電子產品要正常工作，就離不開電源。像手機、智能手環這種消費類電子，其充電接口都是標準的接插件，不存在接線的情況，更不會存在電源接反的情況。但是，在工業、自動化應用中，有很多產品是需要手動接線的，即使操作人員做事情再認真，也難免會出錯。如果把電源線接反了，可能會導致產品被燒掉。那如果在設計產品的時候，就考慮了電源防接反而設計了防接反電路是不是會方便很多呢？今天就來討論一下如何實現電源防接反，電源防接反的電路有哪些。

1.使用二極管防止電源接反二極管就有單向導電的特性，在二極管的兩端加上合適的正向電壓后，二極管導通；而如果加上反向電壓后，二極管截止。利用二極管的這個特性可以實現電源的防接反電路，將二極管正向串聯在電路中即可。使用二極管搭建的電源防接反電路如圖2所示。圖2- 二極管防反接電路二極管防反接電路分析將二極管正向串聯在電路中，如果電源接線正確的話，PN節正偏使二極管導通，負載得電工作，二極管產生(0.7-3)V的電壓降。

如果二極管反接的話，PN節處于反偏狀態，電阻非常大，電路不通，從而保護了負載的安全。電路仿真電路仿真如圖3所示，左圖電源的接線是正確的，負載LED被點亮；右圖電源的接線反了，負載LED不工作。由此可見二極管可以實現電源防反接功能，電源接反后，電路不通，負載不工作，而不會把負載燒壞。圖3 - 電路仿真二極管防反接電路的優缺點分析該電路的優點很明顯，電路簡單，實用性較強，關鍵成本很低。但是卻存在幾個缺點，如下：缺點一，二極管具有正向電壓降，壓降范圍為(0.7-3)V，對于低電壓而言可能不適用，分壓后可能導致負載電壓不夠。缺點二，二極管的耐壓很高，但是過電流能力有限，例如4007二極管的最大正向連續電流約為1A。MOS管是一種壓控型的半導體器件，應用廣泛，可以分為P-MOS和N-MOS，具有三個電極，分別為柵極G、漏極D和源極S。

可以使用該器件來實現電源的防反接，使用P-MOS實現防反接的電路示意圖如圖4所示。圖4 - PMOS防反接電路P-MOS防反接電路分析P-MOS的導通條件時柵極和源極之間的電壓VGS<0時導通，否則截止，利用P-MOS防電源反接時，P-MOS接在高側，即靠近電源正極一側。當電源接線正確時，假設電源電壓為U，柵極S為低電平，由于寄生二極管的原因，使得源極S的電位為U-0.7，所以VGS<0,P-MOS管導通，從而使負載得電，電路正常工作。當電源反接時，柵極S為高電平，VGS>0，所以P-MOS不導通，電路不工作。P-MOS防反接電路仿真仿真電路圖如圖5所示。左圖是電源接線正確的電路圖，發光二極管被點亮；右圖是電源接線錯誤的電路圖，發光二極管不工作。圖5- PMOS仿真電路P-MOS防反接注意事項/優缺點P-MOS要接在電源的正極一側，并且要將寄生二極管正向串聯在電路中，其工作原理正是利用了二極管的單向導電特性，這個應用要和P-MOS的開關應用區分開。其優點就是導通壓降小，因為MOS管的導通內阻非常小，所以壓降非常小。3.使用N-MOS防止電源接反N-MOS防電源反接的電路和P-MOS的工作原理是一樣的，只不過N-MOS需要接在電源負極一側，即低端。N-MOS防反接的電路示意圖如圖6所示。圖6- NMOS實現電源防反接電路N-MOS防反接電路分析N-MOS的導通條件時柵極和源極之間的電壓VGS>0時導通，否則截止，利用N-MOS防電源反接時，N-MOS接在低側，即靠近電源負極一側。當電源接線正確時，假設電源電壓為U，柵極S為高電平U，由于寄生二極管的原因，使得源極S的電位為0.7，所以VGS>0,N-MOS管導通，從而使負載得電，電路正常工作。

當電源反接時，柵極S為低電平，VGS=0，所以N-MOS不導通，電路不工作。N-MOS防反接電路仿真N-MOS仿真電路圖如圖7所示。左圖是接線正確的電路圖，右圖是接線錯誤的電路圖。接線正確時負載工作，接線錯誤時電路不通。圖7 - NMOS仿真電路N-MOS防反接注意事項/優缺點NMOS需要接在電源的低側，即靠近負極的一側，其防止反接的原理與P-MOS防反接原理一致，寄生二極管也是正向串聯在電路中，NMOS導通后將寄生二極管短路掉。其優點，因為MOS管的導通電阻非常小，只有幾個mΩ，所以壓降非常小。與P-MOS相比，同系列N-MOS的內阻更小。

4.使用整流橋實現電源接線的無極性除了防反接之外，還可以使用整流橋實現電源的無極性，即電源正接、反接都可以，電路都可以正常工作。整流橋是由四個二極管所構成的電路，經常用在交流轉直流的整流電路中，在交流的每個周期有兩個二極管同時導通而另外兩個二極管截止，依次輪換。整流橋仿真電路整流橋所實現的仿真電路如圖8所示。從圖8可以看出，不管電源正接還是反接，負載LED都能發光，所以整流橋實現了電源的無極性。圖8 - 整流橋仿真電路整流橋防反接電路分析四個二極管組成了整流橋，在不同極性下，只有兩個二極管導通工作，另外兩個處于截止狀態，圖8也畫出了不同電源接法下，電流的方向，從圖中可以看出，只有對橋臂的兩個二極管導通，而另外兩個二極管截止。這也是整流電路的原理。整流橋防反接電路優缺點分析該電路不再對電源的極性有要求，實現了電源的任意接法，這時最大的優點。但缺點是，因為二極管的正向壓降，不適用于低電壓的電路，而且過電流能力較差。電源防反接技術總結上邊介紹的幾種方案都跟二極管有關系，都是利用了二極管的單向導電特性，但是受限于二極管的正向電流和正向導通壓降，不適用于大電流應用和電壓較低的應用。