電源正負極接反的解決方法

發布時間：2022-8-30 14:36 發布者：ameya3602

硬件工程師的很多項目是在洞洞板上完成的，但有存在不小心將電源正負極接反的現象，導致很多電子元器件都燒毀，甚至整塊板子都廢掉，還得再焊接一塊，不知道有什么好的辦法可以解決？
首先粗心不可避免，雖說只是區分正負極兩根線，一紅一黑，可能接線一次，我們不會出錯；接10次線也不會出錯，但是1000次？10000呢？這時候就不好說了，由于我們的粗心，導致一些電子元器件和芯片燒壞，主要原因是電流過大使元器件被擊穿，所以必須采取防止接反的措施。

一般常用的有以下幾種方法：
01 二極管串聯型防反接保護電路
在正電源輸入端串聯一個正向二極管，充分利用二極管正向導通、反向截止的特性。正常情況下，二級管導通，電路板工作。

當電源接反時，二極管截止，電源無法形成回路，電路板不工作，可以有效的防止電源接反的問題。

02 整流橋型防反接保護電路
使用整流橋將電源輸入變為無極輸入，無論電源正接還是反接，電路板一樣正常工作。

以上使用二極管進行防反處理，若采用硅二極管具有0.6~0.8V左右的壓降，鍺二極管也有0.2~0.4V左右的壓降，若覺得壓降太大，可使用mos管做防反處理，MOS管的壓降非常小，可達幾毫歐姆，壓降幾乎可忽略不計。
03 MOS管防反保護電路
MOS管因工藝提升，自身性質等因素，其導通內阻較小，很多都是毫歐級，甚至更小，這樣對電路的壓降，功耗造成的損失特別小，甚至可以忽略不計，所以選擇MOS管對電路進行保護是比較推薦的方式。
1） NMOS防護
如下圖：上電瞬間，MOS管的寄生二極管導通，系統形成回路，源極S的電位大約為0.6V，而柵極G的電位為Vbat，MOS管的開啟電壓極為：Ugs = Vbat - Vs，柵極表現為高電平，NMOS的ds導通，寄生二極管被短路，系統通過NMOS的ds接入形成回路。

若電源接反，NMOS的導通電壓為0，NMOS截止，寄生二極管反接，電路是斷開的，從而形成保護。
2）PMOS防護
如下圖：上電瞬間，MOS管的寄生二極管導通，系統形成回路，源極S的電位大約為Vbat-0.6V，而柵極G的電位為0，MOS管的開啟電壓極為：Ugs = 0 -（Vbat-0.6），柵極表現為低電平，PMOS的ds導通，寄生二極管被短路，系統通過PMOS的ds接入形成回路。

若電源接反，NMOS的導通電壓大于0，PMOS截止，寄生二極管反接，電路是斷開的，從而形成保護。
注：NMOS管將ds串到負極，PMOS管ds串到正極，寄生二極管方向朝向正確連接的電流方向。
MOS管的D極和S極的接入：通常使用N溝道的MOS管時，一般是電流由D極進入而從S極流出，PMOS則S進D出，應用在這個電路中時則正好相反，通過寄生二極管的導通來滿足MOS管導通的電壓條件。
MOS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。
實際應用中，G極一般串接一個電阻，為了防止MOS管被擊穿，也可以加上穩壓二極管。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極的電壓逐步建立起來。

對于PMOS，相比NOMS導通需要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更具有優勢。
04 保險絲防護

很多常見的電子產品，拆開之后都可以看到電源部分加了保險絲，在電源接反，電路中存在短路的時候由于大電流，進而將保險絲熔斷，起到保護電路的作用，但這種方式修理更換比較麻煩。

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