一种软启动与防反接保护电路

  作者:聂剑 时间:2015-02-11来源:电子产品世界

编者按:  摘要:在很多消费电子设备中用到了软启动电路与防反接电路,其保护作用非常显著。多数的设计中,这两种电路独立存在,或者仅有一种保护电路,导致部分保护功能缺失或者电路设计复杂。本设计提出一种设计方法,同时实现软启动与防反接保护功能,且电路简单。   软启动与防反接保护电路对电子设备有很好的保护作用,由于消费电子客户存在多次开关机的应用场景和输入接反的可能性。但是由于成本与电路设计的复杂性,很多设计中只提供了一种保护电路。本文基于提供全面保护与降低成本、降低设计复杂性的角度,提出一种电路,整合了软启动与防反

  2.3.1 用N沟道MOSFET设计的软启动电路

  利用N沟道MOSFET设计的软启电路,电路图见图3。

  工作原理:当输入上电时,由于C1的电压不能突变,输入电压通过R1对C1进行充电,充电时间由R1与C1共同决定,最终C1电压达到R2上的分压。C1上的电压也即是Q1的栅极源极之间(N沟道MOSFET的导通条件为栅极电压高于源极电压)的电压,电压是从零开始,Q1的工作状态也即是从截止区[4]到恒阻区[4],再从恒阻区到饱和区[4],在恒阻区时能起到很好的软启动作用,最终的饱和区导通电阻很小,其耗散功率可以忽略。利用N沟道MOSFET做软启动比较常见,N沟道MOSFET的价格较便宜,此电路的输入与输出的参考地不同(相差很小),实际应用中需要注意。

  2.3.2 用P沟道MOSFET设计的软启动电路

  利用P沟道MOSFET设计的软启电路,电路图见图4。

  工作原理:当输入上电时,由于C1的电压不能突变,输入电压通过R2对C1进行充电,充电时间由R2与C1共同决定,最终C1电压达到R1上的分压。C1上的电压也即是Q1的栅极源极之间(P沟道MOSFET的导通条件为栅极电压低于源极电压)的电压,电压是从零开始,Q1的工作状态也即是从截止区[4]到恒阻区[4],再从恒阻区到饱和区[4],在恒阻区时能起到很好的软启动作用,最终的饱和区的导通电阻很小,其耗散功率可以忽略。利用P沟道MOSFET设计的软启动电路,输入输出的参考地相同,相同性能的P沟道MOSFET相对N沟道的MOSFET的价格稍高。

  3 防反接电路的作用

  由于直流电输入是有极性的,如果用户将电源极性接反时,可能会损坏设备。故在多数的直流输入设备中,均会设计防反接保护电路。

  4 防反接电路

  常见防反接电路有以下几种:

  4.1 二极管防反接保护

  二极管防反接电路有以下两种:

  4.1.1 单二极管防反接保护电路

  此方式的防反接电路应用较广泛,利用二极管单向导通的特性来防反接。主要是在高电压、低电流的电路中,电路图见图5。

  此处使用的二极管D1可以是普通的二极管,但结电压一般在0.7伏[4]左右。如果对效率较敏感,可以使用肖特基二极管,其结电压一般在0.3伏[4]左右,但是价格稍高。此电路的优点是电路极其简单、可靠性高,缺点是耗散功率较大。

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关键词: 保护电路 软启动 继电器 MOSFET 反接电路 二极管 201503

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