常見電源應用電路收集

2021-02-24 單片機與嵌入式

摘要

為了讓電源更好的工作,常需添加一些必要的外圍電路,如實現額外的保護特性,輸出特殊的電壓,獲得更大的輸出功率等。下文收集了一些常用的電源外圍電路,供設計時參考。

一、正負輸出接成單路輸出


如一個5V轉±12V的電源,若臨時需要5V轉24V,可把負端當地,正端當24V,輸出24VDC。應用時,在每路輸出的反向並聯一個二極體續流,防止因兩路電壓的建立時間不同,由一路通過負載給另一路的內部電路充電。

二、兩個電源的輸出串聯增大輸出電壓


如手上有兩個5V轉24V的電源,若臨時需要48V輸出,可輸入並聯,輸出串聯,每個電源的輸出端,同樣並聯反向二極體,以防啟動快的電源通過負載給另一個電源輸出電路充電。

輸出串聯的應用,在要求輸出不常用的電壓時很方便。如:需要輸出一個17V的電源,找一個5V和一個12V輸出的串聯即可。

三、輸出並聯,增大輸出電流或冗餘應用

注意:電源的並聯有專門的技術解決方案,除非有特別的說明支持輸出並聯,一般而言,電源的輸出不能直接並聯。有關電源的並聯應用,可參考之前的文章《解密:並聯電源模塊失效原因與解決方案》。


上圖所示的應用,只能在兩個規格參數相同,且輸出電壓精度比較高的兩個電源中應用,作為增加輸出功率,或做簡易冗餘設計使用。

四、防輸入反接

電源一般不具備防反接功能,輸入反接時容易損壞。最簡單的防反接方式如下圖所示,輸入串聯一個二極體。電流比較大時,可將二極體換成低內阻的MOS管降低損耗。


還有一種常見的防反接方案是用TVS,輸入反接時,輸入的電源通過TVS短路,能量不輸入到後級電源裡。


這個電路的優點是TVS能吸收浪湧能量,同時具備一定的防浪湧能力。缺點是要求前級電源有短路保護功能,不然反接後TVS容易過流進一步過熱燒壞。同時,也可能把前級的電源燒壞。

五、防輸出短路或過流

最簡單的做法是在輸入端或輸出端串聯一個自恢復保險絲,但自恢復保險絲的精度不高,過流保護的效果可能不如意。


另一種比較精確的方式是用檢測輸入/輸出電流的方式,如下圖。


通過檢測RGND的電流,當電流增加到一定程度,RGND上的壓降足以讓Q2導通後,把Q1關斷,停止供電,達到過流或短路保護的目的。

六、輸入過壓/欠壓保護

對於輸入端帶關斷控制的電源來說,關掉電源可以承受更高的輸入過電壓,輸入欠壓時,也能保護電源不會因過流而損壞。類似應用如下圖,通過簡單的431基準檢測電路,可精確設置過壓或欠壓保護值,保護電源在輸入電壓異常情況下不損壞。

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