专利名称：一种防反接电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电路结构，尤其是一种防反接电路。
背景技术：
目前，常见的防反接的电路多采用以下两种方式1、利用二极管的单向导通特性 实现电路的防反接；所述防反接的方法由于二极管的正向导通压降比较大，在流过二极管 的电流比较大时，电路损耗的能量比较大，另外能承受正向导通电流大的二极管制造工艺 难度大，成本高，可靠性等方面亦存在缺陷。2、利用MOS管的开关特性实现电路的防反接， 通过门极电压控制MOS管的导通及关断，以实现电路的防反接功能，如图1所示。图1中，所述防反接电路虽然可以降低电路的通态阻抗，亦可以实现防反接的作 用，但是该电路只针对输出端接无源负载的情况；当电路的输出端接有源负载(如电池)时， 电路的输入端电压将MOS管导通后，MOS管在有源负载的作用下就不能实现关断，与不加防 反接电路无异，不能起到防反接的作用，亦不能起到防逆流的作用。所述防反接电路不能达 到防反接的目的是因为M0S管的导通关断不仅受输入电压的控制，而且还受输出端电压 的控制；当去除输入端的输入电压时，输出端的有源负载同样可以实现MOS管的导通。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种防反接电路，其结构 简单，可以对有源负载进行防反接，正向导通压降低，阻抗低，功耗小，安全可靠。按照本实用新型提供的技术方案，所述防反接电路，包括MOS管；还包括并联在所 述MOS管栅极端与源极端间的开关Q2及用于控制所述开关Q2开通或断开的电压比较器； 所述电压比较器的同相端与MOS管的漏极端相连，电压比较器的反相端与MOS管的源极端 相连。所述开关Q2包括三极管。所述MOS管的栅极端与电阻Rl的一端相连，所述电阻 Rl的另一端通过电阻R3与MOS管的漏极端相连；所述电阻R3对应于与电阻Rl相连的一端 形成输入电压端Vin+，电阻R3对应于与MOS管的漏极端相连的一端形成输入电压端Vin-。所述电阻Rl对应于MOS管的栅极端相连的另一端通过电阻R4与电压比较器的输 出端相连；所述电压比较器的输出端通过电阻R5与开关Q2相连；所述电阻R4对应于与电 阻Rl相连的一端形成输出电压端Vout+，电压比较器的反相端形成输出电压端Vout-。所述MOS管的源极端与栅极端间设有稳压二极管D1，所述稳压二极管Dl的阳极端 与MOS管的源极端相连，稳压二极管的阴极端与MOS管的栅极端相连。所述MOS管的源极端与栅极端间设有电阻R2，所述电阻R2的两端分别与MOS管的 源极端及栅极端相连。所述MOS管为NMOS管。所述开关Q2为NPN型三极管。本实用新型的优点采用MOS管防反接电路，正向导通电压低，阻抗低，功耗小； MOS管的源极端与电压比较器的反相端相连，MOS管的漏极端与电压比较器的同相端相连，用于检测电路的电流方向；由于输入电压端Vin+与输出电压端Vout+间等电位，因此通过 比较输入电压端Vin-及输出电压端Vout-间的大小来控制电压比较器的输出；当电压比较 器输出高电平时，开关Q2导通，使MOS管关断，防止电路的反接或逆流；当输入电压高于有 源负载的电压时，MOS管能导通，开关Q2关断，MOS管维持导通状态；达到防反接的目的；结 构简单，可以对有源负载进行防反接，安全可靠。
图1为现有防反接电路的结构示意图。图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图2所示本实用新型包括MOS管、开关Q2、电压比较器及稳压二极管Dl。如图2所示所述MOS管的栅极端与电阻Rl相连，电阻Rl对应于与MOS管的栅极 端相连的另一端通过电阻R3与MOS管的漏极端相连，并通过电阻R4与电压比较器的输出 端相连。二极管Ql为MOS管的寄生二极管。所述MOS管为NMOS管。所述MOS管的源极端 还与电压比较器的反相端相连，电压比较器的同相端与MOS管的漏极端相连。所述电压比 较器的输出端通过电阻R5与开关Q2相连，所述开关Q2为NPN型三极管；电压比较器的输 出端通过电阻R5与三极管的基极相连，三极管的发射极与MOS管的源极端相连，三极管的 集电极与MOS管的栅极端相连，从而将开关Q2并联在MOS管的栅极端与源极端。所述MOS管的栅极端与源极端间还设有稳压二极管Dl与电阻R2，所述稳压二极 管Dl的阳极端与MOS管的源极端相连，稳压二极管Dl的阴极端与MOS管的栅极端相连； 电阻R2的两端分别与MOS管的源极端与栅极端相连。外部输入电源的正负极分别加在电 阻R3的两端，其中，电阻R3对应于与电阻Rl相连的端部形成输入电压端Vin+，电阻R3对 应于与MOS管的漏极端相连的端部形成输入电压端Vin-，所述输入电压端Vin+与输入电 压端Vin-间的电势差为外部输入电压。电阻R4对应于与电阻Rl相连的一端形成输出电 压端Vout+，电压比较器的反相端形成输出电压端Vout-，所述输出电压端Vout+与输出电 压端Vout-间的电势差为输出电压。由图2中可以得到，输入电压端Vin+与输出电压端 Vout+具有相等的电势；因此输入电压与输出电压的大小可以根据输入电压端Vin-与输出 电压端Vout-的电势大小比较得到，当输入电压值大于输出电压值时，能够得到输入电压 端Vin-的电势低于输出电压端Vout-的电势，即根据电压比较器的输出值能够判断出输入 电压与输出电压间大小的关系。如图2所示工作时，输入电源的两端分别加在输入电压端Vin+与输入电压端 Vin-间，输出电压端Vout+与输出电压端Vout-间加载负载的两端；所述负载可以为有源 负载，也可以为无源负载。当所述负载为有源负载时，输入电源对负载进行充电。当输出电压端Vout+与输出电压端Vout-间的负载为无源负载且接入正向电压 时，即输入电压端Vin+与电源正极相连，输入电压端Vin-与电源负极相连，MOS管只承受 输入电压端Vin+与输入电压端Vin-的电压；MOS管的栅极端通过电阻Rl与输入电压端 Vin+相连，MOS管的源极端与输出电压端Vout-相连，由于MOS管内的寄生二极管作用，在MOS管上会有电压降，因此输入电压端Vin+与输入电压端Vin-间的电势差大于输出电压 端Vout+与输出电压端Vout-间的电势差，由于输入电压端Vin+与输出电压端Vout+具有 相等电势，能够得到输入电压端Vin-比输出电压端Vout-的电势低，电压比较器会输出低 电平，开关Q2处于截止状态，随着MOS管的栅极端与源极端间的电压大于开启电压Vth时， MOS管开启。当MOS管导通后，只要接入的正向电压存在时，MOS管就会维持导通。当接入 的电压变为反向电压时，即输入电压端Vin+与电源负极相连，输入电压端Vin-与电源正极 相连，此时MOS管的栅极端通过电阻Rl与输入电压Vin+相连，由于不满足MOS管的开启条 件，MOS管截止，输入电源不能对无源负载提供电能，从而达到了对电路的电源反接保护。当输出电压端Vout+与输出电压端Vout-间的负载为有源负载，即输出电压端 Vout+与有源负载的正极端相连，输出电压端Vout-与有源负载的负极端相连，外部接入反 向电压时，假设初始时MOS管处于截止状态，Vin-的电势> Vin+的电势=Vout+的电势> Vout-的电势，比较器输出为高，驱动三极管Q2导通，从而使得mos管持续关断，实现了防反 接。当输出电压端Vout+与输出电压端Vout-间的负载为有源负载，外部没有电源接 入时，有源负载通过电阻R3在输入电压端Vin-产生一个电势，且输入电压端Vin-的电势 高于输出电压端Vout-的电势，电压比较器输出高电平，此时开关Q2导通，开关Q2导通后， 将MOS管的栅极端与源极端的电压箝位在一个低电压值，所述电压值低于MOS管的开启电 压Vth，因此MOS管处于关断状态。当输出电压端Vout+与输出电压端Vout-间的负载为有源负载，输入接正向电源 且输入电源的电压低于输出电压时，此时输入电压端Vin-的电势高于输出电压端Vout-的 电势值，电压比较器输出高电平，所述高电平使开关Q2导通，开关Q2导通后，将MOS管栅极 端与源极端的电压箝位在一个低电压值，所述电压值低于MOS管的开启电压Vth，因此MOS 管处于关断状态，能防止有源负载与输入电源间的逆电流。当输出电压端Vout+与输出电压端Vout-间的负载为有源负载，输入接正向电压 且输入电源的电压高于输出电压时，此时输入电压端Vin-的电势低于输出电压端Vout-的 电势值，电压比较器输出低电平，开关Q2处于截止状态，当MOS管的栅极端与源极端的电势 差大于开启电压Vth时，MOS管导通，输入电源对有源负载进行充电作功；且稳压二极管Dl 能够将MOS管的栅极端与源极端的电势差箝位，避免MOS管承受较高的电压损坏。MOS管 导通后，由于mos管的导通阻抗，在mos管的源极和漏极形成电势差，改电势差将维持比较 器持续输出为低，从而使得三极管Q2截止，mos管继续导通。当将所述输入电源从电源输 入端撤除时，此时MOS管依然导通，有源负载与电阻R3、MOS管间形成闭合回路，回路电流 经电阻R3、MOS管流入到输出电压端Vout-；由于MOS管的导通电阻作用，MOS管漏极端的 电势即为输入电压端Vin-，且输入电压端Vin-的电势高于输出电压端Vout-的电势，电压 比较器输出高电平。当电压比较器输出高电平后，开关Q2就会导通，开关Q2导通后，会将 MOS管的栅极端与源极端的电压箝位在较低的电压值，继而将MOS管关断，避免了有源负载 对外放电。由上可以得到，无论电路与有源负载或无源负载相连，均能够实现反接保护。MOS 管的漏极端与电阻R3的一端相连，形成输入电压端Vin-，MOS管的源极端与电压比较器的 反相端相连，形成输出电压端Vout-，即电压比较器的输入为MOS管的漏极端与源极端的电压，并根据MOS管的漏极端与源极端的电压控制MOS管的开启或关断；电压比较器的输出能 够检测流过MOS管的电流方向，实现对MOS管漏极端与源极端电流方向的检测。 本实用新型采用MOS管防反接电路，正向导通电压低，阻抗低，功耗小；MOS管的源 极端与电压比较器的反相端相连，MOS管的漏极端与电压比较器的同相端相连，用于检测电 路的电流方向；由于输入电压端Vin+与输出电压端Vout+间等电位，因此通过比较输入电 压端Vin-及输出电压端Vout-间的大小来控制电压比较器的输出；当电压比较器输出高电 平时，有源负载的电压就大于与输入电压，开关Q2导通，使MOS管关断，防止电路的反接；当 输入电压高于有源负载的电压时，MOS管能导通，开关Q2关断，MOS管维持导通状态；达到 防反接的目的；结构简单，可以对有源负载进行防反接防逆流，安全可靠。
权利要求1.一种防反接电路，包括MOS管；其特征是还包括并联在所述MOS管栅极端与源极 端间的开关Q2及用于控制所述开关Q2开通或断开的电压比较器；所述电压比较器的同相 端与MOS管的漏极端相连，电压比较器的反相端与MOS管的源极端相连。
2.根据权利要求1所述的一种防反接电路，其特征是所述开关Q2包括三极管。
3.根据权利要求1所述的一种防反接电路，其特征是所述MOS管的栅极端与电阻Rl 的一端相连，所述电阻Rl的另一端通过电阻R3与MOS管的漏极端相连；所述电阻R3对应 于与电阻Ri相连的一端形成输入电压端Vin+，电阻R3对应于与MOS管的漏极端相连的一 端形成输入电压端Vin-。
4.根据权利要求3所述的一种防反接电路，其特征是所述电阻Rl对应于MOS管的 栅极端相连的另一端通过电阻R4与电压比较器的输出端相连；所述电压比较器的输出端 通过电阻R5与开关Q2相连；所述电阻R4对应于与电阻Rl相连的一端形成输出电压端 Vout+,电压比较器的反相端形成输出电压端Vout-。
5.根据权利要求1所述的一种防反接电路，其特征是所述MOS管的源极端与栅极端 间设有稳压二极管D1，所述稳压二极管Dl的阳极端与MOS管的源极端相连，稳压二极管的 阴极端与MOS管的栅极端相连。
6.根据权利要求1所述的一种防反接电路，其特征是所述MOS管的源极端与栅极端 间设有电阻R2，所述电阻R2的两端分别与MOS管的源极端及栅极端相连。
7.根据权利要求1所述的一种防反接电路，其特征是所述MOS管为NMOS管。
8.根据权利要求2所述的一种防反接电路，其特征是所述开关Q2为NPN型三极管。
专利摘要本实用新型涉及一种防反接电路。其包括MOS管；还包括并联在MOS管栅极端与源极端间的开关Q2及用于控制所述开关Q2开通或断开的电压比较器；电压比较器的同相端与MOS管的漏极端相连，电压比较器的反相端与MOS管的源极端相连。本实用新型采用MOS管防反接电路，正向导通电压低，阻抗低，功耗小；MOS管的源极端与电压比较器的反相端相连，MOS管的漏极端与电压比较器的同相端相连，用于检测电路的电流方向；当电压比较器输出高电平时，有源负载的电压就大于与输入电压，开关Q2导通，使MOS管关断，防止电路反接或逆流；当输入电压高于有源负载的电压时，MOS管能导通，开关Q2关断，MOS管维持导通状态；达到防反接的目的；结构简单，可以对有源负载进行防反接防逆流，安全可靠。
文档编号H02H11/00GK201898330SQ201020604158
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者张峰超, 韩永 申请人:无锡新茂科技有限责任公司