
常用电路
电源防反接电路
二极管防反接
使用一个二极管串联在电路中,当电源正常接入时,二极管导通,当电源反接时,二极管反向截止,整个系统不会有电流经过,但是此时二极管需要承担整个电路的电流,且自身会有压降,输出电压与实际输入电压会有一个二极管压差,建议综合电路负载电流情况选择不同型号的肖特基二极管。


整流桥防反接
使用四个二极管或整流桥芯片进行防反接,此时不管电路正常接入还是反向接入,都可以正常工作,但是全桥整流需要承受两个二极管的压降,而且也需要考虑负载电流的大小选择合适的二极管。


保险丝+二极管防反接
使用保险丝+二极管进行防反接,当电源正常接入时,系统正常工作,保险丝自身可能会有一点点压降,此时整个负载电流全部经过保险丝,需要认真考虑后级负载电流大小;当电源反接时,电流经过二极管流会保险丝,此时保险丝自身+二极管的电阻很小,电流会迅速增加熔断保险丝,注意二极管的持续电流要大于保险丝的跳闸电流,此时自恢复保险丝熔断后恢复,电路又可正常工作,二极管无损坏。


Pmos防反接
使用PMOS进行防反接,当电源正常接入时,电源经过PMOS体二极管进入S级,此时VGS符合导通条件,电路正常工作,当电源反接时,PMOS的VGS不符合导通条件,截止。
在使用该电路时,系统电流也是由PMOS承受的,同样需要考虑负载电流的大小选择合适的MOS管,并且不同MOS管的导通条件(VGSth)是不一样的,需要结合实际电压值进行选择和修改。


Nmos防反接(???)
使用Nmos进行防反接,当电源正常接入时,电源正极正常流过,同时经过10K分压电阻到达Nmos的G极,在初始状态下,Nmos是不导通的,注意体二极管方向,此时S极是比D(外部电源的GND)高一个二极管压差的,也就是0.7~1V左右,此时Vgs也满足导通条件,电路正常工作,但是就算Nmos完全导通,也有内阻的存在,此时外部电源GND与实际电路GND是不直连的,会有一点压差,也就是负载GND不为0。当电源反接时,Nmos体二极管截止,不符号导通条件。
在使用该电路时,需注意电源电压的大小,mos的Vgs耐压值是很低的,通常是12~20v左右,通常我们会在电压表处,放置一个12V左右的稳压二极管,以防止高压损坏Nmos,同时,当放置稳压二极管后,此时多余电压是由上方10K电阻承担,需要选择功率大一点的电阻。
如果电压、电流不大,推荐还是Pmos防反接电路,Nmos由于内阻低、便宜等条件,通常用于电流、电压较大场合。
电源切换电路
当一个项目中同时有电池(3.7V~4.2V)与供电接口(5V)时,同时接入会有电源倒灌的风险(5V直接给电池充电)。一般会在项目中加入一个电源切换电路,当供电接口没有接入时,电池给系统供电,当供电接口接入时,电池不再供电。
使用二极管、Pmos、电阻组成电源切换电路,当供电接口接入时,VGSth不满足导通条件,且5V电压比电池电压高,电池不会输出;当供电接口断开时,此时电池电压经过体二极管,VGSth满足导通条件,mos管导通,由电池给负载供电。
需要注意的是,Pmos的VGSth不能太高,否则电池电压无法饱和导通,虽然也能使用,此时mos管会发热严重可能导致烧坏。另外该电源切换电路若电池电压高于输入电压则无法使用,需要注意。


长按开关机电路
产品项目中往往会进行开关机操作来实现重启系统或实现低功耗功能,这里介绍一种使用按键进行长按开关机的电路;
前提条件:需要带有使能引脚的LDO或DCDC电源芯片;
使用二极管、按键、NMOS组成长按开关机电路,当按键按下时,5V电源直接经过二极管到使能引脚,此时电源芯片打开,3.3V有输出,芯片开始工作,并且VGSth满足NMOS的导通条件,通过判断引脚为低电平时间,从而判断按键是否长按;当长按时满足开机条件,此时GPIO引脚输出高电平到使能引脚,按键就算不按下,也有单片机持续输出高电平给电源芯片,整个系统保持正常工作。
同样道理,当开机状态下检测到按键持续长按时,引脚关闭输出高电平,此时一旦按键松手,电源芯片引脚使能关断,整个系统会立刻断电。

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