电源防反接电路设计

在一些电源供电场景中,经常碰到电源极性接反会导致后端电容爆炸或者芯片烧毁,造成不可逆的后果。所以在电源设计时需要考虑防反接,避免以上问题出现。当电源采用端子接口连接时,一般会做防呆处理,保证接错时不会正常插入,这属于物理层面的防反接设计,本篇文章介绍几种硬件防反接设计。

  • 使用二极管

电源防反接电路设计_第1张图片
最简单的实现方式,当电源正接时,电源经过二极管正向导通电压给负载提供电压。当电源反接时由于二极管单向导通反向截止导致后端负载不会供电,起到保护作用。该电路有弊端,一是正向压降较大,普通二极管压降大概在0.7V,肖特基二极管导通压降在0.3V,且价格较贵。二是当负载电流大时,在二极管端消耗功耗较大。

此方案针对电源电压较高,对损耗要求不高的场景。

  • 使用MOSFET

MOSFET具有极低的导通电阻且损耗很小,非常适合以最低损耗提供反向保护。

电源防反接电路设计_第2张图片
上图提供了不同MOS管的电路位置,NMOS在接地回路,PMOS在电源路径。
在每个电路中,MOS管的体二极管朝向正常电流的方向。 当电源接反时, NMOS (PMOS) 栅极电压为低电平(高电平),从而阻止其开启。 当电源安装正确并且正常通电时,NMOS (PMOS)栅极电压变为高电平(低电平),其通道使二极管短路。

NMOS会破坏地回路,对地回路敏感的应使用PMOS进行反接。在实际使用电路中,MOS栅极需要串联电阻进行保护。

一些MOS型号推荐如下表:
电源防反接电路设计_第3张图片

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