專利名稱：一種防反接電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電路結構，尤其是一種防反接電路。
背景技術：
目前，常見的防反接的電路多采用以下兩種方式1、利用二極管的單向導通特性 實現電路的防反接；所述防反接的方法由于二極管的正向導通壓降比較大，在流過二極管 的電流比較大時，電路損耗的能量比較大，另外能承受正向導通電流大的二極管制造工藝 難度大，成本高，可靠性等方面亦存在缺陷。2、利用MOS管的開關特性實現電路的防反接， 通過門極電壓控制MOS管的導通及關斷，以實現電路的防反接功能，如圖1所示。圖1中，所述防反接電路雖然可以降低電路的通態(tài)阻抗，亦可以實現防反接的作 用，但是該電路只針對輸出端接無源負載的情況；當電路的輸出端接有源負載(如電池)時， 電路的輸入端電壓將MOS管導通后，MOS管在有源負載的作用下就不能實現關斷，與不加防 反接電路無異，不能起到防反接的作用，亦不能起到防逆流的作用。所述防反接電路不能達 到防反接的目的是因為M0S管的導通關斷不僅受輸入電壓的控制，而且還受輸出端電壓 的控制；當去除輸入端的輸入電壓時，輸出端的有源負載同樣可以實現MOS管的導通。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種防反接電路，其結構 簡單，可以對有源負載進行防反接，正向導通壓降低，阻抗低，功耗小，安全可靠。按照本實用新型提供的技術方案，所述防反接電路，包括MOS管；還包括并聯在所 述MOS管柵極端與源極端間的開關Q2及用于控制所述開關Q2開通或斷開的電壓比較器； 所述電壓比較器的同相端與MOS管的漏極端相連，電壓比較器的反相端與MOS管的源極端 相連。所述開關Q2包括三極管。所述MOS管的柵極端與電阻Rl的一端相連，所述電阻 Rl的另一端通過電阻R3與MOS管的漏極端相連；所述電阻R3對應于與電阻Rl相連的一端 形成輸入電壓端Vin+，電阻R3對應于與MOS管的漏極端相連的一端形成輸入電壓端Vin-。所述電阻Rl對應于MOS管的柵極端相連的另一端通過電阻R4與電壓比較器的輸 出端相連；所述電壓比較器的輸出端通過電阻R5與開關Q2相連；所述電阻R4對應于與電 阻Rl相連的一端形成輸出電壓端Vout+，電壓比較器的反相端形成輸出電壓端Vout-。所述MOS管的源極端與柵極端間設有穩(wěn)壓二極管D1，所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽極端 與MOS管的源極端相連，穩(wěn)壓二極管的陰極端與MOS管的柵極端相連。所述MOS管的源極端與柵極端間設有電阻R2，所述電阻R2的兩端分別與MOS管的 源極端及柵極端相連。所述MOS管為NMOS管。所述開關Q2為NPN型三極管。本實用新型的優(yōu)點采用MOS管防反接電路，正向導通電壓低，阻抗低，功耗??； MOS管的源極端與電壓比較器的反相端相連，MOS管的漏極端與電壓比較器的同相端相連，用于檢測電路的電流方向；由于輸入電壓端Vin+與輸出電壓端Vout+間等電位，因此通過 比較輸入電壓端Vin-及輸出電壓端Vout-間的大小來控制電壓比較器的輸出；當電壓比較 器輸出高電平時，開關Q2導通，使MOS管關斷，防止電路的反接或逆流；當輸入電壓高于有 源負載的電壓時，MOS管能導通，開關Q2關斷，MOS管維持導通狀態(tài)；達到防反接的目的；結 構簡單，可以對有源負載進行防反接，安全可靠。

圖1為現有防反接電路的結構示意圖。圖2為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖2所示本實用新型包括MOS管、開關Q2、電壓比較器及穩(wěn)壓二極管Dl。如圖2所示所述MOS管的柵極端與電阻Rl相連，電阻Rl對應于與MOS管的柵極 端相連的另一端通過電阻R3與MOS管的漏極端相連，并通過電阻R4與電壓比較器的輸出 端相連。二極管Ql為MOS管的寄生二極管。所述MOS管為NMOS管。所述MOS管的源極端 還與電壓比較器的反相端相連，電壓比較器的同相端與MOS管的漏極端相連。所述電壓比 較器的輸出端通過電阻R5與開關Q2相連，所述開關Q2為NPN型三極管；電壓比較器的輸 出端通過電阻R5與三極管的基極相連，三極管的發(fā)射極與MOS管的源極端相連，三極管的 集電極與MOS管的柵極端相連，從而將開關Q2并聯在MOS管的柵極端與源極端。所述MOS管的柵極端與源極端間還設有穩(wěn)壓二極管Dl與電阻R2，所述穩(wěn)壓二極 管Dl的陽極端與MOS管的源極端相連，穩(wěn)壓二極管Dl的陰極端與MOS管的柵極端相連； 電阻R2的兩端分別與MOS管的源極端與柵極端相連。外部輸入電源的正負極分別加在電 阻R3的兩端，其中，電阻R3對應于與電阻Rl相連的端部形成輸入電壓端Vin+，電阻R3對 應于與MOS管的漏極端相連的端部形成輸入電壓端Vin-，所述輸入電壓端Vin+與輸入電 壓端Vin-間的電勢差為外部輸入電壓。電阻R4對應于與電阻Rl相連的一端形成輸出電 壓端Vout+，電壓比較器的反相端形成輸出電壓端Vout-，所述輸出電壓端Vout+與輸出電 壓端Vout-間的電勢差為輸出電壓。由圖2中可以得到，輸入電壓端Vin+與輸出電壓端 Vout+具有相等的電勢；因此輸入電壓與輸出電壓的大小可以根據輸入電壓端Vin-與輸出 電壓端Vout-的電勢大小比較得到，當輸入電壓值大于輸出電壓值時，能夠得到輸入電壓 端Vin-的電勢低于輸出電壓端Vout-的電勢，即根據電壓比較器的輸出值能夠判斷出輸入 電壓與輸出電壓間大小的關系。如圖2所示工作時，輸入電源的兩端分別加在輸入電壓端Vin+與輸入電壓端 Vin-間，輸出電壓端Vout+與輸出電壓端Vout-間加載負載的兩端；所述負載可以為有源 負載，也可以為無源負載。當所述負載為有源負載時，輸入電源對負載進行充電。當輸出電壓端Vout+與輸出電壓端Vout-間的負載為無源負載且接入正向電壓 時，即輸入電壓端Vin+與電源正極相連，輸入電壓端Vin-與電源負極相連，MOS管只承受 輸入電壓端Vin+與輸入電壓端Vin-的電壓；MOS管的柵極端通過電阻Rl與輸入電壓端 Vin+相連，MOS管的源極端與輸出電壓端Vout-相連，由于MOS管內的寄生二極管作用，在MOS管上會有電壓降，因此輸入電壓端Vin+與輸入電壓端Vin-間的電勢差大于輸出電壓 端Vout+與輸出電壓端Vout-間的電勢差，由于輸入電壓端Vin+與輸出電壓端Vout+具有 相等電勢，能夠得到輸入電壓端Vin-比輸出電壓端Vout-的電勢低，電壓比較器會輸出低 電平，開關Q2處于截止狀態(tài)，隨著MOS管的柵極端與源極端間的電壓大于開啟電壓Vth時， MOS管開啟。當MOS管導通后，只要接入的正向電壓存在時，MOS管就會維持導通。當接入 的電壓變?yōu)榉聪螂妷簳r，即輸入電壓端Vin+與電源負極相連，輸入電壓端Vin-與電源正極 相連，此時MOS管的柵極端通過電阻Rl與輸入電壓Vin+相連，由于不滿足MOS管的開啟條 件，MOS管截止，輸入電源不能對無源負載提供電能，從而達到了對電路的電源反接保護。當輸出電壓端Vout+與輸出電壓端Vout-間的負載為有源負載，即輸出電壓端 Vout+與有源負載的正極端相連，輸出電壓端Vout-與有源負載的負極端相連，外部接入反 向電壓時，假設初始時MOS管處于截止狀態(tài)，Vin-的電勢> Vin+的電勢=Vout+的電勢> Vout-的電勢，比較器輸出為高，驅動三極管Q2導通，從而使得mos管持續(xù)關斷，實現了防反 接。當輸出電壓端Vout+與輸出電壓端Vout-間的負載為有源負載，外部沒有電源接 入時，有源負載通過電阻R3在輸入電壓端Vin-產生一個電勢，且輸入電壓端Vin-的電勢 高于輸出電壓端Vout-的電勢，電壓比較器輸出高電平，此時開關Q2導通，開關Q2導通后， 將MOS管的柵極端與源極端的電壓箝位在一個低電壓值，所述電壓值低于MOS管的開啟電 壓Vth，因此MOS管處于關斷狀態(tài)。當輸出電壓端Vout+與輸出電壓端Vout-間的負載為有源負載，輸入接正向電源 且輸入電源的電壓低于輸出電壓時，此時輸入電壓端Vin-的電勢高于輸出電壓端Vout-的 電勢值，電壓比較器輸出高電平，所述高電平使開關Q2導通，開關Q2導通后，將MOS管柵極 端與源極端的電壓箝位在一個低電壓值，所述電壓值低于MOS管的開啟電壓Vth，因此MOS 管處于關斷狀態(tài)，能防止有源負載與輸入電源間的逆電流。當輸出電壓端Vout+與輸出電壓端Vout-間的負載為有源負載，輸入接正向電壓 且輸入電源的電壓高于輸出電壓時，此時輸入電壓端Vin-的電勢低于輸出電壓端Vout-的 電勢值，電壓比較器輸出低電平，開關Q2處于截止狀態(tài)，當MOS管的柵極端與源極端的電勢 差大于開啟電壓Vth時，MOS管導通，輸入電源對有源負載進行充電作功；且穩(wěn)壓二極管Dl 能夠將MOS管的柵極端與源極端的電勢差箝位，避免MOS管承受較高的電壓損壞。MOS管 導通后，由于mos管的導通阻抗，在mos管的源極和漏極形成電勢差，改電勢差將維持比較 器持續(xù)輸出為低，從而使得三極管Q2截止，mos管繼續(xù)導通。當將所述輸入電源從電源輸 入端撤除時，此時MOS管依然導通，有源負載與電阻R3、MOS管間形成閉合回路，回路電流 經電阻R3、MOS管流入到輸出電壓端Vout-；由于MOS管的導通電阻作用，MOS管漏極端的 電勢即為輸入電壓端Vin-，且輸入電壓端Vin-的電勢高于輸出電壓端Vout-的電勢，電壓 比較器輸出高電平。當電壓比較器輸出高電平后，開關Q2就會導通，開關Q2導通后，會將 MOS管的柵極端與源極端的電壓箝位在較低的電壓值，繼而將MOS管關斷，避免了有源負載 對外放電。由上可以得到，無論電路與有源負載或無源負載相連，均能夠實現反接保護。MOS 管的漏極端與電阻R3的一端相連，形成輸入電壓端Vin-，MOS管的源極端與電壓比較器的 反相端相連，形成輸出電壓端Vout-，即電壓比較器的輸入為MOS管的漏極端與源極端的電壓，并根據MOS管的漏極端與源極端的電壓控制MOS管的開啟或關斷；電壓比較器的輸出能 夠檢測流過MOS管的電流方向，實現對MOS管漏極端與源極端電流方向的檢測。 本實用新型采用MOS管防反接電路，正向導通電壓低，阻抗低，功耗??；MOS管的源 極端與電壓比較器的反相端相連，MOS管的漏極端與電壓比較器的同相端相連，用于檢測電 路的電流方向；由于輸入電壓端Vin+與輸出電壓端Vout+間等電位，因此通過比較輸入電 壓端Vin-及輸出電壓端Vout-間的大小來控制電壓比較器的輸出；當電壓比較器輸出高電 平時，有源負載的電壓就大于與輸入電壓，開關Q2導通，使MOS管關斷，防止電路的反接；當 輸入電壓高于有源負載的電壓時，MOS管能導通，開關Q2關斷，MOS管維持導通狀態(tài)；達到 防反接的目的；結構簡單，可以對有源負載進行防反接防逆流，安全可靠。
權利要求1.一種防反接電路，包括MOS管；其特征是還包括并聯在所述MOS管柵極端與源極 端間的開關Q2及用于控制所述開關Q2開通或斷開的電壓比較器；所述電壓比較器的同相 端與MOS管的漏極端相連，電壓比較器的反相端與MOS管的源極端相連。
2.根據權利要求1所述的一種防反接電路，其特征是所述開關Q2包括三極管。
3.根據權利要求1所述的一種防反接電路，其特征是所述MOS管的柵極端與電阻Rl 的一端相連，所述電阻Rl的另一端通過電阻R3與MOS管的漏極端相連；所述電阻R3對應 于與電阻Ri相連的一端形成輸入電壓端Vin+，電阻R3對應于與MOS管的漏極端相連的一 端形成輸入電壓端Vin-。
4.根據權利要求3所述的一種防反接電路，其特征是所述電阻Rl對應于MOS管的 柵極端相連的另一端通過電阻R4與電壓比較器的輸出端相連；所述電壓比較器的輸出端 通過電阻R5與開關Q2相連；所述電阻R4對應于與電阻Rl相連的一端形成輸出電壓端 Vout+,電壓比較器的反相端形成輸出電壓端Vout-。
5.根據權利要求1所述的一種防反接電路，其特征是所述MOS管的源極端與柵極端 間設有穩(wěn)壓二極管D1，所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽極端與MOS管的源極端相連，穩(wěn)壓二極管的 陰極端與MOS管的柵極端相連。
6.根據權利要求1所述的一種防反接電路，其特征是所述MOS管的源極端與柵極端 間設有電阻R2，所述電阻R2的兩端分別與MOS管的源極端及柵極端相連。
7.根據權利要求1所述的一種防反接電路，其特征是所述MOS管為NMOS管。
8.根據權利要求2所述的一種防反接電路，其特征是所述開關Q2為NPN型三極管。
專利摘要本實用新型涉及一種防反接電路。其包括MOS管；還包括并聯在MOS管柵極端與源極端間的開關Q2及用于控制所述開關Q2開通或斷開的電壓比較器；電壓比較器的同相端與MOS管的漏極端相連，電壓比較器的反相端與MOS管的源極端相連。本實用新型采用MOS管防反接電路，正向導通電壓低，阻抗低，功耗??；MOS管的源極端與電壓比較器的反相端相連，MOS管的漏極端與電壓比較器的同相端相連，用于檢測電路的電流方向；當電壓比較器輸出高電平時，有源負載的電壓就大于與輸入電壓，開關Q2導通，使MOS管關斷，防止電路反接或逆流；當輸入電壓高于有源負載的電壓時，MOS管能導通，開關Q2關斷，MOS管維持導通狀態(tài)；達到防反接的目的；結構簡單，可以對有源負載進行防反接防逆流，安全可靠。
文檔編號H02H11/00GK201898330SQ201020604158
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權日2010年11月12日
發(fā)明者張峰超, 韓永 申請人:無錫新茂科技有限責任公司