連接電源時極性不正確是很容易犯的錯誤。幸運(yùn)的是，保護(hù)您的設(shè)備免受反極性的影響也很容易。
　　當(dāng)您顛倒設(shè)備電源的極性時，可能會發(fā)生不好的事情。交換正極和負(fù)極電源線可能是讓閃亮的新 PCB“排出煙霧”的主要方法，這實(shí)際上比造成某種微妙的損壞而導(dǎo)致令人困惑或間歇性故障更好。在測試和開發(fā)階段之后也可能發(fā)生反極性。設(shè)備的設(shè)計(jì)通常會防止最終用戶錯誤地插入電源線，但即使是我們中最好的人也可能偶爾會在不查看極性圖的情況下插入電池......
　　我更喜歡使用任何可用的方法來使反向極性在物理上不可能，但最重要的是，除非電路本身能夠承受反向電源電壓，否則該設(shè)備永遠(yuǎn)不會真正安全。在本文中，我們將研究兩種簡單但高效的方法，使您的電路能夠抵御電源極性故障。
　　什么是反極性保護(hù)二極管？
　　事實(shí)上，您可以使用二極管獲得反極性保護(hù)。是的，您只需要一個二極管即可。這確實(shí)有效，但當(dāng)然更復(fù)雜的解決方案可以提供卓越的性能?！　∵@里的想法是將二極管與電源線串聯(lián)。

　　如果您不熟悉這項(xiàng)技術(shù)，一開始可能會覺得有點(diǎn)奇怪：二極管可以改變施加電壓的極性嗎？它真的可以將下游電路與施加的電壓“隔離”嗎？
　　它當(dāng)然不能“撤銷”反向極性，但它可以將電路的其余部分與這種情況隔離，因?yàn)楫?dāng)陰極電壓高于陽極電壓時它不會傳導(dǎo)電流。因此，在極性相反的情況下，破壞性的反向電流無法流動，并且負(fù)載兩端的電壓與反向電源電壓不同，因?yàn)槎O管的功能類似于開路。　　上面顯示的LTspice原理圖使我們能夠研究基于二極管的保護(hù)電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)行為。電源電壓最初為 0 V，然后突然變?yōu)?–3 V。我的想法是模擬錯誤插入兩節(jié) 1.5 V 電池（或一節(jié) 3 V 電池）的效果。仿真包括負(fù)載電阻（對應(yīng)于消耗約 3 mA 的電路）和負(fù)載電容（對應(yīng)于一些 IC 的去耦電容）。

　　您可以看到一些反向（即陰極到陽極）電流確實(shí)流過二極管。瞬態(tài)電流很小，長期電流也很小。然而，電流正在流動，因此陰極側(cè)并未完全浮置；相反，負(fù)載電路上存在非常小的反向電壓。但這不是穩(wěn)態(tài)條件。如果我們將模擬延長到 300 毫秒，我們會看到以下結(jié)果：

　　因此，當(dāng)負(fù)載電容充電并變成開路時，電流降至零（或更準(zhǔn)確地說，根據(jù) LTspice 的說法，降至 0.001 飛安），因此負(fù)載兩端不存在反向電壓。這里的結(jié)論是二極管并不完美，但就我而言，它已經(jīng)足夠接近了，因?yàn)槲覠o法想象任何實(shí)際電路都會受到約 100 毫秒的幾微伏反極性的負(fù)面影響。
　　優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
　　現(xiàn)在這個電路的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)該很明顯了：它便宜、極其簡單并且非常有效。但肯定有一些缺點(diǎn)需要考慮：
　　在正常工作期間，二極管的典型值下降約 0.6V。這可能是電源電壓的很大一部分，并且隨著電池電壓降低，設(shè)備可能會過早停止工作。
　　任何有電壓降和電流流過的組件都會消耗功率。如果消耗的能量來自電池，則二極管會縮短電池壽命。對于經(jīng)歷反極性風(fēng)險非常低的設(shè)備來說，這可能不是可接受的權(quán)衡。
　　使用肖特基二極管提供反極性保護(hù)
　　減輕上述兩個缺點(diǎn)的一個簡單方法是使用肖特基二極管代替普通二極管。這種方法減少了電壓損失和功耗。我不確定肖特基二極管可以降到多低，但在某些情況下，正向電壓可以低于 300 mV?！　∵@是新的模擬電路：

　　以下規(guī)格為您提供了 BAT54 二極管的正向電壓特性示例：

　　該表取自此 Vishay 數(shù)據(jù)表。

　　這是基于肖特基的反極性保護(hù)電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)圖。

　　您可以看到負(fù)載上的反向電流和反向電壓比我們在非肖特基二極管中觀察到的要大得多。這種較高的反向漏電流是肖特基二極管的一個已知缺點(diǎn)，盡管在這個特定應(yīng)用中，反向電流仍然遠(yuǎn)低于任何會引起嚴(yán)重問題的電流。因此，當(dāng)談到反極性保護(hù)時，肖特基二極管絕對是首選。