防反接保護電路的案例
硬件工程師都是怎么設計電源正負極反接保護電路的？
EDA365電子論壇
整流橋型防反接保護電路
使用整流橋將電源輸入變為無極輸入，無論電源正接還是反接，電路板一樣正常工作。
以上使用二極管進行防反處理，若采用硅二極管具有0.6~0.8V左右的壓降，鍺二極管也有0.2~0.4V左右的壓降，若覺得壓降太大，可使用MOS管做防反處理，MOS管的壓降非常小，可達幾毫歐姆，壓降幾乎可忽略不計。
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MOS管防反保護電路
MOS管因工藝提升，自身性質等因素，其導通內阻技校，很多都是毫歐級，甚至更小，這樣對電路的壓降，功耗造成的損失特別小，甚至可以忽略不計，所以選擇MOS管對電路進行保護是比較推薦的方式。
（1） NMOS防護1
如下圖：上電瞬間，MOS管的寄生二極管導通，系統形成回路，源極S的電位大約為0.6V，而柵極G的電位為Vbat，MOS管的開啟電壓極為：Ugs = Vbat - Vs，柵極表現為高電平，NMOS的ds導通，寄生二極管被短路，系統通過NMOS的ds接入形成回路。
若電源接反，NMOS的導通電壓為0，NMOS截止，寄生二極管反接，電路是斷開的，從而形成保護。
展開 【實用】電氣自動化常用的幾款保護電路大解析
逆變電源中的保護電路
逆變器經常需要進行電流轉換,如果電路中的電流超出限定范圍，將對電路和關鍵器件造成很大傷害，因此保護電路在逆變電源中就顯得尤為重要。
防反接保護電路
如果逆變器沒有防反接電路，在輸入電池接反的情況下往往會造成災難性的后果，輕則燒毀保險絲，重則燒毀大部分電路。
在逆變器中防反接保護電路主要有三種：反并肖特基二極管組成的防反接保護電路，如下圖所示。
由圖可以看出，當電池接反時，肖特基二極管D導通，F被燒毀。如果后面是推挽結構的主變換電路，兩推挽開關MOS管的寄生二極管的也相當于和D并聯，但壓降比肖特基大得多，耐瞬間電流的沖擊能力也低于肖特基二極管D，這樣就避免了大電流通過MOS管的寄生二極管，從而保護了兩推挽開關MOS管。
這種防反接保護電路結構簡單，不會影響效率，但保護后會燒毀保險絲F，需要重新更換才能恢復正常工作。
采用繼電器的防反接保護電路，基本電路如下：
由圖中可以看出，如果電池接反，D反偏，繼電器K的線圈沒有電流通過，觸點不能吸合，逆變器供電被切斷。這種防反接保護電路效果比較好，不會燒毀保險絲F，但體積比較大，繼電器的觸點的壽命有限。
展開 【干貨分享】直流電防接反電路的總結
對于平常日用的一些產品，產品在進行設計時就會考慮這個問題，顧客只是簡單的利用插頭進行電源的連接，所以一般采用反插錯接頭，這是種簡單，低價而有效的方法。
但是，對于產品處于工廠生產階段，可能不便采用防差錯接頭，這可能就會造成由于生產人員的疏忽造成反接，帶來損失。
所以給電路增加防接反電路有時還是有必要的，盡管增加了成本。
下面就說說常用的防接反電路：
1、最簡單的在電路中串入一只二極管
優點：電路簡單，成本較低。適用于小電流，對成本要求比較嚴的產品。
缺點：由于二極管的PN結在導通時，存在一個壓降，一般在0.7V以下。這個壓降就導致這種電路不適合應用在電流較大的電路中，如果電路有10A的電流，那么二極管的功耗就是0.7*10=7W，發熱量還是很可觀的。在結構緊湊空間有限的產品中，對產品的穩定性或人的使用感受上影響還是比較大的。
2、對于上面上面提到的二極管的壓降問題，有沒有辦法克服呢?看下面的電路.
上面的防接反電路采用了一個保險絲和一個反向并聯的二極管，電源極性正確，電路正常工作時，由于負載的存在電流較小，二極管處于反向阻斷狀態，保險絲不會被熔斷。
當電源接反時，二極管導通，此時的電流比較大，就會將保險絲熔斷，從而切斷電源的供給，起到保護負載的作用。
優點：保險絲的壓降很小，不存在發熱問題。成本不高。
缺點：一旦接反需要更換保險絲，操作比較麻煩。
展開 干貨｜實用直流電防接反電路總結
對于平常日用的一些產品，產品在進行設計時就會考慮這個問題，客戶只是簡單的利用插頭進行電源的連接，所以一般采用反插錯接頭，這是種簡單，低價而有效的方法。
但是，對于產品處于工廠生產階段，可能不便采用防差錯接頭，這可能就會造成由于生產人員的疏忽造成反接，帶來損失。
所以給電路增加防接反電路有時還是有必要的，盡管增加了成本。
下面就說說常用的防接反電路：
1、最簡單的在電路中串入一只二極管
優點：電路簡單，成本較低。適用于小電流，對成本要求比較嚴的產品。
缺點：由于二極管的PN結在導通時，存在一個壓降，一般在0.7V以下。這個壓降就導致這種電路不適合應用在電流較大的電路中，如果電路有10A的電流，那么二極管的功耗就是0.7*10=7W，發熱量還是很可觀的。在結構緊湊空間有限的產品中，對產品的穩定性或人的使用感受上影響還是比較大的。
2、對于上面上面提到的二極管的壓降問題，有沒有辦法克服呢?看下面的電路.
上面的防接反電路采用了一個保險絲和一個反向并聯的二極管，電源極性正確，電路正常工作時，由于負載的存在電流較小，二極管處于反向阻斷狀態，保險絲不會被熔斷。
當電源接反時，二極管導通，此時的電流比較大，就會將保險絲熔斷，從而切斷電源的供給，起到保護負載的作用。
優點：保險絲的壓降很小，不存在發熱問題。成本不高。
缺點：一旦接反需要更換保險絲，操作比較麻煩。
3、正接反接都可正常工作的電路：
優點：輸入端無論怎樣接，電路都可以正常工作。
缺點：存在兩個二極管的壓降。適用于小電流電路。
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汽車電機控制方案—單相無刷直流電機
其特性如下：
無需外部電源芯片，集成電源管理模塊為芯片內部、外部提供電源供應；
無需外部MOS驅動芯片，集成的MOSFET柵極驅動單元；
高壓輸入接口，PWM可通過LIN接口輸入，無需外部電平轉換電路；
MCU的EVDD引腳可供電給霍爾傳感器；
極少器件：4個H橋MOS，實際采用兩個Dual Die封裝的N-MOS即可，1個防反接MOS，可根據客戶需要設計其他防反接電路；1個霍爾傳感器，用于采集電機轉子位置。
圖4 方案框圖
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ZLG基于Magniv S12ZVMB系列推出了單相無刷直流電機控制方案，具有集成度高、BOM器件少、性能穩定的特點。其特性如下：
符合AEC-Q100的電機專用芯片
單霍爾接口電路
防反接保護電路
單面放置器件
單線雙向PWM調速、通訊及故障反饋
FreeMASTER可視化調試/配置
靜態電流小于3mA
工作溫度-40°C至150°C
過壓、欠壓、過流等故障檢測電路
堵轉、空轉、低速、過溫等故障保護算法
可定制調速方式及協議
完整的軟件/硬件設計參考
圖5 實物
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結語
ZLG推出的單相無刷直流電機控制解決方案，硬件上使用高集成度MCU、全汽車級器件，軟件上使用高效率驅動算法，具有全面的檢測保護機制，提供完整C代碼支持，可以作為廠商在單相直流無刷電機控制中的快速開發參考設計。
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