鉅大LARGE | 點擊量：3940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)，就一直存在這個問題：您錯誤裝入電池，將正負極裝反，出現(xiàn)反向極性事件。系統(tǒng)暫時出現(xiàn)故障或永久損壞。
設計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會，但像AAA型、AA型、C型以及D型單體電池等經(jīng)過檢驗而可靠的現(xiàn)成電池，乃至CR123、CR2和鈕扣鋰離子電池也很容易出故障。
過去，設計人員使用機械結構來防止與電池端子的電氣接觸（假如未正確插入電池）。但機械解決方法遠不完美。它們通常要進行特殊加工，因為彈簧觸點要控制良好的機械組件容差，以確保正確插入電池時接觸良好，但未正確插入不接觸。這些狹小容差可導致長期穩(wěn)定性問題，因為必需使用的彈簧和觸點可能彎曲或出現(xiàn)故障。即使是正常使用，周而復始的正常插入，也可能導致接觸疲勞，并且隨著時間的推移，限制了可靠性。
但盡管有這些限制，機械解決方法一直存在，因為它們是設計人員可用于防止不正確電池安裝的唯一實際方法。設計為防止由反相電池導致的反向極性事件的電氣解決方法一直存有爭議。
因為正常操作過程中的壓降，通常不選擇使用串聯(lián)二極管。使用二極管接地設置也不是一個很好的主意，因為反向極性事件可能導致電池危險放電持續(xù)很長時間并使二極管過熱。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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要復雜的結構，并且可能未經(jīng)過優(yōu)化或特定用于以防止反向極性。在反向極性事件過程中評估性能的關鍵規(guī)格可能丟失，并且這可能使設計人員不得不從數(shù)據(jù)表上的性能特性得出估計值并猜測安全工作時間期，令人擔憂。而且，根據(jù)MOSFET的應用方式，它們可能要一個控制器或其他成本高昂的功能。
多功能IC有時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雜性，因為它們能夠在正偏壓環(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帶來了巨大的性能和/或成本代價。由于性價比權衡，典型執(zhí)行具有相對有限的反向偏壓功能（-2V或-6V）。
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(xiàn)為設計人員供應了更可行的電氣可選方法。專用器件（如由飛兆供應的器件）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，是電池供電系統(tǒng)的最佳選擇。
從原因到措施：如何防止電池接反？
圖1.顯示的是使用專用器件防止反向極性的電路
此簡單設置供應持續(xù)可靠的保護。設計要極小的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行響應。
整體成本也不錯。串聯(lián)肖特基二極管通常比專用反向極性保護器件更便宜，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。出于性價比權衡，專用反向極性保護器件很可能成為最具吸引力的電子方法。
人們會繼續(xù)在電池上犯些錯誤，但設計人員防止小意外的方式也很有可能會改變?？紤]全面后，專用反向極性保護器件隨著時間的推移可能會完全取代復雜的機械解決方法。生上述情況。
反向極性是穩(wěn)態(tài)反向偏壓或負瞬態(tài)的結果。這是一種危險的電氣狀況，一旦系統(tǒng)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)的售后市場充電器或電源
第三方充電器的市場日益上升，但并非所有充電器都設計都具有反向極性防護。在某些情況下，充電器具有反向電氣觸點或者極性可由用戶設置，這就為出錯留下了空間。
●使用USB的熱插拔功能
總線處于帶電狀態(tài)時能方便地連接或斷連移動設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至反向極性條件。盡管這些擺動的時間往往很短，但幅度很大。超過20V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出現(xiàn)影響。當充電電流增大時，此問題只會更嚴重。
●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，這是因為電池未正確插入，其正負極插反。關于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)外形尺寸的器件來說尤其如此。假如正確插入電池，機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)受一段時間后的接觸疲勞。
●發(fā)展我國家中墻壁插頭的使用
世界上還有一些地方的電力基礎設施具有較少的保護要求，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)品沒有相同的抑制特性。通過移動至LED和CFL的節(jié)能工作可能出現(xiàn)從未遇到過的問題。
●將器件插入汽車（或飛機、火車等）的電源
在許多情況下，交通供電中的電源適配器包括反向極性保護，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插孔中就可能導致反向極性事件，因為他沒有意識到打火機插孔可導致器件故障。
由于有太多方式可觸發(fā)反向極性事件，設計人員務必盡其所能在系統(tǒng)出廠前防止反向極性以免造成損壞。
