防止DC电源反接的方法——SS14的用法
DC-DC开关电源转换器接地反弹设计要点

DC-DC变换器中接地反弹的设计要点电路接地在电路原理图中看起来很简单;但是,电路的实际性能是由其印制电路板(PCB)布局决定的。
而且,接地节点的分析很困难,特别是对于DC-DC变换器,例如降压型和升压型变换器,这些电流的接地节点汇聚快速变化的大电流。
当接地节点异动时,系统性能会遭受影响并且该系统会辐射电磁干扰(EMI)。
但是如果很好的理解“接地”引起的接地噪声物理本质,可提供一种减小接地噪声问题的直观认识。
接地反弹(Ground Bounce)简称地弹会产生幅度为几伏的瞬态电压;最常见的是由磁通量变化引起的。
传输电流的导线环路实际上构成了一个磁场,其磁场强度与电流成正比。
磁通量与穿过环路面积和磁场强度的乘积成正比。
磁通量∝磁场强度×环路面积更精确的表示是,Ψ=BAcosΦ其中Ψ等于磁场强度B乘以穿过环路平面A和磁场方向与环路平面单位矢量夹角Φ的余弦。
图1表示出了磁通量与电流之间的关系。
一个电压源驱动电流克服电阻沿导线环路流动,电流与环路导线的磁通量相关联。
为了将不同的物理量联系起来,应用右手定则:如果拇指指向电流的方向,那么其它手指将沿磁场磁力线方向环绕导线。
因为那些磁力线穿过环路,所以形成了磁通量,在本例中磁通量方向为穿入页面。
改变磁场强度或环路面积都会引起磁通量的变化。
当磁通量变化时,在导线中产生与磁通量变化率dΨ/dt乘正比的电压。
应该注意的是,当环路面积固定而电流变化;或者电流恒定而环路面积变化;或者两者同时变化----都会改变磁通量。
例如,假设图2中的开关突然断开。
因为电流停止流动,磁通量消失,沿导线各处将产生一个瞬态的大电压。
如果导线的一部分是一个接地返回引脚,那么以地平面为参考端的电压会产生一个尖峰;从而在任何使用该引脚为接地参考端的电路中都会产生错误信号。
通常,PCB印制线电阻上的电压降并不是接地反弹的主要来源。
1盎司(oz)铜的电阻为500uΩ,因此1A电流变化只能产生500uV的反弹电压。
DC-DC连接器设备安全操作规程

DC-DC连接器设备安全操作规程为了保证工作场所的安全和使用者的身体健康,DC-DC连接器设备的使用必须按照以下规程进行操作。
一、设备概述DC-DC连接器设备是用于电池电源系统之间转换电压的设备,主要应用于汽车、电动车等领域。
该设备具有输出稳定、效率高、使用寿命长等特点。
二、安全注意事项1.在使用设备前,请认真阅读设备说明书,并按照说明书进行操作。
2.当拆卸设备或替换部件时,请确保设备已经断电并且电源已经拔掉。
3.避免设备曝露在高温、高压、潮湿、震动和腐蚀等威胁设备使用的环境下。
4.请勿在设备周围堆放杂物,避免影响设备的散热效果和工作效率。
5.设备需要接地操作,确保设备使用时不会漏电或者有害气体泄漏。
三、操作规程1.操作人员必须得到相关技术人员的授权才能使用设备。
2.在使用设备前,操作人员需要对设备的正常工作电压和输出电流进行检查。
3.操作人员需要确保设备的电差要求满足使用标准。
4.操作人员需要按照正确的步骤进行电源和地线连接,确保连接正确性。
5.在连接过程中,需要避免连接错误,避免短路导致电器火灾、爆炸等事故。
6.当设备出现故障或异常时,必须立即停止使用设备,并及时通知技术人员进行检修和维护。
7.操作人员需要按照使用要求对设备进行定期维护,避免设备损坏和存在安全隐患。
四、紧急处理措施操作人员必须学会紧急处理措施,以便在设备出现异常情况时能够及时响应。
1.输出短路:此时需要立即断开电源并检查设备是否存在故障。
2.过压保护:此时需要先断开电源并检查连接设备是否存在电压不匹配的情况,然后重新启动设备。
3.过载保护:此时需要立即断开电源并检查使用的电器设备是否超负荷,然后重新启动设备。
4.正负极接反保护:此时需要首先断开电源,然后检查连接是否正确再重新启动设备。
五、结语以上规程是DC-DC连接器设备使用者必须遵守的基本规则,需严格按要求操作,确保设备稳定运转并避免安全事故。
如果您还有其他问题,可以向技术人员咨询。
48v电源防反接肖特基二极管选型原则

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防电源接反,这里有个方法,加个肖特基二级管就可以!

防电源接反,这里有个方法,加个肖特基二级管就可以!熟悉二极管的特性就知道,二极管显著的一个特性就是单向导电性。
防止电路板正负极接反,在电路板中加二极管是最简单有效的方法。
为什么用肖特基二极管呢?因为肖特基二极管功耗低、超高速。
其最显著特点是反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降0.4V左右。
其主要用于高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。
在变频器、通信电源等应用中比较常见。
那么该怎么在电路板中加肖特基二极管呢?有几种方法:(1)最常见的就是在电路板电源输入正极上加一个二极管如图所示,在电源的正极上接个二极管,由二极管的单向导电性可知,此时,电源与负载电路板形成一条回路,电路板可正常工作。
当电源正负极接反时,如图所示:此时电流从电路板负极流向正极,经过二极管处时,由于二极管的单向导电性,阻止了电流流过,此时的电路板与电源无法构成一条回路,因此电源接反对电路板没有任何影响。
假如没有这个防电源接反二极管,当电源接反时,此时负载电路构成回路,负载流过的电流与正常情况不一样,从而导致负载电路烧毁。
(2)在电路板电源输入负极上加一个二极管原理和加在正极一样,当电源接反时,二极管阻止了电流流过,无法形成回路。
(3)一种无极电路接法上面单二极管防反接原理,只有当电源正负极接线正常时电路板才能正常工作。
下面介绍一种方法:电源正负极接反一样可以正常工作的电路原理。
具体原理如图所示。
(1)当输入IN1为正,IN2为负时,D1导通,D3截止,正电压电流从D1流向电路板正极;D4导通,D2截止,电路板负极电流由D4流向IN2,形成一条完整的回路,电路板正常工作。
(2)当输入IN2为正,IN1为负时,D2导通,D4截止,正电压电流从D2流向电路板正极;D3导通,D1截止,电路板负极电流由D3流向IN1,形成一条完整的回路,电路板正常工作。
总结:此电路的优点是,无论电源的正负极如何接线,电路板一样正常工作;缺点是,整个回路有两个二极管的压降。
防反接,4种常用简单的电路

防反接,4种常用简单的电路防反接电路,在电子设计中非常重要,一个好的防反接电路,虽然只是增加了一点点元器件,却可以很好的保护我们的后级电路,下面介绍4种常用简单的电路:二极管防反接电路原理我们一看就懂,利用二极管的单向导电性,实现防反接功能,这种方法简单,安全可靠,成本也最低,但是输出端会有0.7V左右的压降,还有就是如果线路上的电流过大,比如有2A的电流,那么就会一直有1.4W的损耗,发热也非常大,而且,如果反向电压稍微偏大,并非完全截止,会有一个比较小的漏电流通过,使用时需要留足余量。
PMOS管防反接电路上图是PMOS接法的电路,这里简单的说明原理,刚上电时,MOS管的寄生二极管导通,S级电压为VCC-0.6,G级为0,PMOS 导通;当电源反接时,G级为高电平,不导通,保护后级。
实际应用中PMOS 栅极与源级之间再加一个电阻比较好,这种办法也有PMOS跟NMOS之分,都是利用MOS管的寄生二极管以及其导通性,不过NMOS的导通电阻比PMOS小,比PMOS会降低一丢丢功耗,不过还是很小很小了,如果算10毫欧的导通电阻,2A的电流才0.04W的功耗,是非常低了,电源反接后,MOS管就是断路,可以很好的保护后级电路,这种方法也是应用比较广泛的一种电路,推荐使用,实际使用中可以使用NMOS。
整流桥防反接电路上图是桥式整流电路,无论什么级性都能工作,但是导通之后会有两个二极管的压降,发热了也是第一种方式的两倍,有优点但缺点也很明显,除非是一些特殊的场合需要用到,否则不推荐使用。
保险丝+稳压二极管防反接电路上图是保险丝+稳压二极管防反接电路(第四种方法来自CSDN 博客,硬件工程师修炼之路),非常简单,既可以防止反接,又可以防止过压,这个电路设计非常巧妙,下面介绍下其原理:当电源Vin接反时,稳压二极管D1正向导通,负载的负压为二极管的导通电压Vf,Vf一般比较低,不会烧坏后级负载电路。
同时,Vin反接时,D1正向导通,电压主要落在F1上,因此开始时电流会迅速上升,直至超过F1的熔断电流,保险丝F1熔断,电源断开,不会因为电流过大而烧坏D1。
二极管4个电路:整流、钳位保护、防反接、续流

二极管4个电路:整流、钳位保护、防反接、续流
我们知道二极管的一个主要特征是单向导电性,利用二极管的单向导电性可以实现整流、钳位保护、防反接、续流等。
下面介绍这四个简单电路
1、整流作用:利用单向导电性把交流电转换为直流电,用四个二极管首尾相连接直接集成到一个IC上制作成桥堆。
2、钳位保护电路:由两个二极管反向串联组成,两个二极管首尾连接部位是受保护的节点。
以1N4148为例,当该点的电压>VDD+0.7V时候,D2导通;而当该点电压<-0.7V时,D1导通。
因此,该点电压被钳位在-0.7V与VDD+0.7V 之间。
3、防反接电路:利用了一个保险丝或者0欧姆电阻以及反向并联的二极管D2,电路正常工作时,二极管反向截止不导通,同时保险丝不会被熔断;当输入端正负极接反时候,D2导通,此时的电流很大,保险丝熔断,电路被切断,后面的电路被保护。
4、续流:继电器在断开时候会产生一个很大反向电动势,这个反电势会对继电器造成破坏,并联一个二极管可以吸收这个反电势,起到续流作用。
利用二极管的单向导电性还有很多,比如检波、稳压等。
可以说二极管除了电阻和电容基本上用到比较多的一个元器件。
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DC-DC使用说明

DC-DC电动车辆隔离转换器
(1)概述:
DC-DC电动车辆隔离转换器采用先进的电流峰值控制技术,使用美国新型的PWM集成控制芯片和高传输效率安全的隔离型推挽式开关电路。
控制电路使用高稳定度的独立稳压电源。
电流控制采用高效率的采样电路,具有控制灵敏,调节精细,传输效率高的特点,具有软启动,欠压保护,过载保护等功能。
(2)工作原理:
输入高压的48V直流电,经由PWM控制电路控制的开关电路进行斩波,转换成48V的方波,然后经过输出变压器降压,再经过整流二极管模块整流,滤波,最后转换成低压的12V的直流电输出。
(3)连接方法:
DC-DC电动车辆隔离转换器是隔离型的,输入端的48V直流电负极(地)与输出端的12V直流电负极(地)是隔离的,并不连通。
使用中将通过系统将其连通共地。
如果系统不共地,可以通知厂家在DC-DC 电动车辆隔离转换器中将输入输出打通共地,以保证用户使用。
(4)注意事项:
1. DC-DC电动车辆隔离转换器的输入直流电极性不得接反,否则将烧坏DC-DC电动车辆隔离转换器。
2. DC-DC电动车辆隔离转换器的输出不得有短路,否则将烧坏DC-DC电动车辆隔离转换器。
(5)外型及尺寸如下图:
(6)电参数:
输入电压:48V 输出电压:12V 输出功率:200W
电压精度≤5% 波纹≤2% 工作温度:-5℃-85℃(7)安全参数:
绝缘电阻:直流500V输入端对外壳≥200MΩ
直流250V输出端对外壳≥200MΩ
(8)冷却方式:
自然冷却方式。
书上永远不会告诉你的一些接插件知识

书上永远不会告诉你的一些接插件知识工程师画PCB的时候,难免会遇到一些连接器件,在中国,很多时候,这些连接器件都是山寨厂家做的,因此很难像国外那样,能向厂家索要机械尺寸文档,所以很多时候,都需要手拿游标卡尺去量。
这样就造成,一来我们不知道连接器的管脚接线,很容易连接错误;二来自己测量的,总有误差,最后画出来的PC B接插件按不上去。
接插件的标准化与否和尺寸标准图是否完全,我看这就是中国与国外的差距之一。
不单在芯片方面,而是在这些细节方面我们做得也不好。
耳机插座尺寸这是我们在电子市场上买到的3.5mm立体声耳机插座。
它的机械尺寸如下:从耳机插座底面的管脚旁边会有①②③④⑤的编号,对应尺寸图。
一般来说耳机采用3段式的插头,插头直径一般有3.5mm和2.5mm,不同直径的插头对应不同直径孔的耳机插座,所以“公”和“母”要对应J根据三段式的耳机插头的接线,就可以确定耳机插座的连接:1脚接地,2脚接右声道(Right),5脚接左声道(Left)。
在耳机接头没插入插座的时候,2脚和3脚,4脚和5脚是接在一起的,而一旦接头插入插座的时候,2脚和3脚,4脚和5脚会分开。
所以从系统可靠性的角度来说,3脚和4脚应该接地,这样的话,耳机没插的时候,左右声道输入接地,系统输入为0。
很多时候,我们都会把不用的3脚4脚悬空,那么2脚和5脚也是悬空的,这样带来的风险就是,万一会从外界串入一个大电流,会从2脚和5脚传到板子上,从而会烧毁芯片。
:单声道耳机插座也可以用作输入。
要注意的是A为地,B应该接输入端,而F端应该接地。
在没有耳机接头接入的时候,B脚和F脚是连在一起的,这样保证,输入接地,输入信号为0。
当有耳机接头接入的时候,B脚和F脚分离,F 脚与A接连在一起。
DC电源输入插座尺寸这是我们通常使用的DC电源输入插座。
尺寸如下:这个DC电源插座是对应内径2.1mm,外径5.5的插头。
外径5.5mm,内径2.1mm,长约10mm电源极性:内正外负要注意的是插头一般是内正外负的,但也不排除少数自己做的插头是反的,所以保险起见,最好使用前用万用表量一下,免得烧毁芯片。
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防止DC电源反接的方法——SS14的用法2010-02-23 14:36
防止DC电源反接的方法——SS14的用法
电源是PCB板的重要部分,每个芯片都需要电源供给。
芯片其实是挺脆弱的,只要正负接反得话,大多数就会挂掉,相信很多人都有惨痛经历,我也不例外,从开始到现在估计也废了好几百RMB。
大多数反接的情况其实是可以避免的,所以要想办法防止电源反接。
防止DC电源输入反接的3种
1)串联有4只二极管的全桥。
优点是无论正接、反接,电源都能正常工作。
缺点是要损失
1.2V ~ 1.4V的电压。
2)串联有1只二极管。
优点是电路简单、可靠。
但有0.7V的压降。
3)串联自恢复保险,在保险后面的电源正、负极反向并联1只二极管。
优点输入电压没有损耗。
缺点是成本较高。
当然亦可把自恢复保险换成普通保险丝。
这样材料成本虽然降低,但维护成本反而大大增加。
对于第一种方法,可以用肖特基二极管SBD(Schottky Barrier Diode)代替普通的二极管。
肖特基二极管的优点在于正向偏置电压较低,这样的话损失的压降小。
至于肖特基二极管SBD的具体原理,可以参考下面一篇文章:
肖特基势垒二极管 - EEWiki
整理桥式防护电路
Altera的DE2的原理图上有这样的防护设计。
无论输入电源正接还是反接,都可以正向导通。
具体整流桥的原理可以参考网友Yoghourt的《初学者对于Cyclone II 开发板电源选择的看法》一文。
1、3脚是连在一起的。
当2脚接正(+),3脚/1脚接负(-)时,①通道导通(D6、D8正向导通,D6、D7反向截止)。
当2脚接负(-),3脚/1脚接正(+)时,②通道导通(D6、D8反向截止,D6、D7正向导通)。
肖特基二极管SS14
在这种整流桥式的防护电路中用的比较多的肖特基二极管是SS14。
同系列的有SS12、S13、S14、S15、S16、SS18、S100。
后面一个数值分别表示反向耐压值(Maximum Repetitive Reverse Voltage),SS12反向耐压为20V,S100反向耐压值为100V。
SS和SK是一样的,sk1*平均整形正向电流(Average Rectified Forward Current)是1A,sk3*是3A,sk5x是5A,sk1x后面的x是对应的电压.因为sk**和1N58指标相似,所以一般互用。
1N58系列是直插芯片。
SS/SK系列尺寸大小
SS、SK系列的贴片肖特基二极管的封装基本都是DO-124AB。
但我买了SS34后发现,比DataSheet上的封装小,与1206相近。
因为这系列有很多国产货,尺寸大小各不相同,所以还是以实际买到的为准。
SS/SK系列正负
有一白色标志的为阴极(负极)。
实际测量
整流桥采用4个SS34(3A正向电流、40V反向耐压)。
输入为AC/DC的电源适配器,DC输入电压为5.18V(标称5V),2.5A。
输出为4.54V。
输出电压对于输入电压的2个二极管电压的压降(5.18V-4.54V=0.64V)。
每个SS34的正向压降为0.32V小于0.5V(3A 时),因为这是负载小的情况。
从下图也可以看出SS34正向压降与正向电流的关系。
DC插头选择
『整理』关于cycloneII开发板电源的选择
摘要:初学者对于Cyclone II 开发板电源选择的看法
一直不太明白一块FPGA开发板中要输入7.5V,9V或者12V的直流电源,还要用不同的电压调节器输出5V,在转换成适合开发板上个器件所需的各种电压,为什么不直接输入5V。
一、电源大小的选择:
选择电压的大小主要取决于电路板的功耗,对于FPGA来水功耗一般不会太大,主要是开发板还有很多外设,总功耗基本上是把一些主要器件的功耗加起来,比如FPGA芯片,CPU,DDR,Power Switch等。
一块电路板功耗是一定的,而且所用到的电源又很多,P=UI,当U增大时,I就减少了,所以使用较大的电源首先会降低传输过程中的功耗。
另外,当电源进入电路板后,经过开关电源分压成所需要的不同电压,这是常规做法,电源有线性和开关之分。
还有一种说法电源线太长会有压降,电源一般用9-12V,降压使用
MC334063一类的DC-DC。
电源电压的选择还要考虑整流芯片的最小压降,要留有余量,防止电压波动。
如果板子耗电量很大,就不能使用静态的整流芯片,否则耗散功率太大,发热太大。
整流芯片会因为温度太高,输出电压会下降。
一般一块开发板,如果是12V电源,电流不会超过1.5A,总功耗不会超过15W。
二、电源防反接保护电路
电源输入有防反接二极管,或者桥电路。
通常开发板上的几种电源需要加去耦电容,用于对电源的波动退耦,根据电路实际符合来调整,也可不加。
如果FPGA电路比较复杂,耗电高,还要加额外的电容。
(1)直接串入一个肖特基二极管,插反了就不通。
肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。
肖特基二极管不是利用P 型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的,而是用贵金属(金、银、铝、铂等)A为正极,以N型半导体B为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的多属-半导体器件。
它属一种低功耗、超高速半导体器件。
肖特基二极管的V-I特性和普通的PN结非常类似,但与一般二极管相比,肖特基二极管有两个重要差别:
①、由于制作原理不同,肖特基二极管是一种多数载流子导电器件,不存在少数载流子在PN结附近积累和消散的过程,所以电容效应非常小,工作速度非常快,特别适用于高频或开关状态应用。
②、由于肖特基二极管的耗尽区只存在于N型半导体一侧(金属是良好导体,势垒区全部落在半导体一侧),相对较薄,故其正向导通门坎电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2V),如上图所示。
但是,也由于肖特基二极管的耗尽区较薄,所以反向击穿电压比较低,即耐压比较低,大多也不高于60V,最高仅约100V,限制了其应用范围(近几年,也有100V以上的高压SBD上市)。
且反向漏电流比PN结二极管大。
最显著的特点为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。
其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。
在通信电源、变频器等中比较常见。
选二极管要选择一个管压降小的。
如果要求工作电流比较大,还要选择电流大一点的二极管。
(2)整流桥电路防反接
整流桥的作用就是能够通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向的直流电,通常电源中采用四颗二极管实现。
用整流电路。
电源反接也没事,可继续使用。
值得一提的是,整流电路是将交流电变成直流电的一种电路,但其输出的直流电的脉动成分较大,而一般电子设备所需直流电源的脉动系数要求小于0.01.故整流输出的电压必须采取一定的措施.尽量降低输出电压中的脉动成分,同时要尽量保存输出电压中的直流成分,使输出电压接近于较理想的直流电,这样的电路就是直流电源中的滤波电路。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。
脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量
半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。
对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。
(T为整流输出的直流脉动电压的周期。
)。