實(shí)用的單片機(jī)接反電路，再也不怕電源接反了

對(duì)于平常日用的一些產(chǎn)品，產(chǎn)品在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)考慮這個(gè)問(wèn)題，客戶只是簡(jiǎn)單的利用插頭進(jìn)行電源的連接，所以一般采用反插錯(cuò)接頭，這是種簡(jiǎn)單，低價(jià)而有效的方法。

但是，對(duì)于產(chǎn)品處于工廠生產(chǎn)階段，可能不便采用防差錯(cuò)接頭，這可能就會(huì)造成由于生產(chǎn)人員的疏忽造成反接，帶來(lái)?yè)p失。

所以給電路增加防接反電路有時(shí)還是有必要的，盡管增加了成本。

下面就說(shuō)說(shuō)常用的防接反電路：

1、最簡(jiǎn)單的在電路中串入一只二極管

優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，成本較低。適用于小電流，對(duì)成本要求比較嚴(yán)的產(chǎn)品。

缺點(diǎn)：由于二極管的PN結(jié)在導(dǎo)通時(shí)，存在一個(gè)壓降，一般在0.7V以下。這個(gè)壓降就導(dǎo)致這種電路不適合應(yīng)用在電流較大的電路中，如果電路有10A的電流，那么二極管的功耗就是0.7*10=7W，發(fā)熱量還是很可觀的。在結(jié)構(gòu)緊湊空間有限的產(chǎn)品中，對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性或人的使用感受上影響還是比較大的。

2、對(duì)于上面上面提到的二極管的壓降問(wèn)題，有沒(méi)有辦法克服呢?看下面的電路。

上面的防接反電路采用了一個(gè)保險(xiǎn)絲和一個(gè)反向并聯(lián)的二極管，電源極性正確，電路正常工作時(shí)，由于負(fù)載的存在電流較小，二極管處于反向阻斷狀態(tài)，保險(xiǎn)絲不會(huì)被熔斷。

當(dāng)電源接反時(shí)，二極管導(dǎo)通，此時(shí)的電流比較大，就會(huì)將保險(xiǎn)絲熔斷，從而切斷電源的供給，起到保護(hù)負(fù)載的作用。

優(yōu)點(diǎn)：保險(xiǎn)絲的壓降很小，不存在發(fā)熱問(wèn)題。成本不高。

缺點(diǎn)：一旦接反需要更換保險(xiǎn)絲，操作比較麻煩。

3、正接反接都可正常工作的電路：

優(yōu)點(diǎn)：輸入端無(wú)論怎樣接，電路都可以正常工作。
缺點(diǎn)：存在兩個(gè)二極管的壓降。適用于小電流電路。

4、N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管防接反電路

由場(chǎng)效應(yīng)管制作工藝決定了，場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻比較小。是現(xiàn)在很常用的開(kāi)關(guān)器件，特別是在大功率的場(chǎng)合。以TO-252封裝的IRFR1205為例，其主要參數(shù)如下：Vdss=55V，Id=44A，Rds=0.027歐姆;可以看到其導(dǎo)通電阻只有27毫歐。

下圖就是一個(gè)用N溝道場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的防接反電路

這個(gè)電路的最大一個(gè)特點(diǎn)就是場(chǎng)效應(yīng)管的D極和S極的接法。通常我們?cè)谑褂肗溝道的增強(qiáng)型的MOS管時(shí)，一般是電流由D極進(jìn)入而從S極流出。應(yīng)用在這個(gè)電路中時(shí)則正好相反。

曾經(jīng)在一個(gè)論壇中看到過(guò)這個(gè)電路，發(fā)布這個(gè)電路的樓主被眾多網(wǎng)友痛批。說(shuō)是DS之間存在一個(gè)二極管根本沒(méi)法實(shí)現(xiàn)。樓主沒(méi)有注明場(chǎng)效應(yīng)管的管腳名稱，由于存在一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)效應(yīng)管的慣性思維，導(dǎo)致樓主蒙冤。

其實(shí)場(chǎng)效應(yīng)管只要在G和S極之間建立一個(gè)合適的電壓就會(huì)完全導(dǎo)通。導(dǎo)通之后D和S之間就像是一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合了，電流是從D到S或S到D都一樣的電阻。

在電源極性正確時(shí)，電流起始時(shí)通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管的穩(wěn)壓管導(dǎo)通，S極電壓接近0V。

兩個(gè)電阻分壓后，為G提供電壓，使場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，因?yàn)槠鋵?dǎo)通阻值很小，就把場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)部的二極管給替代了。

電源反接時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)的二極管未到擊穿電壓不導(dǎo)通。分壓電阻無(wú)電流流過(guò)無(wú)法提供G極電壓，也不導(dǎo)通。從而起到保護(hù)作用。

對(duì)于電路中并聯(lián)在分壓電阻上的穩(wěn)壓二極管，因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻是很高的，

是一個(gè)壓控型器件，G極電壓要控制在20V內(nèi)，過(guò)高的電壓脈沖會(huì)導(dǎo)致G極的擊穿，這個(gè)穩(wěn)壓二極管就是起一個(gè)保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管防止擊穿的作用。

對(duì)于并聯(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(kāi)始流過(guò)的瞬間，電容充電，G極的電壓是逐步建立起來(lái)的。

對(duì)于并聯(lián)在場(chǎng)效應(yīng)管D與S之間的阻容串聯(lián)電路，我感覺(jué)還是值得商榷的。阻容串聯(lián)電路一般用作脈沖吸收或延時(shí)。用在這里要視負(fù)載的情況而定，加了或許反而不好。畢竟這會(huì)導(dǎo)致在電源在反接的時(shí)候會(huì)有一個(gè)短暫的導(dǎo)通脈沖。

也可以用P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，只是要將器件串在正極的輸入端。這里不再描述。

來(lái)源：小麥大叔
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審核編輯 黃宇