Такая необходимость бывает не всегда и требования к такой защите различные.

Схемы с диодом.

Самый простой вариант это обыкновенный диод.

Диод можно устанавливать как по минусу, так и по плюсу. (На всех схемах, вход — слева, выход — справа) Решение простое и надежное как гвоздь, но есть условия:

1. Мощность диода должна соответствовать потребляемому току, и при больших токах диод превращается в печку, тем самым кроме всего расходуется лишняя энергия.
2. На диоде будет падение напряжения, поэтому часто рекомендуют сюда ставить диод Шоттки.

Еще одна схема, тоже простая и тоже с диодом, но она не имеет недостатков предыдущей схемы:

В данной схема диод работает, только когда питание подано с неправильной полярностью, через него замыкается входная цепь и в результате сгорает предохранитель. Конечно предохранитель должен быть на ток соответствующий потреблению нагрузки, а диод соответствующую мощность, что бы выдержать такой ток.

Такую защиту применяют когда ошибка подключения не правильной полярности бывает редкой и вместо плавкого предохранителя можно поставить самовосстанавливающийся.

И последний вариант с диодом, будет с диодным мостом.

Это универсально решение, при любой полярности от источника питания, на нагрузке будет правильная полярность. Это очень удобно, не нужно думать вообще. Но опять же как и в первом случае, нужно учитывать рабочие мощность и напряжение диодного моста, а при больших токах диодный мост будет солидным.

Схемы с реле:

Следующие простые варианты, это использовать реле.

В первом случае, реле срабатывает когда питание подано в неправильной полярности и отключает нагрузку. Такой вариант используют в малоточных схемах.

Во втором случае, нагрузка включается при правильном подключении полюсов источника питания и реле остается включенным до тех пока пока подано питание. Такую схему часто используют в зарядных устройствах.

И еще один вариант, тут используется реле с 2-мя группами контактов, и на нагрузку всегда приходит правильное питание — в правильной полярности.

Во всех случаях использования реле нужно учитывать два фактора: реле должно срабатывать при напряжении питания и контакты должны быть рассчитаны на ток равный или более тока нагрузки.

Схемы с транзисторами:

Все перечисленные выше схемы имеют свои достоинства и недостатки и имеют свои пределы использования. И есть конечно схемы на транзисторах:

Первая схема с использованием транзистора, это на полевом P-канальном транзисторе. Работает это так: при подаче питания, ток в нагрузку начинает течь через защитный диод самого транзистора, падение на этом диоде будет велико и между затвором и истоком транзистора появляется напряжение способное открыть транзистор. Транзистор открывается, ток течет уже через низкоомный открытый переход сток-исток, падение напряжения на этом переходе минимально и им можно пренебречь. А транзистор остается открытым потому, что цепь нагрузки замкнута. Резистор R1 — ограничивает ток на затвор, а стабилитрон D1 ограничивает напряжение между затвором и истоком транзистора, защищая его от пробоя, это простейший параметрический стабилизатор. Если полярность будет не правильной, ток течь не будет и транзистор не откроется.

Положительным моментом этой схемы. является то, что сопротивление такого открытого транзистора составляет сотые доли Ома (!). А это означает, что мощность рассеиваемая на транзисторе будет мизерной и потерь соответственно почти нет.

Транзистор должен по своим параметрам (рабочие напряжение и ток) соответствовать источнику питания и нагрузке.

Стабилитрон подбирается по напряжению пробоя транзистора, но напряжение стабилизации должно быть меньше этого напряжения (напряжения пробоя) и больше напряжения отсечки транзистора.

Сопротивление R1 должно быть большим, несколько сотен килоОм, но вот как его рассчитать я не знаю. В своих схемах я просто ставлю 100-220кОм.

Есть микросхемка CSD68803W15, ее можно встретить в мобильных телефонах, а схема внутри ее выглядит вот так:

Комментарии к этой схеме излишни.

Все выше перечисленные схемы можно кроме того дополнить индикацией правильной и неправильной полярности.

Далее идут более сложные схемы, которых великое множество и на этом можно было бы и закончить, но есть еще одна схема, которую я хочу показать.

Эту схему можно встретить в различных вариантах на различных сайтах и форумах. Авторство приписывают кому угодно, но только не автору. Но суть в том, что схема работает отлично, предназначена для защиты от не правильного подключения АКБ к зарядному устройству, т.е. устанавливается она на выходе зарядного устройства. Но есть одно — НО, схема будет работать только если поменять полярность. (т.е. на схеме полярность указана не правильно) У нее есть недостаток, пока не подключен АКБ к клеммам, на выходе, на тех самых клеммах нет напряжения вообще, но это и достоинство одновременно, можно не боятся замыкания выхода зарядного. Таким образом эта схема является еще и своеобразной защитой от КЗ выхода зарядного устройства. И еще, такое зарядное не сможет заряжать полностью разряженный аккумулятор.

Во времена когда сборка зарядных устройств была очень востребована, я их тоже собирал и не однократно собирал такую схему, работает просто отлично.

И раз я заговорил об авторстве, то должен сказать, что автором является Ново Зеландский радиолюбитель Gerard la Rooy и схема выглядела так:

Однако суть от этого не меняется.