防反接保护电路原理图解 常见的防反接电路原理分析

防反接保护电路的原理主要基于电路中某些元件的单向导电性或开关特性，以确保在电源极性接反时能够切断或限制电流，从而保护电路中的元件不受损坏。以下是几种常见的防反接保护电路及其原理：

1. 二极管防反接电路

原理 ：利用二极管的单向导电性，即只允许电流从正极流向负极，阻止电流反向流动。在电源正极与负载之间串联一个二极管，二极管的正极连接电源负极，负极连接负载正极。当电源正确连接时，电流可以顺利流过二极管进入负载；而当电源反接时，电流无法流过二极管，从而保护了负载。

优缺点 ：

• 优点：电路简单，成本低，易于实现。
• 缺点：二极管在导通状态下会有一定的正向压降（通常为0.7V左右），这可能会导致功耗和效率损失，因此不适用于对功耗有严格要求的场合。

下面是几个常用的防反接电路分析：

1.串二极管

上图电路就一个字，简单。但是它也有优缺点。

优点：这个电路非常的简单，成本非常低。它一般适严控成本要以及要求较小的电流电路。

缺点：也是非常明显的，我们知道由于二极管的的特性，PN结在导通时它是存在压降的，一般在0.7V左右，因而上图这种电路它不适合应用在大电流的电路当中。假如电路中现在有10A的电流流过，那么光这个二极管的功耗将会高达0.7*10=7W，发热量非常大，基本上管子必挂。

2.对于上图写的二极管压降这个问题，我们可以采用下图的电路来进行克服：

上图这个防接反电路，是对前面的防反接电路做了一次优化，这个防反接电路中用了两个器件，分别为保险丝和反向并联的二极管。当电源正确插入、电路正常工作的时候，因为负载正常工作时，需要的电流较小，而且二极管也是处于反向阻断的状态，因此保险丝是不会熔断的。

但是我们发现，当电源接反的时候，此时二极管导通，整个电路内阻极低，相当于短路，因此的流过的电流非常大，会将保险丝瞬间熔断，进而切断电源供给，来起到保护负载的一个作用。

上图这个电路的优点：我们知道保险丝的压降比较小，也不会存在发热的问题；成本也不高，因此说是前面电路的完善。

缺点：也是非常明显的，也就是一旦我们将电源接反的时候，保险丝会瞬间熔断，就需要更换新的保险丝，会有一定的麻烦。

3.下面再介绍一个可以真正走大电流的例子

上图便是一个用NMOS管组成的防接反电路，不但防反，还能跑大电流。下面具体分析下这个电路：

上图这个电路，它的牛逼之处就在于NMOS管的漏极和源极的连接方向。我们知道，通常在使用NMOS管时，电流它是从漏极极流入，从源极极流出的。但是在这个电路当中，它正好的相反的。

以前在一个网站上看到过这个防反接电路，上传这个电路的UP被好多没看懂的网友给批评。网友们都认为漏极和源极间是存在一个二极管的，因而这个电路也就不能实现防反接功能。我看了之后，发现原因了。主要是因为up主没有标明NMOS管的管脚名称，再加上大家对MOS管应用的惯性，都认为电流该从漏极进，导致UP主被误解。实际上，我们根据MOS管的特性知道，只要在G和S极间的电压，也就是Vgs大于导通阈值，MOS管就会完全的导通。导通以后后，D和S之间的阻抗就会减小毫欧级别，近似闭合的开关，这个时候电流不管是从D流向S还是从S流向D，MOS管的内阻都是相同的。

当电源插头正确插入时，电流会先经过MOS管的稳压管导通，这时源极S的电压接近于0V。然后，两个电阻进行分压，分到的电压会为栅极G提供一个电压，使NMOS管导通。因为场效应管的导通后，内阻非常小，功率很大，因此会替代内部的二极管，来跑大电流。

当电源插头反接时，因为MOS管的反向耐压是非常高的，因此它是不会导通的。而且分压电阻上也没有电流流过，也不会分压，因此无法提供栅极电压，NMOS管不导通，进而起到保护电路的作用。

2. 熔断器与二极管组合防反接电路

原理 ：在二极管防反接电路的基础上增加一个熔断器。当电源反接时，如果二极管因某种原因（如故障）未能有效阻止电流，熔断器将起到保护作用，通过熔断来切断电流，防止电路进一步损坏。

优缺点 ：

• 优点：提供了双重保护，增加了电路的安全性。
• 缺点：增加了成本和设计的复杂性。

3. 全桥整流器防反接电路

原理 ：全桥整流器由四个二极管组成，具有双向的电流阻断能力。无论电源如何连接，全桥整流器的输出始终为正向电压，从而保护了后续电路不受电源反接的影响。

优缺点 ：

• 优点：能够处理交流输入，同时防止电源反接。
• 缺点：引入了多个二极管压降，增加了整体的功耗，并可能产生额外的热量。

4. MOSFET防反接电路

原理 ：利用MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的开关特性来实现防反接保护。当电源正确连接时，MOSFET处于导通状态，允许电流通过；而当电源反接时，MOSFET切换至截止状态，阻止电流流通。

优缺点 ：

• 优点：MOSFET的导通电阻小，对电路的影响小；同时，MOSFET的开关速度快，能够迅速响应电源反接的情况。
• 缺点：需要选择合适的MOSFET以确保其能够在应用电路的工作电压下正常开关；同时，MOSFET的成本相对较高。

综上所述，防反接保护电路的原理多种多样，具体选择哪种电路取决于应用场合的具体需求和限制条件。在实际应用中，需要根据电路的功耗、成本、安全性等因素综合考虑来选择最合适的防反接保护电路。