本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路。
背景技术：
在电子领域，在交流供电输入的电子设备及直流供电输入的电子设备中，直流供电的电子设备的输入部分的正、负极性是不允许接反的。如果将直流电源的输入正、负极接反，会烧坏后级电路中有供电极性要求的电器电子元件，如晶体管、集成块、电解电容等；也会因为后级电路供电极性相反使电器不能工作或工作异常，如石英表、电动玩具、直流电机等；也有直流电源接反会同时危及后级电路和电源，如电瓶与充电器接反电流极大，两者都有损坏可能，甚至伤人、失火。因此，一般会都会在直流供电的设备上设计防反接防呆电路。
传统的防反接防呆电路是利用二极管的单向导电性，将二极管串联入输入端回路中，电源的正极接在二极管的阳极，二极管处于导通状态，因此电源电压加在后级电路上，就会有电流流过，后级电路正常工作。如果把电源反接了，那么电源负极接在二极管的阳极，此时二极管处于关断状态，因此后级电路上没有电压，也没有电流流过，后级电路不会正作，也不会损坏，因此起到了防止电源接反造成后级电路损坏的保护作用。
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。以汽车hid安定器为例，安定器的输入电流额定值达到8a，如选用onsemi的快速恢复二极管mur3020pt时，额定管压降为1v，那么功耗至少也要达到：pd＝8a×1v＝8w，这样会对安定器的效率和散热有很大影响，同时会严重影响电器设备的使用寿命。
有鉴于此，有必要对现有技术中的直流电源的防反接电路予以改进，以解决上述防反接电路功耗大，电器设备使用寿命低的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，主要利用二极管、三极管、电阻、mos管等电子元器件以实现电路中输入直流电源正接时连通和反接时断开的功能。即，通过二极管和三极管的正向偏置基极-集电极调节，使mos管的栅极随动开通，以实现直流电源正接时电路正常工作。利用电阻及三极管调节，使mos管的栅极接地，以实现直流电源反接时电路关闭，保护后级电路。
实现本实用新型目的的技术方案如下：一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，低功耗防反接防呆电路位于直流电源的输入端至输出端之间。低功耗防反接防呆电路包括反向通路调节电路，反向通路调节电路包括电阻r9、电阻r4、二极管d4、三极管q3、mos管q1，电阻r9的一端接地，电阻r9的另一端与二极管d4的阳极连接。二极管d4的阴极与电阻r4一端及三极管q3的基极连接，电阻r4的另一端与三极管q3的发射极连接。三极管q3的集电极及后级电路u1与mos管q1的栅极连接，mos管q1的漏极与直流电源的输出端连接。直流电源反接时，三极管q3打开，mos管q1断开，电路断开。
反向通路调节电路的工作原理是，当直流电源反接时，电阻r9经二极管d4使电阻r4产生正向二极管压降，使三极管q3导通，mos管q1的栅极电压低于输入电压使mos管q1断开，电路关闭。
作为对本实用新型的进一步改进，低功耗防反接防呆电路还包括正向通路调节电路，正向通路调节电路包括二极管d2、三极管q3、mos管q1。直流电源的输入端与二极管d2的阳极及mos管q1的源极连接，二极管d2的阴极与三极管q3的基极连接。三极管q3的集电极与mos管q1的栅极连接，mos管q1的漏极及后级电路u1与直流电源的输出端连接。直流电源正接时，三极管q3断开，mos管q1接通，电路接通。
正向通路调节电路的工作原理是，当输入电源正接时，三极管q3断开，mos管q1的栅极电压大于输入电压与mos管q1的两个二极管压降之差，mos管q1连通，电路连通。
作为对本实用新型的进一步改进，低功耗防反接防呆电路上还设有mos管q2，mos管q2与mos管q1组成低功耗防反接防呆电路的低功耗电路。mos管q2位于mos管q1与直流电源的输出端之间，mos管q2的漏极与mos管q1的漏极连接，mos管q2的源极与直流电源的输出端连接，mos管q2的栅极与后级电路u1连接。mos管q1及mos管q2导通时的功耗比较低，能够有效的降低损耗，其对提高设备的散热性能、可靠性具有很大的优势。
作为对本实用新型的进一步改进，低功耗防反接防呆电路还包括正向通路保护电路，正向通路保护电路包括二极管d4、电阻r9、二极管d2。正向通路保护电路用于防止上电过程中三极管q3的发射极被击穿。正向通路保护电路的工作原理是，在直流电源正接时，二极管d4能够消耗流过电阻r9的电缆，二极管d2能够避免在上电过程中三极管q3的发射极被击穿，实现了对三极管q3的保护。
作为对本实用新型的进一步改进，低功耗防反接防呆电路还包括反向通路保护电路，反向通路保护电路包括二极管d5，二极管d5的阳极接地，二极管d5的阴极与mos管q1的栅极，二极管d5用于在mos管q1的栅极电压为负时，将后级电路u1接地。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.mos管的功耗相比二极管功耗大幅度降低，在输入电流很大时其功耗比较低，对电气设备散热性能、可靠性等影响小。
2.本实用新型的低功耗防反接防呆电路在有限体积内，就可以完成低功耗防反接防呆，能将功耗降低约10倍数量级。
3.本实用新型的低功耗防反接防呆电路符合目前主流扁平化设计思路，且其方法简单，能够很好的应用于设备中。
附图说明
图1为本实用新型中低功耗防反接防呆电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1：
请参图1所示，一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，在本实施方式中，低功耗防反接防呆电路位于直流电源的输入端至输出端之间。低功耗防反接防呆电路包括反向通路调节电路，反向通路调节电路包括电阻r9、电阻r4、二极管d4、三极管q3、mos管q1，电阻r9的一端接地，电阻r9的另一端与二极管d4的阳极连接。二极管d4的阴极与电阻r4一端及三极管q3的基极连接，电阻r4的另一端与三极管q3的发射极连接。三极管q3的集电极及后级电路u1与mos管q1的栅极连接，mos管q1的漏极与直流电源的输出端连接。直流电源反接时，三极管q3打开，mos管q1断开，电路断开。
反向通路调节电路的工作原理是：当直流电源反接时，电阻r9经二极管d4使电阻r4产生正向二极管压降，使三极管q3导通，mos管q1的栅极电压低于输入电压使mos管q1断开，电路关闭。即，在负输入电压期间，当来自电阻r9的电流通过二极管d4在电阻r4上产生一个正向二极管压降时，三极管q3接通。三极管q3随后将mos管q1的栅极保持在输入电压(此时为低)，从而关断q1，从而阻止负输入电压到达mos管q2和后级电路u1。
其中，低功耗防反接防呆电路还包括正向通路调节电路，正向通路调节电路包括二极管d2、三极管q3、mos管q1。直流电源的输入端与二极管d2的阳极及mos管q1的源极连接，二极管d2的阴极与三极管q3的基极连接。三极管q3的集电极与mos管q1的栅极连接，mos管q1的漏极及后级电路u1与直流电源的输出端连接。直流电源正接时，三极管q3断开，mos管q1接通，电路接通。
正向通路调节电路的工作原理是，当输入电源正接时，三极管q3断开，mos管q1的栅极电压大于输入电压与mos管q1的两个二极管压降之差，mos管q1连通，电路连通。即，当电源正接时，正电压首次施加至输入端时，二极管d2和三极管q3的正向偏置基级-集电极结允许mos管q1的栅极跟随（输入电压减去mos管q1的两个二极管压降）。在此情况下，mos管q1的体二极管用于向后级电路u1传输功率，mos管q1和mos管q2传输fet提供一条至负载的低阻抗通路。
其中，低功耗防反接防呆电路上还设有mos管q2，mos管q2与mos管q1组成低功耗防反接防呆电路的低功耗电路。mos管q2位于mos管q1与直流电源的输出端之间，mos管q2的漏极与mos管q1的漏极连接，mos管q2的源极与直流电源的输出端连接，mos管q2的栅极与后级电路u1连接。mos管q1及mos管q2导通时的功耗比较低，能够有效的降低损耗，其对提高设备的散热性能、可靠性具有很大的优势。
其中，低功耗防反接防呆电路还包括正向通路保护电路，正向通路保护电路包括二极管d4、电阻r9、二极管d2。正向通路保护电路用于防止上电过程中三极管q3的发射极被击穿。正向通路保护电路的工作原理是，在直流电源正接时，二极管d4能够消耗流过电阻r9的电缆，二极管d2能够避免在上电过程中三极管q3的发射极被击穿，实现了对三极管q3的保护。
其中，低功耗防反接防呆电路还包括反向通路保护电路，反向通路保护电路包括二极管d5，二极管d5的阳极接地，二极管d5的阴极与mos管q1的栅极，二极管d5用于在mos管q1的栅极电压为负时，将后级电路u1的gate引脚钳位于地电位，避免其受到损害。
需要指出的是，附图1中的低功耗防反接防呆电路中其余的电子元器件为浪涌保护部分，在此不予以详细介绍。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，低功耗防反接防呆电路位于直流电源的输入端至输出端之间，其特征在于：所述低功耗防反接防呆电路包括反向通路调节电路，所述反向通路调节电路包括电阻r9、电阻r4、二极管d4、三极管q3、mos管q1，所述电阻r9的一端接地，所述电阻r9的另一端与二极管d4的阳极连接，所述二极管d4的阴极与所述电阻r4一端及所述三极管q3的基极连接，所述电阻r4的另一端与所述三极管q3的发射极连接，所述三极管q3的集电极及后级电路u1与所述mos管q1的栅极连接，所述mos管q1的漏极与所述直流电源的输出端连接；
所述直流电源反接时，所述三极管q3打开，所述mos管q1断开，电路断开。
2.根据权利要求1所述的一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，其特征在于：所述低功耗防反接防呆电路还包括正向通路调节电路，所述正向通路调节电路包括所述二极管d2、所述三极管q3、所述mos管q1，直流电源的输入端与所述二极管d2的阳极及所述mos管q1的源极连接，所述二极管d2的阴极与所述三极管q3的基极连接，所述三极管q3的集电极与所述mos管q1的栅极连接，所述mos管q1的漏极及所述后级电路u1与所述直流电源的输出端连接；
所述直流电源正接时，所述三极管q3断开，所述mos管q1接通，电路接通。
3.根据权利要求2所述的一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，其特征在于：所述低功耗防反接防呆电路上还设有mos管q2，所述mos管q2与所述mos管q1组成所述低功耗防反接防呆电路的低功耗电路；
所述mos管q2位于所述mos管q1与所述直流电源的输出端之间，所述mos管q2的漏极与所述mos管q1的漏极连接，所述mos管q2的源极与所述直流电源的输出端连接，所述mos管q2的栅极与所述后级电路u1连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，其特征在于：所述低功耗防反接防呆电路还包括正向通路保护电路，所述正向通路保护电路包括所述二极管d4、所述电阻r9、所述二极管d2；所述正向通路保护电路用于防止上电过程中所述三极管q3的发射极被击穿。
5.根据权利要求1所述的一种用于输入直流电源的低功耗防反接防呆电路，其特征在于：所述低功耗防反接防呆电路还包括反向通路保护电路，所述反向通路保护电路包括二极管d5，所述二极管d5的阳极接地，所述二极管d5的阴极与所述mos管q1的栅极，所述二极管d5用于在mos管q1的栅极电压为负时，将所述后级电路u1接地。
技术总结