防止電池反接保護的電路設計

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(當然，工程師不會(huì )犯這樣的錯誤)。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 )浪費功率，并由于在電池與系統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問(wèn)題，而且還能夠自動(dòng)糾正反接錯誤(見(jiàn)下圖)。為消除分立二極管的管壓降，選用具有低導通電阻的DPDT(雙刀雙擲)開(kāi)關(guān)，用作全波整流器。當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)，因為其控制引腳為低電平。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)，因為其控制引腳為高電平。引腳7到引腳6導通使電池的負端與系統地連接。

IC1內部的ESD保護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)內部的MOSFET導通。其導通時(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的連接極性，保證電路正常工作。電路導通電阻與電池電壓有關(guān)。采用4節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)的連續電流為30mA，這使該電路非常適合用于無(wú)繩電話(huà)、便攜式音頻設備、手持式電子產(chǎn)品及其它中低電流的應用。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(xiàn)式小信號二極管更小，幾乎與兩只SOT-23雙二極管大小相同。

圖1. 該電路檢測電池極性，并迅速接通負載或切換電池極性。