防反接電路、防倒灌電路、過流保護(hù)電路

硬件筆記本

9 p3 E( v8 ~  n# e; V& D7 R5 y9 q9 b' w: J點擊上方名片關(guān)注了解更多
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防反接電路
常見的措施：
6 q2 R5 l7 o- @  z  h5 |1.通過機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 讓接線端子 正確接入時能匹配上，不正確時 匹配不上
! v# V1 D6 ]: W3 T2.通過線的顏色做區(qū)分
. [* r4 U: W' I* g3.通過電路的設(shè)計

防反接電路匯總：
典型電路類型：
1.二極管防反接（不常用）
8 ~6 t( z# M  [! N% M二極管有 0.7的導(dǎo)通壓降 如果有大電流經(jīng)過的時候就會發(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）

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2 p9 K$ A# ^; d. Z  w4 d2.保險絲和二極管（穩(wěn)壓二極管）防反接
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)


) ~! Q1 ?% i- ]* u" p# [  t3 ?2 I3.橋式整流電路看好電路圖的 電源和負(fù)載的兩端接哪
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4.MOS管防反接（用得比較多的一種）PMOS：
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。
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: w' F# l5 Q$ X+ P) U這些電阻的阻值通常根據(jù)具體的電路設(shè)計要求來選擇，一般需要根據(jù) PMOS 管的特性和工作電壓來確定。
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
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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，3腳電壓高，所以這時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）。

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0 M, U/ }8 y. i$ m+ ~NMOS：
! \5 }% `7 D. O! k+ S# eNMOS 如果 正接 Vg=2V Vs=0V 所以 DS導(dǎo)通 形成回路
                 反接  Vg=0   Vs=5V  所以DS不導(dǎo)通  形成不了回路


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防倒灌電路
% M7 d5 n3 O! G3 j) G- p  q什么是倒灌？
4 Z8 q7 j0 F8 ~2 a3 v1.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 會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢）時， 當(dāng)220V斷掉的時候，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 i, B5 e: r7 {" I( L0 W  }2.系統(tǒng)在不同的 輸出電壓 之間 切換時，會存在高壓電壓倒灌到低壓電壓源中。關(guān)注@電路一點通
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。
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. _# x1 z3 H" D* Q' a1.二極管串聯(lián)防倒灌電路：
8 _# y8 o( g6 T 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。
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2.雙MOS組成的防倒灌電路
7 |0 ?6 Z( i0 E1 _/ ~, A電路分析：
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，
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。


當(dāng)輸入電壓突然沒有的時候， Vin沒有 所以 三極管Vb=0  Vbe


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* N& s. u5 J* b) H) c5 H. n3.雙MOS組成電源自動切換電路（前提 VCC>電池電壓）
Bat Charge 為電池電壓
3 r: ?1 V) K  |4 ^VCC為系統(tǒng)電壓
- N0 q- i! X5 \/ n當(dāng)只用電池電壓供電時：
. m! N( e, R  `: ~2 j$ jMOS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。
" H9 s& Y6 \: I只有VCC時：
* a4 j$ n0 @! ]  a; P' Z* Q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@電路一點通
當(dāng)VCC和電池同時供電時：
+ z  V. v8 P8 C+ J4 Z1 l+ o( ZQ9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 。
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) {: n7 v& E$ \: |0 N/ A1 [1 o4.雙三極管鏡像電路防倒灌
- _7 _3 \8 K! y9 y. [Vin 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。
$ V1 J; F: J, O4 @) C- ?$ r$ |正常工作時 Q5 Q6導(dǎo)通 Q7不導(dǎo)通 ， 當(dāng)出現(xiàn)倒灌時 Q5 Q6不導(dǎo)通 Q7導(dǎo)通  
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5 T  G) N5 s/ q; H% h過流保護(hù)
8 q3 v# S8 C8 Y& o, c. e; yESP：靜電放電(一般在芯片內(nèi)部電路)
ESD相關(guān)概念及模型


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' v% l, }5 A7 @2 n9 T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
機(jī)器放電模式：機(jī)器觸碰芯片的時候，  帶電金屬體 觸碰芯片
' J0 |& ?; J3 C! ^" G元件充電：芯片可能在搬運啥的過程中  本身 被充電了 當(dāng)夾具夾住的時候可能就通過夾具釋放出來了


: e) w$ w6 w5 x  V- XESD保護(hù)概念
2 X: B; @! y" N$ h在芯片內(nèi)部 提供ESD的電流路徑 以免ESD放電的時候 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
$ ?: r5 T! f2 F4 y7 w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。
藍(lán)色的這些都是ESD保護(hù) 這些電路能在發(fā)生ESD的時候 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


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. H* {# M8 f0 J, {* TESD保護(hù)示例
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利用二極管（齊納二極管）的正向?qū)�通和反向擊穿特性可實現(xiàn)最基礎(chǔ)的ESD保護(hù)電路
如果來了ESD PAD1和PAD3形成回路
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