三种常见的防反接电路设计方案及原理分析

三种常见的防反接电路设计方案及原理分析

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/peiorrong/article/details/143672174

在电子电路设计中，防止电源正负极接反是一个重要的安全措施。本文将详细介绍三种常见的防反接电路设计方案：使用二极管、NMOS管和PMOS管，并分析它们的工作原理和适用场景。

一、最简单的防反接电路（串联二极管）

图1：正常连接时的电路状态

图2：反接时的电路状态

如图1和图2所示，仅使用一颗通用二极管1N4007即可实现防反接功能。该方案利用了二极管的单向导通特性：当电源正负接反时（如图2），二极管将无电流流过（忽略二极管的漏电流），从而保护负载。

优点：

1. 简单
2. 成本低

使用注意事项：

1. 二极管1N4007导通时存在1.1V的压降，这在大电流时会转化为发热量，设计时需考虑。
2. 需查看1N4007的规格书，确保满足以下参数要求：

• 正向导通压降（VF）
• 正向导通电流（IF）
• 反向电压（VR=VDC）

二、NMOS防反接电路

图3：正常连接时的电路状态

图4：反接时的电路状态

如图3所示，当电源正负接对时，电阻R1和R2给Q1的G极提供电压，使得VG>VS且VGS>Vgs(th)，MOS管Q1正常导通，电路正常工作。ZD1稳压管用于稳定VGS的电压，保护Q1。

如图4所示，当电源正负接错时，MOS管Q1直接截止不导通，从而保护负载。

三、PMOS防反接电路

图5：正常连接时的电路状态

图6：反接时的电路状态

如图5所示，当电源正负接对时，输入电压通过MOS管Q1的体二极管加载到S极，S极再通过R1和R2分压加载到MOS管的G极，满足VG<VS且VGS<Vgs(th)，MOS管Q1顺利导通，电路正常工作。ZD1稳压管用于稳定VGS的电压，保护Q1。

如图6所示，当电源正负接错时，MOS管Q1直接截止不导通，从而保护负载。

总结

无论是使用NMOS还是PMOS做防反接电路，都需根据电路电源电压的大小和负载的工作电流来选型。与使用MOS管相比，二极管方案电路更简单、成本更低，但需考虑压降和发热量。MOS管方案压降小、电流大，在很多场合更具优势。具体选用哪种方案，需根据实际情况综合考虑。