巧用二极管，轻松设计电源防反接威廉希尔官方网站

电子

电子产品要正常工作，就离不开电源。像手机、智能手环这种消费类电子，其充电接口都是标准的接插件，不存在接线的情况，更不会存在电源接反的情况。

但是，在工业、自动化应用中，有很多产品是需要手动接线的，即使操作人员做事情再认真，也难免会出错。如果把电源线接反了，可能会导致产品被烧掉。

图 1 - 手工接线

那如果在设计产品的时候，就考虑了电源防接反而设计了防接反威廉希尔官方网站是不是会方便很多呢？今天就来讨论一下如何实现电源防接反，电源防接反的威廉希尔官方网站有哪些。

1. 使用二极管防止电源接反
二极管就有单向导电的特性，在二极管的两端加上合适的正向电压后，二极管导通；而如果加上反向电压后，二极管截止。利用二极管的这个特性可以实现电源的防接反威廉希尔官方网站，将二极管正向串联在威廉希尔官方网站中即可。使用二极管搭建的电源防接反威廉希尔官方网站如图 2 所示。

图 2- 二极管防反接威廉希尔官方网站

二极管防反接威廉希尔官方网站分析
将二极管正向串联在威廉希尔官方网站中，如果电源接线正确的话，PN 节正偏使二极管导通，负载得电工作，二极管产生(0.7-3)V 的电压降。如果二极管反接的话，PN 节处于反偏状态，电阻非常大，威廉希尔官方网站不通，从而保护了负载的安全。

威廉希尔官方网站仿真
威廉希尔官方网站仿真如图 3 所示，左图电源的接线是正确的，负载 LED 被点亮；右图电源的接线反了，负载 LED 不工作。由此可见二极管可以实现电源防反接功能，电源接反后，威廉希尔官方网站不通，负载不工作，而不会把负载烧坏。

图 3 - 威廉希尔官方网站仿真

二极管防反接威廉希尔官方网站的优缺点分析
该威廉希尔官方网站的优点很明显，威廉希尔官方网站简单，实用性较强，关键成本很低。但是却存在几个缺点，如下：

缺点一，二极管具有正向电压降，压降范围为(0.7-3)V，对于低电压而言可能不适用，分压后可能导致负载电压不够。

缺点二，二极管的耐压很高，但是过电流能力有限，例如 4007 二极管的最大正向连续电流约为 1A。

2. 使用 P-MOS 防止电源接反
MOS 管是一种压控型的半导体器件，应用广泛，可以分为 P-MOS 和 N-MOS，具有三个电极，分别为栅极 G、漏极 D 和源极 S。可以使用该器件来实现电源的防反接，使用 P-MOS 实现防反接的威廉希尔官方网站示意图如图 4 所示。

图 4 - PMOS 防反接威廉希尔官方网站

P-MOS 防反接威廉希尔官方网站分析
P-MOS 的导通条件时栅极和源极之间的电压 VGS<0 时导通，否则截止，利用 P-MOS 防电源反接时，P-MOS 接在高侧，即靠近电源正极一侧。

当电源接线正确时，假设电源电压为 U，栅极 G 为低电平，由于寄生二极管的原因，使得源极 S 的电位为 U-0.7，所以 VGS<0,P-MOS 管导通，从而使负载得电，威廉希尔官方网站正常工作。

当电源反接时，栅极 G 为高电平，VGS>0，所以 P-MOS 不导通，威廉希尔官方网站不工作。

P-MOS 防反接威廉希尔官方网站仿真
仿真威廉希尔官方网站图如图 5 所示。左图是电源接线正确的威廉希尔官方网站图，发光二极管被点亮；右图是电源接线错误的威廉希尔官方网站图，发光二极管不工作。

图 5- PMOS 仿真威廉希尔官方网站

P-MOS 防反接注意事项 / 优缺点
P-MOS 要接在电源的正极一侧，并且要将寄生二极管正向串联在威廉希尔官方网站中，其工作原理正是利用了二极管的单向导电特性，这个应用要和 P-MOS 的开关应用区分开。

其优点就是导通压降小，因为 MOS 管的导通内阻非常小，所以压降非常小。

3. 使用 N-MOS 防止电源接反
N-MOS 防电源反接的威廉希尔官方网站和 P-MOS 的工作原理是一样的，只不过 N-MOS 需要接在电源负极一侧，即低端。N-MOS 防反接的威廉希尔官方网站示意图如图 6 所示。

图 6- NMOS 实现电源防反接威廉希尔官方网站

N-MOS 防反接威廉希尔官方网站分析
N-MOS 的导通条件时栅极和源极之间的电压 VGS>0 时导通，否则截止，利用 N-MOS 防电源反接时，N-MOS 接在低侧，即靠近电源负极一侧。

当电源接线正确时，假设电源电压为 U，栅极 G 为高电平 U，由于寄生二极管的原因，使得源极 S 的电位为 0.7，所以 VGS>0,N-MOS 管导通，从而使负载得电，威廉希尔官方网站正常工作。

当电源反接时，栅极 G 为低电平，VGS=0，所以 N-MOS 不导通，威廉希尔官方网站不工作。

N-MOS 防反接威廉希尔官方网站仿真
N-MOS 仿真威廉希尔官方网站图如图 7 所示。左图是接线正确的威廉希尔官方网站图，右图是接线错误的威廉希尔官方网站图。接线正确时负载工作，接线错误时威廉希尔官方网站不通。

图 7 - NMOS 仿真威廉希尔官方网站

N-MOS 防反接注意事项 / 优缺点
NMOS 需要接在电源的低侧，即靠近负极的一侧，其防止反接的原理与 P-MOS 防反接原理一致，寄生二极管也是正向串联在威廉希尔官方网站中，NMOS 导通后将寄生二极管短路掉。

其优点，因为 MOS 管的导通电阻非常小，只有几个 mΩ，所以压降非常小。与 P-MOS 相比，同系列 N-MOS 的内阻更小。

4. 使用整流桥实现电源接线的无极性
除了防反接之外，还可以使用整流桥实现电源的无极性，即电源正接、反接都可以，威廉希尔官方网站都可以正常工作。

整流桥是由四个二极管所构成的威廉希尔官方网站，经常用在交流转直流的整流威廉希尔官方网站中，在交流的每个周期有两个二极管同时导通而另外两个二极管截止，依次轮换。

整流桥仿真威廉希尔官方网站
整流桥所实现的仿真威廉希尔官方网站如图 8 所示。从图 8 可以看出，不管电源正接还是反接，负载 LED 都能发光，所以整流桥实现了电源的无极性。

图 8 - 整流桥仿真威廉希尔官方网站

整流桥防反接威廉希尔官方网站分析
四个二极管组成了整流桥，在不同极性下，只有两个二极管导通工作，另外两个处于截止状态，图 8 也画出了不同电源接法下，电流的方向，从图中可以看出，只有对桥臂的两个二极管导通，而另外两个二极管截止。这也是整流威廉希尔官方网站的原理。

整流桥防反接威廉希尔官方网站优缺点分析
该威廉希尔官方网站不再对电源的极性有要求，实现了电源的任意接法，这时最大的优点。但缺点是，因为二极管的正向压降，不适用于低电压的威廉希尔官方网站，而且过电流能力较差。

5. 电源防反接技术总结
上边介绍的几种方案都跟二极管有关系，都是利用了二极管的单向导电特性，但是受限于二极管的正向电流和正向导通压降，不适用于大电流应用和电压较低的应用。