本文介绍用双N管MOSFET组成的电源极性接反保护电路,其性能要比上图、中图方案好得多。保护电路如下图所示。其工作原理如下:当电源极性正确时,N沟道MOSFET中的二极管先给电路构成通路,即电源正极经负截、二极管后到负极。此时,MOSFET的源极S对地约0.7V,而栅极G对地为VCC,所以VGS近似等于Vcc-0.
7V,只要Vcc≥3V,MOSFET即可导通。实际通电后,MOSFET马上导通,电流是经过MOSFET,而不是经过二极管的。MOSFET导通后由于VSD远小于二极管正向压降,故电源利用率比二极管好得多。这一点可经下面的实验证实。在电源极性接反时,VGS-O.MOSFET截止,二极管反偏,电路得以保护。
式中Vz为稳压二极管的稳压值。
例如,VZ=10V,流过稳压二极管的电流为3mA,则R为12kΩ。
MOSFET的选取可采用双N管的功率MOSFET,如Si9955、Si9956及Si9959。它们的极限VDS、VGS及在VGS-10V的ID值如表1所示。
从表1可知.Si9956适合工作电压Vcc-12V以下的,而Si9955可适合36V的,而Si9959可适合48V的。
实验电路实验电路如图所示。
由5Ω/5W电阻代替负载电路,用1kΩ串接LED作负载通断指示。工作电压Vcc=5V。功率MOSFET采用Si9956。
接通电源后,LED亮,测电源电压为4.99V,测VSD=O.10V,VGS= 4.87V,-ID=0.964A(因为电流从源极S流向漏极D,所以ID是负的)。
下图电路适合Vcc-5V~12V,工作电流从2A~3A(要看Vcc电压大小而定,Vcc高,VGS大,ID也大)。 下图的电路也做了电源极性接反试验,Vcc用18V,将电源极性反接一分钟,然后恢复Vcc为5V,即按正确极性连接,电路工作正常,说明此电路保护极性接反是可靠的。
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