Pulitzer 发表于 2024-1-31 12:10

常见的几种电源防反接电路设计

在直流电源系统中，电源的输入端，为了防止电源正负极接反，通常会在输入端对电源进行防反接保护。防反接保护的方法有很多种，今天就来介绍一下。
01 二极管防反接

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利用二极管的单向导通特点实现防反接，这种方式是最简单的防反接方法，成本也低，但是缺点也很明显。
首先，二极管的压降较大，硅管0.7V左右，锗管0.2-0.3V左右。这在一些电源电压较小的应用中就不合适，比如锂电池供电，3.3V的系统中，二极管上会损失至少0.2V的压降。
另外，不适合大电流的应用。假如系统电流2A，二极管压降0.7V，则二极管上的功耗为1.4W，发热量大，效率低。
02 整流桥防反接

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这种方式也是利用二极管的单向导通特点，只不过使用了四个二极管。这种方式的优点是，无论正接反接电路都会正常工作。缺点与二极管防反接一样，而且压降是两个二极管的压降，缺点更明显。
03 NMOS管防反接

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图中Q1为NMOS管，当电源正接时，MOS管的体二极管导通，源极S的电压为0.7V左右，栅极G的电压VBAT，则Vgs =（VBAT-0.6）*R5/(R5+R3)，当选取合适的R3和R5值，使Vgs达到MOS管的开启电压，则MOS管DS极导通，体二极管被短路，系统通过MOS管形成回路。MOS管的导通电阻一般很小，毫欧级别，即使系统电流较大也不会产生很大的压降和功耗。
当电源反接时，寄生二极管反接，MOS的导通电压为0，NMOS截止，从而对系统形成保护。
图中D5为稳压管，防止Vgs电压过大导致MOS被击穿，C1电容的作用是使电路有个软启动的过程，电流通过R3对C1充电，使G极电压逐步建立。
04 PMOS管防反接

PMOS管防反接与NMOS管原理一样，只不过NMOS是接在电源负极，PMOS是接在电源正极。电路如下，不再具体分析。
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tpgf 发表于 2024-3-1 13:55

我觉得使用二极管是最简单的办法了

xiaoqizi 发表于 2024-3-1 14:31

我看有的继电器的内部电路就是全桥防反接电路

晓伍 发表于 2024-3-1 15:07

不同种类的电路应用场景不同，能不能详细介绍一下呢

磨砂 发表于 2024-3-1 19:14

这几种防反接的接法会不会导致一部分电压损失了呢

木木guainv 发表于 2024-3-1 19:45

哪种防反接的电路的工作电流能承受最大的啊

wowu 发表于 2024-3-1 20:16

全桥的那个电路不错 反过来也能给摆正了

jkl21 发表于 2024-3-1 21:09

在电源正负极之间接入一个二极管，当电源极性接反时，二极管会限制电流流向，从而保护单片机及其它电路。

albertaabbot 发表于 2024-3-1 22:05

在交流电源输入的情况下，可以使用整流桥来防止电源反接。整流桥本身就是四个二极管组成的电路，自然具有方向性，只允许电流在一个方向上通过，但这种方法通常用于交流转直流的场合，对于直流电源防反接并不是最佳选择。

lzmm 发表于 2024-3-2 02:37

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，电流通过熔断器流入电路，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熔断器熔断，达到反接保护效果。需要注意的是，熔断器的选型上要跟自己的电路特性配合。重新跟换熔断器后，电路正常工作。

albertaabbot 发表于 2024-3-2 07:45

使用PMOS管作为开关元件，当电源正确连接时，PMOS管导通，电路正常工作；如果电源接反，PMOS管截止，电路断开，从而保护后级电路。MOS管的优点是导通电阻小，适合大电流应用，但成本相对较高。

kkzz 发表于 2024-3-2 11:33

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，但是，有优点就会有缺点，在工作过程中，全桥整流器上会产生1.5V左右的电压降。

updownq 发表于 2024-3-2 16:47

单个二极管串联到电源输入端，利用二极管的单向导电性，正向导通，反向截止。当不小心反接电源时，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。

sanfuzi 发表于 2024-3-2 18:43

在电源线路上串联一个保险丝或熔断器，当电源反接时，电流会迅速增大，保险丝或熔断器会断开，从而保护单片机。

fengm 发表于 2024-3-2 23:01

光耦隔离器使用光信号来传输信息，可以有效地隔离输入和输出，防止因电源反接而产生的电流损坏单片机。

lzmm 发表于 2024-3-3 09:05

这种电路利用二极管的单向导通性，当电源正接时，二极管正向导通，电路正常工作；当电源反接时，二极管反向截止，电路不会供电，从而保护后级电路。这种电路简单且成本低，但缺点是当电源反接时，需要手动更换电源才能恢复正常工作。

pentruman 发表于 2024-3-3 11:14

一个PMOS管的源极接电源正极，漏极接系统电源输入，栅极通过电阻连接到电源正极，并通过二极管防止反向电压加到栅极。正常供电时，MOS管栅极为高电平，导通；电源反接时，MOS管栅极为低电平，关断。

qiufengsd 发表于 2024-3-3 13:07

在电源输入端并联一个P沟道MOSFET。当电源极性正确时，MOSFET截止，电路正常工作；当电源极性接反时，MOSFET导通，限制电流的流动，从而保护电路。该电路可以实现较高的电压保护，但MOSFET的导通电阻可能导致电路电压降低。

sheflynn 发表于 2024-3-3 14:59

电路设计适用于小电流电路，它允许电源正接或反接时电路都能正常工作，但存在两个二极管的压降。

plsbackup 发表于 2024-3-3 16:59

使用PMOS或NMOS管替代二极管，通过控制MOS管的栅极电压来控制电源通断。正常供电时，MOS管导通，电源通过MOS管给系统供电；电源反接时，MOS管不导通，防止电源进入系统。这种方法损耗较小，且适用于大电流场合。
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