沒有壓降的簡單反極性保護電路

ID:113472 · 發表于 2016-4-13 19:34

通常反向電壓保護方法是使用二極管，防止損壞電路。一個方案是用串聯二極管，只允許電流向正確的極性流動(圖1)。另外還可以用二極管橋對輸入做整流，這樣電路就永遠有正確的極性(圖2)。這些方案的缺點是，二極管上的壓降會消耗能量。輸入電流為1A時，圖1中的電路功耗為0.7W，圖2中電路的功耗為1.4W。本例提出了一種簡單方法，它沒有壓降，也就沒有功耗(圖3)。
這個方法是用一只繼電器來處理反極性電壓問題。例如，12V供電系統使用12V的繼電器。當為電路施加正確極性時，D1為反偏，繼電器S1保持關閉狀態。則輸入和輸出電源線正常連接到繼電器的端子，電流就流到最終電路上。二極管D1阻擋了繼電器的供電，防止電路耗電。

當施加不正確的反向極性時，二極管為正偏，使繼電器起動(圖4)。繼電器切斷了最終電路的電源，紅色LED發光，指示有一個反向電壓。只有加了反極性電壓時，電路才耗能。與FET或半導體開關不同，繼電器觸點開關的導通電阻低，這意味著不會在它們的輸入電源與被保護電路之間產生壓降。因此，設計適用于電壓裕度比較緊張的系統。

圖1，一只串聯二極管保護系統不受反向極性影響，但二極管要消耗功率。

圖2，用一個橋式整流器，不管輸入是什么極性系統都可以正常工作。此電路二極管功耗是圖1中電路的兩倍。

圖3，接一個繼電器開關就可以將系統的電源旁路，而沒有功耗。D2用于繼電器線圈電感涌流的箝位。

圖4，在反向輸入電壓時，繼電器開關咬合，切斷了系統的供電，LED發光。

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