单片机电源反接保护电路：MOS防反接电路、自恢复保险丝过流反接保护电路

设备使用的过程中，经常会出现用户将设备的电源正负接反的事情。

用户以为你这什么破玩意，电源接反就坏。你觉得用户没按使用说明就进行操作，要全责。

然而电路增加反接保护只需要加几毛钱的Bom成本。不加都是因为老板抠搜 ~ ~

电源输入的反接保护电路，一般有以下两种电路形式：

 

一、自恢复保险丝 + 二极管。

优点：防反接的同时，还防过流。

缺点：1.自恢复保险丝有个0.xV左右的压降，大电流时会发热。

           2.高耐压大电流的自恢复保险丝，不仅体积巨大，还贵。

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。

设计要点：D1的工作电流，起码要大于 F1的熔断电流（自恢复保险丝的熔断电流一般为工作电流的2倍，具体看手册）。

完整电路像这样：

 

二、MOS管（N/P）

优点：占地面积小，成本低，压降小，可过大电流。

原理：PMOS、NMOS做反接保护的原理都一样，以PMOS的电路为例。

           PMOS：- 电源极性正常接入时。Q2的寄生二极管导通，右侧S极的电压为 （24 - 0.7）=23.3V。

                                                               G极电压为 R9、R10的分压 24 x （200/（100+200））= 16V。

                                                               于是 Q2的 Vgs = 16 - 23.3 = -7.3V。

                                                               大于 AO3401的门极导通阀限电压 -1.3V，MOS管 DS极导通。

                                                               MOS导通后，MOS的寄生二极管被 DS短路。

                                                               此时的压降 Vds仅等于 MOS-DS极内阻 x 电流，Q2热功耗很小。

                         - 电源反接时，Q2的寄生二极管关断，DS极需要承受电压。

设计要点：R9、R10的取值，要保证不会超出 最大Vgs电压范围，并且留有一定安全余量。

                  MOS管的选型，要考虑 Vds、Vgs、DS极导通电阻（Rds-on）、DS极电流。

                  MOS尽量使用 Rds-on小的型号。

 

P-MOS 反接保护电路：

图中 R9、R10为分压作用。使 P-MOS的 Vgs，不会超过 ±12V的最大 Vgs电压范围，并且留有一定安全余量。

AO3401 关键手册参数截图：

 

N-MOS 反接保护电路：

图中 R9、R10为分压作用。使 N-MOS的 Vgs，不会超过 ±12V的最大 Vgs电压范围，并且留有一定安全余量。

AO3400 关键手册参数截图：