?二極管單向導電性實(shí)現防反接保護解析-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-04-21
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導電性來(lái)實(shí)現防反接保護。如下圖1示：
圖1. 二極管型防反接保護電路
這種接法簡(jiǎn)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(chē)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(huì )對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通會(huì )燒保險，反接后需要跟換保險管，通常在車(chē)載電臺電路中有采用，前提是設備中一定要配有熔斷器。
圖2.二極管型防反接保護電路應用（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(kāi)關(guān)特性，控制電路的導通和斷開(kāi)來(lái)設計防反接保護電路，由于功率MOS管的內阻很小，現在HOMSEMI MOSFET Rds（on）已經(jīng)能夠做到毫歐級，解決了現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管型防反接保護電路
MOS管通過(guò)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(kāi)關(guān)特性控制電路的導通和斷開(kāi)，從而防止電源反接給負載帶來(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管型防反接保護電路在HID氙燈電源（通常叫安定器）中的實(shí)際應用
本文主要針對汽車(chē)總線(xiàn)對HID安定器的直流供電部分進(jìn)行防反接保護及熱插拔電路的設計，該設計既滿(mǎn)足了電源系統可靠性和可維護性等方面的要求，同時(shí)成本也很低，其實(shí)用性和穩定性已經(jīng)通過(guò)系統驗證。
在汽車(chē)上，往往一條線(xiàn)束包裹著(zhù)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(zhù)，因此汽車(chē)電路對于許多人來(lái)說(shuō)，是很復雜的東西。
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)，這些現象將影響設備的正常工作，甚至導致整個(gè)系統的損害。
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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