電源正負(fù)極防反接保護(hù)電路分析

電源防反接，應(yīng)該是很多電路場景下都會(huì)采取到此系列得設(shè)計(jì)。

前幾日，小白在做單板驗(yàn)證時(shí)，在接上假電池然后電源供電時(shí)，一不小心將假電池的正負(fù)極與供電電源的輸入輸出接反了，導(dǎo)致單板燒壞，瞬間一縷青煙飄蕩在我的座位上。由于我們的產(chǎn)品用的是真電池，所以不會(huì)存在反接的情況，更不存在電源防反接的設(shè)計(jì)，但是處于調(diào)試驗(yàn)證階段，真電池有限，所以采用的是假電池，于是乎，，，一不下心出現(xiàn)了上述情況。

基于此問題，今天，我還是想簡單的整理一下，在一些電路中，為防電源反接所采取的電路措施。

二極管串聯(lián)反接保護(hù)電路

在電源的輸入端，串聯(lián)一個(gè)正向二極管，其主要利用了二極管的正向?qū)?，反向截止的特性?/p>

在電路接入正常時(shí)，二極管是導(dǎo)通的，電路可以正常工作。

在電源接反時(shí)，二極管截止，電源無法形成回路，電路板無法正常工作，可以有效的防止反接帶來的危害。

但是需要注意的是，二極管存在壓降。其中硅材料的二極管壓降一般為0.7V。鍺材料的二極管壓降一般為0.3V。

使用橋式整流電路防反接保護(hù)電路

使用橋式整流電路，無論電源正接還是反接，電路都能正常的工作。

但存在和第一種方法一樣的問題，二極管存在壓降，會(huì)導(dǎo)致后級電路的輸入電壓小于電源電壓。

使用MOS管進(jìn)行防反接電路的保護(hù)

MOS管存在導(dǎo)通阻抗，即RDS(on)-漏極/源極間的導(dǎo)通阻抗。所以在進(jìn)行該類電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇導(dǎo)通阻抗較小的MOS管。一般在幾毫歐或者幾十毫歐左右。此時(shí)存在的壓降極小，可以忽略不計(jì)。

NMOS防護(hù)

在上電的瞬間，MOS管的寄生二極管導(dǎo)通，系統(tǒng)構(gòu)成回路。源極電壓大概為0.6V.此時(shí)柵極的電壓為Vbat，MOS管的開啟電壓Vgs=Vbat-0.6。只要大于規(guī)格書的標(biāo)準(zhǔn)，DS即可導(dǎo)通，此時(shí)MOS管的寄生二極管被短路，系統(tǒng)通過MOS管的DS產(chǎn)生回路。

若電源反接，NMOS管導(dǎo)通電壓為0,NMOS截止，寄生二極管反接，電路出于斷開狀態(tài)，無法形成回路。

PMOS防護(hù)

同上述類似，在上電瞬間，MOS管的寄生二極管導(dǎo)通，系統(tǒng)構(gòu)成回路，源極電壓為Vbat-0.6V,然而柵極電壓為0，MOS管的開啟電壓為Ugs=0-（Vbat-0.6），柵極為低電平，PMOS，導(dǎo)通，寄生二極管被短路，系統(tǒng)通過PMOS的ds接入形成回路。

若電源接反，NMOS的導(dǎo)通電壓大于0V，PMOS截止，寄生二極管反接，電路斷開，從而形成保護(hù)。

其中，NMOS串接到負(fù)極，PMOS串接到正極，寄生二極管朝向正確的電流流經(jīng)的方向。

NMOS，電流從D極流入S極流出。PMOS則是，S極流入D極流出。

實(shí)際應(yīng)用中，G極一般還要串接一個(gè)電阻，為了防止MOS管被擊穿，也可以加上一個(gè)穩(wěn)壓二極管。并聯(lián)在分壓電阻上的電容，有一個(gè)軟啟動(dòng)的作用。在電流開始流過的瞬間，電容充電，G極電壓逐步建立起來。

對于PMOS，相比于NMOS導(dǎo)通需要Vgs大于閾值電壓，由于其開啟電壓可以為0，DS之間的壓差不大，比NMOS更具備優(yōu)勢。

　　審核編輯：湯梓紅