防反接电路第0篇——初步入门

什么是防反接呢

所谓防反接，就是正插时设备正常工作，反插时，设备要么也可以正常工作，要么不工作。从而起到保护后级电路的目地。

如下是我们主板一般用的2.5mm间距4P针座，这个根据实际应用场景和公司物料或者客户需求而选型，不固定。

 

0、最好的防反接：电源接口插座或者结构上防呆

1、二极管防反接

为了简便描述，我们统一把电源的正极设为D+，负极设为D-，负载设为RL。后面几种电路都是一样。

原理分析：当电源正极从D+输入时，经回路D+→RL→D-，形成一个回路，负载RL正常工作。 当电源正极从D-输入时，由于二极管D1的单向导通性，D1截止，回路不同，负载不工作。

从而起到防反接的作用。

分析：

1.有压降：二极管正向压降，注意电压合不合适

2.考虑电路的电流，会不会发热，功耗的问题

3.考虑反向耐压和漏电流的问题

4.成本低，适用于12~24V电源入口，

 

2、桥堆防反接

桥堆一般在交流信号输入时，用于整流。之前有新同事看到这个电路觉得很奇怪，他说这不是交流电路用的吗，为什么会用在直流电路中呢？一起来看一下吧。

 

原理分析：当电源正极从D+输入时，流经回路：D+→D4→RL→D2→D-，形成一个回路，负载RL正常工作。 当电源正极从D-输入时，流经回路：D-→D3→RL→D1→D+，形成一个回路，负载RL正常工作。

也就是说不管输入正反接，电源都可以正常工作。

以上两个电路的缺点为都是利用了二极管正向导通，反向不导通特性，且主回路中串二极管，二极管会有管压降，负载的电压达不到输入电压，且功率越大，二极管上的损耗越大。对于要求不高的场合可以使用。

分析：

1.有两个二极管的压降：用肖特基压降会小一点，注意电压合不合适
2.考虑电路的电流，会不会发热，功耗的问题
3.在使用 12~24V 电源入口的单片机系统中比较适用，5V以及更低的电源入口不太适用。

 

3.保险丝 + 二极管防反接

 

原理：- 电源极性正确接入时，二极管关断，相当于电路回路中串联了一个自恢复保险丝。
-电源反接时，二极管导通，使自恢复保险丝过流熔断，电流回路开路。
待自恢复保险丝恢复时，重复熔断。
所以反接的时候，自恢复保险丝会反复熔断、恢复，自恢复保险丝和二极管会些许发热。
电流通过二极管经过保险丝，整保险丝电阻极地，电流很大，导致保险丝烧坏。

分析：

1.防反接的同时，还防过流。
2.D1的工作电流，起码要大于 F1的熔断电流
3.自恢复保险丝成本高

 

4、MOS管防反接（NMOS、PMOS）

NMOS防反接

以下两个电路主要是利用MOS管的通断来进行防反接，当MOS管导通时，内阻很小，所以压降几乎可以忽略不计，克服了以上两个电路的缺点。 图中R1，R2的作用是为MOS管的栅极提供偏置电压。

原理分析：当电源正极从D+输入时，Q1栅极电压Vgs为高，MOS管被打开，流经回路：D+→RL→Q1→D-，形成一个回路，负载RL正常工作。 当电源正极从D-输入时，Q1无法打开，无法形成回路，电路不工作。

从而起到防反接的作用。

PMOS防反接

该电路跟NMOS分析方法几乎一样。

当电源正极从D+输入时，电压先经过体二极管后，由电阻R1，R2分压，当取得适当的值后，PMOS打开，流经回路：D+→Q1→RL→D-，形成一个回路，负载RL正常工作。

当电源正极从D-输入时，Q1无法打开，无法形成回路，电路不工作。

从而起到防反接的作用。、

注意：1.需要关注漏极电流，和导通内阻，考虑功耗的问题
2.需要关注PMOS的Vth和最大开启电压，合理选择PMOS管和配置电阻，稳压管
3.考虑反向耐压和最大Vds

 

 

本文也只是定性的分析一下这几种常用的防反接电路，未标注实际参数型号，需根据实际应用场景对元件进行选型。

 

 

参考资料：

1. https://www.elecfans.com/d/6366564.html

推荐理由：有关定性的部分

2. https://blog.csdn.net/weixin_43233653/article/details/144055946

推荐理由：有关分析的部分