电池是向电子电路供电的最方便的电源。还有许多其他方法可以为电子设备供电，例如适配器，太阳能电池等，但是最常见的直流电源是电池。通常，所有设备都带有反极性保护电路，但是如果您有任何电池供电的设备都没有反极性保护，则在更换电池时必须格外小心，否则会炸毁设备。
因此，在这种情况下，反极性保护电路将是该电路的有用补充。有一些简单的方法可以保护电路免受反极性连接的影响，例如使用二极管或二极管桥或通过使用P沟道MOSFET作为HIGH侧的开关。
使用二极管的反极性保护
使用二极管是最简单，最便宜的反极性保护方法，但存在漏电问题。当输入电源电压较高时，可能不会有一个小的压降，尤其是在电流较低时。但是在低压操作系统的情况下，即使很小的电压降也是不可接受的。
众所周知，通用二极管两端的电压降为0.7V，因此我们可以使用肖特基二极管来限制该电压降，因为它的电压降约为0.3V至0.4V，并且还可以承受高电流负载。选择肖特基二极管时要注意，因为许多肖特基二极管都具有较高的反向电流泄漏，因此请确保选择反向电流较低（小于100uA）的二极管。
在4A时，电路中肖特基二极管的功率损耗为：
4 x 0.4瓦= 1.6瓦
在普通二极管中：
4 x 0.7 = 2.8瓦
您甚至可以使用全桥整流器进行反极性保护，因为它与极性无关。但是桥式整流器由四个二极管组成，因此，功率浪费的数量将是上述单个二极管电路的功率浪费的两倍。
使用P沟道MOSFET的反极性保护
由于低压降和大电流能力，使用P沟道MOSFET进行反极性保护比其他方法更可靠。该电路由一个P沟道MOSFET，齐纳二极管和一个下拉电阻组成。如果电源电压小于P沟道MOSFET的栅极到源极电压（Vgs），则仅需要不带二极管或电阻的MOSFET。您只需要将MOSFET的栅极端子接地即可。
现在，如果电源电压大于Vgs，则必须降低栅极端子和源极之间的电压。下面提到制造电路硬件所需的组件。
所需材料
- FQP47P06 P沟道MOSFET
- 电阻（100k）
- 9.1V稳压二极管
- 面包板
- 连接线
电路原理图
使用P沟道MOSFET的反极性保护电路的工作
现在，按照电路图连接电池时，如果极性正确，它将导致晶体管导通并允许电流流过。如果电池接反或极性接反，则晶体管将关闭，电路将得到保护。
该保护电路比其他电路更有效。让我们分析一下电池正确连接时的电路，由于栅极和源极之间的电压为负，P沟道MOSFET将导通。查找栅极和源极之间的电压的公式为：
Vgs =（Vg-Vs）
当电池连接错误时，栅极端子的电压将为正，并且我们知道P沟道MOSFET仅在栅极端子的电压为负（此MOSFET的最小值-2.0V或更小）时才导通。因此，每当电池反向连接时，电路就会受到MOSFET的保护。
现在，让我们谈谈电路中的功率损耗，当晶体管导通时，漏极和源极之间的电阻几乎可以忽略不计，但更准确地说，您可以阅读P沟道MOSFET的数据表。对于FQP47P06 P沟道MOSFET，静态漏源导通电阻（R DS（ON））为0.026Ω（最大值）。因此，我们可以如下计算电路中的功率损耗：
功率损耗= I 2 R
假设流过晶体管的电流为1A。所以功率损耗将是
功率损耗= I 2 R =（1A）2 *0.026Ω= 0.026W
因此，功率损耗比使用单个二极管的电路小约27倍。这就是为什么使用P沟道MOSFET进行反极性保护要比其他方法好得多的原因。它比二极管贵一点点，但是它使保护电路更加安全和有效。
我们还在电路中使用了齐纳二极管和电阻器，以防止超过栅极至源极的电压。通过添加9.1V的电阻器和齐纳二极管，我们可以将栅极-源极电压钳位到最大9.1V的负值，因此晶体管保持安全。