防反接电路的几种实现方法

一、防反的重要性

在电子产品中，一般会有防反接的要求，如果不防反，在误插反的情况下很容易让控制器烧毁。所以防反是及其有必要的。

二、防反的几种方法

【1】座子防反

在设计之初，考虑防反的问题，选用防反接的座子，正插，公头母头可以很好接触上，反插，通过座子结构的防反设计，公头母头不能接触上。通过座子防反，是一种简单，低价，有效的方法。

【2】电路防反

在产品处于生产阶段以及无法做到座子防反的情况，可以通过防反电路来防反。

1.串入二极管防反

正接

反接

优点：简单，低成本，适用于低成本，小功率，小电流的场合。

缺点：在大电流场合，这种防呆方式，二极管的功耗比较大，严重发热。有可能还需要加散热器，在在正向导通中，二极管的压降为0.7V，如果电流为5A，功耗P就为3.5W，电流越大功耗越大，二极管的封装也会要求越大。结构和空间有限的条件中，也是比较难处理的。所以这种方式需要根据场景以及成本等因素综合考虑。

2.保险丝/PPTC+二极管防反

正接:电源从接口进入，通过F1（保险丝/PPTC）,负载，GND形成回路。其中二极管D1反向截止。

反接：二极管D1导通，反接电流的比较大，会把保险丝熔断，切断电源供电，保护负载。需要注意的是：反接过程中，会有很大的浪涌电流，在反接回路中需要注意D1的选型，选择合适的封装，以及合适的IFSM值，保留一定的余量，在保险丝/PPTC发生作用时，D1能抗住其大的浪涌电流。

优点:成本低，保险丝/PPTC的压降小，没有功耗发热问题的困扰。

缺点：F1选择保险丝时,接反后，保险丝断开，需要更换保险丝，操作比较麻烦。F1选择PPTC时，接反后，PPTC呈现高阻态，相当于断开回路，也无需更换，操作简单。但是，PPTC在高压，大电流的场合，过载能力也是有限的。一般10A内的电流，低压场合，能选择的规格比较多。大电流和高压情况一般选择保险丝。

3.NMOS防反

电源正接时，上电的瞬间，Q1的体二极管导通，VS=0.7V左右，通过R1和R2电阻的分压，为G级提供电压，使得NMOS管导通，NMOS导通后，NMOS的导通电阻很小，相当于体把二极管的短路掉了。对于图中的D1稳压二极管是为了保护MOS管，防止过高的电压脉冲把G级击穿。电容C1的作用是起到软启的作用。

电源反接时，Q1由于体二极管的存在，电路无法形成回路，无法给G级提供电压，Q1不导通。从而起到了保护作用

优点:导通压降小，功耗小，适合用在高压，大电流场合。

缺点：在板内地和电源输入地之间存在地平面的压差：△V=I*Rds(on)，使得二个地平面被分割了。在使用NMOS防反时，需要考虑一下NMOS导通阻抗带来的回流问题。

4.PMOS防反

电源正接时，上电的瞬间，Q1的体二极管导通，通过R1和R2电阻的分压，为G级提供电压，使得NMOS管导通，PMOS导通后，PMOS的导通电阻很小，相当于体把二极管的短路掉了。对于图中的D1稳压二极管是为了保护MOS管，防止过高的电压脉冲把G级击穿。电容C1的作用是起到软启的作用。

电源反接时，Q1由于体二极管的存在，电路无法形成回路，无法给G级提供电压，Q1不导通。从而起到了保护作用

优点:导通压降小，功耗小，适合用在高压，大电流场合。不会像NMOS防反一样，使得电源输入地平面和板内地平面分割。

缺点：相对于NMOS来说，同功率等级情况下，PMOS的成本会比NMOS贵很多。

5.继电器防反

正接：D1导通，继电器闭合，系统正常上电。

反接：D1截止，继电器断开，系统不能上电

优点：适合大功率场合，继电器成本也比同功率等级的PMOS低。

缺点：继电器对空间结构要求大，在空间局限场合不好使用。

6.理想二极管集成电路配合NMOS防反-LTC4357&同类型国产替代IC

优点：配合NMOS做理想二极管，可以用于大电流，高压场合，相对于PMOS做防反，可以用于更大的电压和电流场合，因为PMOS的高压，大电流的管子少，有的话也是比较贵。

缺点：成本会高一点