电源正负极接反的解决方式及避免方案

硬件工程师的很多项目是在洞洞板上完成的，但有存在不小心将电源正负极接反的现象，导致很多电子元器件都烧毁，甚至整块板子都废掉，还得再焊接一块，不知道有什么好的办法可以解决？

首先粗心不可避免，虽说只是区分正负极两根线，一红一黑，可能接线一次，我们不会出错；接10次线也不会出错，但是1000次？10000次呢？这时候就不好说了，由于我们的粗心，导致一些电子元器件和芯片烧坏，主要原因是电流过大使元器件被击穿，所以必须采取防止接反的措施。

一般常用的有以下几种方法：

01

二极管串联型防反接保护电路

在正电源输入端串联一个正向二极管，充分利用二极管正向导通、反向截止的特性。正常情况下，二级管导通，电路板工作。

当电源接反时，二极管截止，电源无法形成回路，电路板不工作，可以有效的防止电源接反的问题。

02

整流桥型防反接保护电路

使用整流桥将电源输入变为无极输入，无论电源正接还是反接，电路板一样正常工作。

以上使用二极管进行防反处理，若采用硅二极管具有0.6~0.8V左右的压降，锗二极管也有0.2~0.4V左右的压降，若觉得压降太大，可使用MOS管做防反处理，MOS管的压降非常小，可达几毫欧姆，压降几乎可忽略不计。

03

MOS管防反保护电路

MOS管因工艺提升，自身性质等因素，其导通内阻较小，很多都是毫欧级，甚至更小，这样对电路的压降，功耗造成的损失特别小，甚至可以忽略不计，所以选择MOS管对电路进行保护是比较推荐的方式。

1） NMOS防护

如下图：上电瞬间，MOS管的寄生二极管导通，系统形成回路，源极S的电位大约为0.6V，而栅极G的电位为Vbat，MOS管的开启电压极为：Ugs = Vbat - Vs，栅极表现为高电平，NMOS的ds导通，寄生二极管被短路，系统通过NMOS的ds接入形成回路。

若电源接反，NMOS的导通电压为0，NMOS截止，寄生二极管反接，电路是断开的，从而形成保护。

2）PMOS防护

如下图：上电瞬间，MOS管的寄生二极管导通，系统形成回路，源极S的电位大约为Vbat-0.6V，而栅极G的电位为0，MOS管的开启电压极为：Ugs = 0 -（Vbat-0.6），栅极表现为低电平，PMOS的ds导通，寄生二极管被短路，系统通过PMOS的ds接入形成回路。

若电源接反，NMOS的导通电压大于0，PMOS截止，寄生二极管反接，电路是断开的，从而形成保护。

注：NMOS管将ds串到负极，PMOS管ds串到正极，寄生二极管方向朝向正确连接的电流方向。

MOS管的D极和S极的接入：通常使用N沟道的MOS管时，一般是电流由D极进入而从S极流出，PMOS则S进D出，应用在这个电路中时则正好相反，通过寄生二极管的导通来满足MOS管导通的电压条件。

MOS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。

实际应用中，G极一般串接一个电阻，为了防止MOS管被击穿，也可以加上稳压二极管。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极的电压逐步建立起来。

对于PMOS，相比NOMS导通需要Vgs大于阈值电压，由于其开启电压可以为0，DS之间的压差不大，比NMOS更具有优势。

04

保险丝防护

很多常见的电子产品，拆开之后都可以看到电源部分加了保险丝，在电源接反，电路中存在短路的时候由于大电流，进而将保险丝熔断，起到保护电路的作用，但这种方式修理更换比较麻烦。

编辑：黄飞