隻要是電池供電的係統
，就一直存在這個問題： 您錯誤裝入電池，將正負極裝反，產生反向極性事件。係統暫時出現故障或永久損壞。

設計為適合其裝配的係統的定製電池有助於最大程度減少不正確插入和反向極性的機會

，但像AAA型
、AA型
、C型以及D型單體電池等經過檢驗而可靠的現成電池
，乃至CR123、CR2和鈕扣鋰電池也很容易出故障。

過去，設計人員使用機械結構來避免與電池端子的電氣接觸（如果未正確插入電池）。但(dan)機(ji)械(xie)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)遠(yuan)不(bu)完(wan)美(mei)。它(ta)們(men)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)特(te)殊(shu)加(jia)工(gong)，因(yin)為(wei)彈(dan)簧(huang)觸(chu)點(dian)需(xu)要(yao)控(kong)製(zhi)良(liang)好(hao)的(de)機(ji)械(xie)組(zu)件(jian)容(rong)差(cha)
，以(yi)確(que)保(bao)正(zheng)確(que)插(cha)入(ru)電(dian)池(chi)時(shi)接(jie)觸(chu)良(liang)好(hao)
，但(dan)未(wei)正(zheng)確(que)插(cha)入(ru)不(bu)接(jie)觸(chu)。這(zhe)些(xie)狹(xia)小(xiao)容(rong)差(cha)可(ke)導(dao)致(zhi)長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti)
，因(yin)為(wei)必(bi)需(xu)使(shi)用(yong)的(de)彈(dan)簧(huang)和(he)觸(chu)點(dian)可(ke)能(neng)彎(wan)曲(qu)或(huo)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)。即(ji)使(shi)是(shi)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)
，周(zhou)而(er)複(fu)始(shi)的(de)正(zheng)常(chang)插(cha)入(ru)
，也(ye)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)接(jie)觸(chu)疲(pi)勞(lao)，並(bing)且(qie)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)，限(xian)製(zhi)了(le)可(ke)靠(kao)性(xing)。

danjinguanyouzhexiexianzhi，jixiejiejuefanganyizhicunzai，yinweitamenshishejirenyuankeyongyufangzhibuzhengquedianchianzhuangdeweiyishijifangan。shejiweifangzhiyoufanxiangdianchidaozhidefanxiangjixingshijiandedianqijiejuefanganyizhicunyouzhengyi。

因yin為wei正zheng常chang操cao作zuo過guo程cheng中zhong的de壓ya降jiang
，通tong常chang不bu選xuan擇ze使shi用yong串chuan聯lian二er極ji管guan。使shi用yong二er極ji管guan接jie地di設she置zhi也ye不bu是shi一yi個ge很hen好hao的de主zhu意yi，因yin為wei反fan向xiang極ji性xing事shi件jian可ke能neng導dao致zhi電dian池chi危wei險xian放fang電dian持chi續xu很hen長chang時shi間jian並bing使shi二er極ji管guan過guo熱re。

分立式MOSFETxuyaofuzadejiegou，bingqiekenengweijingguoyouhuahuotedingyongyuyifangzhifanxiangjixing。zaifanxiangjixingshijianguochengzhongpingguxingnengdeguanjianguigekenengdiushi
，bingqiezhekenengshishejirenyuanbudebucongshujubiaoshangdexingnengtexingdechugujizhibingcaiceanquangongzuoshijianqi，lingrendanyou。erqie，genjuMOSFET的應用方式，它們可能需要一個控製器或其他成本高昂的功能。

多功能IC有(you)時(shi)配(pei)備(bei)有(you)可(ke)防(fang)止(zhi)反(fan)向(xiang)極(ji)性(xing)的(de)電(dian)路(lu)，這(zhe)通(tong)常(chang)明(ming)顯(xian)增(zeng)加(jia)了(le)電(dian)路(lu)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)能(neng)夠(gou)在(zai)正(zheng)偏(pian)壓(ya)環(huan)境(jing)中(zhong)工(gong)作(zuo)，然(ran)後(hou)在(zai)反(fan)向(xiang)極(ji)性(xing)模(mo)式(shi)中(zhong)工(gong)作(zuo)或(huo)不(bu)被(bei)損(sun)壞(huai)。因(yin)此(ci)，多(duo)功(gong)能(neng)IC帶來了巨大的性能和/或成本代價。由於性價比權衡，典型實施具有相對有限的反向偏壓功能（-2 V或-6 V）。
[page]

專用反極性保護器件是防止錯誤插入電池的有效方法

然而最近，專用反向極性保護器件的出現為設計人員提供了更可行的電氣可選方案。專用器件（如由飛兆提供的器件）代表的是可防止反向極性且性價比和性能最高的方法之一，是電池供電係統的極佳選擇。

圖1. 顯示的是使用專用器件防止反向極性的電路

此簡單設置提供持續可靠的保護。設計需要極小的PCB空間，最大程度地減少了電壓損耗
，並在反向偏壓條件下快速有效地進行響應。

zhengtichengbenyebucuo。chuanlianxiaotejierjiguantongchangbizhuanyongfanxiangjixingbaohuqijiangengbianyi

，danyidangongzuodianliukaishizengda，jiyuxiaotejifangfadezongchengbenyejiukaishishangyang。chuyuxingjiabiquanheng，zhuanyongfanxiangjixingbaohuqijianhenkenengchengweizuijuxiyinlidedianzifangfa。

人(ren)們(men)會(hui)繼(ji)續(xu)在(zai)電(dian)池(chi)上(shang)犯(fan)些(xie)錯(cuo)誤(wu)，但(dan)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)防(fang)止(zhi)小(xiao)意(yi)外(wai)的(de)方(fang)式(shi)也(ye)很(hen)有(you)可(ke)能(neng)會(hui)改(gai)變(bian)。考(kao)慮(lv)全(quan)麵(mian)後(hou)

，專(zhuan)用(yong)反(fan)向(xiang)極(ji)性(xing)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)可(ke)能(neng)會(hui)完(wan)全(quan)取(qu)代(dai)複(fu)雜(za)的(de)機(ji)械(xie)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

反極性形成原因及對此可采取的措施

沒有人希望他們的係統出現故障，甚至更嚴重的起火燃燒。但如果允許反向極性進行破壞，就可能會發生上述情況。

反向極性是穩態反向偏壓或負瞬態的結果。這是一種危險的電氣狀況，一旦係統出廠即很難防止。

反向極性風險是各種常見應用中的實際威脅
，包括移動電子
、電池供電係統
、連接至汽車電源的器件
、直流供電的玩具
、具有桶插孔連接器的產品，或任何經受負電壓熱插拔或電感瞬變的DC器件。支持USB連接和/或USB充電的係統尤其易受影響。

下麵是反向極性的一些最常見原因：

●使用第三方生產的售後市場充電器或電源

第(di)三(san)方(fang)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)市(shi)場(chang)日(ri)益(yi)增(zeng)長(chang)
，但(dan)並(bing)非(fei)所(suo)有(you)充(chong)電(dian)器(qi)都(dou)設(she)計(ji)都(dou)具(ju)有(you)反(fan)向(xiang)極(ji)性(xing)防(fang)護(hu)。在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，充(chong)電(dian)器(qi)具(ju)有(you)反(fan)向(xiang)電(dian)氣(qi)觸(chu)點(dian)或(huo)者(zhe)極(ji)性(xing)可(ke)由(you)用(yong)戶(hu)設(she)置(zhi)

，這(zhe)就(jiu)為(wei)出(chu)錯(cuo)留(liu)下(xia)了(le)空(kong)間(jian)。

●使用USB的“熱插拔”功能

總線處於帶電狀態時能方便地連接或斷連移動設備意味著“熱插拔”caozuozhengzaizengjia，rechabashunbiandefuduyeshiruci。zhexiedianganshunbiankejiangzongxianbaidongzhifanxiangjixingtiaojian。jinguanzhexiebaidongdeshijianwangwanghenduan
，danfuduhenda。chaoguo±20 V的電壓軌擺幅已在“熱插拔”操作中測量到。此瞬變對斷開連接的器件和電壓軌上的其他器件都可能會產生影響。當充電電流增大時，此問題隻會更嚴重。

●使用未正確插入的電池

電池供電的係統可能出現故障，這是因為電池未正確插入，其正負極插反。對於AAA型、AA型

、C型以及D型單體電池、或CR123、CR2或(huo)鈕(niu)扣(kou)鋰(li)電(dian)池(chi)等(deng)使(shi)用(yong)傳(chuan)統(tong)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)的(de)器(qi)件(jian)來(lai)說(shuo)尤(you)其(qi)如(ru)此(ci)。如(ru)果(guo)正(zheng)確(que)插(cha)入(ru)電(dian)池(chi)，機(ji)械(xie)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可(ke)防(fang)止(zhi)與(yu)電(dian)池(chi)端(duan)子(zi)的(de)電(dian)氣(qi)接(jie)觸(chu)，但(dan)這(zhe)些(xie)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)需(xu)要(yao)自(zi)定(ding)義(yi)模(mo)製(zhi)並(bing)可(ke)經(jing)受(shou)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)後(hou)的(de)接(jie)觸(chu)疲(pi)勞(lao)。

●發展中國家中牆壁插頭的使用

shijieshanghaiyouyixiedifangdedianlijichusheshijuyoujiaoshaodebaohuyaoqiu


，yinci
，dianyuankezaixianlushangxiangxiachuanshudadianyashunbian。shineibuxianshiqingkuangbiandegengzao。guoqu，chuantongbaichidengnengyouzhuyuxishouheyizhidianyuanxianshangdeshuntainengliang，danxiangLED和CFL等新類型產品沒有相同的抑製特性。通過移動至LED和CFL的節能工作可能產生從未遇到過的問題。

●將器件插入汽車（或飛機、火車等）的電源

在zai許xu多duo情qing況kuang下xia，交jiao通tong供gong電dian中zhong的de電dian源yuan適shi配pei器qi包bao括kuo反fan向xiang極ji性xing保bao護hu，但dan也ye有you例li外wai，特te別bie是shi在zai低di成cheng本ben替ti代dai產chan品pin中zhong。不bu知zhi情qing的de用yong戶hu隻zhi是shi將jiang器qi件jian插cha入ru汽qi車che的de打da火huo機ji插cha孔kong中zhong就jiu可ke能neng導dao致zhi反fan向xiang極ji性xing事shi件jian
，因yin為wei他ta沒mei有you意yi識shi到dao打da火huo機ji插cha孔kong可ke導dao致zhi器qi件jian故gu障zhang。

由於有太多方式可觸發反向極性事件
，設計人員務必盡其所能在係統出廠前防止反向極性以免造成損壞。
[page]

小於100mA係統中反極性的最佳保護方法

低電流係統 — 即工作電流低於100 mA或200 mA的係統 — 涵蓋各種應用，從安全係統和火警報警器到適用於樓宇自動化、公共地址和數據網絡的係統。

qizhongbaokuoxuduobutongdegongzuohuanjing
，shejirenyuanwufashizhongyuceqixitongjiangyihezhongfangshizaihechushiyong。genjujutiqingkuang，xitongkenengbaoluyuwentaifanxiangpianyahuofushunbiandengbuliangdianqitiaojianxia
，zhekenengdaozhifanxiangjixingshijianbingsunhuaixitong。

結(jie)果(guo)可(ke)能(neng)如(ru)同(tong)電(dian)氣(qi)故(gu)障(zhang)那(na)麼(me)簡(jian)單(dan)，但(dan)如(ru)果(guo)情(qing)況(kuang)很(hen)嚴(yan)重(zhong)，則(ze)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)火(huo)災(zai)。因(yin)此(ci)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)增(zeng)加(jia)電(dian)路(lu)來(lai)防(fang)止(zhi)反(fan)向(xiang)極(ji)性(xing)帶(dai)來(lai)的(de)負(fu)麵(mian)效(xiao)應(ying)並(bing)不(bu)罕(han)見(jian)。

youduozhongfangfakeshixianzheyidian，danduiyudidianliuyingyong，qixiaolvtongchangjiaoshaochengweiwenti。zhiyaoxitongkenaishougonghaobingqiegongzuodianyayajiangyugefangfaxiangguanlian，jikeshiyongchuanlianPN或肖特基二極管這兩種簡單方法來達到目的。

串聯PN二極管

如果設計可接受較大的串聯壓降(±1 V)
，或可能有高電壓反向瞬變(> 200 V)，那麼使用串聯PN二極管是個不錯的選擇。圖2提供了設計示例。這是可提供快速阻斷
、可重置功能和高擊穿電壓的簡單低成本解決方案。

圖2：串聯二極管方法

此二極管的功耗最少

，因此較少需要散熱片，且成本較低。隻要器件在正常操作或可能的故障條件期間不過熱
，係統就會正常工作。

即(ji)便(bian)如(ru)此(ci)，該(gai)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)並(bing)非(fei)適(shi)用(yong)於(yu)每(mei)個(ge)設(she)計(ji)。成(cheng)本(ben)優(you)勢(shi)很(hen)快(kuai)會(hui)隨(sui)著(zhe)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)的(de)上(shang)升(sheng)而(er)消(xiao)失(shi)。而(er)且(qie)，在(zai)較(jiao)高(gao)電(dian)流(liu)下(xia)，功(gong)耗(hao)越(yue)大(da)，最(zui)終(zhong)所(suo)需(xu)的(de)二(er)極(ji)管(guan)也(ye)就(jiu)越(yue)大(da)越(yue)昂(ang)貴(gui)，需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)導(dao)熱(re)性(xing)更(geng)好(hao)的(de)封(feng)裝(zhuang)和(he)散(san)熱(re)結(jie)構(gou)。

此外，在低電壓係統中(≤5V)
，二極管壓降可能需要額外下遊升壓電路，這就使本來預計為低成本的方法實際上變得很昂貴。

因此，在使用PN二極管方法之前務必記住這幾條。

串聯肖特基二極管

類似但應用更廣泛的方法是使用串聯肖特基二極管代替串聯PN二極管。該壓降更低一點(±0.6 V)而且設計消耗的功率更少。

圖3顯示的是肖特基二極管的設置。此配置提供出色的阻斷、簡單的設計導入和低成本。其還可重置並且可能支持相對較高的擊穿電壓(> 200 V)。

圖3：串聯肖特基二極管方法

壓降較低可減少與傳統PN二極管有關的熱管理需求，而這可能實現更小且成本更低的封裝。

盡管如此，仍需要小心，因為壓降對於許多應用來說可能仍過高。而且
，盡管肖特基二極管的工作範圍比串聯PN二極管的廣，此方法的最佳應用仍是使用低於200 mA的電流且具有更高電壓(>5 V)的應用。

結論

無wu論lun采cai用yong哪na一yi種zhong方fang法fa，都dou要yao考kao慮lv壓ya降jiang和he功gong耗hao這zhe兩liang個ge主zhu要yao方fang麵mian。假jia設she這zhe兩liang個ge參can數shu都dou在zai可ke接jie受shou範fan圍wei內nei，那na麼me兩liang種zhong方fang法fa都dou能neng以yi低di成cheng本ben有you效xiao地di保bao護hu低di電dian流liu係xi統tong
，使shi其qi免mian受shou反fan向xiang極ji性xing事shi件jian可ke能neng導dao致zhi的de損sun壞huai。如ru果guo壓ya降jiang或huo功gong耗hao成cheng問wen題ti，則ze可ke考kao慮lv飛fei兆zhao的deFR器件等有源解決方案。

相關閱讀：

如何設置安全的鋰電池保護電路
http://0-fzl.cn/cp-art/80022503
電池反接不用愁，反接保護電路設計解你憂
http://0-fzl.cn/cp-art/80022391