鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：3858次 | 2021年05月27日
從原因到措施：電池接反如何防止？
只要是電池供電的系統(tǒng)，就一直存在這個(gè)問(wèn)題：您錯(cuò)誤裝入電池，將正負(fù)極裝反，出現(xiàn)反向極性事件。系統(tǒng)暫時(shí)出現(xiàn)故障或永久損壞。
設(shè)計(jì)為適合其裝配的系統(tǒng)的定制電池有助于最大程度減少不正確插入和反向極性的機(jī)會(huì)，但像AAA型、AA型、C型以及D型單體電池等經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)而可靠的現(xiàn)成電池，乃至CR123、CR2和鈕扣鋰離子電池也很容易出故障。
過(guò)去，設(shè)計(jì)人員使用機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)防止與電池端子的電氣接觸（假如未正確插入電池）。但機(jī)械解決方法遠(yuǎn)不完美。它們通常要進(jìn)行特殊加工，因?yàn)閺椈捎|點(diǎn)要控制良好的機(jī)械組件容差，以確保正確插入電池時(shí)接觸良好，但未正確插入不接觸。這些狹小容差可導(dǎo)致長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題，因?yàn)楸匦枋褂玫膹椈珊陀|點(diǎn)可能彎曲或出現(xiàn)故障。即使是正常使用，周而復(fù)始的正常插入，也可能導(dǎo)致接觸疲勞，并且隨著時(shí)間的推移，限制了可靠性。
但盡管有這些限制，機(jī)械解決方法一直存在，因?yàn)樗鼈兪窃O(shè)計(jì)人員可用于防止不正確電池安裝的唯一實(shí)際方法。設(shè)計(jì)為防止由反相電池導(dǎo)致的反向極性事件的電氣解決方法一直存有爭(zhēng)議。
因?yàn)檎２僮鬟^(guò)程中的壓降，通常不選擇使用串聯(lián)二極管。使用二極管接地設(shè)置也不是一個(gè)很好的主意，因?yàn)榉聪驑O性事件可能導(dǎo)致電池危險(xiǎn)放電持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間并使二極管過(guò)熱。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
分立式MOSFET要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且可能未經(jīng)過(guò)優(yōu)化或特定用于以防止反向極性。在反向極性事件過(guò)程中評(píng)估性能的關(guān)鍵規(guī)格可能丟失，并且這可能使設(shè)計(jì)人員不得不從數(shù)據(jù)表上的性能特性得出估計(jì)值并猜測(cè)安全工作時(shí)間期，令人擔(dān)憂。而且，根據(jù)MOSFET的應(yīng)用方式，它們可能要一個(gè)控制器或其他成本高昂的功能。
多功能IC有時(shí)配備有可防止反向極性的電路，這通常明顯新增了電路的復(fù)雜性，因?yàn)樗鼈兡軌蛟谡珘涵h(huán)境中工作，然后在反向極性模式中工作或不被損壞。因此，多功能IC帶來(lái)了巨大的性能和/或成本代價(jià)。由于性價(jià)比權(quán)衡，典型執(zhí)行具有相對(duì)有限的反向偏壓功能（-2V或-6V）。
專用反極性保護(hù)器件是防止錯(cuò)誤插入電池的有效方法
然而最近，專用反向極性保護(hù)器件的出現(xiàn)為設(shè)計(jì)人員供應(yīng)了更可行的電氣可選方法。專用器件（如由飛兆供應(yīng)的器件）代表的是可防止反向極性且性價(jià)比和性能最高的方法之一，是電池供電系統(tǒng)的最佳選擇。
從原因到措施：如何防止電池接反？
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
圖1.顯示的是使用專用器件防止反向極性的電路
此簡(jiǎn)單設(shè)置供應(yīng)持續(xù)可靠的保護(hù)。設(shè)計(jì)要極小的PCB空間，最大程度地減少了電壓損耗，并在反向偏壓條件下快速有效地進(jìn)行響應(yīng)。
整體成本也不錯(cuò)。串聯(lián)肖特基二極管通常比專用反向極性保護(hù)器件更便宜，但一旦工作電流開始增大，基于肖特基方法的總成本也就開始上揚(yáng)。出于性價(jià)比權(quán)衡，專用反向極性保護(hù)器件很可能成為最具吸引力的電子方法。
人們會(huì)繼續(xù)在電池上犯些錯(cuò)誤，但設(shè)計(jì)人員防止小意外的方式也很有可能會(huì)改變。考慮全面后，專用反向極性保護(hù)器件隨著時(shí)間的推移可能會(huì)完全取代復(fù)雜的機(jī)械解決方法。生上述情況。
反向極性是穩(wěn)態(tài)反向偏壓或負(fù)瞬態(tài)的結(jié)果。這是一種危險(xiǎn)的電氣狀況，一旦系統(tǒng)出廠即很難防止。
反向極性風(fēng)險(xiǎn)是各種常見應(yīng)用中的實(shí)際威脅，包括移動(dòng)電子、電池供電系統(tǒng)、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(chǎn)品，或任何經(jīng)受負(fù)電壓熱插拔或電感瞬變的DC器件。支持USB連接和/或USB充電的系統(tǒng)尤其易受影響。
下面是反向極性的一些最常見原因：
●使用第三方生產(chǎn)的售后市場(chǎng)充電器或電源
第三方充電器的市場(chǎng)日益上升，但并非所有充電器都設(shè)計(jì)都具有反向極性防護(hù)。在某些情況下，充電器具有反向電氣觸點(diǎn)或者極性可由用戶設(shè)置，這就為出錯(cuò)留下了空間。
●使用USB的熱插拔功能
總線處于帶電狀態(tài)時(shí)能方便地連接或斷連移動(dòng)設(shè)備意味著熱插拔操作正在新增，熱插拔瞬變的幅度也是如此。這些電感瞬變可將總線擺動(dòng)至反向極性條件。盡管這些擺動(dòng)的時(shí)間往往很短，但幅度很大。超過(guò)20V的電壓軌擺幅已在熱插拔操作中測(cè)量到。此瞬變對(duì)斷開連接的器件和電壓軌上的其他器件都可能會(huì)出現(xiàn)影響。當(dāng)充電電流增大時(shí)，此問(wèn)題只會(huì)更嚴(yán)重。
●使用未正確插入的電池
電池供電的系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障，這是因?yàn)殡姵匚凑_插入，其正負(fù)極插反。關(guān)于AAA型、AA型、C型以及D型單體電池、或CR123、CR2或鈕扣鋰離子電池等使用傳統(tǒng)外形尺寸的器件來(lái)說(shuō)尤其如此。假如正確插入電池，機(jī)械解決方法可防止與電池端子的電氣接觸，但這些解決方法要自含義模制并可經(jīng)受一段時(shí)間后的接觸疲勞。
●發(fā)展我國(guó)家中墻壁插頭的使用
世界上還有一些地方的電力基礎(chǔ)設(shè)施具有較少的保護(hù)要求，因此，電源可在線路上向下傳輸大電壓瞬變。室內(nèi)布線使情況變得更糟。過(guò)去，傳統(tǒng)白熾燈能有助于吸收和抑制電源線上的瞬態(tài)能量，但像LED和CFL等新類型產(chǎn)品沒(méi)有相同的抑制特性。通過(guò)移動(dòng)至LED和CFL的節(jié)能工作可能出現(xiàn)從未遇到過(guò)的問(wèn)題。
●將器件插入汽車（或飛機(jī)、火車等）的電源
在許多情況下，交通供電中的電源適配器包括反向極性保護(hù)，但也有例外，特別是在低成本替代產(chǎn)品中。不知情的用戶只是將器件插入汽車的打火機(jī)插孔中就可能導(dǎo)致反向極性事件，因?yàn)樗麤](méi)有意識(shí)到打火機(jī)插孔可導(dǎo)致器件故障。
由于有太多方式可觸發(fā)反向極性事件，設(shè)計(jì)人員務(wù)必盡其所能在系統(tǒng)出廠前防止反向極性以免造成損壞。
