CN2896632Y - 一种反接保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反接保护电路，包括电源检测电路；电阻单元，与电源检测电路并联；二极管单元，其正极与电源检测电路相连，其负极与一接地端相连；或其正极与电源输入端相连，其负极与电源检测电路相连。本实用新型针对现有技术中保护电路成本高，体积大，电路性能不可靠的缺点，采用定值电阻进行限压，采用二极管限制反向电流，实现了一种成本低，体积小，可靠性高的反接保护电路。

Description

一种反接保护电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体地说，涉及一种反接保护电路。

背景技术

电路***管理和控制中，经常需要检测供电电路是否已经上电。由于被检测电压及其参考地和检测电路的电压水平及其参考地不一样，所以需要采用隔离技术将被检测电压和检测电路隔离，以保护检测电路。如图1所示，为一种常用的电源检测电路，输入电压经过限流分压电阻R1，连接到光耦的发光二级管D1的驱动端，电源上电后，光耦的发光二极管被点亮，光耦的输出级被打开。后级电路通过检测光耦的开关状态下电源检测电路的电流及电压的变化就可以判断电源是否上电。

限流分压电阻R1的阻值由被检测电压的大小确定，选择R1的原则是使流入检测电路的电流i的值适合D1在正常工作时的输入电流水平。通常情况下，发光二极管的正向导通电压近似为0.7V，故i的计算公式为： $i=\frac{V-0.7}{R1},$ 得出的结论是i的值为毫安级别。

如图2所示，在工程安装时，经常会由于误操作将设备的输入电压接反，光耦的发光二极管D1处于反向截止状态，可以流过的电流i极小，不同的发光二极管和不同温度环境下反向电流i的大小有所不同，但最大不会超过几十微安级别，R1两端的电压就会比正常供电情况下小数千倍，即输入端的电压几乎全部降落到D1两端。如果被检测电压大于光耦的发光二极管D1的反向耐压值，光耦就会被反向击穿至损坏，致使电路不能正常工作。

针对以上问题，现有技术有一种反接保护电路，采用在检测电路前端并联反向钳压二极管，并与自恢复保险丝串联的方法来实现对电源检测电路的保护。如图3所示，在正常供电的情况下，光耦的发光二极管正向导通，经过限流分压电阻R1限流后流入电源检测电路的电流很小，反向钳压二极管D2反向截止，流过极小电流，自恢复保险丝处于导通状态。

在电源反接情况下，反向钳压二极管D2正向导通，流过很大的电流，自恢复保险丝进入保险保护状态，表现出很大阻抗，输入电压几乎全部降落在自恢复保险丝两端，电源检测电路两端的电压只有D2的正向导通电压大小，不会造成电源检测电路损坏。

但现有技术的这种反接保护电路存在以下缺点：

1.反向钳压二极管需要能够承受安培级别的正向导通电流，反向耐压需要大于被检测电源电压的绝对值，器件成本较高；

2.需要应用自恢复保险丝，致使电路体积大，总体成本高；

3.电源接反时，流过保护电路的电流很大，反向钳压二极管和自恢复保险丝上都有相当大的功耗，要求线路板走线宽，否则器件和电路板容易被烧毁，电路性能不可靠。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中保护电路成本高，体积大，电路性能不可靠的缺点，提供了一种成本低、体积小、可靠性高的反接保护电路。

一种反接保护电路，包括电源检测电路；

电阻单元，与电源检测电路并联；

二极管单元，其正极与电源检测电路相连，其负极与一接地端相连；或其正极与电源输入端相连，其负极与电源检测电路相连。

所述电阻单元为一个定值电阻或者至少两个定值电阻串/并联。

所述电阻单元的阻值远大于电源检测电路正向导通时的等效阻抗值，且远小于电源检测电路反向截止时的反向阻抗值。

所述二极管单元为一个二极管或者至少两个二极管串/并联。

所述二极管单元的正向导通电压小于被检测电压减去电源检测电路的正向导通电压，且二极管单元正向最大允许电流大于电源检测电路正向导通时的电流，且二极管单元的反向耐压大于被检测电压。

本实用新型采用定值电阻进行限压，采用二极管限制反向电流，定值电阻与二极管是很普遍的电子器件，且成本低，体积小，在电源接反的情况下，本身功耗不大，对线路板的走线要求不高，电路的性能可靠，所以本实用新型提供的这种反接保护电路有成本低，体积小，可靠性高的优点。

附图说明

图1为现有技术电源检测电路图；

图2为现有技术电压反接的电源检测电路图；

图3为现有技术反接保护电路图；

图4为本实用新型反接保护电路图；

图5为本实用新型采用BAV99二极管时的反向电流分布图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图4所示，反接保护电路包括电源检测电路，定值电阻R2跨接在电源检测电路两端，与其并联，二极管D2的正极与电源检测电路相连，其负极与一接地端相连，其中电源检测电路包含一发光二极管D1、一定值电阻R1，发光二极管D1的正极通过一定值电阻R1与电源输入端相连，发光二极管D1的负极与二极管D2的正极相连。在实际应用中定值电阻R2也可以采用两个定值电阻串/并联或者两个以上定值电阻串/并联的方式替代；二极管D2同样也可以采用两个二极管串/并联或者两个以上二极管串/并联的方式替代。电源检测电路为现有技术，图4中仅提供一简单实施例，实际应用中的电源检测电路有多种。

除图4中情况外，二极管D2的正极与电源输入端相连，其负极与电源检测电路相连，同样也可以实现反接保护。

其中定值电阻R2的阻值远大于电源检测电路正向导通时的等效阻抗值，且远小于电源检测电路反向截止时的反向阻抗值；二极管单元的正向导通电压小于被检测电压减去电源检测电路的正向导通电压，且二极管单元正向最大允许电流大于电源检测电路正向导通时的电流，且二极管单元的反向耐压大于被检测电压。

定值电阻R2和二极管D2在满足上述要求的同时需要根据检测电压的大小进行调整。

以BAV99二极管为例，二极管D2反向截止时反向电流和电压以及环境温度的关系如图5所示，横坐标为二极管D2两端的反向电压，纵坐标为不同环境温度下二极管的反向电流，可见二极管D2的反向电流不会超过10微安级别。如果被检测电压的范围在10V至50V范围内，二极管反向截止时表现出来的阻抗值在1M欧姆到5M欧姆之间，此时选用100千欧姆的定值电阻满足上述要求。普通BAB99二极管，其反向耐压值为70伏，选用100千欧姆的定值电阻，即可对输入电压为5V至70V的电源检测电路达到反接保护的作用。

在图4中，正常上电时，输入电源电压，二极管D2和放光二极管D1都处于正向导通状态，二极管D2两端的电压在0.7V左右，相对于输入电压很小，所以输入电源电压几乎全部降落在AB两端之间，即AB两端间的电压几乎就等于输入电压，从而采用二极管D2不会影响电源的正常检测。发光二极管D1在正向导通时两端的电压也为0.7V左右，电流为10毫安级别，因此，发光二极管D1在正向导通时阻抗为70欧姆左右，此时定值电阻R2的阻值相对于电源检测电路的阻值很大，流过定值电阻R2的电流很小，所以不会引起电路异常。

电源接反时，输入电源电压，二极管D2和发光二极管D1都处于反向截止状态，二极管D2和发光二极管D1都表现出极大阻抗，由于定值电阻R2与电源检测电路并联，所以AB两端之间的阻抗主要表现为定值电阻R2的阻值，这个阻抗与二极管D2两端的阻抗相比很小，所以输入电压主要降落在二极管D2两端，降落在检测电路两端的电压极小，即AB两端之间的电压极小，不会造成检测电路损坏，从而达到保护检测电路的目的。

实际应用中二极管的正向导通电压都在0.7V左右，是一个很小的值，而正向允许最大电流在几十毫安级别，且反向耐压大的二极管很普遍，并且价格便宜，体积也很小。定值电阻的市场上也很普遍，且成本低。所以本实用新型提供的反接保护电路有成本低、体积小、可靠性高的优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1、一种反接保护电路，其特征在于，包括：

电源检测电路；

电阻单元，与电源检测电路并联；

二极管单元，其正极与电源检测电路相连，其负极与一接地端相连；或其

正极与电源输入端相连，其负极与电源检测电路相连。

2、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电阻单元为一个定值电阻或者至少两个定值电阻串/并联。

3、根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电阻单元的阻值远大于电源检测电路正向导通时的等效阻抗值，且远小于电源检测电路反向截止时的反向阻抗值。

4、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述二极管单元为一个二极管或者至少两个二极管串/并联。

5、根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述二极管单元的正向导通电压小于被检测电压减去电源检测电路的正向导通电压，且二极管单元正向最大允许电流大于电源检测电路正向导通时的电流，且二极管单元的反向耐压大于被检测电压。

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