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  • 二極管型防反接保護電路怎么設(shè)計
    • 發(fā)布時間:2020-11-30 15:45:39
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    二極管型防反接保護電路怎么設(shè)計
    通常情況下直流電源輸入防反接保護電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詠韺崿F(xiàn)防反接保護。如下圖1示:
    二極管防反接保護電路
    圖1. 二極管型防反接保護電路
    這種接法簡單可靠,但當輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。以汽車HID安定器為例,安定器的輸入電流額定值達到8A,如選用Onsemi的快速恢復二極管 MUR3020PT,額定管壓降為1V,那么功耗至少也要達到:Pd=8A×1V=8W,
    這樣會對安定器的效率和散熱有很大影響,沒有實際意義。
    實際應(yīng)用中二極管防反接電路一般采用圖2的接法,這種防反接電路的優(yōu)點是電路簡單,成本較低,無損耗,但電源反接后二極管導通會燒保險,反接后需要跟換保險管,通常在車載電臺電路中有采用,前提是設(shè)備中一定要配有熔斷器。
    二極管防反接保護電路
    圖2.二極管型防反接保護電路應(yīng)用(二)
    MOS管型防反接保護電路
    因此本安定器是利用了MOS管的開關(guān)特性,控制電路的導通和斷開來設(shè)計防反接保護電路,由于功率MOS管的內(nèi)阻很小,現(xiàn)在HOMSEMI MOSFET Rds(on)已經(jīng)能夠做到毫歐級,解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。具體電路如圖3示。
    二極管防反接保護電路
    圖3. MOS管型防反接保護電路
    MOS管通過S管腳和D管腳串接于電源和負載之間,電阻Rg為MOS管提供電壓偏置,利用MOS管的開關(guān)特性控制電路的導通和斷開,從而防止電源反接給負載帶來損壞。實際使用HOMSEMI 的HS50N06功率MOS管的Rds(on)只有20mΩ實際損耗很小,根本不用外加散熱片。解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。
    二極管防反接保護電路
    圖4.MOS管型防反接保護電路在HID氙燈電源(通常叫安定器)中的實際應(yīng)用
    MOS管的G管腳通過Rg2接MOS管的D管腳,并通過Rg1接電源端。兩個電阻為MOS管提供電壓偏置可以起到分壓,使到達柵極電壓降低,到達安全電壓。增加輸入回路軛流電感L和EMC吸收電容是防止從變壓器返回的紋波電流過大,干擾防反接管HS50N06的工作狀態(tài)和汽車總線的干擾。我們通過反復試驗證明,Rg2下拉電阻比較重要。正常工作時,開關(guān)管DC/DC的紋波達到30-50V左右。如果Q1柵極有下拉電阻,可以起到分壓,使到達柵極電壓降低,到達安全電壓。
    本文主要針對汽車總線對HID安定器的直流供電部分進行防反接保護及熱插拔電路的設(shè)計,該設(shè)計既滿足了電源系統(tǒng)可靠性和可維護性等方面的要求,同時成本也很低。本文所設(shè)計的電路已經(jīng)在本公司實際系統(tǒng)中大量使用,其實用性和穩(wěn)定性已經(jīng)通過系統(tǒng)驗證。
    在汽車上,往往一條線束包裹著十幾支甚至幾十支電線,密密麻麻令人難以分清它們的走向,加上電是看不見摸不著,因此汽車電路對于許多人來說,是很復雜的東西。這樣,在電路上電或帶電插拔安定器時,一般會產(chǎn)生很大的啟動電流和電壓波動,這些現(xiàn)象將影響設(shè)備的正常工作,甚至導致整個系統(tǒng)的損害。同樣當12(24)V直流輸入電源異常而發(fā)生正負反接的情況,為防止安定器損壞,通常要求安定器帶有防反接保護電路。
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