硬件工程师都是怎么设计电源正负极反接保护电路的？
功率硬件工程师面试题及答案
功率硬件工程师面试题及答案1.请介绍一下您的功率硬件工程师背景及经验。
答：我持有电气工程硕士学位，有超过8年的功率硬件设计经验。
我曾在ABC公司领导设计团队，成功开发出一款高效能源转换产品，提高了整体系统效率。
2.如何设计具有高效能源转换的功率电路？答：我会从分析负载需求、选择合适的拓扑结构、优化元器件的选型和调整控制策略等方面入手。
举例来说，我在上一职位中设计了一款开关电源，通过在关键区域使用高效能元器件和优化控制算法，实现了高效转换。
3.如何处理功率电路中的EMI/EMC问题？答：我会采用滤波器、屏蔽罩、合适的布线和地线布局等手段，确保系统符合相关的EMI/EMC标准。
在之前的项目中，我成功减小了电源的辐射噪声，通过滤波器和合理的布线减少了传导噪声。
4.请解释什么是电流环路和电压环路？在功率设计中如何考虑这两者？答：电流环路是电源提供给负载的路径，而电压环路则是电源和负载之间的电势路径。
在功率设计中，我会确保电流和电压环路的稳定性，通过合理设计PCB布线，降低电阻和电感，以减小功率损耗。
5.如何选择适当的功率半导体器件？答：选择功率半导体器件时，我会考虑功率需求、频率、效率和成本等因素。
在之前的项目中，我成功选用了一款高效的MOSFET，通过电流和电压的特性匹配，提高了整个系统的效率。
6.请描述您在设计电源管理电路时的经验。
答：我曾负责设计一款多通道电源管理电路，以满足系统各部分的不同功率需求。
通过合理的模块划分和智能功率调节，我成功提升了系统的稳定性和效率。
7.在功率设计中，如何解决过温和过流保护问题？答：我会使用热敏电阻、过流保护芯片等器件，通过实时监测温度和电流，实现过温和过流的精确保护。
在之前的项目中，我设计了一套保护机制，确保系统在极端条件下能够安全运行。
8.请谈谈您在电源转换效率提升方面的经验。
答：我在之前的项目中通过优化控制算法、选择高效元器件和降低开关损耗等手段，成功提高了电源转换效率。
结合实际聊聊防反接电路(防反接电路总结)
结合实际聊聊防反接电路（防反接电路总结）•前言•一、二极管防反接▪ 1.1 基本电路▪ 1.2 桥式整流电路•二、保险丝和二极管防反接•三、MOS管防反接▪ 3.1 PMOS电路▪ 3.2 NMOS电路•结语前言又到了电路小课堂时间，今天我们要聊的是防反接电路，防反接电路是硬件工程师必备的基础知识，在网上已经有大量的防反接电路总结文章，我也查阅了大量文章。
虽然说实用的电路就那么几种，这个可谓英雄所见略同，但是大部分文章的说明部分都一样，那么这就……（不符合我的风格，不浮夸，不将就。
即便是总结，原理可以一样，但是说明照搬那就说不过去了~ ~）说明一下，本文的防反接电路主要针对是单片机系统，因为博主是在智能家居领域工作的，我会结合自己的工作经验，设计的产品来说说这些电路。
一、二极管防反接又是从二极管开始（和MOS管一样，用得这么多，我得写一篇全面认识二极管的文章了），利用PN结的单向导电性（不要钻牛角尖说反向漏电流）。
1.1 基本电路直接在电源入口处串联一个二极管，电路简单，成本低，如下图（本图就是实际使用过的）：在这里插入图片描述上图是最简单也是最常用的防反接方式，上图是二极管接在入口Vin 端，也可以接在GND端，二极管反着接，是一样的效果。
电路分析在单片机系统中，使用此电路一般一般一般只需要注意一个参数：最大整流电流。
首先你在设计自己电路的时候应该知道自己的负载功率，比如一般来说STM32 最小系统，也就是20/30 mA，加上其他的一些传感器，可以知道系统平时运行的功耗，要注意STM32 的功耗是3.3V状态下的，入口电源是 5V 或者 12V，电流需要就更小了，当然不要忘记DC/DC, 或者 LDO 的转换效率之类的。
每个二极管都有一个参数，最大整流电流，比如上图中的SS34：电路设计需要冗余，所以我一般直接使用一个SS34，基本上所有的项目都能满足要求，当然SS34封装稍微大一点。
网上的大部分介绍这个电路的时候都说到，二极管0.7V 的压降，2A电流或者更多电流的时候发热之类，我怎么看？首先，这个说法没有错，理论上就是这么分析的！实际应用我从以下几个点分析：二极管的选型，二极管压降与电流的关系，应用领域。
正负电源电路设计
正负电源电路设计电源电路是电子系统中的一个重要部分，它提供所需的直流电源。
在某些应用中，需要使用正负电源来提供正负电压，如一些放大器、模拟电路和运算放大器等。
正负电源电路的设计需要考虑以下几个方面：1.电源选择：正负电源电路中，通常选用一个正电源和一个负电源作为电源输入。
正电源可使用直流电源适配器或者使用整流电路将交流电转换为直流电。
负电源常通过反相电路将正电源反相得到。
选择合适的电源对电路的性能有重要影响。
2.电压调整：在正负电源电路中，需要提供所需的正负电压。
在选择电源的时候，根据电路所需的电压范围选择合适的电源。
如果电源输出的电压不在需要的电压范围内，可以通过使用稳压二极管、稳压器等电路来调整电源输出的电压。
稳压二极管可以用来限制电源输出的电压范围，稳压器可以将电源输出的电压调整到所需的电压。
3.电流保护：在正负电源电路设计中，电流保护是非常重要的。
在使用负电源时，使用适当的过流保护电路可以防止电流过大损坏电路。
常用的过流保护电路包括电流保险丝或电流限制器等。
4.过压保护：在正负电源电路设计中，还需要考虑过压保护。
过压保护可以防止电源输出的电压超过一定的范围，防止损坏电路。
常用的过压保护电路包括电压比较器、失效检测电路等。
5.发热问题：正负电源电路设计中，还需要考虑发热问题。
一些器件会在工作过程中产生热量，如果不能及时散热，会导致温度升高，影响电路的正常工作。
因此，在设计电源电路时，需要注意散热问题。
可以选择合适的散热器件或者通过设计合理的散热结构来解决发热问题。
6.噪声问题：在正负电源电路中，还需要考虑噪声问题。
噪声是电路工作时产生的一种不希望的信号。
在电源电路中，噪声会对电路的性能产生不良影响。
因此，需要通过合适的滤波电路等来减少噪声。
正负电源电路的设计需要综合考虑以上几个方面，确定电源的选择、电压调整、电流保护、过压保护、发热问题和噪声问题。
通过合理的设计，可以确保正负电源电路的正常工作，并满足电路要求。
电源反接保护国标
电源反接保护国标电源反接保护国标是指为了保护电子设备和用户的安全，在电源设计和使用中制定的一系列规范和标准。
电源反接是指将电源的正负极接反，即将正极接到负极，负极接到正极的操作。
如果在电源设计或使用中发生电源反接，将会导致电子设备的损坏甚至发生火灾、爆炸等严重后果。
因此，制定电源反接保护国标是十分必要的。
电源反接保护国标的制定是为了规范电源设计和使用，以减少电源反接带来的危险。
在电源反接保护国标中，会对电源的设计、接线、标识等方面进行规定，以确保电源的正常使用和用户的安全。
电源反接保护国标中对电源的设计进行了规范。
在设计电源时，需要考虑到电源反接的可能性，并采取相应的措施来避免电源反接造成的危险。
比如，在电源设计中添加反接保护电路，当发生电源反接时，能够及时切断电源，避免电流逆流导致设备损坏或安全事故发生。
电源反接保护国标对电源的接线进行了规定。
在使用电源时，用户需要按照规定的接线方法进行接线，避免电源反接。
国标中会详细说明正负极的接线方法和标识，以便用户正确使用电源，减少电源反接的风险。
电源反接保护国标还对电源的标识进行了规范。
在电源上需要标明正负极的符号和接线方法，以便用户正确连接电源。
标识清晰明确，能够帮助用户正确使用电源，避免电源反接带来的危险。
电源反接保护国标的制定对于保护电子设备和用户的安全具有重要意义。
通过规范电源设计和使用，可以减少电源反接造成的危险，降低事故发生的概率。
同时，电源反接保护国标的存在也提醒用户在使用电源时要格外小心，避免因粗心大意而导致电源反接。
电源反接保护国标的制定对于保障电子设备和用户的安全至关重要。
在电源设计和使用中，遵守电源反接保护国标的规定是保证电源正常运行和使用安全的基础。
只有通过制定和遵守标准，才能有效地减少电源反接带来的危险，保障人们的生命财产安全。
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。
24v电源输入防反接过载电路原理
24v电源输入防反接过载电路原理24V电源输入防反接过载电路原理在电子设备中，电源输入防反接过载电路被广泛应用于保护电路免受反向电压和过载电流的损害。
本文将介绍一种基于24V电源输入的防反接过载电路原理，以及其工作原理和应用场景。
一、原理介绍防反接过载电路的主要功能是防止电源的正负极接反，以及过载电流的流入。
在24V电源输入防反接过载电路中，通常采用二极管和保险丝两种元件来实现。
二、工作原理1. 防反接功能防反接功能是通过二极管实现的。
在电源输入端的正极和负极之间串联一个二极管，使其正向导通，反向截止。
当电源正极和负极接反时，二极管处于反向偏置状态，形成一个高阻抗，阻止电流流入。
2. 过载保护功能过载保护功能是通过保险丝实现的。
在电源输入端的正极和负极之间串联一个合适的保险丝。
当电流超过保险丝额定电流时，保险丝将熔断，切断电路，防止电流过载造成设备损坏。
三、应用场景24V电源输入防反接过载电路广泛应用于需要保护电路免受反向电压和过载电流损害的场景，例如：1. 电子设备：在各种电子设备中，如控制板、开关电源等，防反接过载电路可有效保护设备免受电源接反和过载电流的损害。
2. 汽车电子：在汽车电子系统中，防反接过载电路可防止电池的正负极接反，以及过载电流对汽车电子设备的损坏。
3. 太阳能电池系统：在太阳能电池系统中，防反接过载电路可防止太阳能电池板反向电流流入电池，保护电池免受损坏。
四、总结通过24V电源输入防反接过载电路，可以有效保护电子设备免受反向电压和过载电流的损害。
该电路利用二极管实现防反接功能，通过保险丝实现过载保护功能。
在不同的应用场景下，该电路都能提供可靠的保护机制，确保设备的正常运行。
以上是关于24V电源输入防反接过载电路原理的介绍，希望对读者有所帮助。
通过合理应用防反接过载电路，我们可以提高设备的可靠性和安全性，延长其使用寿命。
硬件开发者之路之：保护电路系列之防反接
硬件开发者之路之：保护电路系列之防反接来源：EETOP 行者无疆（论坛usrname:ICNO.1）的博客地址：/blog/?xhsir520在硬件设计中，关于电路保护的部分是保证系统可靠性的重要一环，电路保护的设计具体也包括很多方面，比如：防反设计，过流保护，过压保护，欠压保护，过热保护等，还包括接口的一些电磁防护设计。
今天来梳理一下相关的电路设计点。
先说说输入电源的防反接保护，这个在实际应用中很有用，因为电源插反的现象无论是生产还是应用都很常见。
一、我们的产品里用的最多的是利用二极管的单向导电性进行设计，这是最简单的一种方式。
缺点也很明显，有PN结的压降，在大电流情况下功耗太大没法用。
二、利用二极管的单向导电性可以实现正负极兼容，这种特点是接反一样正常工作，但是缺点同上，两个二极管导致电压和功耗更大。
三、利用MOS管的低导通电阻特性是目前应用较多的方式。
MOS管这里有个问题是为何DS是反的，和正常使用时不一样。
这里MOS管的防反接主要是寄生二极管在起作用。
NMOS的寄生结构：所以工作过程是：上电时寄生二极管先导通，之后UGS大于开启电压，MOS管导通。
如果按照正常用法，我们看到寄生二极管在反接时导通了，没起到保护作用。
同理PMOS：下面分析一下MOS的寄生二极管和DS电流问题。
我们知道MOS 管是单极子导通器件，通过沟道导通，应该说是不分DS的，事实上也不能说对。
这是NMOS的半导体结构，D和S是在P型的衬底上“挖”出来的，那么D和S到P衬底之间就有PN结，所以正常使用时我们必须把衬底接到低电位（PMOS是连接到高电位）避免寄生的PN结导通，S和B连接在一起，这样的话DS之间就有一个反接的二极管了。
正常我们应用时D端电压为高压，UGS大于VTH导通，而保护电路里反接时寄生的MOS管起到了开启的作用，反正只要有合适的电压带来电场形成反型层沟道，MOS管就能通流工作。
一般NMOS的导通电阻比PMOS小，所以用NMOS的较多。
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。
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硬件工程师都是怎么设计电源正负极反接保护电路
的？
在日常工作中，硬件工程师的很多项目是在洞洞板上完成的，但有存在不小心将电源正负极接反的现象，导致很多电子元器件都烧毁，甚至整块板子都废掉，还得再焊接一块，不知道有什幺好的办法可以解决？
首先粗心不可避免，虽说只是区分正负极两根线，一红一黑，可能接线一次，我们不会出错；接10次线也不会出错，但是1000次？10000呢？这时候就不好说了，由于我们的粗心，导致一些电子元器件和芯片烧坏，主要原因是电流过大使元器件被击穿，所以必须采取防止接反的措施。
今天小编就来给大家好好说道说道，防止接反一般常用的有以下几种方法：
1、二极管串联型防反接保护电路
在正电源输入端串联一个正向二极管，充分利用二极管正向导通、反向截止的特性。
正常情况下，二级管导通，电路板工作。
当电源接反时，二极管截止，电源无法形成回路，电路板不工作，可以有效的防止电源接反的问题。
2、整流桥型防反接保护电路
使用整流桥将电源输入变为无极输入，无论电源正接还是反接，电路板一样正常工作。
以上使用二极管进行防反处理，若采用硅二极管具有0.6~0.8V左右的压。