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单片机电源电路原理图及解析视频,单片机电源电路原理图及解析视频讲解

admin 2024-12-07 18:55:25 燃气灶维修 0

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新手学单片机怎么入门?

大学四年白混了四年,如今要毕业了。学习单片机。也算是工作前的准备。单片机对于工科类的学生来说真的很重要,这点到现在才明白。大学期间也经常用单片机做一些系统。但是,很多东西都是在网上找找现成的东西,糊弄过去。这可能就是一个双飞本科,一般学生的状态了吧。最近学习单片机也有几天了,总体下来,感觉单片机真的不难。非常后悔当初没有好好学习一下。特别是看了王云的51单片机教程,结合配套的云龙51单片机教学视频,让我这个学习多年仍未入门的“新手”,受益良多,真的太棒了。想写个贴,主要是为了分享一下自己在学习单片机过程中遇到的各种新手入门所遇到的困难。如果能够帮助到一起学习单片机的同学那实属荣幸。

硬件工程师都是怎么设计电源正负极反接保护电路的?

单片机电源电路原理图及解析视频

谢邀,我是一个硬件工程师,专门搞电子研发的,你这个问题问的很好,因为这个问题也是我们硬件工程师必须考虑到的,我之前因为正负极反接也烧过不少板子,那时候也是为了方便一些,就没有加反接保护的电路,自从烧了一块日本价值900元的芯片,再也不敢不加电源反接保护了。

粗心不可避免

虽说只是区分正负极两根线,一红一黑,可能接线一次,我们不会出错;接10次线也不会出错,但是1000次?10000呢?这时候就不好说了,由于我们的粗心,使一些电子元器件和芯片烧坏,烧坏的主要原因是电流过大把元器件击穿造成的。粗心不可避免,所以必须采取防止接反的措施。

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串联二极管

笔者面对这个问题最常使用的是SS34,SS34是贴片肖特基二极管,经常用在小电流的电路板,用于电路瞬间整流。当SS34串联在电路当中时,SS34正向导通时的压降为0.5V,这个压降在电路中分压不是很大,对系统不会造成影响;当电源反接时,由于二极管的正向导电性,SS34的存在就等同于此处是断路,电流不能形成回路,所以即使反接也不会有电流通过,不过需要注意的是SS34的最大可以通过的反向峰值电压为-40V,也就是我们SS34只能应用在小于40V的电路中。

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并联二极管

与串联SS34不同的是,并联的SS34是反向并联在电路中的,当正常接线时,由于SS34的正向导电性,此时SS34是不导通的;当正负极反接时,SS34就会导通,此时电路中电流会非常大,这时候F1就会熔断,以此来达到保护电路板的目的。

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SS34系列产品

除了SS34,同类产品还有SS14、SS24,他们三个最大的不同是:SS34的最大正向整流电流为3A、SS24的最大正向整流电流为2A、SS14的最大正向整流电流为1A。对于不同的电路应选用不同类型的二极管。

用MOS管电路效果比较好,以前设计过电流15A防反接电路,一开始用整流桥2510(25A1000V),发热巨大,不加风扇不行,后面改为MOS管电路发热小很多,成本也差不多


单片机电源电路原理图及解析视频

硬件工程师在设计电路时,一般都会在电源输入端增加防电源接反保护措施。一般常用的有以下几种方法:

(1)在正电源输入端串联一个正向二极管,充分利用二极管正向导通、反向截止的特性。正常情况下,二级管导通,电路板工作。

单片机电源电路原理图及解析视频

当电源接反时,二极管截止,电源无法形成回路,电路板不工作,可以有效的防止电源接反的问题。

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(2)使用整流桥将电源输入变为无极输入,无论电源正接还是反接,电路板一样正常工作。

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以上使用二极管进行防反处理,若采用硅二极管具有0.6~0.8V左右的压降,锗二极管也有0.2~0.4V左右的压降,若觉得压降太大,可使用MOS管做防反处理,MOS管的压降非常小,可达几毫欧姆,压降几乎可忽略不计。

(3)MOS管防反电路

下图为使用PMOS管组成的防反电路,分析:当电源正负极正常时,正电源经过PMOS管寄生的二极管导通,S极高电压,G极为地,PMOS管导通,电流变为从PMOS管通过。

当电源接反时,G极、S极为正电源,D极为负电源,PMOS管截止,寄生二极管也截止,所以电路板不工作,达到防反的目的。

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希望我的回答对你有所帮助,想了解更多知识,请关注本头条号,谢谢~

我们在设计一些终端设备时,比如一些电池供电的设备,工控类的一些现场终端设备等,这些设备在设计时都会有一个供电接口,对于这些需要直流供电的设备,我们在设计时一定需要考虑到其电源接反的情况,否则一但接反,有可能导致终端设备内部电路烧坏。对此我们需要设计防反接保护电路,这里就主要讲解下通过二极管防反接保护电路MOS管防反接保护电路,最后再给出一张通过继电器保护反接电路。

二极管防反接保护

常用二极管防反接保护电路设计主要有三种:二极管串联型、二极管并联型、整流桥型。

  • 二极管串联型防反接保护电路

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如上图,通过电路中串联一个二极管,来防止电路电源反接。如果电源供电反向接入,二极管反向截止不导通。从而起到保护电路的作用。

但是此电路有关缺点就是,二极管占用一定压降,如果电路中电流过大会导致二极管耗电过多,导致二极管发热量大。如果电路中电流有1A,二极管压降为0.7V,那么这个二极管在电路中就消耗0.7W的功耗。当然可以选用低压降的二极管,比如肖特基二极管,可以减少一部分压降,但是这个问题并没有根本解决,随着负载电路电流的增加,二极管消耗的功率也就越多。

单片机电源电路原理图及解析视频

  • 二极管并联型防反接保护电路

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如上图,通过在电路中并入二极管和串入一个自恢复保险来实现电路的防反接保护功能。如果输入电源正负接反,那么二极管导通,与自恢复保险丝构成回路,由于二极管导通,使得Vin被二极管钳位在0.7V,这样后级回路因为0.7V电压太小,而无法实现供电。另一方面这个回路就会形成很大的电流,从而使自恢复保险丝动作断开电路。此电路的缺点就是需要一个自恢复保险丝,增加了电路成本。

  • 整流桥型防反接保护电路

单片机电源电路原理图及解析视频

如上图,电路中接入整流桥,这样输入电路不管怎么接,都不会引起后级电路电源接反。此电路的缺点就是需要消耗1.4V左右的二极管压降。如果电路中电流过大,那么整流桥也会消耗过多的功率,导致其发热。功率消耗过大。

MOS管防反接保护

  • Nmos防反接

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上图中是通过Nmos接入电路中实现防反接的功能。其中,

电源电压接入正确时,由于MOS管中的寄生二极管的存在,从而使得MOS管的Vgs电压为输入电压减去寄生二极管压降电压0.7V,这个电压是大于MOS开关导通的阈值电压,从而使MOS管导通,导通后相当于寄生二极管被MOS管导通短路,从而可以通过更大的电流。

当电源电压接反时,NMOS不导通,MOS管是截止的。从而保护后级电路的安全,图中的R5和LED2为,如果电源接入反向电压,那么LED2指示电源接反。R6和D6是为了确保电源接入正确时,更好的保证MOS管导通,如果省去稳压二极管D6,则有可能由于输入电压过高导致超过MOS管的Vgs最大值,从而容易使MOS管损耗。加入稳压管也是更好的保护MOS管。

单片机电源电路原理图及解析视频

上图中是通过调节电阻R2和R3的分压来开启NMOS实现电路的防反接保护。这样可以根据实际输入电压的多少,通过分压电阻调节NMOS开关开启电压。当电源接反时,指示灯亮,二极管D1将其分压点的电压钳位在0.7V,从而使得NMOS不导通,后级电路断开。

  • Pmos防反接

单片机电源电路原理图及解析视频

同样的思路也可以使用Pmos实现电路的防反接保护功能。电路如上图,这里保护过程和NMOS管差不多,这里就不再做详细介绍,不清楚的朋友可以一起讨论交流。

继电器防反接保护

下面在给出一张通过继电器保护反接电路。

单片机电源电路原理图及解析视频

从上图中可以看出,只有电源正向接入时继电器线圈得电,继电器吸合,后级电路才会得电开始工作。

那么你们还有其他的防反击保护电路吗?欢迎一起讨论。

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下面是我之前录制的一个防反接原理讲解视频,要是觉得讲的不是很好,大家见谅!

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