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2022年12月08日 | 4个常用的单片机防反接电路
2022-12-08 来源：zhihu
对于一些平常日用的产品，往往在进行设计时就会考虑“防反接”这个问题，客户只是简单的利用插头进行电源的连接，所以一般采用反插错接头（这是一种简单、低价而有效的方法）。
但是，对于产品处于工厂生产阶段，可能就不便采用这种方法了。因为这可能会由于生产人员的疏忽而造成反接，从而带来损失。所以，给电路增加防反接电路，有时候还是非常必要的，尽管增加了成本。
下面，我们就来简单说说常用的防反接电路。
1、最简单的在电路中串入一只二极管
优点：电路简单，成本较低，适用于小电流，且对成本要求比较严的产品。
缺点：由于二极管的PN结在导通时，存在一个压降，一般在0.7V以下。这个压降就导致这种电路不适合应用在电流较大的电路中，如果电路有10A的电流，那么二极管的功耗就是0.7*10=7W，发热量还是很可观的。在结构紧凑空间有限的产品中，对产品的稳定性或人的使用感受上影响还是比较大的。
2、对于上面提到的二极管的压降问题，有没有办法克服呢？看下面的电路：
上面的防反接电路采用了一个保险丝和一个反向并联的二极管，电源极性正确，电路正常工作时，由于负载的存在电流较小，二极管处于反向阻断状态，保险丝不会被熔断。
当电源接反时，二极管导通，此时的电流比较大，就会将保险丝熔断，从而切断电源的供给，起到保护负载的作用。
优点：保险丝的压降很小，不存在发热问题，且成本不高。
缺点：一旦接反需要更换保险丝，操作比较麻烦。
3、正接反接都可正常工作的电路
优点：输入端无论怎样接，电路都可以正常工作。
缺点：存在两个二极管的压降，适用于小电流电路。
4、N沟道增强型场效应管防反接电路
由场效应管制作工艺决定了，场效应管的导通电阻比较小，是现在很常用的开关器件，特别是在大功率的场合。
以TO-252封装的IRFR1205为例，其主要参数如下：
Vdss=55V
Id=44A
Rds=0.027Ω
我们可以看到，其导通电阻只有27mΩ。
如下图所示，这是一个用N沟道场效应管构成的防反接电路：
这个电路的最大一个特点，就是场效应管的D极和S极的接法。通常我们在使用N沟道的增强型的MOS管时，一般是电流由D极进入而从S极流出。应用在这个电路中时，则正好相反。
曾经在一个论坛中看到过这个电路，发布这个电路的楼主被众多网友痛批，说是DS之间存在一个二极管根本没法实现。楼主没有注明场效应管的管脚名称，由于存在一个应用场效应管的惯性思维，导致楼主蒙冤。
其实，场效应管只要在G和S极之间建立一个合适的电压就会完全导通。导通之后D和S之间就像是一个开关闭合了，电流是从D到S或S到D都一样的电阻。
在电源极性正确时，电流起始时通过场效应管的稳压管导通，S极电压接近0V。
两个电阻分压后，为G提供电压，使场效应管导通，因为其导通阻值很小，就把场效应管内部的二极管给替代了。
电源反接时，场效应管内的二极管未到击穿电压不导通。分压电阻无电流流过无法提供G极电压，也不导通，从而起到保护作用。
对于电路中并联在分压电阻上的稳压二极管，因为场效应管的输入电阻是很高的，是一个压控型器件，G极电压要控制在20V内，过高的电压脉冲会导致G极的击穿，这个稳压二极管就是起一个保护场效应管防止击穿的作用。
对于并联在分压电阻上的电容，有一个软启动的作用。在电流开始流过的瞬间，电容充电，G极的电压是逐步建立起来的。
对于并联在场效应管D与S之间的阻容串联电路，我感觉还是值得商榷的。阻容串联电路一般用作脉冲吸收或延时。用在这里要视负载的情况而定，加了或许反而不好。毕竟，这会导致在电源在反接的时候会有一个短暂的导通脉冲。
当然，也可以用P沟道的场效应管，只是要将器件串在正极的输入端，这里不再描述。
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