防止电池反接保护的电路设计

用户在使用电池供电产品时常常会误将电池装反(当然，工程师不会犯这样的错误)。利用单个二极管或二极管桥可以避免损坏电路，但那会浪费功率，并由于在电池与系统电源间串入了一或两个二极管压降，使可用的电源电压减小。在此介绍一个替换方案，不仅解决了反接电池的保护问题，而且还能够自动纠正反接错误(见下图)。为消除分立二极管的管压降，选用具有低导通电阻的DPDT(双刀双掷)开关，用作全波整流器。当电池如图中所示正确连接时，上端的开关(S1)位于常闭状态，因为其控制引脚为低电平。引脚2到引脚10间的连接提供了一条从电池到VCC端的低阻通路。反之，下端的开关(S2)闭合其常开触点(未画出)，因为其控制引脚为高电平。引脚7到引脚6导通使电池的负端与系统地连接。

IC1内部的ESD保护二极管可保证电路正常开启，其作用类似于全波整流器。电池电压高于1V时，模拟开关内部的MOSFET导通。其导通时间低于20ns，能够在电池极性接反时迅速切换电池与系统的连接极性，保证电路正常工作。电路导通电阻与电池电压有关。采用4节NiCd、NiMH或碱性电池供电时，整流器各端电阻为2.5Ω (总电阻为5Ω)。采用2节电池供电时(2.4V至3V)，总电阻为10Ω。IC1的额定工作电压最高至5.5V，允许通过的连续电流为30mA，这使该电路非常适合用于无绳电话、便携式音频设备、手持式电子产品及其它中低电流的应用。IC1的超小型10引脚µMAX封装的占用空间比分立二极管方案所需的四只引线式小信号二极管更小，几乎与两只SOT-23双二极管大小相同。

图1. 该电路检测电池极性，并迅速接通负载或切换电池极性。