La proiectarea dispozitivelor industriale care sunt supuse unor cerințe de fiabilitate sporite, am întâmpinat de mai multe ori problema protejării dispozitivului de polaritatea incorectă a conexiunii de alimentare. Chiar și instalatorii experimentați reușesc uneori să confunde plus cu minus. Probabil, astfel de probleme sunt și mai acute în timpul experimentelor inginerilor electronici începători. În acest articol vom analiza cele mai simple soluții la problemă - atât metode tradiționale de protecție, cât și rar utilizate.

Cea mai simplă soluție care se sugerează imediat este conectarea unei diode semiconductoare convenționale în serie cu dispozitivul.


Simplu, ieftin și vesel, s-ar părea că ce mai este nevoie pentru fericire? Cu toate acestea, această metodă are un dezavantaj foarte serios - o cădere mare de tensiune pe dioda deschisă.


Iată o caracteristică tipică I-V pentru conectarea directă a unei diode. La un curent de 2 Amperi, căderea de tensiune va fi de aproximativ 0,85 volți. În cazul circuitelor de joasă tensiune de 5 volți și mai jos, aceasta este o pierdere foarte semnificativă. Pentru cele cu tensiune mai mare, o astfel de cădere joacă un rol mai mic, dar există un alt factor neplăcut. În circuitele cu consum mare de curent, dioda va disipa o putere foarte semnificativă. Deci, pentru cazul prezentat în imaginea de sus, obținem:
0,85 V x 2 A = 1,7 W.
Puterea disipata de dioda este deja prea mare pentru un astfel de caz si se va incalzi vizibil!
Cu toate acestea, dacă sunteți gata să vă despărțiți cu puțin mai mulți bani, atunci puteți utiliza o diodă Schottky, care are o tensiune de cădere mai mică.


Iată o caracteristică I-V tipică pentru o diodă Schottky. Să calculăm puterea disipată pentru acest caz.
0,55 V x 2 A = 1,1 W
Deja ceva mai bine. Dar ce să faci dacă dispozitivul tău consumă un curent și mai serios?
Uneori, diodele sunt plasate în paralel cu dispozitivul în conexiune inversă, care ar trebui să se ardă dacă tensiunea de alimentare este amestecată și să conducă la scurt circuit. În acest caz, dispozitivul dumneavoastră va suferi cel mai probabil daune minime, dar sursa de alimentare se poate defecta, ca să nu mai vorbim de faptul că dioda de protecție în sine va trebui înlocuită și, odată cu aceasta, șinele de pe placă pot fi deteriorate. Pe scurt, această metodă este pentru pasionații de sporturi extreme.
Cu toate acestea, există o altă metodă de protecție puțin mai scumpă, dar foarte simplă și lipsită de dezavantajele enumerate mai sus - folosind tranzistor cu efect de câmp. În ultimii 10 ani, parametrii acestor dispozitive semiconductoare s-au îmbunătățit dramatic, dar prețul, dimpotrivă, a scăzut semnificativ. Poate că faptul că sunt extrem de rar utilizate pentru a proteja circuitele critice de polaritatea incorectă a sursei de alimentare poate fi explicat în mare măsură prin inerția gândirii. Luați în considerare următoarea diagramă:


Când este aplicată puterea, tensiunea la sarcină trece prin dioda de protecție. Scăderea de pe ea este destul de mare - în cazul nostru, aproximativ un volt. Cu toate acestea, ca rezultat, între poarta și sursa tranzistorului se formează o tensiune care depășește tensiunea de tăiere, iar tranzistorul se deschide. Rezistența sursă-scurgere scade brusc și curentul începe să curgă nu prin diodă, ci prin tranzistorul deschis.


Să trecem la detalii. De exemplu, pentru tranzistorul FQP47З06 rezistență tipică canalul va fi de 0,026 ohmi! Este ușor de calculat că puterea disipată de tranzistor pentru cazul nostru va fi de numai 25 de miliwați, iar căderea de tensiune este aproape de zero!
Când schimbați polaritatea sursei de alimentare, nu va curge curent în circuit. Printre deficiențele circuitului, se poate observa că astfel de tranzistori nu au o tensiune de rupere foarte mare între poartă și sursă, dar complicând ușor circuitul, poate fi folosit pentru a proteja circuitele de tensiune mai mare.


Cred că nu va fi dificil pentru cititori să-și dea seama singuri cum funcționează această schemă.

La proiectarea dispozitivelor industriale care sunt supuse unor cerințe de fiabilitate sporite, am întâmpinat de mai multe ori problema protejării dispozitivului de polaritatea incorectă a conexiunii de alimentare. Chiar și instalatorii experimentați reușesc uneori să confunde plus cu minus. Probabil, astfel de probleme sunt și mai acute în timpul experimentelor inginerilor electronici începători. În acest articol, vom lua în considerare cele mai simple soluții la problemă - atât metodele de protecție tradiționale, cât și cele mai rar utilizate. Cea mai simplă soluție care se sugerează imediat este conectarea unei diode semiconductoare convenționale în serie cu dispozitivul.
Simplu, ieftin și vesel, s-ar părea că ce mai este nevoie pentru fericire? Cu toate acestea, această metodă are un dezavantaj foarte serios - o cădere mare de tensiune pe dioda deschisă.
Iată o caracteristică tipică I-V pentru conectarea directă a unei diode. La un curent de 2 Amperi, căderea de tensiune va fi de aproximativ 0,85 volți. În cazul circuitelor de joasă tensiune de 5 volți și mai jos, aceasta este o pierdere foarte semnificativă. Pentru cele cu tensiune mai mare, o astfel de cădere joacă un rol mai mic, dar există un alt factor neplăcut. În circuitele cu consum mare de curent, dioda va disipa o putere foarte semnificativă. Deci pentru cazul din imaginea de sus, obținem: 0.85V x 2A = 1.7W Puterea disipată de diodă este deja prea mare pentru un astfel de caz și se va încălzi vizibil! Cu toate acestea, dacă sunteți gata să vă despărțiți cu puțin mai mulți bani, atunci puteți utiliza o diodă Schottky, care are o tensiune de cădere mai mică.
Iată o caracteristică I-V tipică pentru o diodă Schottky. Să calculăm puterea disipată pentru acest caz 0,55 V x 2 A = 1,1 W. Aceasta este oarecum mai bună. Dar ce să faci dacă dispozitivul tău consumă un curent și mai serios? Uneori, diodele sunt plasate în paralel cu dispozitivul în conexiune inversă, care ar trebui să se ardă dacă tensiunea de alimentare este amestecată și să conducă la un scurtcircuit. În acest caz, dispozitivul dumneavoastră va suferi cel mai probabil daune minime, dar sursa de alimentare se poate defecta, ca să nu mai vorbim de faptul că dioda de protecție în sine va trebui înlocuită și, odată cu aceasta, șinele de pe placă pot fi deteriorate. Într-un cuvânt, această metodă este pentru persoanele extreme. Cu toate acestea, există o altă metodă de protecție puțin mai scumpă, dar foarte simplă și lipsită de dezavantajele menționate mai sus - folosind un tranzistor cu efect de câmp. În ultimii 10 ani, parametrii acestor dispozitive semiconductoare s-au îmbunătățit dramatic, dar prețul, dimpotrivă, a scăzut semnificativ. Poate că faptul că sunt extrem de rar utilizate pentru a proteja circuitele critice de polaritatea incorectă a sursei de alimentare poate fi explicat în mare măsură prin inerția gândirii. Luați în considerare următoarea diagramă:
Când este aplicată puterea, tensiunea la sarcină trece prin dioda de protecție. Scăderea de pe ea este destul de mare - în cazul nostru, aproximativ un volt. Cu toate acestea, ca rezultat, între poarta și sursa tranzistorului se formează o tensiune care depășește tensiunea de tăiere, iar tranzistorul se deschide. Rezistența sursă-scurgere scade brusc și curentul începe să curgă nu prin diodă, ci prin tranzistorul deschis.
Să trecem la detalii. De exemplu, pentru tranzistorul FQP47З06, rezistența tipică a canalului va fi de 0,026 Ohm! Este ușor de calculat că puterea disipată de tranzistor pentru cazul nostru va fi de numai 25 de miliwați, iar căderea de tensiune este aproape de zero! Când schimbați polaritatea sursei de alimentare, nu va curge curent în circuit. Printre deficiențele circuitului, se poate observa că astfel de tranzistori nu au o tensiune de rupere foarte mare între poartă și sursă, dar complicând ușor circuitul, poate fi folosit pentru a proteja circuitele de tensiune mai mare.
Cred că nu va fi dificil pentru cititori să-și dea seama cum funcționează acest circuit După publicarea articolului, respectatul utilizator Keroro a furnizat în comentarii un circuit de protecție bazat pe un tranzistor cu efect de câmp, care este utilizat în cadrul. iPhone 4. Sper să nu-l supere dacă îmi suplimentez postarea cu descoperirea lui.

Circuit de protecție împotriva polarității incorecte a conexiunii (inversare) încărcătoare, invertoare și alte circuite. (10+)

Protectie inversa polaritatii. Sistem

Când proiectați dispozitive care se așteaptă să fie conectate și deconectate în mod regulat de la surse tensiune DC, este logic să oferiți protecție împotriva inversării polarității (polaritate greșită a conexiunii). Oamenii sunt predispuși să facă greșeli. Dacă trebuie să porniți dispozitivul o dată, atunci îl puteți gestiona cumva, îl verificați de mai multe ori, dar dacă conexiunea se face în mod regulat, erorile nu pot fi evitate.

Există două scheme comune de protecție:

Din nefericire, se găsesc periodic erori în articole, acestea sunt corectate, articolele sunt completate, dezvoltate și sunt pregătite altele noi. Abonează-te la știri pentru a fi la curent.

Dacă ceva nu este clar, asigurați-vă că întrebați!
Pune o intrebare. Discuția articolului.

Mai multe articole

Căutare, detectarea întreruperi, întreruperi de cablaj. Găsiți, căutați, găsiți...
Piese, asamblare și reglare a dispozitivului pentru detectarea cablajelor ascunse și a întreruperilor acestuia...

Convertor monofazat la trifazat. Convertor de o fază în trei. ...
Circuit convertor de tensiune monofazat la trifazat....

Detector, senzor, detector de cablaje ascunse, ruperi, ruperi. SH...
Diagrama unui dispozitiv pentru detectarea cablajului ascuns și a întreruperilor acestuia pentru independent...

Amplificator magnetic - circuit, principiu de funcționare, caracteristici de funcționare, instalare...
Cum funcționează și funcționează un amplificator magnetic. Sistem. ...

Proiectarea și principiul de funcționare a unei surse de curent stabile. ...

Analog integral al unui condensator de mare capacitate. Multiplicator, simulator...
Multiplicator de capacitate. Simulator al unui condensator mare pe un circuit integrat...

Alimentați un transformator de impuls puternic. Calcul. Calculati. Pe net. O...
Calculul online al transformatorului de impulsuri de putere....

Casă inteligentă, dacha, cabană. Monitorizarea, supravegherea aprovizionării cu energie, electricitate...
Sistem de monitorizare a întreruperii luminii cu notificare prin SMS...

Protejarea dispozitivelor de inversarea polarității puterii

În procesul de proiectare a circuitelor care necesită o fiabilitate sporită, apare adesea sarcina de a implementa protecția dispozitivului împotriva sursei de alimentare cu polaritate inversă. În plus, în unele cazuri acest lucru este posibil atunci când sursa de alimentare se defectează.

Există mai multe moduri de a proteja un circuit. Cel mai circuit simplu reprezintă o conexiune în serie a unei diode Schottky:

În acest circuit, este, de asemenea, permisă utilizarea unei diode convenționale, cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că în acest caz va fi eliberată o putere semnificativă pe ea, în plus, pe o diodă convențională, căderea de tensiune atunci când este conectată direct poate ajunge la 1,2. V sau mai mult, ceea ce este critic pentru circuitele de joasă tensiune.

Cu toate acestea, chiar dacă utilizați o diodă Schottky cu o cădere de tensiune scăzută, cu putere mare care trece prin diodă, vor exista pierderi de putere vizibile și se va încălzi vizibil.

Uneori, diodele sunt plasate în paralel cu dispozitivul în conexiune inversă, care ar trebui să se ardă dacă tensiunea de alimentare este amestecată și să conducă la un scurtcircuit. În acest caz, dispozitivul va suferi cel mai probabil daune minime, dar sursa de alimentare se poate defecta, iar dioda de protecție în sine va trebui înlocuită.

Există o schemă simplă care vă permite să scăpați de majoritatea dezavantajelor descrise mai sus. Circuitul tranzistorului cu efect de câmp:

Când sursa de alimentare este inversată, nu va circula niciun curent în circuit.

Când lucrați în circuite de joasă tensiune, dioda zener D1 nu este necesară. Această diodă zener bidirecțională servește pentru a proteja poarta tranzistorului împotriva defectării, deoarece tranzistorii MOS sunt, în general, caracterizați printr-o tensiune scăzută de defalcare. Tensiunea de stabilizare a diodei zener D1 este selectată pe baza tensiunii de defalcare a porții - nu trebuie să o depășească, dar nu trebuie să fie mai mică decât tensiunea de tăiere a modelului de tranzistor dat.

R HAZ ar trebui să limiteze curentul prin dioda zener și să asigure deschiderea lină a tranzistorului. Deoarece mosfet-urile sunt deschise prin tensiune, R HAZ poate fi destul de mare, până la sute de kilo-ohmi, dar trebuie amintit că la curenți scăzuti tensiunea de stabilizare poate diferi semnificativ de cea nominală.

Este acceptabilă utilizarea unui supresor ca D1, dar este necesar să se țină cont de curenții nominali ai dispozitivului (în cazul utilizării diodelor de protecție unidirecționale, catodul este conectat la circuitul sursă - conexiune inversă).

Un fapt interesant este că un circuit mosfet similar este utilizat în iPhone4, acesta este implementat pe un cip CSD68803W15 în care este folosită o diodă TVS ca protecție.

La proiectarea dispozitivelor industriale care sunt supuse unor cerințe de fiabilitate sporite, am întâmpinat de mai multe ori problema protejării dispozitivului de polaritatea incorectă a conexiunii de alimentare. Chiar și instalatorii experimentați reușesc uneori să confunde plus cu minus. Probabil, astfel de probleme sunt și mai acute în timpul experimentelor inginerilor electronici începători. În acest articol vom analiza cele mai simple soluții la problemă - atât metode tradiționale de protecție, cât și rar utilizate.

Cea mai simplă soluție care se sugerează imediat este conectarea unei diode semiconductoare convenționale în serie cu dispozitivul.


Simplu, ieftin și vesel, s-ar părea că ce mai este nevoie pentru fericire? Cu toate acestea, această metodă are un dezavantaj foarte serios - o cădere mare de tensiune pe dioda deschisă.


Iată o caracteristică tipică I-V pentru conectarea directă a unei diode. La un curent de 2 Amperi, căderea de tensiune va fi de aproximativ 0,85 volți. În cazul circuitelor de joasă tensiune de 5 volți și mai jos, aceasta este o pierdere foarte semnificativă. Pentru cele cu tensiune mai mare, o astfel de cădere joacă un rol mai mic, dar există un alt factor neplăcut. În circuitele cu consum mare de curent, dioda va disipa o putere foarte semnificativă. Deci, pentru cazul prezentat în imaginea de sus, obținem:
0,85 V x 2 A = 1,7 W.
Puterea disipata de dioda este deja prea mare pentru un astfel de caz si se va incalzi vizibil!
Cu toate acestea, dacă sunteți gata să vă despărțiți cu puțin mai mulți bani, atunci puteți utiliza o diodă Schottky, care are o tensiune de cădere mai mică.


Iată o caracteristică I-V tipică pentru o diodă Schottky. Să calculăm puterea disipată pentru acest caz.
0,55 V x 2 A = 1,1 W
Deja ceva mai bine. Dar ce să faci dacă dispozitivul tău consumă un curent și mai serios?
Uneori, diodele sunt plasate în paralel cu dispozitivul în conexiune inversă, care ar trebui să se ardă dacă tensiunea de alimentare este amestecată și să conducă la un scurtcircuit. În acest caz, dispozitivul dumneavoastră va suferi cel mai probabil daune minime, dar sursa de alimentare se poate defecta, ca să nu mai vorbim de faptul că dioda de protecție în sine va trebui înlocuită și, odată cu aceasta, șinele de pe placă pot fi deteriorate. Pe scurt, această metodă este pentru pasionații de sporturi extreme.
Cu toate acestea, există o altă metodă de protecție puțin mai scumpă, dar foarte simplă și lipsită de dezavantajele enumerate mai sus - folosind un tranzistor cu efect de câmp. În ultimii 10 ani, parametrii acestor dispozitive semiconductoare s-au îmbunătățit dramatic, dar prețul, dimpotrivă, a scăzut semnificativ. Poate că faptul că sunt extrem de rar utilizate pentru a proteja circuitele critice de polaritatea incorectă a sursei de alimentare poate fi explicat în mare măsură prin inerția gândirii. Luați în considerare următoarea diagramă:


Când este aplicată puterea, tensiunea la sarcină trece prin dioda de protecție. Scăderea de pe ea este destul de mare - în cazul nostru, aproximativ un volt. Cu toate acestea, ca rezultat, între poarta și sursa tranzistorului se formează o tensiune care depășește tensiunea de tăiere, iar tranzistorul se deschide. Rezistența sursă-scurgere scade brusc și curentul începe să curgă nu prin diodă, ci prin tranzistorul deschis.


Să trecem la detalii. De exemplu, pentru tranzistorul FQP47З06, rezistența tipică a canalului va fi de 0,026 Ohm! Este ușor de calculat că puterea disipată de tranzistor pentru cazul nostru va fi de numai 25 de miliwați, iar căderea de tensiune este aproape de zero!
Când schimbați polaritatea sursei de alimentare, nu va curge curent în circuit. Printre deficiențele circuitului, se poate observa că astfel de tranzistori nu au o tensiune de rupere foarte mare între poartă și sursă, dar complicând ușor circuitul, poate fi folosit pentru a proteja circuitele de tensiune mai mare.


Cred că nu va fi dificil pentru cititori să-și dea seama singuri cum funcționează această schemă.

După publicarea articolului, un utilizator respectat în comentarii a furnizat un circuit de protecție bazat pe un tranzistor cu efect de câmp, care este folosit în iPhone 4. Sper să nu-l supere dacă îmi suplimentez postarea cu descoperirea lui.