一、接口电路是电路中与用户或者外界媒介进行交互的部分，是内部核心敏感电路和外部设备进行信息交互的桥梁。接口电路一般分为输入接口电路和输出接口电路两种。接口电路的防护设计就是为了隔离外部危险的信号，防止外部干扰信息进入系统内部核心敏感电路，从而造成内部电路的永久损坏。 二、接口电路的分类：电源接口、网络接口、外壳接口、串行通信接口、并行通信接口、下载电路接口等。 三、接口电路的防护处理包括：接口滤波、ESD防护、防雷防浪涌、防反接、缓启动、热拔插等。 1. 网络接口设计： 一般在PHY芯片和外部RJ45接插件之间都需要一个网口变压器和共模扼流圈。 网口变压器的作用： (1)可以增强信号，使其传输距离更远。 (2)使PHY芯片与外部进行有效隔离，使其抗外部干扰能力增强(例如防雷击等)。 (3)当不同的PHY芯片的电平不匹配时(例如有的PHY芯片为2.5V，有的为3.3V)，起到电平匹配的作用。 网口变压器的中心抽头设计：与PHY芯片的类型有关，具体详见PHY芯片的datasheet。 (1)如果PHY芯片的驱动类型为电流驱动类型的，变压器的中芯抽头用一个0.1uF的电容接到GND即可。 (2)如果PHY芯片的驱动类型为电压驱动类型的，变压器的中芯抽头接到VCC即可。 2. 下载电路接口设计： 一般FPGA/ARM采用的程序下载接口都是JTAG接口。JTAG接口是经常使用的一类下载程序的接口，而且也是一类经常带电拔插的接口，而带电拔插会不可避免地产生一些静电或浪涌电流，因此如果不采取一些防护措施，极易因为ESD静电放射而击穿JTAG相关引脚，甚至损害CPU内部核心电路，从而造成内部电路的永久损坏。 如上图所示，采用钳位二极管对JTAG接口电路进行保护，一般钳位二极管采用肖基特二极管即可。当然JTAG下载器尽量不要带电拔插使用，做好断电后进行拔插操作，这样可以最大程度避免可能的损害发生。 3. CAN总线接口设计： CAN总线接口外部电路通过一对差分信号线和CAN收发器进行数据通信，因此在应用的过程中，通讯电缆很容易耦合外部的干扰从而对信号的传输产生影响，严重的会通过CAN接口电路传输到系统内部核心敏感电路中去，从而造成EMI问题。 如上图所示，CAN接口防护器件主要包括：滤波电容、共模电感、跨接电容、TVS管。 滤波电容C1,C2用于给干扰提供低阻抗的回流路径，选取范围为22pF~1000pF，典型值为100pF。 共模电感L1用于滤除差分线上的共模干扰，阻抗选取范围为120欧/100MHz~2200欧/100MHz，典型值为600欧/100MHz。 跨接电容C3,C4用于接口地和数字地之间的隔离，典型值为1000pF/2KV。 TVS管D1,D2用于防护静电放射ESD或瞬间的高能量冲击，使其线路的电压钳位在一个预定的数值内，从而确保后面的电路器件免受瞬态高能量的冲击而损坏。(TVS管功能类似钳位二极管或压敏电阻) 4. 外壳接口设计： 如果设备外壳与大地接地良好，则PCB也应该与外壳进行良好的单点接地，这时PCB的干扰会通过外壳接地良好消除，对PCB也不会产生干扰。如果设备外壳没有良好接大地，则PCB地与外壳地也不必互连。常见的外壳地与PCB地的单点接地电路主要采用阻容电路相连。 (1)、从EMC角度考虑，电容C1是用来泄放干扰的，系统(PCB端)的高频干扰噪声汇聚到GND，并通过电容C1流到PGND，由于PGND与大地进行良好接触，因此干扰噪声得到有效抑制，改善了EMC问题。 (2)、从ESD角度考虑，电阻R1是为了应付静电放电测试用的。如果仅仅使用电容构成浮地系统，ESD测试产生的电荷无处释放，会逐渐积累，当累积到一定的程度便会在PGND和GND最薄弱处击穿放电，这样会在短时间内在PCB上产生较大电流，足以损坏PCB上的电路与器件。因此通过电阻R1去慢慢释放ESD产生的电荷，以消除PGND和GND之间的压差是很有用的。 5. 电源防反接技术： 在电源供电的场合，经常碰到电源极性反接的情况，以至于造成不可逆的后果。 (1)、硬件防反接技术：电源的接插件防反接等硬件机械处理。 (2)、二极管防反接技术：利用二极管的单向导电性特性，防止电源的反接，但是此电路在实际中并不常用。因为二极管会存在导通压降，造成输出电压降低，而且当电源电流过大时二极管消耗的功率较大，造成无用功耗的增加。 (3)、MOS管防反接技术：由于MOSFET具有极低的导通电阻，因此即使电流很大损耗也较小，非常适合以最低的损耗来实现电源的防反接处理。如下图所示，NMOS管在接地回路，PMOS管在电源路径。但是实际应用中使用PMOS管的更为常用，因为NMOS管在接地回路会对参考地平面产生影响甚至破坏接地回路，因此PMOS更为合适。另外需要注意的是，实际电路MOS管的栅极要串接限流电阻进行保护。
目录 一、尖峰电压 Spike Voltage 减小电压尖峰 尖峰吸收缓冲电路 二、浪涌电流 Surge Current 浪涌保护器 线性浪涌抑制器 IC 一、尖峰电压 Spike Voltage 电压尖峰的特点是持续数十微妙及高达几百伏的电压，由雷击或负载阶跃的感应耦合产生，属于浪涌电压里的一种。电机、电容器和功率转换设备（如变速驱动器）是产生尖峰电压的主要因素。 通俗的说，就是在系统电压不稳，或者突然来电的时候，由于电子原件的电感、电容等原件的作用，会导致在系统中产生比正常工作的电压高许多甚至几倍十几倍的瞬间高电压，这个高电压的最高值就尖峰电压。 电压尖峰是电感续流引起的： 引起电压尖峰的电感可能是：变压器漏感、线路分布电感、器件等效模型中的感性成分等； 引起电压尖峰的电流可能是：拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等。 减小电压尖峰 减少电压尖峰的主要措施有： （1）减少可能引起电压尖峰的电感，比如漏感、布线电感等； （2）减少可能引起电压尖峰的电流，比如二极管反向恢复电流等； （3）将上述电感能量转移到别处。 采取上述措施后电压尖峰仍然不能接受，才考虑吸收电路。吸收是不得已的技术措施。 尖峰吸收缓冲电路 简单的缓冲电路是对冲击尖峰电流而言，电流尖峰的成因如下： （1）二极管（包括体二极管）反向恢复电流； （2）电容的充放电电流。这些电容可能是：电路分布电容、变压器绕组等效分布电容、设计不恰当的吸收电容、设计不恰当的谐振电容、器件的等效模型中的电容成分等。 缓冲的基本方法：在冲击电流尖峰的路径上串入某种类型的电感，常见于BUCK电路中。 注：由于缓冲电感的串入会显著增加吸收的工作量，因此缓冲电路一般需要与吸收电路配合使用；缓冲电路延缓了导通电流冲击，可实现某种程度的软开通（ZIS）。 尖峰电压吸收电路主要有三种设计方案： （1）利用齐纳二极管和超快恢复二极管（SRD）组成齐纳钳位电路； （2）利用阻容元件和超快恢复二极管组成的R、C、SRD软钳位电路； （3）由阻容元件构成RC缓冲吸收电路。 在开关电源电路中，通常经过稳压器7805后，在大的电解电容旁边加一个小的瓷片电容，小的电容滤除高的 dV/dt 尖峰电压。 二、浪涌电流 Surge Current 电路在遭雷击和在接通、断开电感负载或大型负载时常常会产生很高的操作过电压，这种瞬时过电压（或过电流）称为浪涌电压（或浪涌电流），是一种瞬变干扰。上文提到过，尖峰电压也是浪涌电压的一种。 在通常意义上，浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。 浪涌导致的危害主要包括： （1） 存储器内数据丢失 （2） I/O接口电路复位，导致控制过程中断 （3） 线路板上的器件损坏 （4） 预置的校准值漂移 （5） 程序跑飞、系统死锁 （6） 变频器、直流电机驱动器等的输入整流模块故障 （7） 控制器发出错误指令，导致系统误动作 浪涌保护器 浪涌保护器（Surge Protection Device, SPD）是用来限制瞬态过电压及泄放相应瞬态过电流，保护电子电气设备安全的装置，又可称为电涌保护器（或防雷器、防雷保安器、避雷器等）。它至少应含有一个非线性元件。浪涌保护器实际上也是一种等电位连接器。 线性浪涌抑制器 IC LT4363 高压浪涌抑制器： 在正常操作情况下，一个外部 N 沟道 MOSFET 被驱动至全通，并充当一个具非常小电压降的传输器件。如果输出电压上升至高于由 FB 引脚上的电阻分压器设定的稳压值，MOSFET 就调节 OUT 引脚上的电压，从而使负载电路能够在瞬态事件发生期间继续运行。 SNS 和 OUT 引脚之间的可选电阻器用来控制过流事件，电流限制环路控制 MOSFET 上的栅极电压，以将电阻器两端的检测电压限制到 50mV。 无论过压还是过流事件都会启动一个电流源给连至 TMR 引脚的电容器充电。充电电流与输入至输出电压差有关，以使定时器周期随着日益严重的故障而缩短，从而确保 MOSFET 保持在其安全工作区之内。
一般的产品用的都是直流电源，像手持产品多是5V电源，一些小设备也是5V，大一些的设备12V的稍多一些，车载电子产品有12V和24V两种电源。 这些电源输入的防护电路主要包括过压保护，过流保护，防反接，储能/滤波电路等。下面是两个车载产品中的示例：示例1：12V电源进来后分别是LC滤波(防护电压波动)，保险丝过流保护，TVS(高电压脉冲)防护，共模电感滤波(针对车载电源共模干扰)；防反接保护在负极上；示例2：12V电源进来后分别是LC滤波(防护电压波动)/共模电感滤波(针对车载电源共模干扰)，防反接保护，TVS(高电压脉冲)防护；这里没有保险丝过流保护，是因为这款产品使用了外置保险丝；下面分部介绍。 TVS(高电压脉冲)防护 在DCinput的时候，有时由于供电环境的变化会带来一些瞬时脉冲。而要消除瞬时脉冲对器件损害的最好办法，就是将瞬时电流从敏感器件引到地,一般具体做法是将TVS管在线路板上与被保护线路并联。这样，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS管将发生雪崩击穿，从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路，其结果是瞬时电流通过TVS管被短路到GND，从而避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。而当瞬时脉冲结束以后，TVS管再自动恢复至高阻状态，整个回路又回到正常电压状态。 这种防护只能应对由于供电环境的变化会带来一些瞬时脉冲，如果是电压输入不稳定，或者有长时间超过规定电压的情况，那么要用其他方法搭建限压电路，高于或低于规定的电压就进行截断电源的操作，相关知识可自行搜索。 TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管，又称为瞬态抑制二极管，是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。 当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。主要用在具有静电和电压尖峰的电路中起保护作用。TVS工作过程上图是TVS的工作图形，首先解释几个TVS相关的参数：1、VRWM（最大反向工作电压）：在这个电压下，TVS的功耗很小，使用时要使被保护电路的工作电压低于此值，以便TVS接入电路后不影响电路工作。2、VBR（反向击穿电压）：这是TVS管通过电流IR时的电压，这是TVS管导通的标志电压，从此点开始TVS进入雪崩击穿。3、VCL（最大钳位电压）：指当TVS流过IPP电流时的电压，是TVS管将电压尖峰钳制到的电位值。比如来了1000V、2000V的电压尖峰，都会被TVS钳制到VCL电平。VCL要小于被保护电路的最大耐压值，比如被保护芯片耐压30V，那么就要选VCL小于30V的TVS。4、IPP（最大反向脉冲峰值电流）：是TVS允许通过的最大脉冲峰值电流，超过此值，TVS可能损坏。5、TVS管分为单极性和双极性，若TVS管有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时，应当选用双极性的，否则选用单极性。6、CJ（结电容）：电容量C是由TVS雪崩结截面决定的，这是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS管的电流承受能力成正比，C太大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS管的重要参数。对于信号频率越高的回路，TVS的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度也大。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3 pF)，而对电容要求不高的回路，电容的容量选择可高于40 pF。选型：1、首先确定电路是否存在两个方向的电压尖峰，如果有就选双极性TVS，如果没有就选单极性TVS。2、确定电路的正常工作电压、最大耐压值，凭此来确定TVS的VRWM、VCL。3、大概评估电压尖峰的频率、幅值，从而确定TVS的功率，从而确定其封装。比如一个DCDC电路，正常工作电压24V，电源芯片耐压值为40V，电压尖峰能量并不大。那么TVS就要选单极性，VRWM大于24V，VCL小于40V的TVS，电压尖峰能量不是很大，封装可以选SOD123的。选择上图中的SMF24A是比较合适。 防反接保护 二级管型防反接保护电路1、通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如下图1示：这种接法简单可靠，但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。以输入电流额定值达到2A,如选用Onsemi的快速恢复二极管 MUR3020PT，额定管压降为0.7V，那么功耗至少也要达到：Pd＝2A×0.7V＝1.4W，这样效率低，发热量大，要加散热器。2、另外还可以用二极管桥对输入做整流，这样电路就永远有正确的极性(图2)。这些方案的缺点是，二极管上的压降会消耗能量。输入电流为2A时，图1中的电路功耗为1.4W，图2中电路的功耗为2.8W。 图1中，一只串联二极管保护系统不受反向极性影响，二极管有0.7V的压降， 图2 是一个桥式整流器，不论什么极性都可以正常工作，但是有两个二极管导通，功耗是图1的两倍。MOS管型防反接保护电路N沟道MOS管通过S管脚和D管脚串接于GND通路上，电阻R1、R2为MOS管提供电压偏置，利用MOS管的开关特性控制电路的导通和断开，从而防止电源反接给负载带来损坏。正接时候，R2提供VGS电压，MOS饱和导通。反接的时候MOS不能导通，所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds（on）只有20mΩ实际损耗很小，2A的电流，功耗为（2×2)×0.02=0.08W根本不用外加散热片。解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题P沟道MOS管通过S管脚和D管脚串接于电源和负载之间，电阻R1、R2为MOS管提供电压偏置，利用MOS管的开关特性控制电路的导通和断开，从而防止电源反接给负载带来损坏。正接时候，R1提供VGS电压，MOS饱和导通。反接的时候MOS不能导通，所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds（on）只有20mΩ实际损耗很小，2A的电流，功耗为（2×2)×0.02=0.08W根本不用外加散热片。解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题VZ1为稳压管防止栅源电压过高击穿mos管。NMOS管的导通电阻比PMOS的小，最好选NMOS。NMOS管接在电源的负极，栅极高电平导通。PMOS管接在电源的正极，栅极低电平导通。R1和R2构成一个分压电路，给MOS管的栅极提供一个合适的电压让它可以导通，而VZ1则是保护MOS管的栅极不要超过它的门槛电压。而C1和R3可以理解为对电路的保护作用吧，电路未工作时，此刻可以通过C1和R3这两个器件构成电路中的交流信号滤除作用，也可以释放后面容性负载或者感性负载的能量释放。 过电流保护 多电流保护电路有很多种，最长使用的是保险丝。保险丝限流保护保险丝限流保护广泛应用于开关电源等电路当中，保险丝有自恢复和不可恢复的，PTC就属于可恢复的一种，保险丝的工作原理是电流发生异常时候，当功率升高到一定的强度时候，电流导致温度过热保险丝熔断，输入电路断开。其他还有多种方法，感兴趣的话可以自行搜索。 共模电感 采用共模电感滤波通常针对存在共模干扰的车载电路等环境，简单进行如下介绍。实际上，在电源中差模干扰和共模干扰往往同时存在，因此，电源滤波电路一般指将共如上图所示。模和差模滤波结合起来，Le为共模扼流圈，由于LC的两个线圈绕向一致，当电源输人电流流过LC时，所产生的磁场可以互相抵消，不会引起磁芯的饱和，因此，它使用导磁率高的磁芯。Le对共模噪声来说，相当于一个很大电感量的电感，故它能有效地抑制共模传导噪声。负载输入端分别对地并接的电容Cy对共模噪声起旁路作用。共模扼流圈两端并联的电容CX对差模噪声起抑制作用。R为CX的放电电阻，它是VDE-0806和IEC-380安全技术条件标准所推荐的。图中各元件的参数范围：Cx=0.1~2pF;Cy=22~33nF;Le=几~几十mH，随工作电流不同而取不同的参数值。如电流为25A时，Le=1，8mH;电流为0.3A;Le=47mH。扼流圈一般用高磁导率棒状磁芯材料，对于消除高频干扰效果很好，但对于大工作电流之情况，扼流圈的体积比较庞大，用以避免磁饱和。 pi型滤波电路 π型滤波器包括两个电容器和一个电感器，它的输入和输出都呈低阻抗。π型滤波有RC和LC两种，在输出电流不大的情况下用RC，R的取值不能太大，一般几个至几十欧姆，其优点是成本低。其缺点是电阻要消耗一些能量，效果不如LC电路。滤波电容取大一点效果也不错。LC电路里有一个电感，根据输出电流大小和频率高低选择电感量的大小。其缺点是电感体积大，笨重，价格高。现在一般的电子线路的电源都是RC滤波。很少用LC滤波电路.在SoC的电源输入端，常常采用磁珠+电容的pi型滤波电路(如下图)，滤除电源上的高频噪声。在模拟器件的电源输出端，常常采用RC的pi型滤波电路，滤除电源上的低频噪声。
开关电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于深圳开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%...
如果应用于开关电路，如电源开关、电机驱动等，需要关注 MOSFET 的开关速度、导通电阻和栅极电荷等参数。快速的开关速度可以减少开关损耗，提高效率;低导通电阻能降低导通时的能量损耗;而低栅极电荷则有助于加快开关转换过程。
电脑开关电源维修图解 一颗强劲的CPU可以带着我们在复杂的数码世界里飞速狂奔，一块超酷的显示卡会带着我们在绚丽的3D世界里领略那五光十色的震撼，一块发烧级的声卡更能带领我们进入那美妙的音乐殿堂，一个强劲而...
一般的产品用的都是直流电源，像手持产品多是5V电源，一些小设备也是5V，大一些的设备12V的稍多一些，车载电子产品有12V和24V两种电源。 这些电源输入的防护电路主要包括过压保护，过流保护，防反接，储能/滤波电路等。 下面是两个车载产品中的示例，示例1：12V电源进来后分别是LC滤波(防护电压波动)，保险丝过流保护，TVS(高电压脉冲)防护，共模电感滤波(针对车载电源共模干扰)；防反接保护在负极上；示例2：12V电源进来后分别是LC滤波(防护电压波动)/共模电感滤波(针对车载电源共模干扰)，防反接保护，TVS(高电压脉冲)防护；这里没有保险丝过流保护，是因为这款产品使用了外置保险丝；下面分部介绍。 TVS(高电压脉冲)防护 在DCinput的时候，有时由于供电环境的变化会带来一些瞬时脉冲。而要消除瞬时脉冲对器件损害的最好办法，就是将瞬时电流从敏感器件引到地,一般具体做法是将TVS管在线路板上与被保护线路并联。这样，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS管将发生雪崩击穿，从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路，其结果是瞬时电流通过TVS管被短路到GND，从而避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。而当瞬时脉冲结束以后，TVS管再自动恢复至高阻状态，整个回路又回到正常电压状态。这种防护只能应对由于供电环境的变化会带来一些瞬时脉冲，如果是电压输入不稳定，或者有长时间超过规定电压的情况，那么要用其他方法搭建限压电路，高于或低于规定的电压就进行截断电源的操作，相关知识可自行搜索。TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管，又称为瞬态抑制二极管，是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。主要用在具有静电和电压尖峰的电路中起保护作用。TVS工作过程上图是TVS的工作图形，首先解释几个TVS相关的参数：1、VRWM（最大反向工作电压）：在这个电压下，TVS的功耗很小，使用时要使被保护电路的工作电压低于此值，以便TVS接入电路后不影响电路工作。2、VBR（反向击穿电压）：这是TVS管通过电流IR时的电压，这是TVS管导通的标志电压，从此点开始TVS进入雪崩击穿。3、VCL（最大钳位电压）：指当TVS流过IPP电流时的电压，是TVS管将电压尖峰钳制到的电位值。比如来了1000V、2000V的电压尖峰，都会被TVS钳制到VCL电平。VCL要小于被保护电路的最大耐压值，比如被保护芯片耐压30V，那么就要选VCL小于30V的TVS。4、IPP（最大反向脉冲峰值电流）：是TVS允许通过的最大脉冲峰值电流，超过此值，TVS可能损坏。5、TVS管分为单极性和双极性，若TVS管有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时，应当选用双极性的，否则选用单极性。6、CJ（结电容）：电容量C是由TVS雪崩结截面决定的，这是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS管的电流承受能力成正比，C太大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS管的重要参数。对于信号频率越高的回路，TVS的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度也大。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3 pF)，而对电容要求不高的回路，电容的容量选择可高于40 pF。选型1、首先确定电路是否存在两个方向的电压尖峰，如果有就选双极性TVS，如果没有就选单极性TVS。2、确定电路的正常工作电压、最大耐压值，凭此来确定TVS的VRWM、VCL。3、大概评估电压尖峰的频率、幅值，从而确定TVS的功率，从而确定其封装。比如一个DCDC电路，正常工作电压24V，电源芯片耐压值为40V，电压尖峰能量并不大。那么TVS就要选单极性，VRWM大于24V，VCL小于40V的TVS，电压尖峰能量不是很大，封装可以选SOD123的。选择上图中的SMF24A是比较合适。 防反接保护 二级管型防反接保护电路1、通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如下图1示：这种接法简单可靠，但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。以输入电流额定值达到2A,如选用Onsemi的快速恢复二极管 MUR3020PT，额定管压降为0.7V，那么功耗至少也要达到：Pd＝2A×0.7V＝1.4W，这样效率低，发热量大，要加散热器。2、另外还可以用二极管桥对输入做整流，这样电路就永远有正确的极性(图2)。这些方案的缺点是，二极管上的压降会消耗能量。输入电流为2A时，图1中的电路功耗为1.4W，图2中电路的功耗为2.8W。 图一图1中，一只串联二极管保护系统不受反向极性影响，二极管有0.7V的压降，图二 桥式整流器图2 是一个桥式整流器，不论什么极性都可以正常工作，但是有两个二极管导通，功耗是图1的两倍。MOS管型防反接保护电路N沟道MOS管通过S管脚和D管脚串接于GND通路上，电阻R1、R2为MOS管提供电压偏置，利用MOS管的开关特性控制电路的导通和断开，从而防止电源反接给负载带来损坏。正接时候，R2提供VGS电压，MOS饱和导通。反接的时候MOS不能导通，所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds（on）只有20mΩ实际损耗很小，2A的电流，功耗为（2×2)×0.02=0.08W根本不用外加散热片。解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题P沟道MOS管通过S管脚和D管脚串接于电源和负载之间，电阻R1、R2为MOS管提供电压偏置，利用MOS管的开关特性控制电路的导通和断开，从而防止电源反接给负载带来损坏。正接时候，R1提供VGS电压，MOS饱和导通。反接的时候MOS不能导通，所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds（on）只有20mΩ实际损耗很小，2A的电流，功耗为（2×2)×0.02=0.08W根本不用外加散热片。解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题VZ1为稳压管防止栅源电压过高击穿mos管。NMOS管的导通电阻比PMOS的小，最好选NMOS。NMOS管接在电源的负极，栅极高电平导通。PMOS管接在电源的正极，栅极低电平导通。R1和R2构成一个分压电路，给MOS管的栅极提供一个合适的电压让它可以导通，而VZ1则是保护MOS管的栅极不要超过它的门槛电压。而C1和R3可以理解为对电路的保护作用吧，电路未工作时，此刻可以通过C1和R3这两个器件构成电路中的交流信号滤除作用，也可以释放后面容性负载或者感性负载的能量释放。 过电流保护 多电流保护电路有很多种，最长使用的是保险丝。保险丝限流保护保险丝限流保护广泛应用于开关电源等电路当中，保险丝有自恢复和不可恢复的，PTC就属于可恢复的一种，保险丝的工作原理是电流发生异常时候，当功率升高到一定的强度时候，电流导致温度过热保险丝熔断，输入电路断开。其他还有多种方法，感兴趣的话可以自行搜索。 共模电感 采用共模电感滤波通常针对存在共模干扰的车载电路等环境，简单进行如下介绍。 实际上，在电源中差模干扰和共模干扰往往同时存在，因此，电源滤波电路一般指将共如上图所示。模和差模滤波结合起来， Le为共模扼流圈，由于LC的两个线圈绕向一致，当电源输人电流流过LC时，所产生的磁场可以互相抵消，不会引起磁芯的饱和，因此，它使用导磁率高的磁芯。Le对共模噪声来说，相当于一个很大电感量的电感，故它能有效地抑制共模传导噪声。负载输入端分别对地并接的电容Cy对共模噪声起旁路作用。共模扼流圈两端并联的电容CX对差模噪声起抑制作用。R为CX的放电电阻，它是VDE-0806和IEC-380安全技术条件标准所推荐的。图中各元件的参数范围：Cx=0.1~2pF;Cy=22~33nF;Le=几~几十mH，随工作电流不同而取不同的参数值。如电流为25A时，Le=1，8mH;电流为0.3A;Le=47mH。扼流圈一般用高磁导率棒状磁芯材料，对于消除高频干扰效果很好，但对于大工作电流之情况，扼流圈的体积比较庞大，用以避免磁饱和。 pi型滤波电路 π型滤波器包括两个电容器和一个电感器，它的输入和输出都呈低阻抗。π型滤波有RC和LC两种， 在输出电流不大的情况下用RC，R的取值不能太大，一般几个至几十欧姆，其优点是成本低。其缺点是电阻要消耗一些能量，效果不如LC电路。滤波电容取大一点效果也不错。 LC电路里有一个电感，根据输出电流大小和频率高低选择电感量的大小。其缺点是电感体积大，笨重，价格高。现在一般的电子线路的电源都是RC滤波。很少用LC滤波电路.在SoC的电源输入端，常常采用磁珠+电容的pi型滤波电路(如下图)，滤除电源上的高频噪声。在模拟器件的电源输出端，常常采用RC的pi型滤波电路，滤除电源上的低频噪声。
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