防反接電路的幾種實現(xiàn)方法

一、防反的重要性

在電子產(chǎn)品中，一般會有防反接的要求，如果不防反，在誤插反的情況下很容易讓控制器燒毀。所以防反是及其有必要的。

二、防反的幾種方法

【1】座子防反

在設(shè)計之初，考慮防反的問題，選用防反接的座子，正插，公頭母頭可以很好接觸上，反插，通過座子結(jié)構(gòu)的防反設(shè)計，公頭母頭不能接觸上。通過座子防反，是一種簡單，低價，有效的方法。

【2】電路防反

在產(chǎn)品處于生產(chǎn)階段以及無法做到座子防反的情況，可以通過防反電路來防反。

1.串入二極管防反

正接

反接

優(yōu)點：簡單，低成本，適用于低成本，小功率，小電流的場合。

缺點：在大電流場合，這種防呆方式，二極管的功耗比較大，嚴重發(fā)熱。有可能還需要加散熱器，在在正向?qū)ㄖ?，二極管的壓降為0.7V，如果電流為5A，功耗P就為3.5W，電流越大功耗越大，二極管的封裝也會要求越大。結(jié)構(gòu)和空間有限的條件中，也是比較難處理的。所以這種方式需要根據(jù)場景以及成本等因素綜合考慮。

2.保險絲/PPTC+二極管防反

正接:電源從接口進入，通過F1（保險絲/PPTC）,負載，GND形成回路。其中二極管D1反向截止。

反接：二極管D1導(dǎo)通，反接電流的比較大，會把保險絲熔斷，切斷電源供電，保護負載。需要注意的是：反接過程中，會有很大的浪涌電流，在反接回路中需要注意D1的選型，選擇合適的封裝，以及合適的IFSM值，保留一定的余量，在保險絲/PPTC發(fā)生作用時，D1能抗住其大的浪涌電流。

優(yōu)點:成本低，保險絲/PPTC的壓降小，沒有功耗發(fā)熱問題的困擾。

缺點：F1選擇保險絲時,接反后，保險絲斷開，需要更換保險絲，操作比較麻煩。F1選擇PPTC時，接反后，PPTC呈現(xiàn)高阻態(tài)，相當于斷開回路，也無需更換，操作簡單。但是，PPTC在高壓，大電流的場合，過載能力也是有限的。一般10A內(nèi)的電流，低壓場合，能選擇的規(guī)格比較多。大電流和高壓情況一般選擇保險絲。

3.NMOS防反

電源正接時，上電的瞬間，Q1的體二極管導(dǎo)通，VS=0.7V左右，通過R1和R2電阻的分壓，為G級提供電壓，使得NMOS管導(dǎo)通，NMOS導(dǎo)通后，NMOS的導(dǎo)通電阻很小，相當于體把二極管的短路掉了。對于圖中的D1穩(wěn)壓二極管是為了保護MOS管，防止過高的電壓脈沖把G級擊穿。電容C1的作用是起到軟啟的作用。

電源反接時，Q1由于體二極管的存在，電路無法形成回路，無法給G級提供電壓，Q1不導(dǎo)通。從而起到了保護作用

優(yōu)點:導(dǎo)通壓降小，功耗小，適合用在高壓，大電流場合。

缺點：在板內(nèi)地和電源輸入地之間存在地平面的壓差：△V=I*Rds(on)，使得二個地平面被分割了。在使用NMOS防反時，需要考慮一下NMOS導(dǎo)通阻抗帶來的回流問題。

4.PMOS防反

電源正接時，上電的瞬間，Q1的體二極管導(dǎo)通，通過R1和R2電阻的分壓，為G級提供電壓，使得NMOS管導(dǎo)通，PMOS導(dǎo)通后，PMOS的導(dǎo)通電阻很小，相當于體把二極管的短路掉了。對于圖中的D1穩(wěn)壓二極管是為了保護MOS管，防止過高的電壓脈沖把G級擊穿。電容C1的作用是起到軟啟的作用。

電源反接時，Q1由于體二極管的存在，電路無法形成回路，無法給G級提供電壓，Q1不導(dǎo)通。從而起到了保護作用

優(yōu)點:導(dǎo)通壓降小，功耗小，適合用在高壓，大電流場合。不會像NMOS防反一樣，使得電源輸入地平面和板內(nèi)地平面分割。

缺點：相對于NMOS來說，同功率等級情況下，PMOS的成本會比NMOS貴很多。

5.繼電器防反

正接：D1導(dǎo)通，繼電器閉合，系統(tǒng)正常上電。

反接：D1截止，繼電器斷開，系統(tǒng)不能上電

優(yōu)點：適合大功率場合，繼電器成本也比同功率等級的PMOS低。

缺點：繼電器對空間結(jié)構(gòu)要求大，在空間局限場合不好使用。

6.理想二極管集成電路配合NMOS防反-LTC4357&同類型國產(chǎn)替代IC

優(yōu)點：配合NMOS做理想二極管，可以用于大電流，高壓場合，相對于PMOS做防反，可以用于更大的電壓和電流場合，因為PMOS的高壓，大電流的管子少，有的話也是比較貴。

缺點：成本會高一點