _( g2 R
什么是倒灌?7 f+ p9 E4 L3 i( D1 r7 I
1.開關(guān)電源給負(fù)載供電, 如果負(fù)載是電池或者其他感性負(fù)載(比如像 電機(jī) 有線圈 當(dāng)電源突然斷掉時(shí) 會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢)時(shí), 當(dāng)220V斷掉的時(shí)候,可能會出現(xiàn) 電池反向給開關(guān)電源 的 輸出端 供電,導(dǎo)致開關(guān)電源的一些莫名損壞。
- @3 S& q* t8 Y! \2.系統(tǒng)在不同的 輸出電壓 之間 切換時(shí),會存在高壓電壓倒灌到低壓電壓源中。關(guān)注@電路一點(diǎn)通
7 g. i5 k# s- c, |) ^例如:系統(tǒng) 有兩個電源供電 比如 一個電池 一個 充電器 充電器的電壓一般會高于電池 如果沒有防倒灌的電路 可能充電器的電壓會直接倒灌給電池 造成電池的損壞。& ^/ a8 P8 `+ D5 ^* r: Q! }7 ]

0 x  d! i  w7 u' L; ~. X8 k! o, @9 }
& N8 _' u5 ]! q1.二極管串聯(lián)防倒灌電路:
2 ~8 i+ `9 A" l; L 該電路  二極管選型要 選取電源 額定輸出電流的(5-10)倍 并且可以加 散熱片。; j: U7 D$ Y  }1 B5 a$ c" H

6 t, S" c. j' Z; b/ \) p
7 u5 U' y6 V" `8 b5 u+ X$ T( ?2.雙MOS組成的防倒灌電路
- c3 G; r4 g8 `6 P9 O: B: M電路分析:3 r5 F! ]# V5 @" Z
正常情況下(無電流倒灌)  ON/OFF接口可以進(jìn)行IO口控制也可以直接通過VIN控制,
' j0 m8 X+ _& L$ j/ f所以這次就以 VIN的有無 來控制  VIN輸入電壓到三極管,三極管導(dǎo)通(基極電壓大于發(fā)射極),由于三極管下連的是地,所以 PMOS管的柵極電壓為0, Vgs=-Vin 所以導(dǎo)通 所以 兩個PMOS管導(dǎo)通。
' k4 O2 b2 J7 t7 X0 ~( ^* T+ u
" |& D" f, S6 E$ \; s* E  R9 D. m( l5 N& m
當(dāng)輸入電壓突然沒有的時(shí)候, Vin沒有 所以 三極管Vb=0  Vbe
5 M: I  _$ m9 r$ j8 a3 }+ k ' |2 K3 a( @* }) q6 S/ f
3 i8 w3 z" \) I: ^9 {& H* _' C$ V

- n, Y+ l2 ~- H  D* b8 j ; \) r: q# ~3 T. C; ~

( o1 s: W& K& c) `6 i1 {  ?4 P& P! e# n' l" Z8 ]

  j7 O3 q" {/ U# h
% W  N$ p8 W$ t3.雙MOS組成電源自動切換電路(前提 VCC>電池電壓)- i1 q3 ?2 I3 j5 k
Bat Charge 為電池電壓0 A3 a+ z2 b% |; [1 H( a- M: s7 D9 ]
VCC為系統(tǒng)電壓
; Y7 [# \3 }( P$ m當(dāng)只用電池電壓供電時(shí):
6 I6 x  C- `( n. }& K( O9 DMOS管Q9 柵極g為0V  源極S Vs=V電池 Vgs=-V電池 PMOS導(dǎo)通 Q9導(dǎo)通了 Q10也導(dǎo)通了 ,然后給到 單片機(jī)VCC_mcu。
& M9 m7 M# _! @只有VCC時(shí):
# Y  G# h1 X# t通過LDO Vout 通過二極管給到MCU進(jìn)行供電   Q9和Q10的G都是Vout的電壓 所以不導(dǎo)通。VCC_MCU=Vout-二極管的壓降關(guān)注@電路一點(diǎn)通
5 R3 v( b, W, ]. {5 {; ^當(dāng)VCC和電池同時(shí)供電時(shí):
: [# E0 |& q/ r4 P0 I5 d( R% pQ9柵極電壓為VCC  對于MOS管 Vgs=Vout-V電池  所以MOS管不導(dǎo)通, Q10 g極 Vg=Vout  Vs=Vout-V二極管   Vgs>0 所以也截止 。' u( I: d6 R2 o* E; H6 @
6 v- a0 M5 H+ f) L" [+ v' {" s* _
4.雙三極管鏡像電路防倒灌
& g$ R) b$ [! r# b, x  A0 S* r6 J6 L* S5 UVin 經(jīng)過三極管 由于是PNP三極管  Vb連接地=0V Ve=Vin 所以三極管Q6導(dǎo)通  導(dǎo)通之后就會有管壓降 所以 Vb的電壓=Vin-0.6V   Q7 Ve=Vout-0.6V 需要滿足 Ve>Vb 三極管Q7才會導(dǎo)通 但Vout會大于Vin  所以會是截止的。5 [7 A6 s/ h" o2 A+ R3 {) F
正常工作時(shí) Q5 Q6導(dǎo)通 Q7不導(dǎo)通 , 當(dāng)出現(xiàn)倒灌時(shí) Q5 Q6不導(dǎo)通 Q7導(dǎo)通  
4 N0 Q/ ^! v: u* D- F : c8 ~, u0 l8 V. g
過流保護(hù)
+ O9 @3 f/ X+ M% X. [2 ~3 h: q4 sESP:靜電放電(一般在芯片內(nèi)部電路)8 @% s2 X+ x$ B' `
ESD相關(guān)概念及模型
$ r" ?+ W& D8 ^7 R  n2 ~5 D1 G$ k& v( K  g1 Q  L5 y$ m3 q
3 E0 h+ B0 p2 o9 G! j- |

0 L3 f* }' r! o/ V人體放電:人體帶的電荷  然后觸碰芯片管腳, 芯片其他管腳正好有個接了地 產(chǎn)生電流 損壞芯片4 G- d# I5 z2 G1 d
機(jī)器放電模式:機(jī)器觸碰芯片的時(shí)候,  帶電金屬體 觸碰芯片
. S& Y% c% Z7 L* q* D8 s% b8 L( B元件充電:芯片可能在搬運(yùn)啥的過程中  本身 被充電了 當(dāng)夾具夾住的時(shí)候可能就通過夾具釋放出來了
+ E2 j8 t% U% ~) X; [0 r / P& q# l% |0 Q7 x
+ Y0 o0 E: h$ i( t
ESD保護(hù)概念& [4 H3 x3 n. L7 f# p& M
在芯片內(nèi)部 提供ESD的電流路徑 以免ESD放電的時(shí)候 靜電電流流入芯片內(nèi)部對芯片造成傷害 從而保護(hù)電路
2 @0 B! N, i% s- [5 k% {下圖 PAD可以當(dāng)做芯片引腳 如果沒加保護(hù)電路, 以人體放電為例,手碰到了 PAD1 PAD2接地 電流直接沿著紫色虛線的方向走從PAD1到PAD2,直接燒毀芯片。6 Q- @- E( K& |: [: W
藍(lán)色的這些都是ESD保護(hù) 這些電路能在發(fā)生ESD的時(shí)候 能瞬間導(dǎo)通 把電流引導(dǎo)出去 且是可逆的 不會被靜電所損傷
* U- R, p" t9 Q  i2 r7 c) s
, g. g  k( m. ^; J1 K * D- @) g2 h5 }9 r1 u5 P
; |- ?4 P, l4 \2 L  l
ESD保護(hù)示例
4 f3 F/ F7 M: q7 @
/ I' z) a5 I3 j9 R8 C利用二極管(齊納二極管)的正向?qū)ê头聪驌舸┨匦钥蓪?shí)現(xiàn)最基礎(chǔ)的ESD保護(hù)電路- F7 y7 v. E! R. k/ C% `1 l
如果來了ESD PAD1和PAD3形成回路 4 u) ^% l6 `7 U) i( E

6 Z, L9 K, x% Q! c/ y% G- M  e$ V* G# e0 M

5 k4 v$ ?/ J5 t
' k* `4 d. i; F( a: _; [" p# f) Z( m+ s
聲明:' e4 c5 f6 {7 |; Y2 i
聲明:文章來源網(wǎng)絡(luò)。本號對所有原創(chuàng)、轉(zhuǎn)載文章的陳述與觀點(diǎn)均保持中立,推送文章僅供讀者學(xué)習(xí)和交流。文章、圖片等版權(quán)歸原作者享有,如有侵權(quán),聯(lián)系刪除。投稿/招聘/推廣/宣傳/技術(shù)咨詢 請加微信:woniu26a推薦閱讀▼
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電子元器件1 f% s% M, U- E) T1 d4 \8 k' C- R
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