硬件设计——电源防反接电路

一、二极管防反接电路

（一）、案例一

1. 原理图
   

2. 器件分析
   

（二）、案例二

1. 原理图
   2. 器件分析
   

(三)、防反接二极管三个重要选型参数

注：

• 使用二极管防反接后，VCC = Vin - Vf，输出电压小于Vin；
• 对于有功耗要求的电路不可使用；
• 防反接二极管一般选用肖特基二极管，因为其正向导通压降Vf比普通二极管小，降低了二极管的功耗。

二、PMOS防反接电路

（一）、案例一

1. 原理图
   

2. 器件分析

（二）、案例二

1. 原理图
   
2. 原理分析

已知电源VIN_24V输入范围在24±5%（22.8~25.2）之间工作电流2A，Vgs(th) = -2V，D2(Vz=27V)，D1(Vz=12V)，D3(Vz=24V)分析如下：

• 正常供电情况
  稳压管D2截止，VB = VA = 24V；
  三极管Q2截止，因为Vb=Ve，所以三极管处于截止区；
  VC= 24 /（10k+30k）x 30k = 18 V；
  PMOS管Q1导通，Vgs = VC-VA = 18-24 = -6V<-2V；
  VCC_24V输出24V

• 过电压情况
  稳压管D2击穿，VB = 27V；
  三极管Q2导通，因为Vb + 0.7V ≤ Ve，所以三极管工作在饱和区；
  VC= VA-0.3V；
  PMOS管Q1截止，因为Vgs = VC-VA = VA - 0.3V - VA = -0.3V > -2V；
  VCC_24V无输出

• 电源反接情况
  VA = 0V;
  VC = 0.7V
  PMOS管Q1截止，因为Vgs = VC-VA = 0.7V - 0V = 0.7V > -2V;
  VCC_24V无输出

3. 器件选型及参数分析
   D2：小于后级电路最大输入电压；
   D1：Vz < Vgs最大耐压，如果Vgs max > Vin 则可以省略；
   D3：等于系统工作电压；
   因为当Ve - Vb ≥ 0.7V，时三极管Q1饱和，所以VA-VB = VR3；
   R3 = VR3 / (IZT + IB) = 0.7 / (0.0046 + 0.001) =125Ω，然后根据实际阻值表选取电阻即可；
   R1、R2取值原则：Vgs(on) max < Vin / (R1+R2) * R1 < Vgs max；Vgs电压越大，Rds(on)导通电阻越小，可根据Vgs-Rds(on)关系图选择Vgs电压；
   假设Rds(on) = 0.065 ，则P(Q1) = I x I x R = 2 x 2 x 0.065 = 0.26 W。

（三）、防反接PMOS管四个重要选型参数