實(shí)際硬件設(shè)計(jì)中非常經(jīng)典巧妙的20個(gè)電路合集一

實(shí)際硬件設(shè)計(jì)中非常經(jīng)典巧妙的20個(gè)電路合集，帶分析，收藏起來慢慢看?。ㄒ唬?、防反接保護(hù)（二極管）在實(shí)際電子設(shè)計(jì)中，防反接保護(hù)電路非常重要，不要覺得自己肯定不會(huì)接錯(cuò)，實(shí)際上無論多么小心，還是會(huì)犯錯(cuò)誤......最簡單的就是利用二極管了，利用二極管的單向?qū)щ娦?，反接的時(shí)候電路不通，但這里有個(gè)無法接受的點(diǎn)，就是二極管具有正向壓降，輸出端電壓會(huì)有相應(yīng)的下降，比如我們輸入電壓是5V，內(nèi)部的電路還要用到5V，這樣就有難度了，如果對(duì)電壓不敏感的，比如后級(jí)電路都要通過DCDC降壓，可以用肖特基二極管，壓降會(huì)小一點(diǎn)。還有一種是使用整流橋，即使極性接反也還能工作，缺點(diǎn)就是有兩個(gè)二極管的壓降。2、防反接保護(hù)（PMOS）上面介紹了利用二極管防反接的辦法，但是壓降是痛點(diǎn)，那么有沒有什么辦法可以去掉這個(gè)壓降呢，PMOS來了！我們知道，PMOS在完全導(dǎo)通后，導(dǎo)通電阻是很小的，常規(guī)的幾百毫歐，有一些幾十毫歐，

我們這里在GS之間加了一個(gè)齊納二極管防止輸入電壓超過MOS的Vgs，Vgs額定值為20V，我們這里一般用10V的就能滿足了，具體根據(jù)MOS的實(shí)際特性進(jìn)行齊納二極管的選擇。原理分析：當(dāng)輸入端加正向電壓之后，比如+5V，D端電壓為5V，由于MOS管體二極管的存在，S端的電壓為4.3V，S端電壓減G端電壓大于開啟電壓，PMOS導(dǎo)通后，寄生二極管短路，不再起作用；

電壓反接后，G端電壓大于S端電壓，不導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了防反接的功能。詳細(xì)的分析可以參考這篇文章：USB外接電源與鋰電池自動(dòng)切換電路設(shè)計(jì)，你GET到精髓了嗎？電路倒是簡潔，但這個(gè)電路有個(gè)問題，電路會(huì)倒流。假設(shè)右側(cè)的負(fù)載是一個(gè)電池，電壓為Vb，當(dāng)直流輸入突然斷開時(shí)，Q1的Vgs滿足MOS的導(dǎo)通條件，PMOS就會(huì)導(dǎo)通，電流從右側(cè)往左側(cè)倒流，就可能引發(fā)一些未知的故障。雖然二極管沒有反向電流（嚴(yán)格意義上有漏電流），但是這個(gè)有反向電流，如果負(fù)載有大容量電容或者是電池，

輸入端關(guān)閉時(shí)，電流會(huì)從右往左從負(fù)載端流出。當(dāng)然，簡單的電路場合用這個(gè)電路也沒問題。3、直流浪涌電流抑制開關(guān)此電路可以解決負(fù)載中有大容量電容，電源端出現(xiàn)巨大浪涌電流的問題，啟動(dòng)時(shí)緩慢升高電壓以抑制上電時(shí)的浪涌電流。電壓升高的時(shí)間由圖中的C1與R6決定，值增大，緩啟動(dòng)的時(shí)間變長，當(dāng)然，也可以按照第二點(diǎn)的方法，在GS間加入齊納二極管。詳細(xì)分析，請參考下面文章。精準(zhǔn)電流走向分析，帶軟開啟功能的MOS管電源開關(guān)電路！如果不需要開關(guān)，可以去掉三極管部分即可，只做緩啟動(dòng)功能。4、背靠背防倒灌像第二點(diǎn)中的防反接保護(hù)電路中說了，會(huì)有出現(xiàn)倒流的風(fēng)險(xiǎn)，特別是負(fù)載端是電池或者有大容量電容時(shí)，或者是電腦的USB給一些調(diào)試的同時(shí)外部還有電源，則會(huì)流向Vin測，

進(jìn)而可能引發(fā)一系列的故障，那我們有沒有辦法防止倒灌呢？我們看上面這個(gè)電路，比上面的電路多了一個(gè)MOS，兩個(gè)MOS背靠背連接起來，當(dāng)Control端ON/OFF為高電平時(shí)，三極管Q9線導(dǎo)通，Q3跟Q4的柵極都被拉低到0V，Q3通過體二極管，符合條件先導(dǎo)通，接著Q4，S端電壓大于G端電壓，也符合導(dǎo)通條件，導(dǎo)通，負(fù)載端得到Vin電壓。當(dāng)Control端為低電平時(shí)，三極管Q9斷開，Q3與Q4不導(dǎo)通，完全關(guān)斷，并且Q3與Q4的體二極管是反向串聯(lián)的，所以不論哪個(gè)方向，都是不通的，達(dá)到防倒灌的效果。這個(gè)電路的缺點(diǎn)就是還需要一個(gè)IO來控制，略顯麻煩。5、雙三極管鏡像電路防倒灌（理想二極管）電路仿真結(jié)果：看著像鏡像，其實(shí)又不是，這個(gè)電路是怎么工作的？左側(cè)Q6三極管，Vb=Vin-0.65，右側(cè)Q7三極管是否導(dǎo)通，由Vb與Vout決定，Vb>Vout-0.65，Q7關(guān)閉。上述關(guān)系演變成，Vin-0.65>Vout-0.65，則晶體管Q7關(guān)閉；如果Vin>Vout，晶體管Q7截止；當(dāng)Vin輸入一定電壓，Q6飽和導(dǎo)通，Q7截止；MOS管柵極通過電阻接地，導(dǎo)通；如果Vin被突然關(guān)閉，Vb不再受制于輸入電壓，此時(shí)，Vb=Vout-0.65，Q7導(dǎo)通，MOS管G端電壓拉高，MOS管關(guān)閉，達(dá)到防止回流的效果。Vin>Vout，MOS打開，Vout≈Vin，理想二極管；Vin<Vout，MOS關(guān)閉，防止回流