二極管單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)防反接保護(hù)解析-KIA MOS管

二極管單向?qū)щ娦?防反接保護(hù)

通常情況下直流電源輸入防反接保護(hù)電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)實(shí)現(xiàn)防反接保護(hù)。如下圖1示：

圖1. 二極管型防反接保護(hù)電路

這種接法簡(jiǎn)單可靠，但當(dāng)輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。

以汽車(chē)HID安定器為例，安定器的輸入電流額定值達(dá)到8A,如選用Onsemi的快速恢復(fù)二極管 MUR3020PT，額定管壓降為1V，那么功耗至少也要達(dá)到：Pd＝8A×1V＝8W，這樣會(huì)對(duì)安定器的效率和散熱有很大影響，沒(méi)有實(shí)際意義。

實(shí)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(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，成本較低，無(wú)損耗，但電源反接后二極管導(dǎo)通會(huì)燒保險(xiǎn)，反接后需要跟換保險(xiǎn)管，通常在車(chē)載電臺(tái)電路中有采用，前提是設(shè)備中一定要配有熔斷器。

圖2.二極管型防反接保護(hù)電路應(yīng)用（二）MOS管型防反接保護(hù)電路

因此本安定器是利用了MOS管的開(kāi)關(guān)特性，控制電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)防反接保護(hù)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(jí)，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(guò)大的問(wèn)題。具體電路如圖3示。

圖3. MOS管型防反接保護(hù)電路

MOS管通過(guò)S管腳和D管腳串接于電源和負(fù)載之間，電阻Rg為MOS管提供電壓偏置，利用MOS管的開(kāi)關(guān)特性控制電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)，從而防止電源反接給負(fù)載帶來(lái)?yè)p壞。

實(shí)際使用HOMSEMI 的HS50N06功率MOS管的Rds（on）只有20mΩ實(shí)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(guò)大的問(wèn)題。

圖4.MOS管型防反接保護(hù)電路在HID氙燈電源（通常叫安定器）中的實(shí)際應(yīng)用

本文主要針對(duì)汽車(chē)總線(xiàn)對(duì)HID安定器的直流供電部分進(jìn)行防反接保護(hù)及熱插拔電路的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)既滿(mǎn)足了電源系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性等方面的要求，同時(shí)成本也很低，其實(shí)用性和穩(wěn)定性已經(jīng)通過(guò)系統(tǒng)驗(yàn)證。

在汽車(chē)上，往往一條線(xiàn)束包裹著十幾支甚至幾十支電線(xiàn)，密密麻麻令人難以分清它們的走向，加上電是看不見(jiàn)摸不著，因此汽車(chē)電路對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，是很復(fù)雜的東西。

這樣，在電路上電或帶電插拔安定器時(shí)，一般會(huì)產(chǎn)生很大的啟動(dòng)電流和電壓波動(dòng)，這些現(xiàn)象將影響設(shè)備的正常工作，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的損害。

同樣當(dāng)12(24)V直流輸入電源異常而發(fā)生正負(fù)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(hù)電路。

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