一种低损耗防反接电路及其防反接控制方法与流程

本发明涉及保护电路，尤其涉及一种低损耗防反接电路及其防反接控制方法。

背景技术：

1、传统的电路中，为了防止直流输入意外反接时对电路造成的破坏，通常需要在输入端串联上一个功率二极管，利用功率二极管的单向导电特性进行整流。

2、采用上述整流方式存在以下问题：

3、假设在导通状态下功率二极管两端存在正向管压降，若此时的导通电流为i，则功率二极管产生的功率损耗为，且由于一般的功率二极管正向管压降为1~1.5v，此时若整流回路导通状态下有两个功率二极管处于导通状态，则电路中的功率损耗为，可知此防反接电路存在功率损耗大、效率低、输出端与输入端存在2-3v电压差的问题。

4、同时由于功率二极管处的功率损耗大部分转化为热能，发热严重，故还需要设置与之相匹配的散热器，散热器的设置，增加了防反接系统整体的体积。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种低损耗防反接电路及其防反接控制方法，通过利用mos管进行整流，相比于传统的二极管整流方式，具有降低功率损耗、提高效率、降低发热量、减小整体的体积的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种低损耗防反接电路，包括设置于直流电源和负载之间的防反接电路，防反接电路包括两个输入端分别与直流电源的第一输出端和第二输出端连接的mos管整流桥，mos管整流桥和直流电源之间连接有用于比较直流电源的第一输出端和第二输出端电压大小的电压比较单元，电压比较单元的输出端经驱动单元与mos管整流桥的控制端相连，mos管整流桥的输出端与负载相连，mos管整流桥与负载之间还连接有dcdc单元，dcdc单元与驱动电源的供电端相连。

3、优选的，电压比较单元包括正向电压比较模块和反向电压比较模块，正向电压比较模块包括并联设置且两端分别与直流电源的第一输出端和第二输出端相连的两路正向电压比较回路，反向电压比较模块包括并联设置且两端分别与直流电源的第二输出端和第一输出端相连的两路反向电压比较回路；正向电压比较回路和反向电压比较回路上均串联有保护电阻。

4、优选的，驱动单元包括分别与两路正向电压比较回路连接的两路正向驱动回路和分别与两路反向电压比较回路连接的两路反向驱动回路；

5、两路正向驱动回路和两路反向驱动回路均包括串联于电压比较回路上的光耦二极管、与光耦二极管耦合的光耦三极管以及与光耦三极管的信号输出端连接的推挽放大器，推挽放大器的输出端与mos管整流桥的控制端相连；光耦三极管的vcc端和com端分别与dcdc单元的正极输出端和负极输出端相连；两路正向驱动回路上的光耦二极管朝向直流电源的第二输出端的方向单向导通，两路反向驱动回路上的光耦二极管朝向直流电源的第一输出端的方向单向导通。

6、优选的，mos管整流桥包括栅极分别与两路正向驱动回路的推挽放大器的驱动信号输出端相连的第一mos管和第四mos管以及栅极分别与两路反向驱动回路的推挽放大器的驱动信号输出端相连的第二mos管和第三mos管，第一mos管、第二mos管、第四mos管、第三mos管的栅极还经降压电阻分别与第一mos管、第二mos管、第四mos管、第三mos管的源极相连；

7、第一mos管的源极还与第三mos管的漏极相连，第三mos管的源极与第四mos管的源极相连，第四mos管的漏极与第二mos管的源极相连，第二mos管的漏极与第一mos管的漏极相连；

8、第一mos管的源极和第三mos管的漏极之间以及第四mos管的漏极和第二mos管的源极之间分别连接有直流电源的第一输出端和第二输出端；

9、第二mos管的漏极和第一mos管的漏极之间接有正极输出端口，第三mos管的源极和第四mos管的源极之间接有负极输出端口。

10、优选的，dcdc单元包括并联设置的三路隔离变压器，隔离变压器的初级线圈分别连接有正极输出端口和负极输出端口，隔离变压器的次级线圈与驱动回路的供电端相连。

11、优选的，第一mos管、第二mos管、第四mos管、第三mos管均为n沟道增强型管。

12、一种低损耗防反接电路的防反接控制方法，包括以下步骤：

13、设定直流电源的第一输出端和第二输出端分别为power in-1端和power in-2端，判断power in-1端和power in-2端的正负极：

14、当power in-1端为正极，power in-2端为负极时，反向驱动回路上的光耦二极管截止，正向驱动回路上的光耦二极管导通，正向驱动回路上的光耦二极管发光，正向驱动回路的光耦三极管接收到光信号后由推挽放大器向第一mos管和第四mos管输出驱动信号，第一mos管和第四mos管导通，第二mos管和第三mos管截止，输入mos管整流桥的正极电源信号经第一mos管由正极输出端口输出，输入mos管整流桥的负极电源信号经第四mos管由负极输出端口输出；

15、当power in-1端为负极，power in-2端为正极时，正向驱动回路上的光耦二极管截止，反向驱动回路上的光耦二极管导通，反向驱动回路上的光耦二极管发光，反向驱动回路的光耦三极管接收到光信号后由推挽放大器向第二mos管和第三mos管输出驱动信号，第二mos管和第三mos管导通，第一mos管和第四mos管截止，输入mos管整流桥的正极电源信号经第二mos管由正极输出端口输出，输入mos管整流桥的负极电源信号经第三mos管由负极输出端口输出。

16、本发明具有以下有益效果；

17、通过利用mos管进行整流，相比于传统的二极管整流方式，具有降低功率损耗、提高效率、降低发热量、减小整体的体积的优点。

18、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种低损耗防反接电路，包括设置于直流电源和负载之间的防反接电路，其特征在于：防反接电路包括两个输入端分别与直流电源的第一输出端和第二输出端连接的mos管整流桥，mos管整流桥和直流电源之间连接有用于比较直流电源的第一输出端和第二输出端电压大小的电压比较单元，电压比较单元的输出端经驱动单元与mos管整流桥的控制端相连，mos管整流桥的输出端与负载相连，mos管整流桥与负载之间还连接有dcdc单元，dcdc单元与驱动电源的供电端相连。

2.根据权利要求1所述的一种低损耗防反接电路，其特征在于：电压比较单元包括正向电压比较模块和反向电压比较模块，正向电压比较模块包括并联设置且两端分别与直流电源的第一输出端和第二输出端相连的两路正向电压比较回路，反向电压比较模块包括并联设置且两端分别与直流电源的第二输出端和第一输出端相连的两路反向电压比较回路；

3.根据权利要求2所述的一种低损耗防反接电路，其特征在于：驱动单元包括分别与两路正向电压比较回路连接的两路正向驱动回路和分别与两路反向电压比较回路连接的两路反向驱动回路；

4.根据权利要求3所述的一种低损耗防反接电路，其特征在于：mos管整流桥包括栅极分别与两路正向驱动回路的推挽放大器的驱动信号输出端相连的第一mos管和第四mos管以及栅极分别与两路反向驱动回路的推挽放大器的驱动信号输出端相连的第二mos管和第三mos管，第一mos管、第二mos管、第四mos管、第三mos管的栅极还经降压电阻分别与第一mos管、第二mos管、第四mos管、第三mos管的源极相连；

5.根据权利要求4所述的一种低损耗防反接电路，其特征在于：dcdc单元包括并联设置的三路隔离变压器，隔离变压器的初级线圈分别连接有正极输出端口和负极输出端口，隔离变压器的次级线圈与驱动回路的供电端相连。

6.根据权利要求4所述的一种低损耗防反接电路，其特征在于：第一mos管、第二mos管、第四mos管、第三mos管均为n沟道增强型管。

7.如上述权利要求1-6任一项所述的一种低损耗防反接电路的防反接控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种低损耗防反接电路及其防反接控制方法，属于电路保护领域，包括防反接电路，防反接电路包括两个输入端分别与直流电源的第一输出端和第二输出端连接的MOS管整流桥，MOS管整流桥和直流电源之间连接有电压比较单元，电压比较单元的输出端经驱动单元与MOS管整流桥的控制端相连，MOS管整流桥的输出端与负载相连，MOS管整流桥与负载之间还连接有DCDC单元，DCDC单元与驱动电源的供电端相连。本发明采用上述结构的低损耗防反接电路及其防反接控制方法，通过利用MOS管进行整流，相比于传统的二极管整流方式，具有降低功率损耗、提高效率、降低发热量、减小整体的体积的优点。

技术研发人员：陈武进,王晓鸣,郭旭东,王福星,赵晓宇,范利杰
受保护的技术使用者：天津瀚海蓝帆海洋科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22