二极管防电源反接电路

描述

使用新的电源,第一次给设备供电时,要特别注意电源的正负极性标注。

比如电源适配器,铭牌上面有标注插头的极性。

电源

这个符号说明插头的里面是正极,外面是负极,即“内正外负”。

电源

但是也有反过来的,下面这款是“内负外正”。

电源

所以在给设备接入电源时,一定要注意区分正负极。不要像这位妹纸那样,正负反接,然后电路板冒烟,烧起的火花有时候可吓人了。

当然,如果运气好的话,电路板中有防电源反接电路,就不怕烧毁电路了!

最简单的防电源反接电路,就是加一个二极管:

1、当正常接入电源正负极时,二极管D1导通,电路负载正常工作。

电源

2、当错误地将电源的正负极反接时,因具有单向导电性的二极管反向截止,电路不能从GND去到Vin形成回路,从而电路负载受到保护。

电源

这种用二极管防电源反接的方案最简单,成本低。

选用的二极管,主要关注6个参数,下面以二极管1N5819的数据手册来举例。

▲某厂家的1N5819(不构成采购推荐哦)

下图是该厂家1N5819数据手册中的“Absolute Maximum Ratings”绝对最大额定值表格。

电源

①、Peak Repetitive Peak Reverse Voltage:重复性峰值反向电压。这里最大能到40V。

②、RMS Reverse Voltage:反向有效值电压。反向电压的有效值不要超过28V,设计上这里要注意留余量,余量建议按80%设计,所以正负反接的电源,其电压不要超过 28 x 80% = 22.4V。

③、Average Rectified Rectified Current:应为Average Forward Rectified Current,平均正向整流电流。也就是二极管正向导通时,流过的平均电流,这里是1A。设计上要注意留余量,余量建议按80%设计,而且是让二极管正常工作时,常态流过的最大电流不要超过1 x 80% = 0.8A,瞬间峰值电流可以超过这个值。

④、Peak Forward Surge Current:峰值正向浪涌电流。关注下就好,这里最大能到40A,超过可能会损坏。

再来看"Electrical Characteristics"电气特性表格。

电源

⑤、Forward voltage:正向电压。当二极管正向导通时,它的最大二极管压降是0.5V。这个参数要重点关注,因为二极管压降大了会导致后续电路过压过低。

⑥、Reverse voltage leakage:应为“电压反向时的漏电流”。当二极管加上反向电压时,会有漏电流。这个参数关注下就好,我们把二极管用在防电源反接,一般不会有问题。

这个二极管防电源反接电路最大的优点是成本低,问题是:

会产生二极管压降,有些低压供电的电路,接受不了这个电压降。

二极管的正向导通电流不能过大,也就限制了负载电流不能太大。

如果要避免二极管压降、导通电流受限制的问题,那么可以采用以下的二极管防反接电路:

电源

由于加入了保险丝F1,成本会上升一些。

电路分析:

1、当正常接入电源正负极时,二极管D1不导通,电路负载正常工作。

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2、当错误地将电源的正负极反接时,二极管D1导通,将负载两端的反向电压钳位在二极管的导通压降(约0.7V),从而负载相当于被旁路保护。注意负载能承受的最大反向电压,要大于二极管的正向导通压降。这个电路的保险丝可以选用自恢复保险丝。

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写在最后:

这里分享了两个“二极管防电源反接电路”,在这两个电路中,是否可以使用有极性的电容?欢迎大家留言讨论!

审核编辑:汤梓红

 

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