防止電池反接保護(hù)的電路設(shè)計(jì)

用戶(hù)在使用電池供電產(chǎn)品時(shí)常常會(huì)誤將電池裝反(當(dāng)然，工程師不會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤)。利用單個(gè)二極管或二極管橋可以避免損壞電路，但那會(huì)浪費(fèi)功率，并由于在電池與系統(tǒng)電源間串入了一或兩個(gè)二極管壓降，使可用的電源電壓減小。在此介紹一個(gè)替換方案，不僅解決了反接電池的保護(hù)問(wèn)題，而且還能夠自動(dòng)糾正反接錯(cuò)誤(見(jiàn)下圖)。為消除分立二極管的管壓降，選用具有低導(dǎo)通電阻的DPDT(雙刀雙擲)開(kāi)關(guān)，用作全波整流器。當(dāng)電池如圖中所示正確連接時(shí)，上端的開(kāi)關(guān)(S1)位于常閉狀態(tài)，因?yàn)槠淇刂埔_為低電平。引腳2到引腳10間的連接提供了一條從電池到VCC端的低阻通路。反之，下端的開(kāi)關(guān)(S2)閉合其常開(kāi)觸點(diǎn)(未畫(huà)出)，因?yàn)槠淇刂埔_為高電平。引腳7到引腳6導(dǎo)通使電池的負(fù)端與系統(tǒng)地連接。

IC1內(nèi)部的ESD保護(hù)二極管可保證電路正常開(kāi)啟，其作用類(lèi)似于全波整流器。電池電壓高于1V時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)內(nèi)部的MOSFET導(dǎo)通。其導(dǎo)通時(shí)間低于20ns，能夠在電池極性接反時(shí)迅速切換電池與系統(tǒng)的連接極性，保證電路正常工作。電路導(dǎo)通電阻與電池電壓有關(guān)。采用4節(jié)NiCd、NiMH或堿性電池供電時(shí)，整流器各端電阻為2.5Ω (總電阻為5Ω)。采用2節(jié)電池供電時(shí)(2.4V至3V)，總電阻為10Ω。IC1的額定工作電壓最高至5.5V，允許通過(guò)的連續(xù)電流為30mA，這使該電路非常適合用于無(wú)繩電話、便攜式音頻設(shè)備、手持式電子產(chǎn)品及其它中低電流的應(yīng)用。IC1的超小型10引腳μMAX封裝的占用空間比分立二極管方案所需的四只引線式小信號(hào)二極管更小，幾乎與兩只SOT-23雙二極管大小相同。

圖1. 該電路檢測(cè)電池極性，并迅速接通負(fù)載或切換電池極性。