浅谈反向电压极性保护威廉希尔官方网站

电压反接保护（ReverseVoltage Protect， RVP）威廉希尔官方网站 主要用在需要直流电压供电电源的输入端，用于防止输入电压极性反接而造成威廉希尔官方网站 系统元器件的损坏，甚至事故！

大多数威廉希尔官方网站 系统都需要极性正确的直流电压进行供电才能够正常地工作，如果电压极性一旦反接，则很有可能损坏内部威廉希尔官方网站 元器件，因为很多元器件不能够承受过大的反向电压。

比如，铝电解电容都是有极性的，而它可以承受的最大反向电压很小，如下图所示：（来自VISHAY 铝电解电容038 RSU数据手册）

铝电解电容强行施加反向电压，将出现电流大，发热等现象，严重者可能发生爆炸（Boom）

大多数集成芯片的反向耐压也不高，我们看看单片机的数据手册，如下图所示：（来自STM32单片机数据手册）

因此，对于大多数威廉希尔官方网站 系统而言，特别是内部有较昂贵的元器件时，或价值较高的威廉希尔官方网站 系统，添加一个电压极性保护威廉希尔官方网站 还是很有必要的，下面我们介绍一些常用的RVP威廉希尔官方网站 。

最简单的RVP威廉希尔官方网站 就是：使用一个二极管串联在输入直流电源线路上。其优点就是简单，缺点是二极管有一定的压降，不适合输入电压比较低的应用场合，而且电流很大时损耗也很大（发热），另外，输入电压反接时，由于二极管是截止的，威廉希尔官方网站 系统是不工作的，如下图所示：

如果需要在极性反接的情况下，威廉希尔官方网站 系统也能够正常工作，可以使用全桥桥堆连接方法，如下图所示：

它的缺点是损耗比单个二极管RVP威廉希尔官方网站 更大（两个二极管压降损耗），但带来的好处是无论输入电压是正向或反向，威廉希尔官方网站 系统都能够正常工作。

有些厂家为了简化保护威廉希尔官方网站 并降低二极管的损耗，直接在威廉希尔官方网站 系统的输入直流供电电源两端反向并联一个二极管，如下图所示：

这样当外接电源反接时，二极管就被击穿了，从而保护威廉希尔官方网站 模块中更为贵重的元器件，而二极管的成本还不到一毛钱，维修的时候直接更换一个就可以，典型的“丢卒保车”做法；

当然，你也可以在二极管前面再串一个熔断型保险丝，如下图所示：

当输入电压极性反向时，保险丝将会熔断，你只需要换一个保险丝即可，甚至都不需要拿铬铁来进行维修。

对保护威廉希尔官方网站 要求更高的场合，我们还可以使用如下图所示的增强型NMOS管保护威廉希尔官方网站 ：

当输入电压极性正确时，NMOS的寄生二极管将先一步导通，这样NMOS管的栅-源电压VGS约为输入电压（小一个二极管压降），如下图所示：

此时二极管是有一定压降的（有损耗），但VGS使NMOS管导通后将寄生二极管短路，此时电流将从NMOS管沟道流过，如下图所示：

现在的NMOS管导通电阻可以做到毫欧姆级别，因此损耗将非常低，

而当电源极性反接时，寄生二极管因反向偏置而截止，由于栅-源电压VGS不满足条件，NMOS管也是截止的，威廉希尔官方网站 系统将不予工作，如下图所示：

上述威廉希尔官方网站 仅适合输入电压不高于NMOS管栅-源电压（典型值不超过12V）的场合，否则将可能损坏MOS管，这时我们需要添加一些附属威廉希尔官方网站 ，比如电阻分压威廉希尔官方网站 ，如下图所示：

当然，如果你担心输入电压波动太大（从而分压过大），而且荷包也足够饱满的话，也可以加个稳压二极管，如下图所示：

用PMOS管也可以实现这个功能，如下图所示：

它的分析原理与NMOS管完全一致，针对输入电压大于PMOS栅-源电压的场合，其附属威廉希尔官方网站 与PMOS管也是一样的，本文不再赘述。

当然，NMOS管的导通电阻比PMOS管小（参考文章“场效应管（4）PMOS与NMOS沟道导通电阻”），在适当的场合可以考虑这一点。