CN214798853U - 一种容性负载防电源反接驱动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及驱动控制电路领域，具体涉及一种容性负载防电源反接驱动控制电路。该电路包括直流电源、比较器、二极管、分压电阻、限流电阻、稳压二极管、三极管、N沟道MOS管、陶瓷电容和负载电解电容。本实用新型提出的电路可防止供电电源反接造成的器件损坏，具有效保护器件安全，不怕电源反接的作用。同时，本实用新型电路能够规避电源反接造成的器件不可逆损坏，可以减小电源接入时电流过大造成不必要的损失。本实用新型电路采用了安全可靠的稳压管、电阻和三极管等基本元器件，降低了设计成本，提供了便利和电路稳定性。

Description

一种容性负载防电源反接驱动控制电路

技术领域

本实用新型涉及驱动控制电路领域，具体涉及一种容性负载防电源反接驱动控制电路。

背景技术

为确保电子产品稳定可靠工作，在电子产品设计中，常用的一种必不可少的核心元器件就是mos管。电子工程师在设计电路时，通常选用mos管作为开关驱动电路，因此mos管广泛应用在需要电子驱动的电路中，常见的如开关电源、马达驱动、照明调光等控制电路。目前来看，针对mos管开关控制电路中的容性负载，当正向电流很大时，由于功耗的原因，电路里没有防反接措施，所以当电源接反时，会造成器件不可逆损坏。

因此，目前亟需一种容性负载防电源反接驱动控制电路，能够有效防止供电电源反接造成的器件损坏，保护器件安全。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种容性负载防电源反接驱动控制电路，可防止供电电源反接造成的器件损坏，具有效保护器件安全，不怕电源反接，实现简单方便且成本较低，实用性强，安全可靠的优点。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种容性负载防电源反接驱动控制电路，包括直流电源BAT1；比较器U1A；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第一限流电阻R3、第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6、第五限流电阻R7、第六限流电阻R8、第七限流电阻R9、第八限流电阻R10和第九限流电阻R11；第一稳压二极管DZ1、第二稳压二极管DZ2和第三稳压二极管DZ3；第一比较器U1A、第一NPN三极管Q2、第一PNP三极管Q1；第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2；第一陶瓷电容C1、第二陶瓷电容C2、第三陶瓷电容C3；第一负载电解电容C4、第二负载电解电容C5。

容性负载防电源反接驱动控制电路的具体结构为：

第一负载电解电容C4的正极和第二负载电解电容C5的正极以及第一二极管D1的正极接入直流电源BAT1正极；第一稳压二极管DZ1的负极经第一限流电阻R3接入第一二极管D1的负极，第一稳压二极管DZ1的负极经第一陶瓷电容C1接地，第一稳压二极管DZ1的负极经第一分压电阻R1和第二分压电阻R2接地，第一稳压二极管DZ1的负极连接第一PNP三极管Q1的发射极，第一稳压二极管DZ1的负极经第四限流电阻R6连接第一PNP三极管Q1的基极；第一稳压二极管DZ1的正极分别经所述第二限流电阻R4和所述第二陶瓷电容C2接地；第一稳压二极管DZ1的正极与第二稳压二极管DZ2的负极相连，第二稳压二极管DZ2的正极接地，第一稳压二极管DZ1的正极连接U1A比较器的电源输入端，第一稳压二极管DZ1的正极经第三限流电阻R5连接第三稳压二极管DZ3的负极，第一稳压二极管DZ1的正极经电阻R5接入U1A比较器的反相输入端；第三稳压二极管DZ3稳压管的正极接地；第一分压电阻R1和第一分压电阻R2分压连接点接入U1A比较器的正相输入端，U1A比较器的4脚接地，U1A比较器的输出端经第六限流电阻R8连接第二二极管D2的正极；第二二极管D2的负极经第七限流电阻R9接地，第二二极管D2的阴极接入第一NPN三极管Q2的基极；第一PNP三极管Q1的基极经第五限流电阻R7接入第一NPN三极管Q2的集电极，第一NPN三极管Q2的发射极连接第四二极管D4的正极；第四二极管D4的负极连接第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极；第一PNP三极管Q1的集电极分别通过第三陶瓷电容C3和第八限流电阻R10接地，第一PNP三极管Q1的集电极与第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2的栅极相连；第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2的源极接地，第一N沟道MOS管T1的漏极与第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极相连接；第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极相连，且两者的负极通过第九限流电阻R11与第三二极管D3的正极相连，第三二极管D3的负极与第二N沟道MOS管T2的漏极相连，且第三二极管D3的负极与电源BAT1的负极相连。

进一步的，第一稳压二极管DZ1为稳压值为18V的单管齐纳二极管，第二稳压二极管DZ2为稳压值为5.1V的稳压管，第三稳压二极管DZ3为稳压值为3.3V稳压管。

进一步的，第一分压电阻R1与第二分压电阻R2电阻的分压电压均为3.6V。

进一步的，第一N沟道MOS管T1和所述第二N沟道MOS管T2为增强型MOS管。

进一步的，第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5为470uF。

有益效果：本实用新型电路能够规避电源反接造成的器件不可逆损坏，可以减小电源接入时电流过大造成不必要的损失。本实用新型电路采用了安全可靠的稳压管、电阻和三极管等基本元器件，降低了设计成本，提供了便利和电路稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型的电路包括直流电源BAT1；比较器U1A；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第一限流电阻R3、第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6、第五限流电阻R7、第六限流电阻R8、第七限流电阻R9、第八限流电阻R10和第九限流电阻R11；第一稳压二极管DZ1、第二稳压二极管DZ2和第三稳压二极管DZ3；第一比较器U1A、第一NPN三极管Q2、第一PNP三极管Q1；第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2；第一陶瓷电容C1、第二陶瓷电容C2、第三陶瓷电容C3；第一大功率负载电解电容C4、第二大功率负载电解电容C5。

如图1所示，容性负载防电源反接驱动控制电路的具体结构为：

第一负载电解电容C4的正极和第二负载电解电容C5的正极以及第一二极管D1的正极接入所述直流电源BAT1正极；第一稳压二极管DZ1的负极经第一限流电阻R3接入第一二极管D1的负极，第一稳压二极管DZ1的负极经第一陶瓷电容C1接地，第一稳压二极管DZ1的负极经第一分压电阻R1和第二分压电阻R2接地，第一稳压二极管DZ1的负极连接第一PNP三极管Q1的发射极，第一稳压二极管DZ1的负极经第四限流电阻R6连接第一PNP三极管Q1的基极；第一稳压二极管DZ1的正极分别经第二限流电阻R4和第二陶瓷电容C2接地；第一稳压二极管DZ1的正极与第二稳压二极管DZ2的负极相连，第二稳压二极管DZ2的正极接地，第一稳压二极管DZ1的正极连接U1A比较器的电源输入端，第一稳压二极管DZ1的正极经第三限流电阻R5连接第三稳压二极管DZ3的负极，第一稳压二极管DZ1的正极经电阻R5接入U1A比较器的反相输入端；第三稳压二极管DZ3稳压管的正极接地；第一分压电阻R1和第一分压电阻R2分压连接点接入U1A比较器的正相输入端，U1A比较器的4脚接地，U1A比较器的输出端经第六限流电阻R8连接第二二极管D2的正极；第二二极管D2的阴极经第七限流电阻R9接地，第二二极管D2的负极接入第一NPN三极管Q2的基极；Q1的基极串入R7接入Q2的集电极，Q2的发射极连接D4的正极；D4的负极连接第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极；第一PNP三极管Q1的集电极分别通过第三陶瓷电容C3和第八限流电阻R10接地，第一PNP三极管Q1的集电极与第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2的栅极相连；第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2的源极接地，第一N沟道MOS管T1的漏极与第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极相连接；第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极相连，且两者的负极通过第九限流电阻R11与第三二极管D3的正极相连，第三二极管D3的负极与第二N沟道MOS管T2的漏极相连，且第三二极管D3的负极与电源BAT1的负极相连。

本实用新型实施例中，直流电源BAT1的输入电压为60V，输入电压可以根据需求调整；第一稳压二极管DZ1为稳压值为18V的单管齐纳二极管，第二稳压二极管DZ2为稳压值为5.1V的稳压管，第三稳压二极管DZ3为稳压值为3.3V稳压管；第一分压电阻R1与第二分压电阻R2电阻的分压电压均为3.6V；第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2为增强型MOS管；第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5为470uF；其他NPN三极管与PNP三极管、二极管、电阻、电容应当选用合适参数的电子元器件；U1A比较器的2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，1脚为输出脚。

直流电源正确接入电路中，当电路初始上电短时间内，第一和第二负载电解电容C4、C5还未充满电，可视为短路，若是此时直接驱动T1、T2打开，往往瞬间反向冲击电流达到一百多安培以上，直接造成T1、T2损坏；初始上电，比较器2脚电压比3脚电压高，比较器1脚输出低电平，第一NPN三极管Q2截止关闭，第一PNP三极管Q1也随之关闭，T1、T2驱动电压Vgs为0V，T1、T2关闭，瞬间反向冲击电流被T1、T2内部的寄生二极管所保护；当电压上升稳定后，比较器3脚电压比2脚电压高，比较器1脚输出高电平，Q2导通，Q1也导通，从而Vgs驱动电压约为18V，T1、T2导通，C4、C5的负极与电源负端形成通路，形成驱动电路；当直流电源的电压反接时，即电源负极为正时，受第二N沟道MOS管T2、第四二极管D4的反向截止保护，此驱动电路未形成通路，不会造成电路器件损坏。从另一角度有效的避免了电源反接时造成的电路器件不可逆的损坏，使得电路更加安全。

即，当直流电源的正或负极正确接入电路中，通过控制第一PNP三极管暂不导通，使得T1、T2暂不导通，避免刚初始上电造成的冲击电流过大造成Nmos开关管损坏。待电压稳定，控制第一PNP三极管Q1导通，驱动T1、T2导通，C4、C5负极与电源负极形成通路，给驱动电路供电；当电源正负极反接入电路中，T2开关管关闭，T2内部的反向二极管与D3二极管的存在可以避免电路损坏，本实用新型方法应用到电路设计中比较简单，且实用性较强。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种容性负载防电源反接驱动控制电路，其特征在于，包括直流电源BAT1；比较器U1A；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第一限流电阻R3、第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6、第五限流电阻R7、第六限流电阻R8、第七限流电阻R9、第八限流电阻R10和第九限流电阻R11；第一稳压二极管DZ1、第二稳压二极管DZ2和第三稳压二极管DZ3；第一比较器U1A、第一NPN三极管Q2、第一PNP三极管Q1；第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2；第一陶瓷电容C1、第二陶瓷电容C2、第三陶瓷电容C3；第一负载电解电容C4、第二负载电解电容C5；

所述容性负载防电源反接驱动控制电路的具体结构为：

所述第一负载电解电容C4的正极和所述第二负载电解电容C5的正极以及所述第一二极管D1的正极接入所述直流电源BAT1正极；

所述第一稳压二极管DZ1的负极经所述第一限流电阻R3接入所述第一二极管D1的负极，所述第一稳压二极管DZ1的负极经所述第一陶瓷电容C1接地，所述第一稳压二极管DZ1的负极经所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2接地，第一稳压二极管DZ1的负极连接所述第一PNP三极管Q1的发射极，第一稳压二极管DZ1的负极经所述第四限流电阻R6连接第一PNP三极管Q1的基极；

所述第一稳压二极管DZ1的正极分别经所述第二限流电阻R4和所述第二陶瓷电容C2接地；第一稳压二极管DZ1的正极与所述第二稳压二极管DZ2的负极相连，所述第二稳压二极管DZ2的正极接地，第一稳压二极管DZ1的正极连接所述U1A比较器的电源输入端，第一稳压二极管DZ1的正极经所述第三限流电阻R5连接所述第三稳压二极管DZ3的负极，第一稳压二极管DZ1的正极经电阻R5接入U1A比较器的反相输入端；

所述第三稳压二极管DZ3稳压管的正极接地；所述第一分压电阻R1和所述第一分压电阻R2分压连接点接入所述U1A比较器的正相输入端，U1A比较器的4脚接地，U1A比较器的输出端经所述第六限流电阻R8连接所述第二二极管D2的正极；第二二极管D2的负极经所述第七限流电阻R9接地，第二二极管D2的阴极接入所述第一NPN三极管Q2的基极；所述第一PNP三极管Q1的基极经所述第五限流电阻R7接入第一NPN三极管Q2的集电极，第一NPN三极管Q2的发射极连接第四二极管D4的正极；第四二极管D4的负极连接第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极；所述第一PNP三极管Q1的集电极分别通过所述第三陶瓷电容C3和所述第八限流电阻R10接地，第一PNP三极管Q1的集电极与所述第一N沟道MOS管T1和所述第二N沟道MOS管T2的栅极相连；第一N沟道MOS管T1和第二N沟道MOS管T2的源极接地，第一N沟道MOS管T1的漏极与第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极相连接；第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5的负极相连，且两者的负极通过第九限流电阻R11与第三二极管D3的正极相连，第三二极管D3的负极与第二N沟道MOS管T2的漏极相连，且第三二极管D3的负极与电源BAT1的负极相连。

2.如权利要求1所述的一种容性负载防电源反接驱动控制电路，其特征在于，所述第一稳压二极管DZ1为稳压值为18V的单管齐纳二极管，所述第二稳压二极管DZ2为稳压值为5.1V的稳压管，所述第三稳压二极管DZ3为稳压值为3.3V稳压管。

3.如权利要求1所述的一种容性负载防电源反接驱动控制电路，其特征在于，所述第一分压电阻R1与所述第二分压电阻R2电阻的分压电压均为3.6V。

4.如权利要求1所述的一种容性负载防电源反接驱动控制电路，其特征在于，所述第一N沟道MOS管T1和所述第二N沟道MOS管T2为增强型MOS管。

5.如权利要求1所述的一种容性负载防电源反接驱动控制电路，其特征在于，所述第一负载电解电容C4和第二负载电解电容C5为470uF。

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