转载：几种常见电源防反接设计

Posted 2022-08-18 三明治开发社区

本文转自：【木木9026】
原文链接：https://blog.csdn.net/m0_46582811/article/details/125633906

几种常见电源防反接设计

1.二极管防反接设计

单个二极管串联到电源输入端，防反接电路原理是利用二极管的单向导电性，正向导通，反向截止。当电源接反时，二极管不导通，不会损坏任何器件。但是这个电路有一个缺陷，正常工作时候，我们要考虑在二极管上产生的0.7V的电压降，有时会达到1V左右。对供电电压有严格要求的电路，就不推荐使用，0.7V的电压降可能会导致电路不工作。（选择二极管的时候要注意选择压降小的肖特基二极管）
缺点： 这个电路缺点会有损耗，损耗功率是P=I*VF(D1的导通压降的大小).

2.保险丝+并联二极管防反接设计

这种防反接的原理也是利用二极管的单向导电性。当电源正常接入时，二极管不工作，电流通过保险丝流入电路，当电源反接后，二极管瞬间导通，电源正负极近似短路。此时，短路产生的短路电流将保险丝熔断，达到反接保护效果。需要注意的是，保险丝的选型上要跟自己的电路特性配合（保险丝选择可恢复保险丝）。
缺点： 这个电路缺点是多一个保险丝，增加成本，如果电源后面接多个负载时，使用上述电路需要注意。

3.MOS管防反接设计电路

使用MOS管实现的防电源反接电路，在电源正确接入时，电源正常对负载供电。在电源正负极反接时，断开负载电路，从而保护负载。

1.电源正确接入

电源正常接入，此时电源正常对负载供电。假设拿掉MOS管g极的电阻R1，此时MOS管将不导通，但Vin可以通过MOS管的体二极管对负载进行供电。体二极管的 压降约为 5V - 4.3V = 0.7V。

实际上MOS管的g极是有电阻R1的，MOS管的g极通过电阻R1接到电源负极的GND。在MOS管导通前，Vin的电压依然通过MOS管体二极管串到Vout（也就是MOS管s极的电压）。而当Vout从0上升到足够高时（往往不需要到4.3V），已经有足够大的Vgs电压将MOS管打开，最终各点的电压如下图。
此时Vgs= Vg - Vs = 0 - 5V = -5V。

2.电源正负极反接

由于MOS管g极电压为5V，所以Vgs电压大于0 ，MOS管不导通，且体二极管也反向截止 ，电流不能形成回路，负载被保护。

3.扩展应用设计

上述电路使用的是“P型”MOS管，也可以使用“N型”MOS管，电路如下。

工作原理是当电源正常接入是，MOSFET导通，当电源反接后，MOSFET截止，达到反接保护效果。这里需要说明的是，采用N-MOS和P-MOS都可以达到电源防反接功能，只是两种管子连方式不同。正常通电时，电路正常工作，MOS管电压降较小。反接电源时，电路不工作，达到了电源反接保护功能。但是在选择MOS管时，需要注意MOS管的导通电压。
注意： 1.除了使用元器件起到防反接的功能之外，最简单的是使用防反接的电源接口了。防反接接插件形式种类多，根据电源功率选择就可以了。
2.注意输入电源的Vin和GND之间不能用有极性的电容，不然电源正负反接时电容会损坏。

4.全桥整流器防反接电路

工作原理比较简单，输入全桥整流器的电源极性无论怎样，输出始终是固定的。所以无论正反接，电路都可以工作。
缺点： 在工作过程中，全桥整流器上会产生1.5V左右的电压降。