一种有源直流供电极性保护电路的制作方法

本实用新型涉及极性保护电路，具体涉及一种有源直流供电的极性保护电路。

背景技术：

现有直流供电极性保护电路，主要是利用二极管的单相导电特性来达到供电极性保护目的。在对供电功耗比较敏感的场合，特别是负载电流大，供电电压低的地方，由于负载电流大、二极管压降VF大，有的可达1.3V，严重限制了其应用。在BMS应用时，每个电芯与BMS之间的采样、均衡线束多而复杂，生产和调试过程中很容易因接口线路极性接错而损坏BMS设备，再加之电芯电压通常在2V-3.8V间，如果采用现行的二极管串联在供电回路的方式，如图1所示，会因二极管的VF电压大，BMS将无法正常工作。

如图2所示，是现行极性保护电路的另一种形式。该电路虽然规避了二极管VF对供电负载的影响，但在实际应用时，因用户端口直流供电极性接反时，保险元件F将烧毁，造成电路损坏，需专业人员才能维修。这种极性保护是以损坏保险元件来保护负载供电回路为代价的，使用起来非常不方便。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种结构简单，既能无损的进行极性保护，又能快速恢复的有源直流供电极性保护电路。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种有源直流供电极性保护电路，设置在供电电源与负载之间，所述供电电源的正极端与负载的正极端电连接，包括NMOS管，所述NMOS管栅极与所述供电电源的正极端电连接，所述NMOS管源极与所述负载的负极端电连接，所述NMOS管漏极与所述供电电源的负极端电连接。

优选地，所述NMOS管栅极与所述供电电源的正极端之间设置有电阻，所述电阻的一端与所述供电电源的正极端电连接，所述电阻的另一端与所述NMOS管栅极电连接。

优选地，该有源直流供电极性保护电路还包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极与所述NMOS管源极电连接，所述稳压二极管的负极与所述NMOS管栅极电连接。

优选地，所述NMOS管源极与NMOS管漏极之间设置有寄生二极管。

优选地，所述寄生二极管为晶体二极管。

优选地，所述NMOS管为增强型NMOS管。

本申请与现有技术相比，其有益效果详细说明如下：本实用新型提供的有源直流供电极性保护电路，当NMOS管栅极和源极间电压即Vgs电压达到导通正门限时NMOS管才能导通，所以VCC端极性必须满足为正电位，达到开启电压Vgs(on)时，NMOS才会导通，端口才能正常为负载供电。NMOS导通后其漏极与源极间通态电阻Rds(on)很低，负载电流无损通过保护电路，而当端口供电极性接反时，NMOS管的Vgs电压为负，此时NMOS不导通，负载不能正常供电。该极性保护电路解决了直流供电输入极性接反的保护及自恢复问题，该极性保护电路对原供电电路没有任何损害，供电极性正确后，端口立即恢复正常供电，做到了无损保护及快速恢复。

附图说明

图1为现有技术的一种极性保护电路原理图；

图2为现有技术的另一种极性保护电路原理图；

图3为本实用新型实施例的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的另一种电路原理图；

图5为本实用新型实施例的应用结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图3所示，本实用新型实施例1提供一种有源直流供电极性保护电路，设置在供电电源与负载之间，供电电源的正极端与负载的正极端电连接，包括NMOS管，NMOS管栅极与供电电源的正极端电连接，NMOS管源极与负载的负极端电连接，NMOS管漏极与供电电源的负极端电连接。NMOS管源极与NMOS管漏极之间设置有寄生二极管。寄生二极管为晶体二极管。该NMOS管为增强型NMOS管。

如图4所示，本实用新型实施例2提供另一种有源直流供电极性保护电路，在实施例1的基础上，在NMOS管栅极与供电电源的正极端之间设置有电阻，电阻的一端与供电电源的正极电连接，电阻的另一端与NMOS管栅极电连接。该极性保护电路还包括稳压二极管，稳压二极管的正极与NMOS管源极电连接，稳压二极管的负极与NMOS管栅极电连接。

本实用新型提供的极性保护电路主要使用了一支有源器件NMOSFET管，电阻R及稳压二极管DZ1用于保护NMOS管不会因高电压应用场合而造成损坏。由于Q1的栅极和源极间电压(Vgs电压)通常大于20V，在2-15V以下电源供电电路可以不用R和DZ1。R在电路中为稳压二极管DZ1提供限流，保护稳压二极管DZ1。稳压二极管DZ1作用是保护NMOS管Q1，起钳位作用，使Q1的Vgs电压工作在安全电压范围内。

该极性保护电路中，NMOS管Q1的栅极和源极间电压(Vgs电压)达到导通正门限时NMOS管才能导通，所以只有当VCC端极性满足为正电位，达到开启电压Vgs(th)时，NMOS才会导通，端口才能正常为负载供电。NMOS导通后其漏极与源极间通态电阻Rds(on)很低，负载电流无损通过保护电路，而当端口供电极性接反时，NMOS管Q1的Vgs电压为负，此时NMOS不导通，负载不能正常供电，再加之Q1的寄生二极管的反相阻断作用，对电路没有任何损害，当供电极性正确后，端口立即恢复正常供电，做到了无损保护及快速恢复。

如图5所示，本实用新型提供的有源直流供电极性保护电路应用到BMS电池管理系统中，该极性保护电路设置在每个电芯向BMS输入的接入处，图中P为BMS与电芯的接口，CH1-CH10表示10个电芯的正极输入，电芯的负极作为公共端直接连接GND使用。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。