DC 电源输入防反接保护电路总结

最新推荐文章于 2025-10-25 10:50:00 发布
原创 最新推荐文章于 2025-10-25 10:50:00 发布 · 2.6k 阅读 · 30 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#单片机 #嵌入式硬件

目录

1.二极管防反接保护

1.1 二极管串联型防反接保护电路

1.2 二极管并联型防反接保护电路

1.3 整流桥型防反接保护电路

2. Nmos防反接保护

3. Pmos防反接保护

4. 继电器防反接保护

        电源的正负极一旦接反，就会导致很多电子元器件烧毁，其中主要的缘由是因为电流过大导致器件被击穿，因此实际应用中必须采取防止接反的措施。

        我们在设计一些终端设备时，比如一些电池供电的设备，工控类的一些现场终端设备等，这些设备在设计时都会有一个供电接口，对于这些需要直流供电的设备，我们在设计时一定需要考虑到其电源接反的情况，否则一但接反，有可能导致终端设备内部电路烧坏。对此我们需要设计防反接保护电路，这里就主要讲解下通过二极管防反接保护电路和MOS管防反接保护电路。

1.二极管防反接保护

       常用二极管防反接保护电路设计主要有三种：二极管串联型、二极管并联型、整流桥型。

1.1 二极管串联型防反接保护电路

1.2 二极管并联型防反接保护电路

       如上图，通过在电路中并入二极管和串入一个自恢复保险来实现电路的防反接保护功能。如果输入电源正负接反，那么二极管导通，与自恢复保险丝构成回路，由于二极管导通，使得Vin被二极管钳位在0.7V，这样后级回路因为0.7V电压太小，而无法实现供电。另一方面这个回路就会形成很大的电流，从而使自恢复保险丝动作断开电路。此电路的缺点就是需要一个自恢复保险丝，增加了电路成本。

1.3 整流桥型防反接保护电路

如上图，通过在电路中并入二极管和串入一个自恢复保险来实现电路的防反接保护功能。如果输入电源正负接反，那么二极管导通，与自恢复保险丝构成回路，由于二极管导通，使得Vin被二极管钳位在0.7V，这样后级回路因为0.7V电压太小，而无法实现供电。另一方面这个回路就会形成很大的电流，从而使自恢复保险丝动作断开电路。此电路的缺点就是需要一个自恢复保险丝，增加了电路成本。

2. Nmos防反接保护

上图中是通过Nmos接入电路中实现防反接的功能。其中，

电源电压接入正确时，由于MOS管中的寄生二极管的存在，从而使得MOS管的Vgs电压为输入电压减去寄生二极管压降电压0.7V，这个电压是大于MOS开关导通的阈值电压，从而使MOS管导通，导通后相当于寄生二极管被MOS管导通短路，从而可以通过更大的电流。

当电源电压接反时，NMOS不导通，MOS管是截止的。从而保护后级电路的安全，图中的R5和LED2为，如果电源接入反向电压，那么LED2指示电源接反。R6和D6是为了确保电源接入正确时，更好的保证MOS管导通，如果省去稳压二极管D6，则有可能由于输入电压过高导致超过MOS管的Vgs最大值，从而容易使MOS管损耗。加入稳压管也是更好的保护MOS管。

上图中是通过调节电阻R2和R3的分压来开启NMOS实现电路的防反接保护。这样可以根据实际输入电压的多少，通过分压电阻调节NMOS开关开启电压。当电源接反时，指示灯亮，二极管D1将其分压点的电压钳位在0.7V,从而使得NMOS不导通，后级电路断开。

3. Pmos防反接保护

同样的思路也可以使用Pmos实现电路的防反接保护功能。电路如上图，这里保护过程和NMOS管差不多，这里就不再做详细介绍，不清楚的朋友可以一起讨论交流。

4. 继电器防反接保护

下面在给出一张通过继电器保护反接电路。

从上图中可以看出，只有电源正向接入时继电器线圈得电，继电器吸合，后级电路才会得电开始工作。

因此选择MOS管对电路进行保护是比较常见的

 

防反接电路、防倒灌电路、过流保护和ESP相关知识
a_black_的博客
04-11 1万+
1.开关电源给负载供电， 如果负载是电池或者其他感性负载（比如像 电机 有线圈 当电源突然断掉时 会产生感应电动势）时， 当220V断掉的时候，可能会出现 电池反向给开关电源 的 输出端 供电，导致开关电源的一些莫名损坏。2.系统在不同的 输出电压 之间 切换时，会存在高压电压倒灌到低压电压源中。例如：系统 有两个电源供电 比如 一个电池 一个 充电器 充电器的电压一般会高于电池 如果没有防倒灌的电路 可能充电器的电压会直接倒灌给电池 造成电池的损坏。
开关电源-6中常用的防反接电路
ltqdxl的博客
06-26 7522
运用了MOS管的开关特性，控制电路的导通和断开来规划防反接保护电路，由于功率MOS管的内阻很小，现在 MOSFET Rds现已可以做到毫欧级，对比现有选用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。当没反接时，通过PMOS管的体二极管到达S极，G极低电平PMOS管导通，体二极管被短接，电流都从DS流过，MOS管导通后DS间的内阻很小，产生的压降基本可忽略。当电源接反时，体二极管不通，并且Vgs的电压也不会符合要求，所有NMOS管不通，电路中没有电流回路，断路，负载不工作，也不会烧坏，实现了保护。
防止DC电源输入反接的4种方法
07-21
电源是PCB板的重要部分，每个芯片都需要电源供给。芯片其实是挺脆弱的，只要正负接反得话，大多数就会挂掉，下面介绍防止DC电源输入反接的4种方法。
电源输入防反接的几种应用电路
hjyxlscu的博客
01-04 884
输入电源防反接电路设计
由PMOS构成的单向电源保护电路
最新发布
TSINGHUAJOKING
10-25 862
本文分析了单向电源保护电路的设计与工作原理。通过PMOS管实现低功耗反向保护，详细讨论了由两个PNP三极管构成的电流镜电路的工作特性，发现其电流放大倍数存在差异。仿真验证了电路在正向连接时能正常输出，反向连接时可有效切断电源。文章指出简化电路仅使用PMOS管也能实现反向保护功能，但存在三极管击穿风险，建议增加保护二极管。最终探讨了简化设计与传统方案的优劣，为电源保护电路设计提供了实用参考。
电源防反接电路设计
Alice的博客
08-18 3059
电源防反接电路 前言 1、二极管串联型防反接保护电路 2、整流桥型防反接保护电路 3、MOS管防反保护电路 4、保险丝防护
防反接保护电路
小白编程
12-23 1938
防反接保护电路 1，通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如下图1示： 这种接法简单可靠，但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。以输入电流额定值达到2A,如选用Onsemi的快速恢复二极管 MUR3020PT，额定管压降为0.7V，那么功耗至少也要达到：Pd＝2A×0.7V＝1.4W，这样效率低，发热量大，要加散热器。 2,另外还可以用...
DC电源输入防反接保护电路
爱搞研究的阿灿的博客
03-22 4100
为了防止误操作，将电源的正负极接反，对电路造成损坏，我们一般需要设计防反接保护电路，这里就介绍下通过二极管、保险丝和MOS管方式等，防反接保护电路。
电源防反接保护电路
yuechifanfan的博客
09-25 543
常用电源防反接电路
weixin_43496852的博客
12-07 1188
常用的电源防反接电路有： 二极管防反接 电源端直接串入二极管。常用1N4007，使用时需注意正向额定电流1A。 保险管防反接 电路中串入保险管，电源反接时熔断对电路进行保护。实际使用中参数不好确认，为了方便使用还需要选用自恢复的保险管。 NMOS或者PMOS防反接 把电源地和负载地用MOS管分开，运用MOS管的导通性实现电源反接保护。 桥式整流电路防反接 使用桥式整流电路，不管电源正接和反接都可以正常使用。跟单个二极管效果差不多。 参考网站 总结：电路简单的是二极管防反接，但有电路压降、电
MOS管 电源防反接
热门推荐
WSCH_Prophet的博客
11-30 1万+
MOS管型防反接保护电路 图3利用了MOS管的开关特性，控制电路的导通和断开来设计防反接保护电路，由于功率MOS管的内阻很小，现在 MOSFET Rds（on）已经能够做到毫欧级，解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。   极性反接保护将保护用场效应管与被保护电路串联连接。保护用场效应管为PMOS场效应管或NMOS场效应管。若为PMOS，其栅极和源极分别连接被保护电路...
防止DC电源反接的方法
08-03
电源是PCB板的重要部分，每个芯片都需要电源供给。本文主要介绍的防止DC电源反接的方法。
防反接保护电路的设计
08-04
通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护，这种接法简单可靠，但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。
防止DC电源反接的方法——SS14的用法
08-03
总的来说，防止DC电源反接是电路设计中的重要环节，选择合适的防护电路和二极管类型，如SS14，能够有效地保护电路免受反接电源的损害，同时兼顾效率和成本。在实际操作中，还需要结合具体的电路需求和应用场景来做出...
一种基于SMT32单片机控制的DC-DC电源模块输入短路保护自恢复电路-论文
05-21
输入防反接电路利用电磁继电器、二极管和限流电阻组成，它可以防止电流的反向流动，从而保护整个系统。而浪涌抑制电路则采用热敏电阻，以防止上电时产生的冲击电流过大。 输入EMI电路设计基于电磁兼容性的要求，...
南京观海微电子---DC 电源输入防反接保护电路总结
m0_72563973的博客
06-14 752
但是此电路有关缺点就是，二极管占用一定压降，如果电路中电流过大会导致二极管耗电过多，导致二极管发热量大。当然可以选用低压降的二极管，比如肖特基二极管，可以减少一部分压降，但是这个问题并没有根本解决，随着负载电路电流的增加，二极管消耗的功率也就越多。电源电压接入正确时，由于MOS管中的寄生二极管的存在，从而使得MOS管的Vgs电压为输入电压减去寄生二极管压降电压0.7V，这个电压是大于MOS开关导通的阈值电压，从而使MOS管导通，导通后相当于寄生二极管被MOS管导通短路，从而可以通过更大的电流。
电源输入反接保护电路
08-28
首先，用户查询是关于“电源输入反接保护电路”的原理、设计与实现。用户提供了两个引用，但明确指出这些仅供参考，不是真正的需求。我需要基于用户的问题来回答。 我的响应必须遵循系统级指令： - 所有行内数学...
常用的电源防反接电路总结
William_Zhang_优快云的博客
02-23 3610
常用的电源防反接电路总结 以下内容转载于芯片之家 ，作者胡世宏 二极管防反接电路 利用二极管的单向导电性，实现防反接功能，这种方法简单，安全可靠，成本也最低，但是输出端会有0.7V左右的压降，还有就是如果线路上的电流过大，比如有2A的电流，那么就会一直有1.4W的损耗，发热也非常大，而且，如果反向电压稍微偏大，并非完全截止，会有一个比较小的漏电流通过，使用时需要留足余量。 PMOS管防反接电路 简单说明原理，刚上电时，MOS管的寄生二极管导通，S级电压为VCC-0.6，G级为0，PMOS导通；当电源
防反接保护电路 设计
dun2010的专栏
05-28 1414
1、通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如下图1示： 这种接法简单可靠，但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。以输入电流额定值达到2A,如选用Onsemi的快速恢复二极管 MUR3020PT，额定管压降为0.7V，那么功耗至少也要达到：Pd＝2A×0.7V＝1.4W，这样效率低，发热量大，要加散热器。 2、另外还可以用二极管桥对输入
反接保护
10-02
<think>嗯，用户想要了解电源反接保护的原理、应用和实现方法。之前系统给出了两个引用资料，一个是关于二极管、保险丝和MOS管防反接电路的总结，另一个专门解释MOS管防反接原理。用户明确要求参考这些资料，但需要整合成系统性的回答。 用户可能是电子工程师或硬件爱好者，正在设计电源电路。从提问方式看，ta需要的是可直接落地的技术方案而非纯理论。深层需求可能是想解决实际产品中的电源接反问题，尤其关注成本、功耗和可靠性平衡。 二极管方案最简单但效率低，适合小电流场景——这点必须强调压降问题。MOS管方案效率高但成本高，需要重点解释其双向导通特性如何被利用（引用[2]提到D/S可互换的特性很关键）。保险丝方案要提醒它是被动保护，需配合其他元件。 特别要注意引用[1]中的实际使用案例，比如MOS管散热设计。结语部分应该对比总结，帮助用户根据电流电压需求做选择。最后生成的问题要覆盖设计陷阱（如NMOS接地问题）和特殊场景（如汽车电子），这样能延伸用户思考维度。 对了，所有公式要严格按系统要求用$...$格式（比如MOS管压降公式），但全文保持中文叙述。最后补充电池防反接的特殊性，因为很多用户会忽略这个应用场景。 </think>以下是针对电源反接保护的原理、应用及实现方法的系统说明，结合引用内容进行技术解析： --- ### **一、反接保护原理** 1. **核心问题** 电源反接会导致电路元件反向偏置，可能烧毁二极管、IC或电容。保护机制需在反接时阻断电流路径或消耗反向能量。 2. **关键实现原理** - **二极管单向导通性**：正向导通（约0.7V压降），反向截止（引用[1]）。 - **MOS管沟道控制**：通过体二极管和栅极电压控制导通方向（引用[2]）。 - **熔断保护**：保险丝在反接大电流时物理熔断。 --- ### **二、主流实现方法** #### **1. 二极管防反接方案** - **基本电路** ```plaintext 电源+ → 二极管阳极 → 二极管阴极 → 负载 电源- → 负载地 ``` **分析**：反接时二极管截止，但存在$0.7V$压降和发热问题（引用[1]）。 - **桥式整流** ```plaintext 交流适配器 → 整流桥 → 直流输出 ``` **优势**：无视极性，但效率低（4个二极管压降$ \approx 1.4V$）。 #### **2. 保险丝+二极管方案** - **电路结构** ```plaintext 电源+ → 保险丝 → 二极管 → 负载 ``` **实际使用**： - 反接时二极管导通 → 短路电流熔断保险丝 - **缺点**：需手动更换保险丝（引用[1]）。 #### **3. MOS管防反接（高效方案）** - **PMOS方案** ```plaintext 电源+ → 负载+ 电源- → PMOS源极(S) → 漏极(D) → 负载地 栅极(G)通过电阻接地 ``` **工作原理**： 正接：$V_{GS} < 0$ → PMOS导通（压降仅$0.01V$级） 反接：$V_{GS}=0$ → PMOS截止（引用[1][2]） **实际使用**：需在S-D并联稳压管防栅极击穿。 - **NMOS方案** ```plaintext 电源- → 负载地 电源+ → NMOS漏极(D) → 源极(S) → 负载+ 栅极(G)通过电阻接电源+ ``` **优势**：NMOS导通电阻更小，但需电源电压驱动栅极（引用[1]）。 --- ### **三、应用场景对比** | **方案** | **压降** | **成本** | **适用电流** | **可靠性** | |------------------|------------|----------|--------------|------------------| | 二极管 | 高(0.7V) | 最低 | < 3A | 简单可靠 | | 保险丝+二极管 | 低(熔断后) | 低 | 中低电流 | 需人工干预 | | PMOS/NMOS | 极低(mΩ级) | 高 | > 10A | 最高（无物理损耗）| > **应用实例**： > - 车载电子：PMOS防反接（应对12V电池反接） > - 消费电子：二极管方案（成本敏感场景） > - 工业设备：NMOS方案（大电流需求）[^1][^2] --- ### **四、设计注意事项** 1. **MOS管选型关键参数** - 漏源电压$V_{DS} > 1.5 \times$电源电压 - 连续漏极电流$I_D > 2 \times$工作电流 - 栅极阈值电压$V_{GS(th)} < 0.7 \times$电源电压（确保完全导通） 2. **失效防护** - 添加TVS管吸收瞬态电压 - 栅极串联$10k\Omega$电阻防振荡 > **结语**：MOS管方案虽成本较高，但在压降、效率和自动恢复方面具有显著优势，已成为现代电子设备的首选方案[^1]。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值