遥控联网工程中,电源接反易发生误操作,但电源的反极性往往会引起后端电容器爆炸或芯片燃烧,造成不可挽回的后果。为了避免上述问题,在串口服务器、DTU和工业用无线网络设备的电源设计中应考虑防反接功能。当通过终端接口接通电源时,通常会进行万变不离其宗的处理,以确保当接通不正确时电源不能正常插入。它是物理级的防逆设计。提出了几种硬件抗逆设计方法。
一、使用二极管。
最容易达到这个目的的方法是:当电源正极连接时,电源通过二极管正向电压供给一个电压。在反向供电时,由于二极管的单向传导和反截止作用,不会对后端负载供电,从而起到了保护作用。这条线路有缺陷。第一,正向电压降非常大。一般二极管的压降在0.7V左右,肖特基二极管的导通压降在0.3V左右,比较贵。第二,当负载电流较大时,二极管的端部功耗比较大。
这种方法对电源电压高、损耗小的场合有较好的应用前景。
二、尽量使用MOSFET。
MOSFET具有极低的导通电阻和极低的损耗,使得MOSFET作为逆向保护系统的理想选择。
上面的图片给出了不同MOS管的电路位置,NMOS在接地线路中,PMOS在供电线路中。
MOS管体二极管在每一回路的正向电流。在反向供电时,NMOS(PMOS)栅压很低(很高),因而不能通电。NMOS(PMOS)的栅压正确地安装在电源和正常通电之后,就变成了高(低)电平,其通道使二极管短路。
NMOS会破坏地回路,如果对接地回路敏感,则应该使用PMOS进行反接。实际上,为了保护MOS栅极,需要使用串联电阻。