一种直流电源防反接缓启动电路及实现方法与流程

本发明涉及电子电路领域，具体来说，涉及一种直流电源防反接缓启动电路及实现方法，是一种电子电路防止直流供电电源极性反接和缓慢启动电路及控制方法。

背景技术：

现实生活中有相当一部分电子电路使用直流电源供电，如蓄电池充电器、led照明灯的驱动及移动通信设备的供电等，这些电子设备如果没有保护电路，在外接直流电源极性接反的情况下极易烧毁，所以迫切需要这些电子设备加装防反接保护电路，避免直流电源极性接反带来的损坏，同时电子设备的高可靠性要求还应当避免较大的冲击电流，因为大的冲击电流有时会接近甚至超过电子设备内的一些元器件的承受极限，降低电子设备的使用寿命。

现在普遍采用的防反接电路是单个二极管电路或二极管组成的全桥电路，这些电路虽能防止外加直流电源极性接反，但同时带来较大的直流压降，降低了整机工作效率，如果电子设备耗电较大，流过二极管的电流较大，还需要解决散热问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术的状况及存在的不足，本发明提供了一种直流电源防反接缓启动电路及实现方法。

本发明的目的是针对大部分使用直流供电的电路，提供一种防止直流电压极性接错的电路，该电路既可以提供电压极性接反的保护，也不会对电路带来大的压降或产生大的功耗。针对现有直流防反接电路普遍存在的压降大，功耗大的问题，本发明主要解决的问题是降低降低防反接电路的压降和功耗，降低设备上电时的冲击电流。

本发明为实现上述目的，采用的技术方案是：一种直流电源防反接缓启动电路，其特征在于：包括防反接电路和缓启动电路，所述防反接电路包括场效应管vt1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、稳压二极管vd1，具体连接为：电阻r1一端接电源正极，另一端接电阻r2、电阻r3的一端及电容c1正极和稳压二极管vd1的负极，电阻r2另一端接场效应管vt1的栅极，vt1的漏极接输入电源负极，vt1的源极接电容c1负极及电阻r3的另一端、稳压二极管vd1正极；

所述缓启动电路包括效应管vt2和电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c2、二极管vd2、稳压二极管vd3，具体连接为：电阻r4一端接电源正极，电阻r4另一端接电阻r5、电阻r6的一端及二极管vd2正极和稳压二极管vd3的负极，电阻r5的另一端接场效应管vt2的栅极，场效应管vt2的源极接稳压二极管vt1的源极及稳压二极管vd3的正极，场效应管vt2的漏极接电源输出的负极，二极管vd2的负极接稳压二极管vd1的负极，电阻r6的另一端接电容c2一端，电容c2的另一端接电源输出的负极，电源输出的正负极之间接电容c3。

一种直流电源防反接缓启动电路的实现方法，其特征在于，步骤如下：

将整个电路分为2部分：防反接电路和缓启动电路；

防反接电路的工作过程为：当输入电源极性正确时，电阻r1与电阻r3的分压给场效应管vt1提供正偏压，场效应管vt1导通，电源为后边的负载供电，稳压二极管vd1为防止输入电压过高时电阻r1和电阻r3的分压击穿vt1的栅极，电容c1的作用是滤除尖峰脉冲及干扰，r2的作用为限流；当输入电源极性接反时，电阻r1与电阻r3的分压给场效应管vt1提供负偏压，场效应管vt1截止，电源不为后边的负载供电，防止后面的负载因为电压极性接反而烧毁；

缓启动电路的工作过程为：电阻r4和电阻r5以及电阻r6及电容c2的串连电路为场效应管vt2提供偏置电压，由于电容c2的充电效应，场效应管vt2栅极上的电压缓慢上升，使得场效应管vt2源极漏极之间的导通电阻逐渐减小，从而抑制了电源给负载加电初期的电流冲击，实现缓启动功能。

本发明的有益效果是：直流供电设备（供电电压60v以下）在供电处增加此电路，在电源极性接反的情况下，该电压不会加到设备上，避免烧毁设备。在电源极性正确的情况下，该电压加到设备上，此电路带来的压降在负载电流5a的情况下低于0.1v，功耗只有不到0.5w，不用加散热器。一般防反接整流桥的压降1.4v，功耗达7w，必须要加散热器，即使使用低压降的肖特基二极管来防反接，其压降也要达到0.4v，功耗2w，需要外加散热器。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种直流电源防反接缓启动电路，包括防反接电路和缓启动电路，防反接电路包括场效应管vt1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、稳压二极管vd1，具体连接为：电阻r1一端接电源正极，另一端接电阻r2、电阻r3的一端及电容c1正极和稳压二极管vd1的负极，电阻r2另一端接场效应管vt1的栅极，vt1的漏极接输入电源负极，vt1的源极接电容c1负极及电阻r3的另一端、稳压二极管vd1正极。

缓启动电路包括效应管vt2和电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c2、二极管vd2、稳压二极管vd3，具体连接为：电阻r4一端接电源正极，电阻r4另一端接电阻r5、电阻r6的一端及二极管vd2正极和稳压二极管vd3的负极，电阻r5的另一端接场效应管vt2的栅极，场效应管vt2的源极接稳压二极管vt1的源极及稳压二极管vd3的正极，场效应管vt2的漏极接电源输出的负极，二极管vd2的负极接稳压二极管vd1的负极，电阻r6的另一端接电容c2一端，电容c2的另一端接电源输出的负极，电源输出的正负极之间接电容c3。

一种直流电源防反接缓启动电路的实现方法，步骤如下：

将整个电路分为2部分，即防反接电路和缓启动电路。

防反接电路的工作过程为：当输入电源极性正确时，电阻r1与电阻r3的分压给场效应管vt1提供正偏压，场效应管vt1导通，电源为后边的负载供电，稳压二极管vd1为防止输入电压过高时电阻r1和电阻r3的分压击穿vt1的栅极，电容c1的作用是滤除尖峰脉冲及干扰，r2的作用为限流；当输入电源极性接反时，电阻r1与电阻r3的分压给场效应管vt1提供负偏压，场效应管vt1截止，电源不为后边的负载供电，防止后面的负载因为电压极性接反而烧毁。

缓启动电路的工作过程为：电阻r4和电阻r5以及电阻r6及电容c2的串连电路为场效应管vt2提供偏置电压，由于电容c2的充电效应，场效应管vt2栅极上的电压缓慢上升，使得场效应管vt2源极漏极之间的导通电阻逐渐减小，从而抑制了电源给负载加电初期的电流冲击，实现缓启动功能。

本发明电路采用的关键器件是场效应管fdmc86520l，其基本电性能参数为：n沟道功率场效应管，耐压60v，最大通过电流22a，导通电阻7.9mω，在电子设备正常工作时，这个保护电路造成的压降很小。

实施例1以负载电流5a计算，防反接与缓起动电路的压降只有0.079v，每只场效应管上的功耗只有0.1975w，可以通过焊盘散热而无需另加散热器，而使用二极管做防反接器件时，负载同样5a的情况下，压降最小也要0.4v，功耗达2w，必须要加散热器了，同时也降低了整机的效率。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种直流电源防反接缓启动电路及实现方法，当输入电源极性正确时，电阻R1与电阻R3的分压给场效应管VT1提供正偏压VT1导通，电源为后边的负载供电，稳压二极管VD1为防止输入电压过高时R1和R3的分压击穿VT1的栅极；当输入电源极性接反时，R1与R3的分压给VT1提供负偏压，VT1截止，电源不为后边的负载供电，防止后面的负载因为电压极性接反而烧毁；电阻R4和电阻R5以及电阻R6及电容C2的串连电路为场效应管VT2提供偏置电压，由于C2的充电效应，VT2栅极上的电压缓慢上升，使得VT2源极漏极之间的导通电阻逐渐减小，从而抑制了电源给负载加电初期的电流冲击，实现缓启动功能。

技术研发人员：赵云龙;张青平
受保护的技术使用者：天津七一二通信广播股份有限公司
技术研发日：2018.10.17
技术公布日：2018.12.28