防止电池反接保护的电路设计
mos管防反接保护电路讲解
mos管防反接保护电路讲解
1. 电路结构
mos管防反接保护电路是一种常见的电路结构，通常被使用于单片机和其他电子设备中，能够有效地保护设备免受反向电压的损坏。
该
电路包含多个元件，如二极管、大电容、保险丝和mos管等。
其中mos 管是该电路的核心元件。
2. 反向电压损坏
在使用电子设备时，有时会不小心把电源接反，造成设备受损，
甚至被烧坏。
这种损坏是由于反向电压超过了元件的承受范围，导致
元件损坏而发生的。
因此，在设备的设计中，反向电压保护非常重要。
3. mos管的工作原理
mos管，在正向电压下，可以将电流从源端流到漏端，从而使设备正常工作。
而在反向电压下，其栅极和源端之间的pn结将被反向偏置，此时mos管将被关断，从而防止电流从漏端回流到源端，保护装置。
4. 整个电路的工作流程
当设备的电源连接正确时，mos管导通，正常工作。
当电源反接时，mos管被关断，电流无法流通，反向电压得到保护。
如果mos管发生故障，二极管将起到保护作用，避免电流从漏端
回流到源端，造成设备损坏。
电容的作用是为电路提供额外的电流。
保险丝起着保护电源和其他元件的作用，如果电流超过设定值，将被自动切断。
5. 总结
mos管防反接保护电路是一种重要的电路结构，能够有效地保护电子设备免受反向电压的损坏。
该电路使用简单、成本低廉，也易于维护。
因此，在电子设备的设计中，mos管防反接保护电路值得设计师们深入研究和应用。
基于mos管的防反接电路
基于mos管的防反接电路
（最新版）
目录
1.介绍 MOS 管
2.防反接电路的背景和需求
3.基于 MOS 管的防反接电路设计
4.优点和应用范围
正文
一、介绍 MOS 管
MOS 管，全称为金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管，是一种广泛应用于模拟和数字电路的半导体器件。
它具有高输入阻抗、低噪声和低功耗等特点，在电路设计中有着极大的灵活性。
二、防反接电路的背景和需求
在电子设备中，电源反接会导致设备损坏或者工作异常。
因此，防止电源反接是电路设计中的重要环节。
防反接电路可以在电源接反时，防止电流流过设备，保护设备正常工作。
三、基于 MOS 管的防反接电路设计
基于 MOS 管的防反接电路设计，主要是利用 MOS 管的导通特性，设计出一个能够在电源正反接转换时，自动切断电源的电路。
当电源正反接时，MOS 管的导通状态会发生改变，从而使得电源被切断，防止设备受到损坏。
四、优点和应用范围
基于 MOS 管的防反接电路具有响应速度快、工作稳定性好、结构简单等优点，广泛应用于各种电源保护电路中。
几种直流供电防反接保护电路的分析
电力电子 • Power Electronics216 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】防反接 二极管 MOS 管 继电器直流供电设备的输入反接保护有很多方式可以实现，比如选择具备防插错功能的接插件可以在结构设计层面避免反接，但在很多场合中还是在电路设计中加入防反接电路的更具有可行性。
防反接电路必须具备电路简单可靠性高，成本低廉，本文对目前常用的几种防反接电路进行对比分析，对每种电路适用的场合作出了说明。
1 串联二极管防反接在电路中串联二极管是最为简单可行的方法之一，此方法利用二极管的单相导通性实现电路的防反接，当输入接反时，电路不导通。
在实际应用中，根据输入电压范围和额定电流选择合适的二极管，需要注意在电流较大的情况下二极管的功率和散热。
例如，当电路额定电流为5A 时，二极管的功耗为P=0.7*5=3.5瓦，就算选用压降为0.3V 的肖特基二极管功耗也有1.5瓦。
2 并联二极管防反接此防反接电路采用了一个保险丝和一个反向并联的二极管，电源极性正确，电路正常工作时，由于负载的存在电流较小，二极管处于反向阻断状态，保险丝不会被熔断，如图1 所示。
当电源接反时，二极管导通，此时的电流比较大，就会将保险丝熔断，从而切断电源的供给，起到保护负载的作用。
在选择二极管时需要注意选择合适的反向耐压值。
其优点是保险丝的压降很小，不存在发热问题，成本不高。
但是一旦接反需要更换保险丝，操作比较麻烦。
3 整流桥防反接在直流供电输入端加整流桥，输入的正负端接整流桥的两个AC 端，整流桥的输出端再接入电路的输入端。
在这种情况下，不论直几种直流供电防反接保护电路的分析文/王勤流输入的正负如何接，经过整流桥后输出的电压极性都是正确的，电路都可以正常工作。
但是电路中就会有两个二极管同时在工作，功耗为方案1的2倍，所以在选择整流桥时要注意电压和电流参数。
nmos防反接_原理_概述说明以及解释
nmos防反接原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述引言部分旨在介绍本篇长文的主题，即NMOS防反接。
本文将详细说明NMOS 防反接的原理、方法和解释。
NMOS防反接是一种必要的电路设计策略，用于保护NMOS（MOSFET的一种形式）不被反向电压损坏。
1.2 文章结构为了展现逻辑性和层次清晰性，本文按照以下结构进行组织：引言部分提供了一个总体概述，紧接着是NMOS防反接原理、概述说明和解释三个主要部分。
每个部分都进一步细分为几个小节，以便更全面地探讨该主题。
1.3 目的文章的目标是向读者介绍和解释NMOS防反接的原理，并提供各种常见的防反接电路方案及其优缺点。
同时，我们还将详细解释如何保护NMOS不受到反向电压损坏，并对电流流向、开关特性以及直流偏置和交流耦合解决方法进行分析和说明。
通过这篇长文，读者将能够全面了解NMOS防反接，并且可以根据自身需求选择合适的设计方案。
以上是“1. 引言”部分的详细内容。
2. NMOS防反接原理：2.1 NMOS工作原理:NMOS（Negative-channel Metal-oxide-semiconductor）是一种常见的场效应晶体管。
它由金属电极、绝缘层和半导体材料构成。
当在栅极施加正电压时，形成电子气，使得通道内的N型半导体导电。
当源极施加正电压，漏极为负电压时，NMOS开启并允许电流通过。
2.2 反接的危害与问题:反接指的是在驱动NMOS过程中，源极与漏极之间的电压方向与NMOS设计要求相反。
如果源极为负电压且漏极为正电压，就会出现反接状况。
这样会导致两个主要问题：首先，会产生大量倒偏击穿电流损坏器件；其次，在大功率情况下可能引起温度升高，并使晶体管失效。
2.3 防止NMOS反接的方法:有几种常见的方法可以防止NMOS发生反接现象：- 使用二级保护回路：可以通过添加二级保护来控制源漏电路方向，以避免外部条件导致的误操作。
- 添加反向并联二极管：在NMOS的漏极和源极之间添加一个并联的反向二极管，这样当出现反接时，电流会通过二极管流回。
2个电池 反接短路保护电路
2个电池反接短路保护电路
反接短路保护电路用于防止电池反接导致短路，可能造成电池过热、漏液甚至爆炸的危险。
下面是一种简单的反接短路保护电路设计：
1. 首先，我们需要两个电池，标记为电池A和电池B。
2. 连接电池A和电池B的正极和负极，确保它们正确连接。
3. 通过一个保险丝将电池A的正极与电子器件的正极相连。
保险丝起到熔断的作用，在电路短路时能够迅速切断电流，防止损坏。
4. 然后，将电池B的负极与电子器件的负极相连。
5. 最后，将电池A的负极与电子器件的正极相连。
这个电路的工作原理是，在正常情况下，电流会从电池A的
正极流向负极，然后经过电子器件，最终回到电池B的负极。
当电池反接时，电流会试图从电池B的负极流向电池A的正极，但保险丝会迅速熔断，切断电流。
这样，即使电池反接，也能够避免短路发生，保护电子器件和电池。
电源正负极防反接保护电路
电源正负极防反接保护电路电源防反接，应该是很多电路场景下都会采取到此系列得设计。
前几日，小白在做单板验证时，在接上假电池然后电源供电时，一不小心将假电池的正负极与供电电源的输入输出接反了，导致单板烧坏，瞬间一缕青烟飘荡在我的座位上。
由于我们的产品用的是真电池，所以不会存在反接的情况，更不存在电源防反接的设计，但是处于调试验证阶段，真电池有限，所以采用的是假电池，于是乎，，，一不下心出现了上述情况。
基于此问题，今天，我还是想简单的整理一下，在一些电路中，为防电源反接所采取的电路措施。
二极管串联反接保护电路在电源的输入端，串联一个正向二极管，其主要利用了二极管的正向导通，反向截止的特性。
在电路接入正常时，二极管是导通的，电路可以正常工作。
在电源接反时，二极管截止，电源无法形成回路，电路板无法正常工作，可以有效的防止反接带来的危害。
但是需要注意的是，二极管存在压降。
其中硅材料的二极管压降一般为0.7V。
锗材料的二极管压降一般为0.3V。
使用桥式整流电路防反接保护电路使用桥式整流电路，无论电源正接还是反接，电路都能正常的工作。
但存在和第一种方法一样的问题，二极管存在压降，会导致后级电路的输入电压小于电源电压。
使用MOS管进行防反接电路的保护MOS管存在导通阻抗，即RDS(on)-漏极/源极间的导通阻抗。
所以在进行该类电路设计时，应选择导通阻抗较小的MOS管。
一般在几毫欧或者几十毫欧左右。
此时存在的压降极小，可以忽略不计。
NMOS防护在上电的瞬间，MOS管的寄生二极管导通，系统构成回路。
源极电压大概为0.6V.此时栅极的电压为Vbat，MOS管的开启电压Vgs=Vbat-0.6。
只要大于规格书的标准，DS即可导通，此时MOS管的寄生二极管被短路，系统通过MOS管的DS产生回路。
若电源反接，NMOS管导通电压为0,NMOS截止，寄生二极管反接，电路出于断开状态，无法形成回路。
PMOS防护同上述类似，在上电瞬间，MOS管的寄生二极管导通，系统构成回路，源极电压为Vbat-0.6V,然而栅极电压为0，MOS管的开启电压为Ugs=0-（Vbat-0.6），栅极为低电平，PMOS，导通，寄生二极管被短路，系统通过PMOS的ds接入形成回路。
如何利用N-MOSFET进行电源防反接保护电路设计？
如何利用N-MOSFET进行电源防反接保护电路设计？众所周知，我们使用的大部分（电子）元件都是直流环境且（电源）正接下工作的，但是一旦电源出现反接的情况就有可能损坏电子元件，使其不能正常工作。
这个时候，就需要我们在实际设计中，要考虑电源防反接电路，以此来避免因为操作不当导致电源反接。
首当其冲我们肯定会想到（二极管），运用PN结的单向导通特性可以有效的防止电源反接而损坏电路，但是二极管的PN结本身存在0.5~0.6V的压降并且只能流过小（电流），只能适用于小功率的场合。
如果在大功率的场合下使用二极管防反接，就需要考虑二极管的功耗问题。
所以在大功率的（电路设计）中，面对这种问题我们不得不考虑其他的元件代替二极管进行防反接保护。
在（晶体管）中导通压降最低的就属（MOSFET）场效应晶体管了，MOSFET中由于制造工艺的问题，N-MOSFET的导通电阻最小，能持续流过的电流最大，但是能承受的压降较小，价格也比较能够承受。
本文设计我们采用N-MOSFET进行电源防反接保护。
(1) 二极管防反接电路原理图1 二极管防反接电路原理图从图1可以看出，利用二极管D1的单向导通特性，实现防反接功能，这种方法简单、安全可靠、成本低廉，但是负载Rlo（ad）两端的电压较输入电压Vin少了一个二极管D1的电压，并且负载不能太大（（电阻）不能太小），否则有可能因为电流过大而烧坏二极管D1，就这直接决定了这种电路不能适用于大功率。
(2) N-MOSFET防反接电路原理图2 N-MOSFET防反接电路原理图从图2可以看出，电源电流走向先经过负载然后从Q1 N-MOSFET 的S极出N-MOSFET的D极，由于N-MOSFET的DS之间中存在寄生二极管，所以第一阶段负载两端的电压为：第二阶段由于电源VCC还从R1、R2、Q1流过，由于R1和R2的存在会在Q1 N-MOSFET的GS之间建立压降：这是一个正反馈的原理，当大于Q1 N-MOSFET的GS之间（阈值电压），那么Q1 N-MOSFET的DS之间就会被导通，随着时间增加，N-MOSFET的DS之间就会等效为一个几毫欧姆的电阻，就算在两端流过大电流也不会有很大压降产生。
(图文)防反接保护电路
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,另外还可以用二极管桥对输入做整流，这样电路就永远有正确的极性(图2)。
这些方案的缺点是，二极管上的压降会消耗能量。
输入电流为2A时，图1中的电路功耗为1.4W，图2中电路的功耗为2.8W。
图1，一只串联二极管保护系统不受反向极性影响，二极管有0.7V的压降图2 是一个桥式整流器，不论什么极性都可以正常工作，但是有两个二极管导通，功耗是图1的两倍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的接地端和电源端，其漏极连接被保护电路中PMOS元件的衬底。
若是NMOS，其栅极和源极分别连接被保护电路的电源端和接地端，其漏极连接被保护电路中NMOS元件的衬底。
一旦被保护电路的电源极性反接，保护用场效应管会形成断路，防止电流烧毁电路中的场效应管元件，保护整体电路。
具体N沟道MOS管防反接保护电路电路如图3示图3. NMOS管型防反接保护电路N沟道MOS管通过S管脚和D管脚串接于电源和负载之间，电阻R1为MOS管提供电压偏置，利用MOS管的开关特性控制电路的导通和断开，从而防止电源反接给负载带来损坏。
正接时候，R1提供VGS电压，MOS饱和导通。
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防止电池反接保护的电路设计
用户在使用电池供电产品时常常会误将电池装反(当然，工程师不会犯这
样的错误)。
利用单个二极管或二极管桥可以避免损坏电路，但那会浪费功率，
并由于在电池与系统电源间串入了一或两个二极管压降，使可用的电源电压减小。
在此介绍一个替换方案，不仅解决了反接电池的保护问题，而且还能够自
动纠正反接错误(见下图)。
为消除分立二极管的管压降，选用具有低导通电阻
的DPDT(双刀双掷)开关，用作全波整流器。
当电池如图中所示正确连接时，
上端的开关(S1)位于常闭状态，因为其控制引脚为低电平。
引脚2 到引脚10 间的连接提供了一条从电池到VCC 端的低阻通路。
反之，下端的开关(S2)闭合其
常开触点(未画出)，因为其控制引脚为高电平。
引脚7 到引脚6 导通使电池的
负端与系统地连接。
IC1 内部的ESD 保护二极管可保证电路正常开启，其作用类似于全波整流器。
电池电压高于1V 时，模拟开关内部的MOSFET 导通。
其导通时间低于20ns，能够在电池极性接反时迅速切换电池与系统的连接极性，保证电路正常工作。
电路导通电阻与电池电压有关。
采用4 节NiCd、NiMH 或碱性电池供电时，整
流器各端电阻为2.5Ω(总电阻为5Ω)。
采用2 节电池供电时(2.4V 至3V)，总电阻为10Ω。
IC1 的额定工作电压最高至5.5V，允许通过的连续电流为30mA，
这使该电路非常适合用于无绳电话、便携式音频设备、手持式电子产品及其它
中低电流的应用。
IC1 的超小型10 引脚µMAX封装的占用空间比分立二极管
方案所需的四只引线式小信号二极管更小，几乎与两只SOT-23 双二极管大小
相同。
图1. 该电路检测电池极性，并迅速接通负载或切换电池极性。