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直流电源输入反接及过压保护电路设计

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直流电源输入反接及过压保护电路设计

June 24, 2025

为了防止用户误接电源输入线导致电源烧毁,电源输入端通常需要设置防反接电路。同时,为了确保输入电压在安全范围内,还需要对输入电压进行过压保护。

图 1 所示的电路实现了防反接和过压保护的集成功能。

其过压保护功能分析如下:当输入电压 Vin 在正常范围内时,稳压器 Z1 不会反向击穿,电阻 R2 和 R3 的电流基本为 0,晶体管 P1 的 Vbe 为 0,即 PNP 晶体管不导通,PMOS 管 Q1 的 Vgs 由电阻 R4 和 R5 的分压器决定。Vgs 大于导通阈值,PMOS 管导通,即电源正常工作;当输入电压 Vin 大于正常输入电压时,此时 Vin>Vbr,稳压器击穿,PNP 晶体管 Q1 导通,VCE≈0,即 PMOS 管的 Vgs≈0,PMOS 管关断,即实现过压保护。

其反接保护功能分析如下:输入反接保护由NMOS管Q2实现。当电源正极从Vin输入时,NMOS管Q2的栅极电压Vgs为高电平。此时,Q2导通,Q1、负载RL和Q2形成回路,电路正常工作;当电源正极从下方的负极反接时,Q2截止,整个回路断开,电路停止工作,从而起到反接保护的作用。

Schematic diagram of the design of the reverse connection and overvoltage protection circuit at the DC power supply input

 

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