【0基礎學硬件】常見防反接電路詳細介紹

對于平常日用的一些產品，產品在進行設計時就會考慮這個問題，顧客只是簡單的利用插頭進行電源的連接，所以一般采用反插錯接頭，這是種簡單，低價而有效的方法。

但是，對于產品處于工廠生產階段，可能不便采用防差錯接頭，這可能就會造成由于生產人員的疏忽造成反接，帶來損失。所以給電路增加防接反電路有時還是有必要的，盡管增加了成本。

下面就說說常用的防接反電路：

01

最簡單的在電路中串入一只二極管

優點：電路簡單，成本較低。適用于小電流，對成本要求比較嚴的產品。

缺點：由于二極管的PN結在導通時，存在一個壓降，一般在0.7V以下。這個壓降就導致這種電路不適合應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，關注公眾號：芯片電子之家，發熱量還是很可觀的。在結構緊湊空間有限的產品中，對產品的穩定性或人的使用感受上影響還是比較大的。

02

對于上面上面提到的二極管的壓降問題，有沒有辦法克服呢？看下面的電路。

上面的防接反電路采用了一個保險絲和一個反向并聯的二極管，電源極性正確，電路正常工作時，由于負載的存在電流較小，二極管處于反向阻斷狀態，保險絲不會被熔斷。

當電源接反時，二極管導通，此時的電流比較大，就會將保險絲熔斷，從而切斷電源的供給，起到保護負載的作用。

優點：保險絲的壓降很小，不存在發熱問題。成本不高。

缺點：一旦接反需要更換保險絲，操作比較麻煩。

03

正接反接都可正常工作的電路：

優點：輸入端無論怎樣接，電路都可以正常工作。

缺點：存在兩個二極管的壓降。適用于小電流電路。

04

N溝道增強型場效應管防接反電路

由場效應管制作工藝決定了，場效應管的導通電阻比較小。是現在很常用的開關器件，特別是在大功率的場合。以TO-252封裝的IRFR1205為例，其主要參數如下：Vdss=55V，Id=44A，Rds=0.027歐姆；可以看到其導通電阻只有27毫歐。

下圖就是一個用N溝道場效應管構成的防接反電路

這個電路的最大一個特點就是場效應管的D極和S極的接法。通常我們在使用N溝道的增強型的MOS管時，一般是電流由D極進入而從S極流出。應用在這個電路中時則正好相反。

曾經在一個論壇中看到過這個電路，發布這個電路的樓主被眾多網友痛批。說是DS之間存在一個二極管根本沒法實現。樓主沒有注明場效應管的管腳名稱，由于存在一個應用場效應管的慣性思維，導致樓主蒙冤。其實場效應管只要在G和S極之間建立一個合適的電壓就會完全導通。導通之后D和S之間就像是一個開關閉合了，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，電流起始時通過場效應管的穩壓管導通，S極電壓接近0V。兩個電阻分壓后，為G提供電壓，使場效應管導通，因為其導通阻值很小，就把場效應管內部的二極管給替代了。

電源反接時，場效應管內的二極管未到擊穿電壓不導通。分壓電阻無電流流過無法提供G極電壓，也不導通。從而起到保護作用。

對于電路中并聯在分壓電阻上的穩壓二極管，因為場效應管的輸入電阻是很高的，是一個壓控型器件，G極電壓要控制在20V內，過高的電壓脈沖會導致G極的擊穿，這個穩壓二極管就是起一個保護場效應管防止擊穿的作用。

對于并聯在分壓電阻上的電容，有一個軟啟動的作用。在電流開始流過的瞬間，電容充電，G極的電壓是逐步建立起來的。

對于并聯在場效應管D與S之間的阻容串聯電路，我感覺還是值得商榷的。阻容串聯電路一般用作脈沖吸收或延時。用在這里要視負載的情況而定，加了或許反而不好。畢竟這會導致在電源在反接的時候會有一個短暫的導通脈沖。

也可以用P溝道的場效應管，只是要將器件串在正極的輸入端。這里不再描述。

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