一种软启动与防反接保护电路

作者：聂剑时间：2015-02-11来源：电子产品世界收藏

编者按：　　摘要：在很多消费电子设备中用到了软启动电路与防反接电路，其保护作用非常显著。多数的设计中，这两种电路独立存在，或者仅有一种保护电路，导致部分保护功能缺失或者电路设计复杂。本设计提出一种设计方法，同时实现软启动与防反接保护功能，且电路简单。　　软启动与防反接保护电路对电子设备有很好的保护作用，由于消费电子客户存在多次开关机的应用场景和输入接反的可能性。但是由于成本与电路设计的复杂性，很多设计中只提供了一种保护电路。本文基于提供全面保护与降低成本、降低设计复杂性的角度，提出一种电路，整合了软启动与防反

　　当输入电压正常接入时，偏置部分电流经过R1、R2，通过Q2的体二极管回到输入端，R2上的分压即为Q1、Q2的栅极源极间电压，由于C1的作用，栅极源极之间的电压从零开始逐渐升高，Q1、Q2缓慢地进入饱和区，起到软启动的作用。当输入电压反接时，由于Q2的体二极管反向截止，无偏置电流回路，电路不工作，起到防反接保护的作用。可以看出Q2起到防反接保护的作用，Q1起到软启动的作用。需要注意：输入、输出参考地不相同。

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　　实际中Q1、Q2可被封装在一起，市面上有较多此类芯片，例如IRL6372PbF，其饱和导通电阻在17.9mΩ^[5]，其上消耗的功率可以忽略。

　　5.2 P沟道MOSFET整合

　　P沟道MOSFET整合后的软启动与防反接保护电路，电路图见图10。

　　当输入电压正常接入时，偏置部分电流经过Q2的体二极管，流经R1、R2回到输入端，R1上的分压即为Q1、Q2的栅极源极间电压，由于C1的作用，栅极源极之间的电压从零开始逐渐降低，Q1、Q2缓慢地进入饱和区，起到软启动的作用。当输入电压反接时，由于Q2的体二极管反向截止，无偏置电流回路，电路不工作，起到防反接保护的作用。可以看出Q2起到防反接保护的作用，Q1起到软启动的作用。

　　实际中Q1、Q2可被封装在一起，市面上有较多此类芯片，比如IRF9358PbF，其饱和导通电阻在23.8mΩ^[6]，其上消耗的功率可以忽略。

　　上面两种保护电路，从输入输出来看，实际上是完全对称的电路结构，故也可以从输出端输入电压，然后从原输入端输出电压，同时具有同样的保护功能。在应用中需要注意，如果输出端有电池作为负载，可能会出现电池的电压倒灌至输入端，需要考虑对输入端的影响。如果需要实现单向的输入，可以对电路进行修改，下面以双P沟道MOSFET为例进行说明，电路图见图11。

　　在双P沟道MOSFET的电路基础上增加一个N沟道的MOSFET作为方向控制，当控制信号来自输入端，则电流方向即为从输入流向输出端，即便是输出有类似电池的负载，电压也不会倒灌至输入端。此电路已在多个产品设计中应用，取得很好的保护效果。

　　6 结论

　　将软启动、防反接保护电路整合在一起，两个MOSFET共用偏置电路，可以简化电路设计，选用封装两个MOSFET的器件，可以有效减小保护电路部分PCB的面积。

　　参考文献：
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　　[5] International Rectifier. IRL6372PbF Datasheet[EB/OL].http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irl6372pbf.pdf
　　[6] International Rectifier. IRF9358PbF Datasheet[EB/OL].http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf9358pbf.pdf