Pri projektiranju industrijskih uređaja koji su podložni povećanim zahtjevima pouzdanosti, više puta sam se susreo s problemom zaštite uređaja od pogrešnog polariteta priključka za napajanje. Čak i iskusni instalateri ponekad uspijevaju zbuniti plus s minusom. Vjerojatno su takvi problemi još akutniji tijekom eksperimenata početnika elektroničara. U ovom ćemo članku pogledati najjednostavnija rješenja problema - i tradicionalne i rijetko korištene metode zaštite.

Najjednostavnije rješenje koje se odmah nameće jest spojiti konvencionalnu poluvodičku diodu u seriju s uređajem.


Jednostavno, jeftino i veselo, čini se, što je još potrebno za sreću? Međutim, ova metoda ima vrlo ozbiljan nedostatak - veliki pad napona na otvorenoj diodi.


Ovdje je tipična I-V karakteristika za izravni spoj diode. Pri struji od 2 A, pad napona bit će približno 0,85 volta. U slučaju niskonaponskih krugova od 5 volti i niže, ovo je vrlo značajan gubitak. Kod viših napona takav pad igra manju ulogu, ali postoji još jedan neugodan faktor. U krugovima s velikom potrošnjom struje, dioda će raspršiti vrlo značajnu snagu. Dakle, za slučaj prikazan na gornjoj slici, dobivamo:
0,85 V x 2 A = 1,7 W.
Snaga koju dioda rasipa je već prevelika za takav slučaj i osjetno će se zagrijati!
Međutim, ako ste spremni izdvojiti malo više novca, tada možete koristiti Schottky diodu, koja ima manji pad napona.


Ovdje je tipična I-V karakteristika za Schottky diodu. Izračunajmo disipaciju snage za ovaj slučaj.
0,55 V x 2 A = 1,1 W
Već nešto bolje. Ali što učiniti ako vaš uređaj troši još ozbiljniju struju?
Ponekad se diode postavljaju paralelno s uređajem u obrnutom spoju, koje bi trebale pregorjeti ako se pomiješa napon napajanja i dovesti do kratki spoj. U tom slučaju će vaš uređaj najvjerojatnije pretrpjeti minimalna oštećenja, ali može doći do otkazivanja napajanja, a da ne govorimo o tome da će se morati promijeniti i sama zaštitna dioda, a uz to mogu stradati i tragovi na ploči. Ukratko, ova metoda je za ljubitelje ekstremnih sportova.
Međutim, postoji još jedan nešto skuplji, ali vrlo jednostavan i lišen gore navedenih nedostataka, način zaštite - pomoću tranzistor s efektom polja. Tijekom proteklih 10 godina, parametri ovih poluvodičkih uređaja dramatično su se poboljšali, ali je cijena, naprotiv, značajno pala. Možda se činjenica da se iznimno rijetko koriste za zaštitu kritičnih krugova od pogrešnog polariteta napajanja može objasniti u velikoj mjeri inertnošću razmišljanja. Razmotrite sljedeći dijagram:


Kada se priključi napajanje, napon do opterećenja prolazi kroz zaštitnu diodu. Pad na njemu je prilično velik - u našem slučaju, oko volta. Međutim, kao rezultat toga, napon premašuje granični napon koji se formira između vrata i izvora tranzistora i tranzistor se otvara. Otpor izvora i odvoda naglo se smanjuje i struja počinje teći ne kroz diodu, već kroz otvoreni tranzistor.


Prijeđimo na pojedinosti. Na primjer, za tranzistor FQP47Z06 tipičan otpor kanal će biti 0,026 Ohma! Lako je izračunati da će snaga koju rasipa tranzistor za naš slučaj biti samo 25 milivata, a pad napona blizu nule!
Pri promjeni polariteta izvora struje u krugu neće teći struja. Od nedostataka sklopa možda se može primijetiti da takvi tranzistori nemaju jako visok probojni napon između vrata i sorsa, ali se laganim kompliciranjem kruga može koristiti za zaštitu krugova višeg napona.


Mislim da čitateljima neće biti teško sami shvatiti kako ova shema funkcionira.

Pri projektiranju industrijskih uređaja koji su podložni povećanim zahtjevima pouzdanosti, više puta sam se susreo s problemom zaštite uređaja od pogrešnog polariteta priključka za napajanje. Čak i iskusni instalateri ponekad uspijevaju zbuniti plus s minusom. Vjerojatno su takvi problemi još akutniji tijekom eksperimenata početnika elektroničara. U ovom ćemo članku razmotriti najjednostavnija rješenja problema - i tradicionalne i rijetko korištene metode zaštite. Najjednostavnije rješenje koje se odmah nameće je povezivanje konvencionalne poluvodičke diode u seriju s uređajem.
Jednostavno, jeftino i veselo, čini se, što je još potrebno za sreću? Međutim, ova metoda ima vrlo ozbiljan nedostatak - veliki pad napona na otvorenoj diodi.
Ovdje je tipična I-V karakteristika za izravni spoj diode. Pri struji od 2 A, pad napona bit će približno 0,85 volti. U slučaju niskonaponskih krugova od 5 volti i niže, ovo je vrlo značajan gubitak. Kod viših napona takav pad igra manju ulogu, ali postoji još jedan neugodan faktor. U krugovima s velikom potrošnjom struje, dioda će raspršiti vrlo značajnu snagu. Dakle, za slučaj prikazan na gornjoj slici, dobivamo: 0.85V x 2A = 1.7W Snaga koju dioda raspršuje je već previše za takvo kućište i zamjetno će se zagrijati! Međutim, ako ste spremni izdvojiti malo više novca, tada možete koristiti Schottky diodu, koja ima manji pad napona.
Ovdje je tipična I-V karakteristika za Schottky diodu. Izračunajmo rasipanje snage za ovaj slučaj 0,55 V x 2 A = 1,1 W. Ovo je nešto bolje. Ali što učiniti ako vaš uređaj troši još ozbiljniju struju? Ponekad se diode postavljaju paralelno s uređajem u obrnutom spoju, koje bi trebale pregorjeti ako se pomiješa napon napajanja i dovesti do kratkog spoja. U tom slučaju će vaš uređaj najvjerojatnije pretrpjeti minimalna oštećenja, ali može doći do otkazivanja napajanja, a da ne govorimo o tome da će se morati promijeniti i sama zaštitna dioda, a uz to mogu stradati i tragovi na ploči. Jednom riječju, ova metoda je za ekstremne ljude. Međutim, postoji još jedna malo skuplja, ali vrlo jednostavna i lišena gore navedenih nedostataka metoda zaštite - korištenje tranzistora s efektom polja. Tijekom proteklih 10 godina, parametri ovih poluvodičkih uređaja dramatično su se poboljšali, ali je cijena, naprotiv, značajno pala. Možda se činjenica da se iznimno rijetko koriste za zaštitu kritičnih krugova od pogrešnog polariteta napajanja može uvelike objasniti inertnošću razmišljanja. Razmotrite sljedeći dijagram:
Kada se priključi napajanje, napon do opterećenja prolazi kroz zaštitnu diodu. Pad na njemu je prilično velik - u našem slučaju, oko volta. Međutim, kao rezultat, napon premašuje granični napon koji se formira između vrata i izvora tranzistora i tranzistor se otvara. Otpor izvora-odvoda naglo se smanjuje i struja počinje teći ne kroz diodu, već kroz otvoreni tranzistor.
Prijeđimo na pojedinosti. Na primjer, za tranzistor FQP47Z06, tipični otpor kanala bit će 0,026 Ohma! Lako je izračunati da će snaga koju rasipa tranzistor za naš slučaj biti samo 25 milivata, a pad napona blizu nule! Pri promjeni polariteta izvora struje u krugu neće teći struja. Od nedostataka sklopa možda se može primijetiti da takvi tranzistori nemaju jako visok probojni napon između vrata i sorsa, ali se laganim kompliciranjem kruga može koristiti za zaštitu krugova višeg napona.
Mislim da čitateljima neće biti teško sami shvatiti kako ovaj sklop radi. Nakon objave članka, poštovani korisnik Keroro u komentarima je dao zaštitni krug temeljen na tranzistoru s efektom polja, koji se koristi u. iPhone 4. Nadam se da neće imati ništa protiv ako svoj post dopunim njegovim pronalaskom.

Zaštitni krug od pogrešnog polariteta spoja (preokret) punjači, pretvarači i drugi sklopovi. (10+)

Zaštita od obrnutog polariteta. Shema

Pri projektiranju uređaja od kojih se očekuje redovito spajanje i odspajanje od izvora Istosmjerni napon, ima smisla osigurati zaštitu od preokreta polariteta (pogrešan polaritet veze). Ljudi su skloni griješiti. Ako trebate jednom uključiti uređaj, onda možete nekako upravljati njime, provjerite ga nekoliko puta, ali ako se veza uspostavlja redovito, tada se pogreške ne mogu izbjeći.

Postoje dvije uobičajene sheme zaštite:

Nažalost, u člancima se povremeno nalaze pogreške, one se ispravljaju, članci se dopunjuju, razvijaju i pripremaju novi. Pretplatite se na novosti kako biste bili informirani.

Ako vam nešto nije jasno, svakako pitajte!
Pitati pitanje. Rasprava o članku.

Više članaka

Pretraga, otkrivanje prekida, prekida ožičenja. Traži, traži, pronađi...
Dijelovi, montaža i podešavanje uređaja za otkrivanje skrivenih žica i njihovih prekida...

Jednofazni pretvarač u trofazni. Pretvarač jedne faze u tri. ...
Krug pretvarača jednofaznog u trofazni napon....

Detektor, senzor, detektor skrivenih žica, lomova, lomova. Ps...
Dijagram uređaja za otkrivanje skrivenog ožičenja i njegovih prekida za neovisno...

Magnetski pojačivač - sklop, princip rada, karakteristike rada, montaža...
Kako radi i radi magnetsko pojačalo. Shema. ...

Dizajn i princip rada izvora stabilne struje. ...

Integralni analog kondenzatora velikog kapaciteta. Multiplikator, simulator...
Množitelj kapaciteta. Simulator velikog kondenzatora na integriranom krugu...

Snažni pulsni transformator napajanja. Kalkulacija. Izračunati. Na liniji. o...
Online proračun energetskog impulsnog transformatora....

Pametna kuća, vikendica, vikendica. Monitoring, nadzor opskrbe energijom, el.
Uradi sam sustav nadzora nestanka svjetla sa SMS obavještavanjem...

Zaštita uređaja od promjene polariteta napajanja

U procesu projektiranja sklopova koji zahtijevaju povećanu pouzdanost, često se postavlja zadatak implementacije zaštite uređaja od napajanja obrnutim polaritetom. Osim toga, u nekim slučajevima to je moguće kada nestane napajanja.

Postoji nekoliko načina zaštite kruga. Najviše jednostavan sklop predstavlja serijski spoj Schottky diode:

U ovom krugu također je dopušteno koristiti konvencionalnu diodu, međutim, treba uzeti u obzir da će se u ovom slučaju na njoj osloboditi značajna snaga, osim toga, na konvencionalnoj diodi pad napona kada je izravno spojen može doseći 1,2 V ili više, što je kritično za niskonaponske krugove.

Međutim, čak i ako koristite Schottky diodu s niskim padom napona, uz veliku snagu koja prolazi kroz diodu, doći će do primjetnih gubitaka snage i ona će se primjetno zagrijavati.

Ponekad se diode postavljaju paralelno s uređajem u obrnutom spoju, koje bi trebale pregorjeti ako se pomiješa napon napajanja i dovesti do kratkog spoja. U tom slučaju, uređaj će najvjerojatnije pretrpjeti minimalnu štetu, ali napajanje može pokvariti, a samu zaštitnu diodu morat ćete zamijeniti.

Postoji jednostavna shema koja vam omogućuje da se riješite većine gore opisanih nedostataka. Krug tranzistora s efektom polja:

Kada je napajanje obrnuto, struja neće teći u krugu.

Pri radu u niskonaponskim krugovima, zener dioda D1 nije potrebna. Ova dvosmjerna zener dioda služi za zaštitu vrata tranzistora od proboja, budući da MOS tranzistore općenito karakterizira nizak probojni napon. Stabilizacijski napon zener diode D1 odabire se na temelju probojnog napona vrata - ne smije ga premašiti, ali ne smije biti niži od graničnog napona danog modela tranzistora.

R HAZ treba ograničiti struju kroz zener diodu i osigurati glatko otvaranje tranzistora. Budući da se mosfeti otvaraju naponom, R HAZ može biti prilično velik, do stotina kilo-oma, ali treba imati na umu da se pri niskim strujama stabilizacijski napon može značajno razlikovati od nominalnog.

Prihvatljivo je koristiti supresor kao D1, ali je potrebno uzeti u obzir nazivne struje uređaja (u slučaju korištenja jednosmjernih zaštitnih dioda, katoda je spojena na krug izvora - obrnuti spoj).

Zanimljiva činjenica je da se sličan mosfet krug koristi u iPhone4; implementiran je na čipu CSD68803W15 u kojem se TVS dioda koristi kao zaštita vrata.

Pri projektiranju industrijskih uređaja koji su podložni povećanim zahtjevima pouzdanosti, više puta sam se susreo s problemom zaštite uređaja od pogrešnog polariteta priključka za napajanje. Čak i iskusni instalateri ponekad uspijevaju zbuniti plus s minusom. Vjerojatno su takvi problemi još akutniji tijekom eksperimenata početnika elektroničara. U ovom ćemo članku pogledati najjednostavnija rješenja problema - i tradicionalne i rijetko korištene metode zaštite.

Najjednostavnije rješenje koje se odmah nameće jest spojiti konvencionalnu poluvodičku diodu u seriju s uređajem.


Jednostavno, jeftino i veselo, čini se, što je još potrebno za sreću? Međutim, ova metoda ima vrlo ozbiljan nedostatak - veliki pad napona na otvorenoj diodi.


Ovdje je tipična I-V karakteristika za izravni spoj diode. Pri struji od 2 A, pad napona bit će približno 0,85 volti. U slučaju niskonaponskih krugova od 5 volti i niže, ovo je vrlo značajan gubitak. Kod viših napona takav pad igra manju ulogu, ali postoji još jedan neugodan faktor. U krugovima s velikom potrošnjom struje, dioda će raspršiti vrlo značajnu snagu. Dakle, za slučaj prikazan na gornjoj slici, dobivamo:
0,85 V x 2 A = 1,7 W.
Snaga koju dioda rasipa je već prevelika za takav slučaj i osjetno će se zagrijati!
Međutim, ako ste spremni izdvojiti malo više novca, tada možete koristiti Schottky diodu, koja ima manji pad napona.


Ovdje je tipična I-V karakteristika za Schottky diodu. Izračunajmo disipaciju snage za ovaj slučaj.
0,55 V x 2 A = 1,1 W
Već nešto bolje. Ali što učiniti ako vaš uređaj troši još ozbiljniju struju?
Ponekad se diode postavljaju paralelno s uređajem u obrnutom spoju, koje bi trebale pregorjeti ako se pomiješa napon napajanja i dovesti do kratkog spoja. U tom slučaju će vaš uređaj najvjerojatnije pretrpjeti minimalna oštećenja, ali može doći do otkazivanja napajanja, a da ne govorimo o tome da će se morati promijeniti i sama zaštitna dioda, a uz to mogu stradati i tragovi na ploči. Ukratko, ova metoda je za ljubitelje ekstremnih sportova.
Međutim, postoji još jedan malo skuplji, ali vrlo jednostavan i lišen gore navedenih nedostataka, način zaštite - korištenje tranzistora s efektom polja. Tijekom proteklih 10 godina, parametri ovih poluvodičkih uređaja dramatično su se poboljšali, ali je cijena, naprotiv, značajno pala. Možda se činjenica da se iznimno rijetko koriste za zaštitu kritičnih krugova od pogrešnog polariteta napajanja može uvelike objasniti inertnošću razmišljanja. Razmotrite sljedeći dijagram:


Kada se priključi napajanje, napon do opterećenja prolazi kroz zaštitnu diodu. Pad na njemu je prilično velik - u našem slučaju, oko volta. Međutim, kao rezultat, napon premašuje granični napon koji se formira između vrata i izvora tranzistora i tranzistor se otvara. Otpor izvora-odvoda naglo se smanjuje i struja počinje teći ne kroz diodu, već kroz otvoreni tranzistor.


Prijeđimo na pojedinosti. Na primjer, za tranzistor FQP47Z06, tipični otpor kanala bit će 0,026 Ohma! Lako je izračunati da će snaga koju rasipa tranzistor za naš slučaj biti samo 25 milivata, a pad napona blizu nule!
Pri promjeni polariteta izvora struje u krugu neće teći struja. Od nedostataka sklopa možda se može primijetiti da takvi tranzistori nemaju jako visok probojni napon između vrata i sorsa, ali se laganim kompliciranjem kruga može koristiti za zaštitu krugova višeg napona.


Mislim da čitateljima neće biti teško sami shvatiti kako ova shema funkcionira.

Nakon objave članka, poštovani korisnik u komentarima je dao zaštitni krug temeljen na tranzistoru s efektom polja, koji se koristi u iPhoneu 4. Nadam se da mu neće smetati ako dopunim svoj post njegovim otkrićem.