四种电源防接反电路

ID:344848 · 发表于 2024-5-22 16:15

防反接电路用于防止电子元器件因正负极接反而烧毁。常见的防反接电路有四种：二极管串联、整流桥、NMOS和PMOS。二极管串联利用二极管的单向导电性，整流桥则能正反接都导通但会消耗电能。NMOS和PMOS的防反接电路设计则通过控制电流路径来实现正负极的保护。
1、二极管串联：利用二极管的单向导电性（正向导通，反向截止），在正电源输出端串联一个二极管进行正常导通，如果电源接反，由于无法形成回路，它就会截止。

2、整流桥电路：整流桥不论是正接还是反接，它的输出始终都是固定的，电路都能保持正常工作。不过，不管是一个二极管还是多个，它都会产生管压降，并且消耗电能。

3、微耗能电源防接反电路：这时候就可以运用MOS管的防反接电路设计了。
NMOS和PMOS的防反接电路设计

当输入为上正下负时，电流经过R1、R2以及mos管的寄生二极管到地，R1和R2分压后，GS电压大于MOS管的导通电压Vgs，随后mos管导通。当极性接反时，也就是上负下正，电流路径会被MOS管的寄生二极管给反向截止，GS由于没有了电压而截止，电路回路被切断。PMOS的防反接原理与NMOS是一样的，只不过位置不同，PMOS一般我们会把它放在上方。

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ID:344848 · 发表于 2024-5-22 17:18

NMOS和PMOS的防反接电路设计可以用于电动三轮车的蓄电池防接反保护。

ID:1065749 · 发表于 2024-5-22 18:33

电动车充电器防反接电路采用可控硅控制的。

ID:1100060 · 发表于 2024-5-26 00:31

二极管防反接：止回、逆导、「整」流，
「整」流，其实可视之为止回的进阶运用。

ID:344848 · 发表于 2024-5-26 22:37

LhUpBJT 发表于 2024-5-26 00:31
二极管防反接：止回、逆导、「整」流，
「整」流，其实可视之为止回的进阶运用。

这也是从二极管、到三极管，最后到场效应管的工程。目前的集成电路，无论是数字型，还是模拟型，几乎采用场效应管。有源射频电路也采用场效应管，否则不存在所谓的“记忆”效应。

ID:344848 · 发表于 2024-5-26 22:42

18689719961 发表于 2024-5-22 18:33
电动车充电器防反接电路采用可控硅控制的。

可控硅用途会越来越少了，就像电动车充电器原来使用自激开关电源一样，现在全部采用它激开关电源。

ID:344848 · 发表于 2024-6-29 21:47

使用MOS管作为保护电路，最重要是选择MOS管，下面以选择NMOS为例，解答你的疑问。
例如选用AM2326N ，输入电压要小于Vin=Vds/1.5=20/1.5≈13V；R2*Vin/(R1+R2)=1.8V，先确定任意一个电阻值，便可求出另一个电阻值。稳压管
Vd1＜|Vgs|=8V。附件上传AM2326N 的数据手册。

ID:344848 · 发表于 2024-6-29 23:19

我提供的方案是从工程设计实际应用出发的。工程设计中应用单片机（MCU）、DSP、FPGA等可以节省大量元器件。它的通常工作电压是5V，有坛友说低功耗工作电压是3.3V 。就按3.3V工作电压，AM2326阈值电压是0.9V，考虑到所有不利因素的影响，正常工作栅极工作电压选1.8V。保护3.3V电源防接反不存在问题。况且得到了验证。

ID:344848 · 发表于 2024-6-30 01:01

另， ARM供电有3.3V和1.8V；3.3V通过LDO芯片产生1.8V，不需要单独保护1.8V电源，只需保护3.3V即可。

ID:910662 · 发表于 2024-7-9 08:51

可以设计成一个3端器件，用起来更方便。

ID:344848 · 发表于 2024-7-9 10:21

dhjmw 发表于 2024-7-9 08:51
可以设计成一个3端器件，用起来更方便。

可以按楼7#的计算公式，使用陶瓷基板，印制电阻制成3端器件+散热器。

ID:910662 · 发表于 2024-7-10 10:48

donglw 发表于 2024-7-9 10:21
可以按楼7#的计算公式，使用陶瓷基板，印制电阻制成3端器件+散热器。

这个几乎不会发热，所以完全可以集成化，不用厚膜。

ID:910662 · 发表于 2024-7-10 10:48

18689719961 发表于 2024-5-22 18:33
电动车充电器防反接电路采用可控硅控制的。

可控硅压降太高。

ID:910662 · 发表于 2024-7-10 15:31

donglw 发表于 2024-5-22 17:18
NMOS和PMOS的防反接电路设计可以用于电动三轮车的蓄电池防接反保护。

上面的电路估计不能用于电动车充电口防反接。在没有接充电器前，mos已经导通了。

ID:584952 · 发表于 2024-7-11 03:24

大功率低内阻的MOS管不便宜呀。

ID:344848 · 发表于 2024-7-11 07:26

dhjmw 发表于 2024-7-10 15:31
上面的电路估计不能用于电动车充电口防反接。在没有接充电器前，mos已经导通了。

按楼7#设计，没有问题

ID:344848 · 发表于 2024-7-11 07:35

mountainqy 发表于 2024-7-11 03:24
大功率低内阻的MOS管不便宜呀。

MOS管不同于晶体管，可以采用多个MOS管并联；注意：多个MOS管并联，电路参数要按楼层7#设计重新修改。

ID:344848 · 发表于 2024-7-11 07:41

dhjmw 发表于 2024-7-10 10:48
这个几乎不会发热，所以完全可以集成化，不用厚膜。

虽然导通阻抗是毫欧姆，若导通电流是安级，需要考虑散热。

ID:344848 · 发表于 2024-7-11 07:46

dhjmw 发表于 2024-7-10 10:48
可控硅压降太高。

MOS管的导通电阻是毫欧姆，电动车充电电流是安级，压降可以忽略。

ID:910662 · 发表于 2024-7-17 15:51

donglw 发表于 2024-7-11 07:26
按楼7#设计，没有问题

你试过吗？要求：1、反向接入充电器；2、如果1没问题，先正向接入充电器，再立即反向接。应该都没有电流。

ID:910662 · 发表于 2024-7-17 15:55

电动车电池防止充电器反接，当然也可以防止充电口短路，可以使用理想二极管。注意电压要求，反接时是两个电压之和。理想二极管，某一个宝有售，高电压的，价格不便宜。

ID:344848 · 发表于 2024-7-17 18:59

dhjmw 发表于 2024-7-17 15:51
你试过吗？要求：1、反向接入充电器；2、如果1没问题，先正向接入充电器，再立即反向接。应该都没有电流 ...

48V、60V、72V都试过，它们的数值均不同；300V、500V也试过。

ID:344848 · 发表于 2024-7-17 19:05

另外，最低工作电压是3.3V试过！

ID:344848 · 发表于 2024-7-17 19:27

dhjmw 发表于 2024-7-17 15:51
你试过吗？要求：1、反向接入充电器；2、如果1没问题，先正向接入充电器，再立即反向接。应该都没有电流 ...

“先正向接入充电器，再立即反向接”——现实是不存在。我说过我提供的电路是经过仿真和搭建电路两方面验证过的，不同于教课书。

ID:344848 · 发表于 2024-7-18 07:51

dhjmw 发表于 2024-7-17 15:55
电动车电池防止充电器反接，当然也可以防止充电口短路，可以使用理想二极管。注意电压要求，反接时是两个电 ...

工程实际不存在理想二极管！

ID:344848 · 发表于 2024-7-18 08:04

dhjmw 发表于 2024-7-17 15:55
电动车电池防止充电器反接，当然也可以防止充电口短路，可以使用理想二极管。注意电压要求，反接时是两个电 ...

1、能否将理想二极管的规格书上传一下，长长知识。2、“反接时是两个电压之和”——不清楚你要表达何意？
3、高电压？——多少伏？

ID:344848 · 发表于 2024-7-18 08:13

dhjmw 发表于 2024-7-17 15:55
电动车电池防止充电器反接，当然也可以防止充电口短路，可以使用理想二极管。注意电压要求，反接时是两个电 ...

在本坛推广你的产品，似乎找错了地方！

ID:910662 · 发表于 2024-7-18 08:41

donglw 发表于 2024-7-17 19:27
“先正向接入充电器，再立即反向接”——现实是不存在。我说过我提供的电路是经过仿真和搭建电路两方面验 ...

楼主电路3，如果VOUT接入电池，则Q1导通，注意是双向导通。如果此时VIN反向接入，必然发生电源短路的问题，连我的要求1都无法满足。我说的能满足1而不能满足2的电路，跟你的电路不一样，是由VIN提供MOS偏置的，未接VIN时，如果Q1未导通，则因为没有偏置而不会导通，可以满足要求1；但一旦VIN正向接入，Q1导通，并且是双向导通，撤去VIN，VOUT通过Q1在VIN输出，维持Q1导通，此时如果VIN反接，必然引起电源短路，所以不能满足要求2。理想二极管可以满足这两个要求。我估计你实验的时候，没有在VOUT接入电源。楼主的电路很好，只是不适合充电器反接保护。

ID:910662 · 发表于 2024-7-18 08:53

donglw 发表于 2024-7-17 19:27
“先正向接入充电器，再立即反向接”——现实是不存在。我说过我提供的电路是经过仿真和搭建电路两方面验 ...

除了二极管和理想二极管，我想用三极管可以实现充电口防反接保护，只是我没有测试。

ID:344848 · 发表于 2024-7-18 13:07

dhjmw 发表于 2024-7-18 08:41
楼主电路3，如果VOUT接入电池，则Q1导通，注意是双向导通。如果此时VIN反向接入，必然发生电源短路的问题 ...

NMOS管导通的前提有两个：G极电压高于S极，D极电压高于S极。撤掉电源D极电压低于S极电压它关闭了。为了避免上述情况需要串肖特基二极管！

ID:344848 · 发表于 2024-7-18 13:28

dhjmw 发表于 2024-7-18 08:53
除了二极管和理想二极管，我想用三极管可以实现充电口防反接保护，只是我没有测试。

为何不使用三极管，三极管导通的阻抗是欧姆级，NMOS管导通的阻抗是毫欧姆级。三极管需要散热面积是NMOS散热面积近似千倍。

ID:910662 · 发表于 2024-7-18 15:43

donglw 发表于 2024-7-18 08:13
在本坛推广你的产品，似乎找错了地方！

你抬举我了，我哪有什么产品？

ID:344848 · 发表于 2024-7-18 21:00

NPN三极管也是这样，B极高于E极，C极高于E极，C极接电源，E极接电池；撤掉电源，C和E是截止的。负载是电池需要串肖特基二极管。

ID:344848 · 发表于 2024-7-19 00:51

dhjmw 发表于 2024-7-18 15:43
你抬举我了，我哪有什么产品？

有什么问题尽管提？模数、单片机动手结合书本比只看书进步更快！

ID:1067167 · 发表于 2024-7-19 11:26

学习了实用

ID:344848 · 发表于 2024-7-19 23:34

dhjmw 发表于 2024-7-18 08:41
楼主电路3，如果VOUT接入电池，则Q1导通，注意是双向导通。如果此时VIN反向接入，必然发生电源短路的问题 ...

给电池充电防接反电路，可参考我的帖子：http://www.51hei.com/bbs/dpj-236915-1.html

ID:344848 · 发表于 2024-7-20 00:24

所谓的“理想二极管”实际是MOS管，炒概念! 实际是使用Ti公司的芯片+NMOS管，类似开关电源低压整流使用同步整流技术！按照炒概念说法，也是“理想二极管”！

ID:344848 · 发表于 2024-7-20 00:31

炒概念的“理想二极管”实质上是控制芯片+NMOS，与二极管没有任何关系了！

ID:344848 · 发表于 2024-8-1 00:33

找到了栅极阈值电压|Vgs(th)|小于1的P沟道VMOS管——RZR040P01

RZR040P01.PDF (229.38 KB, 下载次数: 1)

ID:187802 · 发表于 2024-8-14 10:18

见过老外产品就用的第3个图的方法，来防接反

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四种电源防接反电路

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