防止错误插入电池的新设计方案

疲劳。

　　●发展中国家中墙壁插头的使用

　　世界上还有一些地方的电力基础设施具有较少的保护要求，因此，电源可在线路上向下传输大电压瞬变。室内布线使情况变得更糟。过去，传统白炽灯能有助于吸收和抑制电源线上的瞬态能量，但像LED和CFL等新类型产品没有相同的抑制特性。通过移动至LED和CFL的节能工作可能产生从未遇到过的问题。

　　●将器件插入汽车（或飞机、火车等）的电源

　　在许多情况下，交通供电中的电源适配器包括反向极性保护，但也有例外，特别是在低成本替代产品中。不知情的用户只是将器件插入汽车的打火机插孔中就可能导致反向极性事件，因为他没有意识到打火机插孔可导致器件故障。

　　由于有太多方式可触发反向极性事件，设计人员务必尽其所能在系统出厂前防止反向极性以免造成损坏。

　　小于100mA系统中反极性的最佳保护方法

　　低电流系统-即工作电流低于100mA或200mA的系统-涵盖各种应用，从安全系统和火警报警器到适用于楼宇自动化、公共地址和数据网络的系统。

　　其中包括许多不同的工作环境，设计人员无法始终预测其系统将以何种方式在何处使用。根据具体情况，系统可能暴露于稳态反向偏压或负瞬变等不良电气条件下，这可能导致反向极性事件并损坏系统。

　　结果可能如同电气故障那么简单，但如果情况很严重，则可能导致火灾。因此，设计人员增加电路来防止反向极性带来的负面效应并不罕见。

　　有多种方法可实现这一点，但对于低电流应用，其效率通常较少成为问题。只要系统可耐受功耗并且工作电压压降与各方法相关联，即可使用串联PN或肖特基二极管这两种简单方法来达到目的。

　　串联PN二极管

　　如果设计可接受较大的串联压降(±1V)，或可能有高电压反向瞬变(>200V)，那么使用串联PN二极管是个不错的选择。图2提供了设计示例。这是可提供快速阻断、可重置功能和高击穿电压的简单低成本解决方案。

　　图2：串联二极管方法

　　此二极管的功耗最少，因此较少需要散热片，且成本较低。只要器件在正常操作或可能的故障条件期间不过热，系统就会正常工作。

　　即便如此，该解决方案并非适用于每个设计。成本优势很快会随着工作电流的上升而消失。而且，在较高电流下，功耗越大，最终所需的二极管也就越大越昂贵，需要采用导热性更好的封装和散热结构。

　　此外，在低电压系统中(≤5V)，二极管压降可能需要额外下游升压电路，这就使本来预计为低成本的方法实际上变得很昂贵。

　　因此，在使用PN二极管方法之前务必记住这几条。

　　串联肖特基二极管

　　类似但应用更广泛的方法是使用串联肖特基二极管代替串联PN二极管。该压降更低一点(±0.6V)而且设计消耗的功率更少。

　　图3显示的是肖特基二极管的设置。此配置提供出色的阻断、简单的设计导入和低成本。其还可重置并且可能支持相对较高的击穿电压(>200V)。

　　图3：串联肖特基二极管方法

　　压降较低可减少与传统PN二极管有关的热管理需求，而这可能实现更小且成本更低的封装。

　　尽管如此，仍需要小心，因为压降对于许多应用来说可能仍过高。而且，尽管肖特基二极管的工作范围比串联PN二极管的广，此方法的最佳应用仍是使用低于200mA的电流且具有更高电压(>5V)的应用。

　　结论

　　无论采用哪一种方法，都要考虑压降和功耗这两个主要方面。假设这两个参数都在可接受范围内，那么两种方法都能以低成本有效地保护低电流系统，使其免受反向极性事件可能导致的损坏。如果压降或功耗成问题，则可考虑飞兆的FR器件等有源解决方案。