Схема защиты от переполюсовки: Защита от переполюсовки и КЗ зарядного устройства, блока питания своими руками

Содержание

Защита от переполюсовки и КЗ зарядного устройства, блока питания своими руками

Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания. Даже опытный человек может по невнимательности перепутать полярность питания. И есть большая вероятность что после этого зарядное устройство придет в негодность.

В этой статье будет рассмотрено 3 варианта защит от переполюсовки, которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.

Вариант 1

Это защита наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.

Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.

Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.

Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.

И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.

Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.

В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.

Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.

В случае внедрения такой защиты в зарядное устройство автомобильного аккумулятора, стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности зарядника. В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.

Вариант 2

Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.

Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.

При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.

Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит зарядное устройство при любой проблеме на выходе.

Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.

Вариант 3

Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента. Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.

Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.

Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.

А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.

Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.

Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.

Итог

С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2. Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.

Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.

Автор: Эдуард Орлов –

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ.

Защита от переполюсовки и к.з. зарядного устройства

Надо было разработать портативное зарядное устройство З.У. для зарядки 12V АКБ в полевых условиях. То есть, заряжать один аккумулятор от другого.

Причем, зарядный ток — до 15 А. В полевых условиях, в темноте и на морозе перепутать полярность — проще простого. Хотелось сделать так, чтобы при неправильной полярности ничего не перегорало, а просто гудел зуммер.

Самая простая известная схема защиты — с предохранителем.
Если предохранитель сгорит — на морозе его не заменишь!

Кроме того, при неправильной полярности на выход З.У. придёт целых — 0.9 Вольт!

Вот так перегорает предохранитель Tesla 20A в схеме с 2-мя диодами шоттки VS42CTQ030. В течение 25 mS на З.У. приходит — 0.9 Вольт! Осциллограф подключен к точке

А
Большинство микросхем не выдерживает обратной полярности более — 0.6 Вольт. Скорее всего, З.У. при этом выйдет из строя. Хотя и без особого дыма:)

Схема на реле меня тоже не устроила.
Реле включится, если правильно подключить аккумулятор. Просто, дёшево и сердито. Кроме одного но! Если подключить АКБ правильно, а потом снова подключить АКБ, не отключая З.У. НЕПРАВИЛЬНО — то всё сгорит! Ведь, пока З.У. включено, реле уже не отпустит.

Часто можно встретить и другую схему:

Однако, в ней присутствует шунт. При токе 15А потери на шунте будут значительными. А для портативного устройства каждый ватт на вес золота!
Нам нужен был общий КПД 94…96%. Без применения принудительной вентиляции З.У.

Давайте теперь посмотрим мою схему:

Работает она следующим образом: На вход (точкаА) приходит напряжение от З.У. которое ограничено по току до 15А, +10…+15 V. От него питается дифференциальный компаратор DA1 через диод VD2. На положительном входе компаратора всегда +0.1V (определяется диодами VD1 и делителем R2, R3). Пока АКБ не подключена, на отрицательном входе компаратора 0v и силовой ключ VT1 закрыт.
Когда АКБ подключена правильно, и напряжение на ней более 4V, стабилитрон VD4 открывается. На отрицательном входе компаратора появляется +0.2V > +0.1V и силовой ключ VT1 открывается. Начинается заряд батареи.

Если теперь отключить АКБ и поменять её полярность, то на отрицательном входе компаратора появляется -0.2V и силовой ключ VT1 закроется.
Защита за 0.3 mS отключит батарею от З.У., и минус на него не придет. На входе компаратора будет только -0.2V, что допустимо на неограниченное время.

Как видим, никаких шунтов в этой схеме нет! В момент переполюсовки или К.З. питание компаратора обеспечивается за счёт конденсатора С2 и он всегда остаётся “в сознании”.

Подсоединяем осциллограф. Одиночная синхронизация по спаду напряжения на выходе защиты. Подключаем АКБ сначала правильно (зарядка пошла), а потом неправильно.
Жёлтый луч — выход устройства защиты.(точка В) Мы видим, что при переполюсовке ПЛЮС меняется на МИНУС.
Синий луч — показывает напряжение на входе устройства защиты. (точкаА) При переполюсовке оно всегда остается положительным. З.У. не выходит из строя. Зуммер издаёт звуковой сигнал.

Аналогично защита срабатывает и при К.З. Правда звука зуммера при этом нет.

Диоды VD5 и VD6 ограничивают нежелательные выбросы напряжения (+30…-15V) при соединении и отсоединении проводов. L-образный фильтр С4, С5 — обязательный атрибут на выходе в соответствии со стандартами автомобильной промышленности.

Все детали, используемые в этой схеме — миниатюрные SMD 0805. Потери на силовом ключе VT1 минимальные — Rds(ON) = 2.4 mOhm, поэтому на печатной плате защита много места не занимает. (выделена красным)
В качестве VT1 можно использовать любые MOSFET P канал. V(ds) = -40…-60V; Id = -100A…-180A; Vgs = -1.5…-2.5V logic level; Ciss < 20 000пФ.

Если напряжение на заряжаемой батарее меньше 4V, или мы хотим зарядить суперконденсатор с нуля, параллельно силовому ключу предусмотрен байпас — на фото — розовое реле с внешним управлением.

Буду рад, если моя защита поможет сохранить ваши З.У.

схемы защиты от переполюсовки | MyElectrons.ru

n-канальный MOSFET + стабилитрон на 7.2…15V + резистор в пару десятков килоом = БЕЗОПАСНОСТЬ

[Read in English]

Задачка-то, вроде, тривиальная. Да и зачем кому-либо вообще может понадобиться защищать какие-бы то ни было электронные изделия от переполюсовки источника питания?

Увы, у коварного случая найдётся тысяча и один способ подсунуть вместо плюса минус на устройство, которое ты много дней собирал и отлаживал, и оно вот только что заработало.

Приведу лишь несколько примеров потенциальных убийц электронных макеток, да и готовых изделий тоже:

Универсальные источники питания с их универсальными штеккерами, которые можно подключить как с плюсом на внутреннем контакте, так и с минусом.
Маленькие блоки питания (такие коробочки на сетевой вилке) – они ведь все выпускаются с плюсом на центральном контакте, разве нет? НЕТ!

Любой тип разъёма для подачи питания без жёсткого механического “ключа”. К примеру удобные и дешёвые компьютерные “джамперы” с шагом 2.54мм. Или зажимы “под винт”.
Как вам такой сценарий: позавчера под рукой были только чёрные и синие провода. Сегодня был уверен, что “минус” – это синий провод. Чпок – вот и ошибочка. Сначала-то хотел использовать чёрный и красный.
Да просто если уж день на задался – перепутать пару проводов, или воткнуть их наоборот просто потому, что плату держал кверхтормашками…

Всегда найдутся человеки (я знаком как минимум с двумя такими перцами), которые глядя прямо в глаза заявят жёстко и безапелляционно, что уж они то никогда не совершат такой глупости, как переполюсовка источника питания! Бог им судья. Может, после того, как сами соберут и отладят несколько оригинальных конструкций собственной разработки – поумнеют. А пока я спорить не буду. Просто расскажу, что использую сам.

Истории из жизни

Я ещё совсем молоденький был, когда пришлось мне перепаивать 25 корпусов из 27. Хорошо ещё это были старые добрые DIP микросхемы.
С тех самых пор я почти всегда ставлю защитный диодик рядом с разъёмом питания.

Кстати, тема защиты от неверной полярности питания актуальна не только на этапе макетирования.
Совсем недавно мне довелось стать свидетелем героических усилий, предпринимаемых моим другом по восстановлению гигантского лазерного резака. Причиной поломки был горе-техник, перепутавший провода питания сенсора/стабилизатора вертикального перемещения режущей головки. На удивление сама схемка, похоже, выжила (была-таки защищена диодом в параллель). Зато выгорело всё напрочь после: усилители, какая-то логика, контроль сервоприводов…

Защитный диод последовательно с нагрузкой

Это, пожалуй, самый простой и безопасный вариант защиты нагрузки от переполюсовки источника питания.
Одно только плохо: падение напряжения на диоде. В зависимости от того, какой диод применён, на нём может падать от примерно 0.2В (Шоттки) и до 0.7…1В – на обычных выпрямительных диодах с p-n переходом. Такие потери могут оказаться неприемлимыми в случае батарейного питания или стабилизированного источника питания.

Так же, при относительно большых токах потребления, потери мощности на диоде могут быть весьма нежелательными.

Защитный диод параллельно с нагрузкой

При таком варианте защиты нету никаких потерь в нормальном режиме работы.
К сожалению, в случае переполюсовки источник питания рискует надорваться. А если источник питания окажется слишком силён – выгорит сначала диод, а за ним и вся защищаемая им схема.
В своей практике я иногда использовал такой вариант защиты от переполюсовки, особенно когда был уверен, что источник питания имеет защиту от перегрузки по току. Тем не менее однажды я заработал весьма чёткие отпечатки на обожженых пальцах коснувшись радиатора стабилизатора напряжения, который пытался бороться супротив толстенного диода Шоттки.

p-channel MOSFET – удачное, но дорогое решение

Это относительно простое решение практически лишено недостатков: ничтожное падение напряжения/мощности на проходном устройстве в нормальном режиме работы, и отсутствие тока в случае переполюсовки.
Единственная проблема: где добыть качественные недорогие мощные p-канальные полевые транзисторы с изолированным затвором? Если знаете – буду благодарен за информацию 😉
При прочих равных p-канальный MOSFET по какому-либо параметру всегда будет примерно в три раза хуже своих n-канальных собратьев. Обычно же хуже одновременно и цена, и что-либо на выбор: сопротивление открытого канала, максимальный ток, входная ёмкость и т.п. Объясняют такое явление примерно втрое меньшей подвижностью дырок, нежели электронов.

n-channel MOSFET – наилучшая защита

Раздобыть мощный низковольтный n-канальный КМОП транзистор в наши дни совсем несложно, ими порою можно разжиться даже совсем забесплатно (об этом – позже;). Так что обеспечить пренебрежимо малое падение на открытом канале для любых вообразимых токов нагрузки – пустяк.

N-канальный MOSFET + стабилитрон на 7.2…15V + резистор в пару десятков килоом = БЕЗОПАСНОСТЬ

Так же, как и в схеме с p-канальным MOSFET, при ошибочном подключении источника – и нагрузка и незадачливый источник вне опасности.

Единственный “недостаток”, который дотошный читатель может углядеть в данной схеме защиты – это то, что защита включена в т.н. “земляной” провод.
Это действительно может быть неудобно, если строится большая система с земляной “звездой”. Но в таком случае надо просто предусматривать эту же защиту в непосредственной близости от подвода питания. Если же и такой вариант не подходит – наверняка найдутся способы такую непростую систему либо обеспечить уникальными разъёмами питания с надёжными механическими ключами, либо развести “постоянку”, или хотя бы “землю” без разъёмов.

Осторожно: статическое электричество!

Мы все много раз были предупреждены о том, что полевые транзисторы боятся статических разрядов. Это правда. Обычно затвор выдерживает 15…20 Вольт. Немного выше – и необратимое разрушение изолятора неизбежно. При этом бывают случаи, когда полевик вроде ещё работает, но параметры хуже, и прибор может отказать в любой момент.
К счастью (и к великому сожалению) мощные полевые транзисторы обладают большими емкостями затвор – остальной кристалл: от сотен пикофарад, до нескольких нанофарад и больше. Посему разряд человеческого тела часто выдерживают без проблем – ёмкость достаточно велика, чтобы стёкший заряд не вызвал опасного повышения напряжения. Так что при работе с мощными полевиками часто бывает достаточно соблюдать минимальную осторожность в смысле электростатики и всё будет хорошо 🙂

Я не одинок

То, что я описываю здесь, без сомнения, хорошо известная практика. Вот только если бы те разработчики военпрома имели привычку публиковать свои схемные решения в блогах…
Вот что мне попалось на просторах Сети:

> > I believe it is pretty well standard practice to use an N-channel
> > MOSFET in the return lead of military power supplies (28V input).
> > Drain to supply negative, source to the negative of the PSU and
> > the gate driven by a protected derivative of the positive supply.

Где добыть MOSFET-ы практически даром

загляните ко мне чуть позже – будет статейка 😉

Примеры применения

Простенький генератор меандра 100 КГц с защитой от переполюсовки питания:

Генераторы пилы и синусоиды 1600 Гц, сидящие на одной плате, тоже защищены:

Удачных эксперементов!

Вам было интересно? Напишите мне!

Друзья мои, собратья по интересам! Пишу и буду развивать этот блог – идей море и опыта уже накоплено предостаточно – есть чем поделиться. Времени как всегда мало. Что было бы интересно лично Вам?

Спрашивайте, предлагайте: в комментариях, или в личку. Спасибо!

Всего Вам доброго!

– Сергей Патрушин.

PS. Мне будет приятно, если вы поделитесь этой заметкой со своими друзьями в соц-сетях. Для этого достаточно кликнуть на соответствующую иконку:

Защита от переполюсовки. » Хабстаб

Для питания своих устройств на этапе отладки, использую обычные зарядки от телефона, припаяв им к выходу bls разъём.

Чтобы отличить плюс от минуса, надпиливаю один из выводов, но по невнимательности всё равно бывает ошибаюсь и подключаю выводы неправильно. О последствиях переполюсовки рассказывать не буду, расскажу лучше как этого избежать. Но для начала пару слов о том, что такое переполюсовка, обычно у устройства, которое питается постоянным током два вывода, к одному из них подключается положительный вывод источника питания, к другому отрицательный. Но никто не мешает(если, конечно же производитель не позаботилися об этом)подключить их наоборот, такое подключение выводов и называют переполюсовкой.

Самый простой способ защититься от переполюсовки — это включить последовательно диод, тогда при ошибке подключения ток не потечёт.

Этот способ работает, но у него есть два недостатка: первый — это большое падение напряжения на диоде, порядка 0.7 вольта, что недопустимо для низковольтных цепей(3.3 и 5 вольт), второй — это мощность, которую он рассеивает. Так как через этот диод протекает ток, питающий всё устройство, то на нём рассеивается большая мощность, которая выделяется в виде тепла. Допустим, наше устройство потребляет 1А тогда мощность которую будет рассеивать диод равна.

Немного улучшить ситуацию можно используя диод Шоттки, который обладает меньшим падением напряжения, порядка 0.4 вольта, но для низковольтных цепей такое решение всё равно не подходит.

Получается, что идеальный для наших целей элемент должен обладать низким сопротивлением, тогда и падение напряжения на нём будет малым. И такой элемент существует, конечно же, это полевой транзистор, сопротивление канала современных mosfet’ов составляет миллиомы или десятки миллиом.

При подключении источника питания ток течёт через паразитный диод(он образуется при производстве из-за не совершенства технологического процесса), на котором падает порядка 1V, в результате чего напряжение на истоке становится равным Uпит -1 и разность напряжений затвор-исток открывает полевой транзистор.

Давайте вернёмся к низковольтной цепи, которая питается от 5V и в которую мы так и не смогли пристроить диод. Полевой транзистор возьмём из серии IRLML, которая управляется логическим уровнем, а именно IRLML_6401, сопротивление открытого канала, у которого 50 миллиом, а пороговое напряжение открытия VGS(th) от -0.4V до -0.95V.

На схеме видно, что напряжение затвор-исток гораздо ниже порогового, указанного в даташите и можно быть уверенным, что транзистор откроется.

При токе 1А падение напряжения на транзисторе составит 0.05V против 0.4V на диоде Шоттки, что вполне приемлемо.

Но это лишь одна сторона медали, если использовать данную схему при высоких напряжениях, то у неё появляется недостаток — это малое напряжение пробоя затвор — исток, поэтому для применения в высоковольтных цепях схему надо немного усложнить, как показано ниже.

Таким образом, мы с помощью стабилитрона ограничили напряжение затвор — исток, тем самым защитив транзистор, а излишки напряжения упадут на резисторе.

Как оказалось, производители электронных компонентов знают про этот трюк, и выпускают уже готовые сборки, например CSD25201W15, которые состоят из mosfet’a, стабилитрона и резистора.

Подобные сборки используются в четвёртом и пятом iphone для защиты usb входа, ниже часть схемы, найденная в интернете.

Существует еще один способ защиты от переполюсовки и заключается он в том, что параллельно нагрузке ставится диод, а на входе последовательно ставится предохранитель. При соблюдении полярности ток через диод не течёт, при переполюсовке ток начинает течь по цепи диод – предохранитель и так как ток ни чем не ограничен предохранитель должен сгореть.

Выше был описан идеальный сценарий, на самом деле может быть и наоборот, раньше сгорит диод и тут вопрос в том, уйдёт ли он в обрыв сгорая или нет.

Пока ток течёт через диод, к схеме приложено напряжение обратной полярности равное падению напряжения на диоде(иногда чтобы уменьшить его используют диод Шоттки), но если диод уходит в обрыв, к схеме прикладывается полное напряжение питания, но обратной полярности, то есть происходит переполюсовка и схема выходит из строя. Советовать этот способ не стал бы, но знать о нём нужно и дело тут не столько в самом способе(можно взять диод максимальный ток которого в два раза превышает ток предохранителя и предохранитель, который сгорает при кратковременном броске тока(flink)), сколько в качестве современных электронных компонентов, которые зачастую неизвестного происхождения.

Схема защиты от переполюсовки и короткого замыкания – Поделки для авто

Любое хорошее зарядное устройство для автомобильного аккумулятора не должно бояться коротких замыканий и случайной переполюсовки питания. Имея опыт в ремонте зарядных устройств хочу заметить, что функцией защиты от переполюсовки питания могут похвастаться далеко не все зарядные устройства.

Как право в бюджетных версиях применен обычный предохранитель, который при смене полярности сгорает ( в отдельной статье рассмотрим и эту защиту), поэтому сегодня подробно остановимся на одной из многочисленных схем защиты от кз и переполюсовки.

Сразу скажу – на авторство не претендую, схема еще давно была опубликована на сайте радиокот.

Основные достоинства схемы

1) Минимальное количество компонентов
2) Функция самовосстановления
3) Высокая скорость срабатывания
4) Минимальные затраты

В схеме нет сложных узлов и микросхем, благодаря электронной основе схема не имеет ограничения по сроку службы компонентов (как например в релейной защите.)

Работает следующим образом .

Когда на выход подключен аккумулятор и последний заряжается (т.е не нарушена полярность питания), полевой транзистор открыт и ток заряда протекает по нему на аккумулятор, плюс в схем общий.

Силовой шунт на входе схемы задействован как датчик тока и как только на выходе смениться полярность на неправильную или образуется короткое замыкание, это приведет к увеличению тока в схеме и образуется падение напряжение на шунте и на полевом транзисторе В этот момент откроется маломощный транзистор VT2 и затвор полевого транзистора по открытому переходу VT2 будет зашунтирован за землю и полевик будет полностью закрыт, следовательно минус питания не дойдет со выхода.

В этот момент загорится также светодиод, питание для которого поступает по открытому каналу VT2
Схема может находиться в таком состоянии бесконечно долго, поскольку полевой транзистор закрыт и на нем не образуется тепловыделение.

Шунт можно взять от амперметра на 10 Ампер или собрать из низкоомных резисторов, хотя последний вариант более затратный. Есть еще вариант выдрать нужный шунт из платы контроля аккумулятора ноутбука.

Полевой транзистор можно взять от материнской платы, важен допустимый ток – от 30 Ампер, установит на радиатор.

В следующей статье мы рассмотрим еще два способа защит от переполюсовки питания и кз.

Автор; АКА КАСЬЯН

Простая схема защиты от обратной полярности без падения напряжения

Автор adminВремя чтения 21 мин.Просмотры 39Опубликовано 08. 11.2019

Простая защита от напряжения неправильной полярности без потерь мощности

» Схемы » Силовая электроника

19-04-2016

Журнал РАДИОЛОЦМАН, сентябрь 2015

Aruna Rubasinghe

EDN

Общепринятым способом защиты цепей от ошибочной полярности напряжения является использование диодов. Например, в схеме на Рисунке 1 последовательный диод позволяет протекать току лишь при правильной полярности приложенного напряжения.

Рисунок 1.
Последовательный диод защищает схему от неправильной полярности входного напряжения,но на диоде теряется мощность.

Кроме того, воспользовавшись диодным мостом, вы можете выпрямить входное напряжение, и на вашу схему всегда будет приходить напряжение нужной полярности (Рисунок 2).

Но этим методам присущ серьезный недостаток – прямое падение напряжения на диодах приводит к большим потерям мощности. При токе 1 А схема на Рисунке 1 будет рассеивать 0. 7 Вт, а на Рисунке 2 – 1.4 Вт.

В статье предлагается простая конструкция защитного устройства, на котором не падет напряжение и не теряется энергия (Рисунок 3).

Рисунок 2.
Вы можете использовать мостовой выпрямитель и сделать систему безразличной к полярности входного напряжения. Но потери энергии на диодах здесь вдвоепревышают потери в схеме на Рисунке 1.

Выберем реле, пригодное для работы с напряжением обратной полярности. К примеру, для системы с напряжением питания 12 В возьмем 12-вольтовое реле.

При правильной полярности входного напряжения диод D1 закрыт, и реле S1 остается выключенным. Затем подключим вход и выход питания к нормально замкнутым контактам реле, что обеспечит протекание тока в нагрузку.

Диод D1 блокирует питание реле, и схема защиты не потребляет мощности.

Рисунок 3.
В цепь питания можно включить реле, которое пропуститток в нагрузку без потерь мощности. Диод D2 подавляетиндуктивные выбросы на обмотке реле.

При противоположной полярности входного напряжения диод D1 открывается и включает реле (Рисунок 4). Включение реле отрывает источник питания от нагрузки, и зажигается красный светодиод D3, сообщая о неправильной полярности напряжения.

Рисунок 4.
При обратном входном напряжении реле переключаются,прерывая питание нагрузки, и светодиод зажигается.

Таким образом, схема потребляет мощность только при ошибочном подключении питания. В отличие от МОП или полупроводниковых ключей, замкнутые контакты реле имеют низкое сопротивление, на котором практически не падает напряжение и не теряется мощность. Схема пригодна для защиты систем с широким диапазоном напряжений питания.

Защита преобразователя от подачи напряжения обратной полярности

Если DC/DC-преобразователи не защищены от ошибок в полярности их подключения – переполюсовки, то это почти наверняка приведет к немедленному отказу преобразователя.

Основная причина заключается в наличии защитного диода в структуре полевого транзистора, который выполняет роль основного ключевого элемента преобразователя.

Диод, который используется в обратном включении, при несоблюдении полярности напряжения, оказывается в режиме прямой проводимости и через него начинает течь очень большой ток. Этот ток может привести к отказу элементов первичной цепи преобразователя.

Чтобы избежать этой угрозы, существует несколько вариантов защиты:

последовательно включенный диод;
параллельно включенный диод с предохранителем;
последовательно включенный p-канальный полевой транзистор;
предохранитель.

Самый простой способ защитить DC/DC-преобразователь от повреждений, вызванных переполюсовкой при подключении входных цепей, – это подключение последовательного диода по входу. Такая схема представлена на рисунке 1.

Если напряжение питания подано в обратной полярности (реверсировано), то диод не дает течь току во входною цепь DC/DC преобразователя.

Данная схема имеет серьезный недостаток, который особенно проявляется при низких входных напряжениях. В зависимости от типа диода, его прямое падение напряжения может составить от 0,2 В до 0,7 В.

Это сопровождается соответствующей потерей мощности, что снижает как коэффициент полезного действия (КПД), так и входное напряжение.

Такого недостатка, как прямое падение напряжения на диоде, можно избежать, если применить защиту преобразователя с помощью шунтирующего (параллельно включенного) диода и последовательно включенного предохранителя (см. рис. 2).

В этом случае при обратной полярности подключения, напряжение на входе преобразователя теоретически ограничено уровнем около минус 0,7 В. Но даже этого напряжения может быть достаточно, чтобы повредить некоторые преобразователи. К тому же и предохранитель имеет некоторое падение напряжения, зависящее от входного тока, поэтому и в данном случае будут потери мощности.

Третий вариант защиты заключается в использовании последовательно включенного p-канального
полевого транзистора (см. рис. 3).

Конечно, полевой транзистор является самым дорогим решением, но сам транзистор относительно недорог по сравнению со стоимостью преобразователя. Максимальное напряжение затвор-исток должно превышать максимальное напряжение питания или максимально возможное напряжение обратной полярности.

Кроме того, транзистор также должен иметь наиболее низкое значение сопротивления канала в открытом состоянии. Приемлемым является сопротивление около 50 мОм.

В этом случае, если напряжение питания подключено правильно, то полевой транзистор будет полностью открыт и при входном токе преобразователя в 1 ампер, падение напряжения на транзисторе составит около 50 милливольт.

Входной предохранитель может применяться как в качестве защиты в схеме с шунтирующим диодом (см. рис. 2), так и без шунтирующего диода.

В любом случае предохранитель не должен срабатывать на самом большом допустимом входном токе при нормальном режиме работы преобразователя.

Так же необходимо учитывать, что в момент включения пусковой ток преобразователя значительно выше, чем его максимальный рабочий ток, поэтому необходимо выбирать «замедленный» предохранитель.

Сочетание высокого номинального тока предохранителя и задержка его срабатывания также означают то, что в случае переполюсовки шунтирующий диод должен быть рассчитан на соответствующий предохранителю ток, а блок питания должен иметь возможность дать достаточный ток для срабатывания предохранителя.

Если источник питания подключен ошибочно и предохранитель перегорел, то он должен быть заменен до того, как преобразователь будет снова включен. В случае, если цепь должна оставаться постоянно отключенной от шины питания до тех пор, пока причина неисправности не будет устранена с помощью команды технического обслуживания, это может быть преимуществом.

Для автоматического восстановления работоспособности после устранения переполюсовки, используются так называемые самовосстанавливающиеся предохранители. Это устройства с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), то есть их сопротивление увеличивается при повышении температуры.

При переполюсовке такой предохранитель быстро нагревается проходящим через него током до температуры плавления его внутренней зернистой структуры. При этом его сопротивление резко возрастает, и этим обеспечивается эффективное отключение преобразователя до некоторого минимального тока, называемого током удержания предохранителя.

При отключении питания или снятия перегрузки, такой предохранитель остывает и автоматически восстанавливает свою исходную проводимость.

Защита от переполюсовки на реле

Во избежание выхода из строя зарядного устройства при переполюсовке необходимо использовать специальные схемы защиты. Самой простой и доступной для повторения защитой является защита от переполюсовки на реле. При использовании реле, возникают свои небольшие преимущества и некоторые недостатки, о которых мы сегодня и поговорим.

Одной из самых популярных вариантов защиты является защита на полевике. Но иногда возникает проблема с настройкой схемы, подбором полевика, да и стоит он относительно не дешево. А вот небольшое реле скорей всего уже есть у каждого автомобилиста в гараже.

Основу схемы составляет реле, обмотка которого подключена через диод VD2. При подключении АКБ правильной полярностью, ток пройдет через обмотку и диод VD2, реле включит контактную группу и пойдет процесс зарядки. При неправильной полярности — диод VD2 не дает включиться реле.

Схема также включает в себя два светодиода, которые включены разнополярно, в зависимости от того, какой полярностью будет подключена АКБ, такой светодиод и будет светиться.

Диод VD1 – гасит импульсы, которые возникают при срабатывании реле. Кнопка КН1 – кнопка без фиксации, используется для ручного старта зарядного.

При подключении к зарядному устройству сильноразряженного аккумулятора (ниже 8 В) может возникнуть случай, когда напряжения АКБ недостаточно для включения реле.

Тогда необходимо нажать кнопку, запустить зарядное устройство вручную и после чего уже подключать АКБ. Необходимо знать, что при ручном старте защита от переполюсовки НЕ РАБОТАЕТ.

Как сделать защиту от переполюсовки?

Такую защиту мы установим в зарядное устройство, собранное из блока питания компьютера. Плату со светодиодами можно изготовить из небольшого кусочка макетки или текстолита.

Реле необходимо подбирать минимум на 15 А, но лучше установить с запасом на 30-40 А. Крепить его через ушко к корпусу, так оно не занимает много места.

Кнопку и светодиоды лучше вывести на верхнюю или лицевую панель.

Защита от переполюсовки на реле – тесты

Зарядное устройство включено в сеть, работает вентилятор.

Подключена АКБ неправильной полярностью – загорается красный светодиод.

Подключена АКБ правильной полярностью – загорается зеленый светодиод, включается реле и начинается зарядка.

Недостатки и преимущества защиты от переполюсовки на реле

Преимущества:

простота схемы;
надежность;
нет дорогих и дефицитных компонентов.

Недостатки:

не спасает от короткого замыкания;
защищает от переполюсовки только в момент установки АКБ на зарядку. При подключении следующей батареи, необходимо отключать и перезапускать зарядное, для возвращения реле в исходное состояние.

Схемы защиты от смены полярности питания

Человеческий фактор, к сожалению, является наиболее частой причиной аварий и катастроф. Забывчивость, рассеянность, невнимательность, расчёт на пресловутые «авось да небось» — вот первопричины того, что многие устройства не доживают свой век до «технической пенсии».

При лабораторных и радиолюбительских экспериментах частой ошибкой является переполюсовка питания, когда положительный и отрицательный провод меняются местами. Защититься от этого не так уж и сложно (Рис. 6.21, а…и).

Рис. 6.21. (начало):

а) индикатор HL1светится разным цветом при нормальной работе (зелёный) и при неверной полярности входного напряжения (красный). Для устранения неисправности требуется ручная перестыковка проводов. При повышении питания с +3 до +5 В следует увеличить сопротивление резистора R1 до 390…470 Ом;

б) автоматическая коррекция полярности питания без участия человека («автополюсовка»). Специализированная микросхема DAI (фирма Maxim/Dallas) обеспечивает очень низкую разность напряжений между входом и выходом, а именно, 40 мВ при токе 100 мА;

в) схема полуавтоматической коррекции полярности питания. Исходное состояние переключателя SA1 произвольное. Если полярность с первого раза «не угадана», то надо перевести переключатель в другое положение.

Такая методика иногда технически проще, чем перестыковка соединительных проводов. Транзистор VT1 защитный, на нём падает напряжение около 0. 1 В.

Здесь и далее считается, что внутри стабилизатора имеются конденсаторы фильтра, но на схеме они не показаны;

г) аналогично Рис. 6.21, в, но при замене полевого транзистора диодом Шоттки VDL Однако при этом ухудшается экономичность, поскольку на диоде падает достаточно большое напряжение, в среднем 0.2…0.4 В в зависимости от протекающего тока; О

Рис. 6.21. (окончание):

д) схема «автополюсовки» с диодным мостом VD1…VD4. Применение диодов Шоттки обеспечивает падение напряжения между входом и выходом 0.4…0.8 В в зависимости от протекающего тока;

е) аналогично Рис. 6.21, д, но с мостом на обычных диодах VD1…VD4. Эта схема хуже по экономичности, поскольку падение напряжения между входом и выходом составляет 1.4… 1.8 В. Может применяться при отсутствии диодов Шоттки, а также при желании рассеять на диодах «лишнюю» мощность в целях облегчения теплового режима стабилизатора А1.

ж) благодаря диоду VD1, контакты реле K1. I замыкают цепь только в том случае, если будет подана «правильная» полярность питания. Достоинство — очень малое падения напряжения между входом и выходом. Недостаток — дополнительный расход мощности на постоянно включённом реле А7;

з) защита от неверной полярности питания в «плюсовом проводе» при помощи полевого р-канального транзистора VT1. Важную роль играет диод Шоттки, находящий внутри транзистора. Через него (и нагрузку в цепи +3.

1 В) в начальный момент времени протекает ток, который открывает транзистор, после чего диод шунтируется открытым переходом «сток — исток». Замена транзистора VTI — IRLML6402.

Достоинство схемы заключается в непосредственной связи общего провода устройства и «минусового» контакта батареи GB1

и) аналогично Рис. 6.21, з, но с установкой «-канального транзистора VT1 в «минусовом» проводе. Замена транзистора — IRLML2402, IRF7601, BS170. Схема защиты с «-канальным транзистором обычно обеспечивает меньшее падение напряжения, чем схема с р-канальным транзистором. Особенность — отсутствует прямая связь цепи GND и батареи GB1.

Схемы коммутации индуктивных нагрузок

Одним из популярных использований диодов является ослабление индуктивной “отдачи”: импульсов высокого напряжения, возникающих при прерывании протекания постоянного тока через индуктивность. Возьмем, к примеру, простую схему на рисунке ниже без защиты от индуктивной отдачи.

Индуктивная отдача: (a) Кнопка разомкнута. (b) Кнопка замкнута, поток электронов протекает от батареи через катушку, которая по полярности совпадает с батареей. Магнитное поле сохраняет энергию. (c) Кнопка разомкнута. Ток всё еще протекает в катушке из-за уменьшения магнитного поля.

Обратите внимание на изменение полярности катушки. (d) Напряжение на катушке в зависимости от времени.

Когда кнопка нажат, ток проходит через индуктивность, создавая вокруг нее магнитное поле.

Когда кнопка отжимается, ее контакт разрывается, прерывая протекание тока через индуктивность и вызывая быстрое уменьшение магнитного поля.

Поскольку напряжение, индуцируемое в катушке провода, прямо пропорционально скорости изменения магнитного потока во времени (закон Фарадея: e = NdΦ/dt), это быстрое уменьшение магнитного поля вокруг катушки создает “всплеск” высокого напряжения.

Если речь идет о катушке электромагнита, например, о соленоиде или реле, (сконструированной для создания физической силы при помощи магнитного поля при протекании тока), эффект индуктивной “отдачи” вообще не имеет никакой полезной цели.

Фактически, он очень вреден для коммутатора, так как вызывает чрезмерное искрение контактов, что значительно сокращает их срок службы.

Из практических способов уменьшения высоковольтного переходного процесса, возникающего при размыкании переключателя, нет более простого, чем так называемый коммутирующий диод, показанный на рисунке ниже.

Индуктивная отдача с защитой: (a) Ключ разомкнут. (b) Ключ замкнут, сохранение энергии в магнитном поле. (c) Ключ разомкнут, индуктивная отдача накоротко замыкается диодом.

В этой схеме диод подключен параллельно катушке, поэтому, когда постоянное напряжение будет подаваться на катушку через кнопку, он будет смещен в обратном направлении.

Таким образом, когда катушка находится под напряжением, диод не проводит ток (рисунок выше (b)).

Однако когда ключ размыкается, индуктивность катушки реагирует на уменьшение тока индуцированием напряжения обратной полярности с целью поддержания тока той же величины и в том же направлении.

Это внезапное изменение полярности напряжения на катушке смещает диод в прямом направлении, и диод обеспечивает путь для протекания тока катушки индуктивности, поэтому вся ее накопленная энергия рассеивается медленно, а не мгновенно (рисунок выше (c)).

В результате напряжение, наведенное в катушке резко ее уменьшающимся магнитным полем, довольно мало: просто величина прямого падения напряжения на диоде, а не сотни вольт, как было ранее. Таким образом, во время процесса разряда к контактам ключа прикладывается напряжение, равное напряжению батареи плюс примерно 0,7 В (если используется кремниевый диод).

В языке электроники термин коммутация относится к изменению полярности напряжения или направления тока.

Таким образом, назначение коммутирующего диода состоит в том, чтобы действовать всякий раз, когда напряжение меняет полярность, например, на катушке индуктивности при прерывании протекания через нее тока.

Менее формальный термин для коммутирующего диода – демпфер, поскольку “демпфирует” или “гасит” индуктивную отдачу.

Примечательным недостатком этого метода является дополнительное время, которое добавляет к разрядке катушки. Поскольку наведенное напряжение ограничивается до очень низкого значения, скорость изменения магнитного потока во времени сравнительно невелика.

Помните, что закон Фарадея описывает скорость изменения магнитного потока (dΦ/dt), как пропорциональную наведенному мгновенному напряжению (e или v).

Если мгновенное напряжение ограничено некоторым низким значением, то скорость изменения магнитного потока во времени будет также ограничена низким (медленным) значением.

Если катушка электромагнита “погашена” с помощью коммутирующего диода, магнитное поле буде рассеиваться с относительно низкой скоростью по сравнению с изначальным сценарием (без диода), где поле исчезает почти мгновенно после размыкания ключа.

Количество времени, о котором идет речь, будет, скорее всего, меньше одной секунды, но оно будет заметно больше, чем без коммутирующего диода.

Это может привести к неприемлемым последствиям, если катушка используется для приведения в действие электромеханического реле, поскольку реле будет иметь естественную “временную задержку” обесточивания катушки, и нежелательная задержка даже в доли секунды может нанести ущерб некоторым схемам.

К сожалению, нельзя одновременно и исключить высоковольтный переходной процесс индуктивной отдачи, и сохранить быстрое снятие намагниченности катушки: невозможно нарушить закон Фарадея.

Однако, если медленное снятие намагниченности неприемлемо, можно достигнуть компромисса между переходными напряжением и временем, позволяя напряжению на катушке подняться до некоторого более высокого уровня (но не настолько высокого, как без коммутирующего диода). Схема на рисунке ниже показывает, как это можно сделать.

(a) Последовательно с коммутирующим диодом включен резистор. (b) Диаграмма напряжения. (c) Уровень без диода. (d) Уровень с диодом, но без резистора. (e) Компромиссный уровень с диодом и резистором.

Резистор, включенный последовательно с коммутирующим диодом, позволяет напряжению, наведенному катушкой, подниматься до уровня превышающего прямое падение напряжения на диоде, ускоряя тем самым процесс размагничивания. Это, конечно же, будет давать большее напряжение на контактах, и поэтому резистор должен быть такого номинала, чтобы ограничить переходное напряжение на приемлемом максимальном уровне.

Оригинал статьи:

Inductor Commutating Circuits

Защита ЗУ от переполюсовки аккумулятора

Схема 100% рабочая!!!

После того как один знакомый сжег своё зарядное устройство из-за неправильно подключённого аккумулятора, мне предстояло собрать схему защиты от подобных косяков. В интернете нашлось много разнообразных схем, но остановился я на этой:

Источником этой схемы является сайт РадиоКот. После сборки схема заработала без нареканий.

Скажу сразу, что эта схема защищает от КЗ и от переполюсовки аккумулятора. При нормальном режиме, напряжение через светодиод и резистор R4 отпирает Т1 и всё напряжение с входа поступает на выход. При коротком замыкании или переполюсовке, ток импульсно резко возрастает.

Падение напряжения на переходе полевика и на шунте резко увеличивается, что приводит к открытию Т2, который в свою очередь шунтирует затвор и исток. Добавочное отрицательное напряжение по отношению к истоку (падение на шунте) прикрывает VT1. Далее происходит лавинный процесс закрытия VT1. Светодиод засвечивается через открытый VT2.

Схема может находиться в данном состоянии сколь угодно долго, до устранения замыкания.

Почитав разные форумы и комментарии, решил попробовать немного доработать эту схему. В разных публикациях рекомендуют разные доработки, но в основном вот так:

Итак, рекомендуют добавить стабилитрон ZD1, резистор R5 и конденсатор C2.

Стабилитрон рекомендуется установить для защиты затвора от превышения максимально допустимого напряжения.

Резистор рекомендуется установить для лучшей защиты полевого транзистора, так как в таком виде транзистор будет всегда закрыт и будет открываться только при наличии положительного напряжения на плюсовой клемме.

Конденсатор рекомендуется установить для защиты схемы от ложного срабатывания.

По результатам моего “шаманства” над схемой могу сказать следующее:

1. Стабилитрон действительно нужен, особенно если данная защита будет использоваться в трансформаторных ЗУ или БП. Например, максимальное напряжение Вашего ЗУ 18 В, а максимальное напряжение затвора 20 В. Казалось бы все ОК!, но это не так.

Так как в трансформаторах есть такое явление как самоиндукция, то из-за неё в момент отключения трансформатора от сети, на вторичных обмотках будет скачок напряжения, существенно превышающий действующее напряжение. Именно этот скачок может пробить Ваш полевик.

Поэтому стабилитрон надо подобрать на несколько вольт меньше чем максимальное напряжение затвора используемого Вами полевого транзистора.

2.Резистор 5, как было сказано выше, держит полевика закрытым при отсутствии положительного напряжения на плюсовой клемме. Но если установить этот резистор, то светодиод всегда будет немного светится, а при срабатывании защиты засветится ярко. От сопротивления этого резистора будет зависеть яркость постоянного свечения светодиода.

3.Конденсатор С2 рекомендовали установить для того чтобы схема не срабатывала когда не надо. В моём случае всё получилось наоборот.

После установки этого конденсатора, схема начала вести себя неадекватно: светодиод подсвечивался (значит транзистор Т2 приоткрывался), полевик начинал сильно греется (так как Т2 приоткрывался то Т1 призакрывался что вызывало увеличение сопротивления перехода).

После всех этих проделок, от R5 и С2 я отказался. Оставил только стабилитрон.

И так пройдёмся по некоторым деталям.

R1 – он же шунт. От сопротивления этого резистора зависит ток срабатывания защиты. Я использовал 10 параллельно соединённых резисторов 0,1 Ом 1 Вт.

В итоге получился резистор общим сопротивлением 0,01 Ом и мощностью 10 Вт. Находил информацию, что при сопротивлении 0,1 Ом защита сработает на 4-х Амперах, при 0,05 Ом ток срабатывания – 7..8 А. Но этого сам не проверял.

Можно также использовать готовый шунт от старого тестера.

Т1 – полевой транзистор. Его параметры зависят от ваших потребностей. Выбирать надо с запасом и по току, и по напряжению.

Например, мне нужна была защита для использования в ЗУ с максимальным напряжением 22В и током 10 А. Выбран был транзистор STP30N05(30А, 50В, 0.045 Ω). После неких манипуляций он был удачно спален (температурный пробой).

На замену пришел RFP70N06 (70А,60В, 0.014Ω). Можно применить любой из серии IRFZ44,46,48 или им подобные.

Транзистор

Максимальное напряжение С-И Вольт

Максимальный ток С-И

Ампер

Максимальная

Мощность

Ватт

Сопротивление открытого канала

Ом

IRF3205

110

200

0,008

STP75NF75

300

0,011

IRF1010E

170

0,012

SUB85N06

250

0,0052

SUP75N05(06)

158

0,007

IRFZ48N

140

0,016

BUZ100

250

0,018

IRL3705N

170

0,01

IRF2807

150

0,013

IRL2505

104

200

0,008

При выборе транзистора рекомендовал бы обращать внимание на сопротивление открытого канала. Чем оно меньше тем будет меньший нагрев транзистора. В даташите обозначается так RDS(on) – Static Drain-to-Source On-Resistance

Также не забываем обращать внимание на максимальное напряжение затвора, в даташите оно обозначается так VGS – Gate-to-Source Voltage.

При срабатывании защиты, полевой транзистор не нагревается. Но в нормальном режиме, через транзистор проходит не малый ток (в моем случае до 10 А), который и нагревает транзистора.

По результатам испытаний оказалось что при прохождении тока до 4А транзистор без радиатора был еле тёплый. При прохождении тока больше 4А начинался нагрев полевика ().

Даже если нагрев был такой что пальцами можно было удержатся, то через 3 часа зарядки аккумулятора током 6А транзистор нагревался очень сильно. Вывод однозначный – радиатор необходим (не большой, но надо).

Стабилитрон. С ним мы уже разобрались чуть выше. В моём случае максимальное напряжение затвора транзистора составляло 20 В. Стабилитрон я установил на 18 В.

Транзистор Т2. Не критичен и может быть установлен любой подходящий по параметрам. Например: BC 174, BC 182, BC 190, BC 546, 2SD767 и т. д.

Резистор R4. Встречал описание, в котором говорится, что если установить R4 – подстроечный номиналом 10кОм, то можно в узких пределах регулировать ток срабатывания защиты. Не знаю как там у них, но мне точная регулировка не была нужна.

Но все равно решил попробовать. И зачем спрашивал я себя после этого. Как регулируется ток срабатывания я не увидел, но увидел, как красиво вылетает полевой транзистор, если установить сопротивление на R4 меньше 1кОм (случайно отвертка соскользнула).

Очень не советую ставить этот резистор меньше 1кОм.

Диод D1. Также не критичен и может быть установлен практически любой. Я установил 1N4148. Встречал форумы, где говорят, что не видят смысла в установке этого диода, но я его не исключал из схемы.

Я себе объясняю применение этого диода так: При подаче входного напряжения, на затворе Т1 присутствует положительное напряжение, которое накапливается на емкости затвора. Из-за этой ёмкости, даже после отключения питания, транзистор остается открытым некоторое время.

Время, которое транзистор остается открытым зависит от емкости его затвора, чем больше ёмкость – тем дольше он открыт. Допустим, диод D1 отсутствует. Мы к включенному ЗУ подключаем аккумулятор со случайно перепутанной полярностью.

Если по какой-то причине транзистор Т2 не откроется, то будет пшик, так как на момент подключения, транзистор Т1 останется открытым из-за накопленного положительного напряжения на затворе. А вот если б диод присутствовал, то напряжение с затвора через диод ушло б на минусовую клемму аккумулятора.

После сборки, готовую защиту хотел уже устанавливать в корпус ЗУ, но вдруг подумал: А что если защита сработает тогда, когда никого рядом не будет, или кто-то будет, но так что ЗУ не попадет в поле зрения и не увидит светящийся светодиод??? Решение – надо установить бузер. Бузер был применён на 12В 8мА.

Изначально установил его параллельно светодиоду, но мне это не совсем понравилось, и я чуточку добавил деталей. Если защиту планируется вами применять в регулируемом БП или ЗУ с выходным напряжением от нуля, то бузер лучше установить на 5В.

При этом последовательно с бузером необходимо подключить резистор, сопротивление которого надо будет подобрать.

После всего этого плата с защитой отправилась в ЗУ, где и до сих пор живёт-поживает. В результате, схема получилась вот такая:

И на конец несколько фото:

Срабатывание при КЗ.

Срабатывание при переполюсовке.

Просто плата.

Плата в корпусе ЗУ.

Плата в корпусе ЗУ. Ближе.

В архиве есть схема, эта статья и печатка. Скачать

Напоследок хотелось бы сказать что много кто пишет что эта схема не работает, работает неправильно или ещё что-то. У меня заработала и работает вполне нормально.

Всем удачи в повторении!!!

Диод для защиты от переполюсовки

Ну вот, как и обещал – вторая статья, которая посвящена системе защиты от переполюсовки, которое нашло довольно широкое применение в промышленных и самодельных зарядных устройствах. Данный вариант был выбран как особо простой и может быть повторен даже человеком, который никак не связан с электроникой.

Для реализации такой схемы защиты вам нужен только диод – всего один диод, который будет установлен в прямом направлении на плюсовой шине зарядного устройства.

Такая система на только проста, что для доработки зарядного устройства, его совсем не обязательно разобрать. Для реализации такой идеи мы используем самую главную функцию полупроводникового диода – в прямом направлении диод открыт, если же его подключить в обратном направлении, то он будет заперт.

Следовательно, если вдруг спутать полярность, то ток просто не будет идти, никаких хлопков, нагрева и прочих дымовых эффектов.

Но как мы знаем, когда напряжение протекает через переход выпрямительного диода, то на выходе последнего будет спад напряжение в районе 0,7 Вольт, именно для того, чтобы спад был минимальным, мы будем использовать диоды ШОТТКИ (с барьером Шоттки) – на нем спад напряжения в районе 0,3-0,4 Вольт.
Единственный недостаток такой защиты заключается в том, что через диод будет течь довольно большой ток, что приводит к нагреву диод.

Для того диод обязательно нужно установить на теплоотвод. Диоды шоттки с больим током можно найти в компьютерных блоках питания. Диоды в указанных блоках из себя представляют трехвыводную диодную сборку, в каждой сборке два диода с общим катодом. Нужно подобрать диоды с током не мене 15 Ампер на каждый диод. В компьютерных блоках могут встречаться диоды с током до 2х30 Ампер.

Для начала нужно установить диод на теплоотвод, затем запараллелить аноды диодов, таким образом, мы соединили параллельно оба диода.

Друзья всем привет в этой записи я решил рассказать про защиту зарядного устройства. Рассмотрю на мой взгляд две самые простые и популярные схемы.

Смотрите также

Метки: sam_электрик, защита от короткого замыкания, защита от переполюсовки, защита зарядного устроиства

Комментарии 57

Привет, в схеме защиты на реле светодиод какого типа стоит?

Самый обычный светодиод. 3мм

А на какое напряжение? Думаю собрать первую схемку, может даже только поставить VD1 иVD2, без индикации будет.

Так они все 2…3 вольта.

В схеме с полевиком, можно убрать шунт если мне не нужна защита от КЗ, а нужна только от переполюсовки?
Или без шунта не будет работать?

Маленькое замечание по релейной схеме защиты. Избыточность (по количеству) диодов трогать не будем.
Если попадётся АКБ с глубокой разрядной( ниже 9V), то реле тупо не сработает, даже при правильном подключении.

По поводу видео, у полевого транзистора НЕ база — затвор.

Да с полевиком та же ситуация получиться (если он конечно не управляется логическим уровнем). Потому что открыть транзистор нужно 10-12 вольт на затворе. При меньших напряжениях будет возрастать сопротивление сток исток и транзистор начнет греться.

VD3 VD4,VD1 тоже не нужен, нигде в машинах я не видел диодов для реле,

я про них и говорил) а параллельно реле по идее можно оставить…

VD3 VD4,VD1 тоже не нужен, нигде в машинах я не видел диодов для реле,

VD1 я так понимаю, защитный диод от бросков тока индуктивности реле. Я видал не мало проблем из за того что не было установлено защитных диодов или RC цепей. Вот VD3 и VD4 ставить со светодиодами, это уже избыточность, зачем диоду диод я не совсем понял. Вот если бы там вместо светодиода стояли лампы или что то полнопроводимое, тогда бы да.
То ли автор рукожоп, то ли стянул схему у рукожопа, чем так же зарукожопил 🙂

У светодиодов есть такой параметр, как предельно допустимое напряжение, видимо для этого и стоят диоды.

И что же они делают?

Возможно, так было реализована защита от пробоя обратным напряжением, хотя более правильно было бы их подключить встречно-параллельно светодиодам. А в том виде, как они сейчас на схеме изображены, боюсь — ничего, просто стоят.

У светодиодов есть такой параметр, как предельно допустимое напряжение, видимо для этого и стоят диоды.

От предельно допустимого напряжения стоят резисторы последовательно со светодиодами. Что не спасёт эти светодиоды от бросков тока…

Резисторы стоят, ограничивающие ток в прямом направлении, от бросков тока защитят, если их взять с запасом по сопротивлению. От пробоя обратным напряжением они никак не спасут, могут лишь впоследствие ограничить ток обратного напряжения.
Когда к светодиоду приложено обратное напряжение, даже через резистор, ток через цепь не течет (при напряжении меньше порогового), а это значит, что на выводах светодиода присутствует полное напряжения питания, так что не надо заблуждаться, если вы используете светодиод в цепи, напряжение где выше предельно допустимого обратного, защищайте светодиод от пробоя обратным напряжением, и не резистором, включенным последовательно.

Сто баллов рукожопы все. Видео не смотрим. На плате этих диодов нет, есть только под красным светодиодом и то он там не для него, а для подключения пищалки.

Так перерисуй схему и не нужно каждому объяснять.
Я к примеру зашел с сотика и не буду тратить траффик на видюшки, а схему гляну.

Ок схему перерисую.

Ещё одну звезду рукожопа себе набей. Мы вроде как схему на картинке обсуждали, причём тут видео?

Во заладил рукожоп да рукожоп. Давай еще на личности перейди. Отвлекись, почитай статью “нормальную” успокойся. Если так судить то из любой схемы можно десяток деталей выкинуть.

Ты сначала пишешь спасибо за внимание и за критику, а потом недоволен этой самой критикой, говоришь чтоб мимо проходили. Как ещё то относится к такому, и общаться с таким человеком?
Вот начало твоей записи — “Друзья всем привет в этой записи я решил рассказать про защиту зарядного устройства. Рассмотрю на мой взгляд две самые простые и популярные схемы.” — только где ты что рассказал в записи или рассмотрел я не вижу, а вижу я только ссылку на другой ресурс — видеохостинг с видеороликом. Перепиши статью, опиши конструкции схем, их достоинства и назначение. В конце уже вставь видео, и тогда статья будет полноценна. А так получается просто перепост видеозаписи, насасывание лайков или ещё чего то. Некрасиво это, неприятно и вызывает только раздражение.

Критика нужна адекватная и по сути, это запись, а не статья. Статьи в газетах пишут. Принцип работы, сравнение, демонстрация работы все это здесь есть. И если у вас какие то проблемы с видео, то не надо критиковать людей за это. Правила не запрещают видео ставить, а то что писанину не развел извините не в журнал “радио” пишу.

Вот опять трындишь на тему — “не нравиться иди в другое место”. Так создай сообщество с названием перепост видео с ютуба, и делай свои записи. Стати не только в газету пишут, а так же в журнал, блог и т.д. Критика адекватная, я тебе не только указал что твой пост говно, но и расписал почему, а ты брыкаешься, что это я такой неугодный читатель.

Таких “говно” постов сейчас 80% на драйве. Трудно вам придется, почитать почти нечего.

VD3 VD4,VD1 тоже не нужен, нигде в машинах я не видел диодов для реле,

На транзисторном управлении лучше поставить, да и искру они гасят на управлении(если клавиша).
У меня к примеру релюшки в авто все идут с резисторами. С диодами сложнее, т.к. будет влиять полярность.

А тут конечно это всё лишнее.

а вторая схема вообще жуткое усложнение первой) третья походу на ардуине будет)

да чувак просто набрал контента в инете и слепил видос чтобы бабла подзаработать на просмотрах
а тут обсуждают как будто он сам чо-то делал

Самое простое диод и предохранитель. Защищает и от перегрузки по току и от переполюсовки.

один нюанс… его ж надо менять… и где то взять… потом он перерастает в жирного жука и утрачивает свой статус)

Это что же надо сколько раз перепутать?
А предохранитель можно и восстанавливающийся, но он медленее обычного.

за долгую жизнь зарядника можно мульён раз перепутать)

Зато дёшево, надёжно и работает всегда!
ну а от всяких путаников и любителей “жуков” спасёт только гильотина.

про всегда. я б поостерёгся) не всегда есть предаки с собой. тем более, сейчас китайчатина такая, что шипит, плавится, но не сгорает) да и к примеру в 30 мороз предак менять не комильфо совсем)

Езде есть плюсы и минусы, а первую схему попробуйте запустить на севшей АКБ.

Защита от обратной полярности: как защитить свои цепи, используя только диод

При подключении питания с неправильной полярностью легко сделать ошибку. К счастью, защитить свое устройство от обратной полярности тоже довольно просто.

Плохие вещи могут случиться, если вы измените полярность источника питания вашего устройства. Замена положительного и отрицательного выводов питания, вероятно, является основным методом «выпустить дым» из новой блестящей печатной платы, и на самом деле это лучший сценарий, чем нанесение какого-либо тонкого повреждения, которое приводит к затруднительным или периодическим сбоям.Обратная полярность также может возникнуть после фазы тестирования и разработки. Устройство, как правило, спроектировано таким образом, чтобы предотвратить неправильное подключение кабеля питания конечным пользователем, но даже лучшие из нас могут иногда вставлять батарею, не глядя на диаграмму полярности …

Я предпочитаю использовать любые доступные средства, чтобы сделать обратную полярность физически невозможной, но суть в том, что устройство никогда не будет по-настоящему безопасным, если сама схема не способна выдержать обратное напряжение питания.В этой статье мы рассмотрим два простых, но очень эффективных способа сделать вашу схему устойчивой к ошибкам, связанным с неправильной полярностью источника питания.

Что такое диод защиты от обратной полярности?

Фактически, вы можете получить защиту от обратной полярности с помощью диода. Да, вам нужен только один диод. Это действительно работает, но, конечно, более сложное решение может обеспечить превосходную производительность.

Идея состоит в том, чтобы включить диод последовательно с линией питания.

Если вы не знакомы с этой техникой, сначала это может показаться немного странным: может ли диод изменять полярность приложенного напряжения? Может ли он действительно «изолировать» схему ниже по потоку от приложенного напряжения?

Конечно, он не может «отменить» обратную полярность, но он может, , изолировать остальную часть схемы от этого состояния просто потому, что он не будет проводить ток, когда напряжение на катоде выше, чем напряжение на аноде.Таким образом, в ситуации обратной полярности повреждающие обратные токи не могут протекать, и напряжение на нагрузке не совпадает с обратным напряжением источника питания, потому что диод функционирует как разомкнутая цепь.

Схема LTspice, показанная выше, позволяет нам исследовать переходное и установившееся поведение схемы диодной защиты. Напряжение источника питания изначально равно 0 В, затем оно резко меняется до –3 В. Моя идея состоит в том, чтобы смоделировать эффект неправильной вставки двух единиц 1.Батарейки 5 В (или одна батарея 3 В). Моделирование включает сопротивление нагрузки (соответствует схеме, потребляющей около 3 мА) и емкость нагрузки (соответствует развязывающим конденсаторам для нескольких ИС).

Вы можете видеть, что некоторый обратный ток (т. Е. Между катодом и анодом) действительно течет через диод. Переходный ток очень мал, а длительный ток минимален. Однако ток течет, и, следовательно, катодная сторона не полностью плавает; вместо этого существует очень небольшое обратное напряжение в цепи нагрузки.Однако это не стационарное состояние. Если мы расширим симуляцию до 300 мс, мы увидим следующее:

По мере того, как емкость нагрузки заряжается и становится разомкнутой, ток падает до нуля (или, точнее, 0,001 фемтоампера, согласно LTspice), и, следовательно, обратное напряжение на нагрузке отсутствует. Вывод состоит в том, что диод не идеален, но, насколько я понимаю, он достаточно близок, потому что я не могу представить, чтобы на любую реалистичную схему отрицательно повлияли ~ 100 мс нескольких микровольт обратной полярности.

Плюсы и минусы

К настоящему времени преимущества этой схемы должны быть очевидны: она дешевая, чрезвычайно простая и очень эффективная. Однако есть определенные недостатки, которые следует учитывать:

Во время нормальной работы на диоде падает типичное значение ~ 0,6 В. Это может составлять значительную часть напряжения питания, а при уменьшении напряжения батареи устройство может преждевременно перестать работать.
Любой компонент, на котором наблюдается падение напряжения и протекающий через него ток, потребляет энергию.Если эта рассеиваемая энергия исходит от батареи, диод сокращает срок службы батареи. Это может быть неприемлемым компромиссом для устройств, которые имеют очень низкий риск возникновения обратной полярности.

Защита от обратной полярности с помощью диода Шоттки

Простой способ устранить оба вышеперечисленных недостатка – использовать диод Шоттки вместо обычного диода. Такой подход снижает потери напряжения и рассеиваемую мощность. Я не уверен, насколько низко могут работать диоды Шоттки, но в некоторых случаях прямое напряжение может быть ниже 300 мВ.

Вот новая схема моделирования:

Следующие спецификации дают вам пример характеристик прямого напряжения диода BAT54:

Таблица взята из этого технического описания Vishay.

Вот график переходной и установившейся характеристики схемы защиты от обратной полярности на основе Шоттки.

Вы можете видеть, что обратный ток и обратное напряжение на нагрузке намного больше, чем то, что мы наблюдали с диодом не Шоттки.Этот более высокий обратный ток утечки является известным недостатком диодов Шоттки, хотя в этом конкретном приложении обратный ток все еще намного ниже, чем все, что могло бы вызвать серьезное беспокойство. Поэтому, когда дело доходит до защиты от обратной полярности, безусловно, предпочтительнее диоды Шоттки.

Заключение

Мы убедились, что одиночный диод – это удивительно эффективный способ включения защиты от обратной полярности в схему источника питания устройства. Диоды Шоттки имеют более низкое прямое напряжение и, следовательно, обычно являются лучшим выбором, чем обычные диоды.Сотрудник AAC, имеющий опыт работы с этими схемами, рекомендует p / n 1N4001 (если по какой-то причине вы хотите использовать нормальный диод) или p / n MBRA130 (это диод Шоттки).

Руководство по проектированию

– PMOS MOSFET для схемы защиты от обратной полярности

Если источник питания в цепи поменял местами, например, подключив положительный провод к земле, а отрицательный провод – к Vcc схемы. Могут произойти две плохие вещи: либо схема, которую мы разработали, может сгореть вместе со всеми дорогостоящими компонентами в ней, либо сам источник питания может выйти из строя.Все становится еще опаснее, если схема питается от батареи. Изменение полярности батареи – худшее, что может произойти в цепи, потому что это не только повредит цепь, но также может вызвать дым и пожар, что делает ее потенциальной угрозой.

Но возможна человеческая ошибка, и поэтому разработчик несет ответственность за то, чтобы его схема могла безопасно обрабатывать условия обратной полярности. Вот почему почти все схемы имеют дополнительную схему безопасности на входной стороне, которая называется схемой защиты от обратной полярности .В этой статье мы обсудим схему защиты от обратной полярности MOSFET , которая очень эффективна для защиты схемы от повреждений, связанных с обратной полярностью. Схема также может действовать как схема защиты полярности батареи , , поэтому то же руководство по проектированию можно использовать для защиты ваших цепей, даже если она питается от внешнего адаптера постоянного тока или батареи.

Защита цепей от обратной полярности

Есть несколько вариантов защиты цепи от обратной полярности.В большинстве случаев устройства с батарейным питанием используют специальные типы батарейных разъемов, которые не позволяют подключать батарейный разъем в обратном порядке. Это механически возможная защита аккумулятора от обратной полярности. Другой вариант – использовать диод Шоттки в шине питания, но это наиболее неэффективный способ защиты цепи от обратной полярности.

Использование диода Шоттки для защиты от полярности и его недостатки
На изображении ниже диод Шоттки используется последовательно с шиной питания, которая будет смещена в обратном направлении при условии обратной полярности и отключит цепь.Мы также ранее обсуждали это в разделе «Применение диодов» в предыдущей статье.
Левое изображение соответствует правильному соединению полярности, а правое изображение – состоянию обратной полярности. При подключении с обратной полярностью диод Шоттки блокирует прохождение тока.
Но приведенная выше схема неэффективна из-за постоянного протекания тока нагрузки через диод Шоттки. Кроме того, напряжение на выходе диода Шоттки меньше входного напряжения из-за прямого падения напряжения на диоде.Таким образом, используя описанный выше метод, он защитит схему от защиты от обратной полярности, но не эффективно.
Надлежащий способ сделать схему защиты от обратной полярности – использовать простой МОП-транзистор с МОП-транзистором или МОП-транзистор с МОП-транзистором. Рекомендуется использовать PMOS, потому что PMOS отключает положительные шины, и в цепи не будет никакого напряжения, а вероятность вредных последствий меньше, если схема работает при высоких напряжениях постоянного тока.
PMOS MOSFET для защиты от обратного напряжения
Полевой транзистор (FET) – это тип транзистора, который использует электрическое поле для управления прохождением тока через него.Полевые транзисторы – это устройства с тремя выводами: исток, затвор и сток. Полевые транзисторы управляют протеканием тока путем приложения напряжения к затвору, которое, в свою очередь, изменяет проводимость между стоком и истоком. Это основная вещь, которая используется в P-MOSFET в качестве переключателя защиты от обратной полярности.

На рисунке ниже показана схема защиты от обратной полярности PMOS .
PMOS используется как выключатель питания, который подключает или отключает нагрузку от источника питания.Во время правильного подключения источника питания полевой МОП-транзистор включается из-за правильного VGS (напряжения затвора в источник). Но в ситуации обратной полярности напряжение затвора в источник слишком низкое для включения полевого МОП-транзистора и отсоединяет нагрузку от входного источника питания.

Резистор 100R – это резистор затвора MOSFET , подключенный к стабилитрону. Стабилитрон защищает затвор от перенапряжения.

Фактическое моделирование в Orcad PSPICE

Вышеупомянутая схема имеет все необходимые компоненты для защиты от обратной полярности.V1 – это источник с идеальной полярностью. MOSFET с каналом P смещается от резистора 100R и стабилитрона 6,8 В 1N4099. Нагрузка – резистор 10R.

Моделирование показывает, что схема работает правильно при правильной полярности источника питания. Стабилитрон защищает затвор от перенапряжения, и нагрузка достигает 1,3 А при 13,9 В.

На изображении выше источник перевернут. Нагрузка полностью отключена, и схема действует как предохранитель от обратной полярности.Вы также можете посмотреть видео ниже, в котором объясняется работа схемы с симуляцией:

Выбор MOSFET для защиты от обратной полярности

Рекомендуется использовать PMOS вместо NMOS. Это связано с тем, что PMOS используется в положительной шине цепи, а не в отрицательной шине. Следовательно, PMOS отключает положительные шины, и в цепи не будет положительного напряжения. Но NMOS используется в отрицательных шинах, поэтому отключение отрицательной шины не отключает цепь от положительной шины батареи.Следовательно, в случае высокого напряжения постоянного тока отсоединение положительной шины намного безопаснее, чем отсоединение отрицательной шины, и вероятность возникновения вредных последствий, таких как короткое замыкание, поражение электрическим током и т. Д., Меньше.

Выбор компонентов – важная часть этой схемы. Основным компонентом является полевой МОП-транзистор с каналом P.

МОП-транзистор имеет следующие характеристики, которые имеют решающее значение для схемы.

Сопротивление дренажного источника (RDS)
Ток утечки
Напряжение сток в источник

Сопротивление дренажного источника (RDS):

RDS – сопротивление сток к источнику.Используйте очень низкое RDS (сопротивление от стока к источнику) для низкого тепловыделения и очень низкого падения напряжения на выходе. Чем выше RDS, тем выше тепловыделение.

Ток утечки:

Это максимальный ток, который проходит через полевой МОП-транзистор. Поэтому, если для цепи нагрузки требуется ток 2 А, выберите полевой МОП-транзистор, который выдержит этот ток. В таком случае хорошим выбором будет Mosfet с током стока 3А. Выберите этот параметр больше, чем необходимо на самом деле.

Напряжение сток-источник:

Напряжение сток-исток полевого МОП-транзистора должно быть выше, чем напряжение в цепи. Если для схемы требуется максимум 30 В, для безопасной работы требуется полевой МОП-транзистор с напряжением сток-исток 50 В. Всегда выбирайте этот параметр больше фактического требуемого.

Во время обратной полярности полевой МОП-транзистор будет отключен из-за недостаточного напряжения Vgs, и это не повлияет на цепь нагрузки, а также на МОП-транзистор.Вышеуказанные параметры необходимы при нормальных условиях и требуют тщательного выбора.

Выбор напряжения стабилитрона:

Каждый полевой МОП-транзистор имеет Vgs (напряжение затвор-исток). Если напряжение затвор-исток превышает максимальное значение, это может повредить затвор полевого МОП-транзистора. Поэтому выбирайте напряжение стабилитрона, которое не будет превышать напряжение затвора полевого МОП-транзистора. Для напряжения Vgs 10 В будет достаточно стабилитрона 9,1 В. Убедитесь, что напряжение затвора не должно превышать максимальное номинальное напряжение.

100R Резистор в цепи:

Значение резистора должно быть выбрано таким образом, чтобы оно не было достаточно высоким, чтобы не перегревать стабилитрон, но достаточно низким, чтобы обеспечить адекватный ток смещения стабилитрона и быстро разрядить затвор, если напряжение питания внезапно изменится на противоположное. Следовательно, здесь есть компромисс между временем разряда затвора и смещением стабилитрона. В большинстве случаев подойдет 100R-330R, если есть вероятность появления внезапного обратного напряжения в цепи.Но если нет вероятности внезапного обратного напряжения во время непрерывной работы схемы, можно использовать любое сопротивление резистора от 1 кОм до 50 кОм.

Номер детали Предложение:

Наиболее популярные полевые МОП-транзисторы, которые используются для широкого диапазона схем, связанных с защитой от обратной полярности.

IRF 9530
IRF 9540
Si2323 (низковольтные операции с низким током)
ILRML6401 (низковольтные и слаботочные операции)

Недостатки схемы защиты от обратной полярности полевого МОП-транзистора

Основным недостатком этой схемы является рассеивание мощности через полевой МОП-транзистор.Однако эту проблему можно решить с помощью полевого МОП-транзистора с каналом P, сопротивление которого измеряется в миллиомах.

Схема защиты от обратной полярности

с использованием диода ИЛИ МОП-транзистора с P-каналом

Батареи являются наиболее удобным источником питания для подачи напряжения на электронную схему. Есть много других способов включения электронных устройств, таких как адаптер, солнечная батарея и т. Д., Но наиболее распространенным источником питания постоянного тока является аккумулятор. Как правило, все устройства поставляются со схемой защиты от обратной полярности , но если у вас есть какое-либо устройство с батарейным питанием, которое не имеет защиты от обратной полярности, вы всегда должны быть осторожны при замене батареи, иначе это может взорвать устройство.

Итак, в этой ситуации Схема защиты от обратной полярности была бы полезным дополнением к схеме. Существует несколько простых методов защиты схемы от подключения с обратной полярностью, например, использование диода или диодного моста или использование полевого МОП-транзистора с каналом P в качестве переключателя на ВЫСОКОЙ стороне.

Защита от обратной полярности с помощью диода

Использование диода – самый простой и дешевый метод защиты от обратной полярности, но он имеет проблему утечки мощности .Когда входное напряжение питания высокое, небольшое падение напряжения может не иметь значения, особенно при низком токе. Но в случае низковольтной операционной системы недопустимо даже небольшое падение напряжения.

Как мы знаем, падение напряжения на диоде общего назначения составляет 0,7 В, поэтому мы можем ограничить это падение напряжения с помощью диода Шоттки, потому что его падение напряжения составляет от 0,3 до 0,4 В, и он также может выдерживать большие токовые нагрузки. Имейте в виду, выбирая диод Шоттки, потому что многие диоды Шоттки имеют большую утечку обратного тока, поэтому убедитесь, что вы выберете диод с низким обратным током (менее 100 мкА).

При 4 А потери мощности на диоде Шоттки в цепи будут:

4 x 0,4 Вт = 1,6 Вт

А в обычном диоде:

4 x 0,7 = 2,8 Вт.

Вы даже можете использовать мостовой выпрямитель для защиты от обратной полярности, независимо от полярности. Но мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, следовательно, количество потерь энергии будет вдвое больше, чем в приведенной выше схеме с одним диодом.

Защита от обратной полярности с использованием P-канального MOSFET

Использование полевого МОП-транзистора с каналом P для защиты от обратной полярности более надежно, чем другие методы, из-за низкого падения напряжения и высоких токов.Схема состоит из P-канального MOSFET, стабилитрона и понижающего резистора. Если напряжение питания меньше, чем напряжение затвор-исток (Vgs) P-канального MOSFET, вам понадобится только MOSFET без диода или резистора. Вам просто нужно подключить клемму затвора полевого МОП-транзистора к земле.

Теперь, если напряжение питания больше, чем Vgs, вам нужно понизить напряжение между выводом затвора и истоком. Компоненты, необходимые для изготовления аппаратной части схемы, упомянуты ниже.

Необходимый материал

FQP47P06 МОП-транзистор с P-каналом
Резистор (100кОм)
Стабилитрон 9,1 В
Макет
Соединительные провода

Принципиальная схема

Работа схемы защиты от обратной полярности с использованием P-канального полевого МОП-транзистора

Теперь, когда вы подключаете батарею в соответствии с принципиальной схемой, с правильной полярностью, это приводит к включению транзистора и пропусканию тока через него.Если батарея подключена в обратном направлении или с обратной полярностью, то транзистор выключается, и ваша схема становится защищенной.

Эта схема защиты более эффективна, чем другие. Давайте проанализируем схему , когда батарея подключена правильно , полевой МОП-транзистор с P-каналом включится, потому что напряжение между затвором и истоком отрицательное. Формула для определения напряжения между затвором и истоком:

  Vgs = (Vg - Vs)

Когда батарея подключена неправильно , напряжение на выводе затвора будет положительным, и мы знаем, что P-Channel MOSFET включается только тогда, когда напряжение на выводе затвора отрицательное (минимум -2.0 В для этого полевого МОП-транзистора или меньше). Таким образом, всякий раз, когда батарея подключается в обратном направлении, цепь будет защищена полевым МОП-транзистором.

Теперь давайте поговорим о потере мощности в схеме , когда транзистор включен, сопротивление между стоком и истоком почти ничтожно, но для большей точности вы можете просмотреть таблицу данных на полевой МОП-транзистор с P-каналом. Для P-канального МОП-транзистора FQP47P06 статическое сопротивление сток-исток во включенном состоянии (R _{DS (ON)}) составляет 0,026 Ом (макс.).Итак, мы можем рассчитать потери мощности в цепи, как показано ниже:

  Потери мощности = I ² R

Предположим, что ток, протекающий через транзистор, составляет 1 А. Таким образом, потеря мощности составит

  Потери мощности = I ² R = (1A) ² * 0,026 Ом = 0,026 Вт

Следовательно, потери мощности примерно в 27 раз меньше, чем в схеме с одним диодом. Вот почему использование P-канального MOSFET для защиты от обратной полярности намного лучше, чем другие методы.Он немного дороже диода, но делает схему защиты более безопасной и эффективной.

Мы также использовали стабилитрон и резистор в схеме для защиты от превышения напряжения затвор-исток. Добавив резистор и стабилитрон на 9,1 В, мы можем ограничить напряжение затвор-исток максимум до отрицательного значения 9,1 В, поэтому транзистор остается безопасным.

Защита от обратной полярности в автомобильной конструкции

Загрузите эту статью в формате .PDF

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275eef6d5f267ee21079c” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2015 02 0216 Ti Rev Polarity F1 “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2016/03/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2015_02_0216_TI_RevPolarity_F1.png?auto=format&fit=max&w=1440} Клайд понял, что отказ от этого защитного полевого транзистора для экономии 0,35 доллара был неудачным дизайнерским решением (любезно предоставлено Autoevolution)

Электроника и автомобили имеют давнюю историю: автомобильные радиоприемники начали появляться в 1930-х годах, а первое электронное зажигание было испытано компанией Delco Remy в 1948 году.Темпы роста возросли в середине 1980-х годов с появлением первых электронных блоков управления двигателем, и теперь электронные компоненты составляют около 35% от общей стоимости транспортного средства.

Практически все электронное оборудование в автомобиле полагается на аккумулятор в качестве основного источника энергии и, следовательно, должно быть защищено от ряда сбоев, связанных с аккумулятором. Подключение с обратной полярностью – одно из таких событий, которое может произойти при установке новой батареи, повторном подключении оригинальной батареи после ремонта или во время запуска от внешнего источника.

Для защиты от возможных аварий все автомобильные электронные модули включают схемы для защиты от подключений с обратной полярностью. В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные схемы и их рабочие характеристики.

Стандартные тесты обратной полярности

Электронные модули

должны пройти серию строгих квалификационных испытаний, чтобы быть допущенными к использованию в автомобилях. Наиболее распространенный тест на обратную полярность определяется стандартом ISO 16750-2.Для систем на 12 В модуль должен выдерживать –14 В на входе V _BAT в течение 60 секунд без повреждений. Для систем на 24 В тест требует –28 В в течение 60 секунд.

Но это только часть истории. Несмотря на то, что схема обратной полярности не предназначена для защиты от других типов перенапряжения, она также должна выдерживать отрицательные электрические импульсы, требуемые другими стандартными испытаниями, такими как ISO 7637-2, который регулирует кондуктивные электрические переходные процессы. Испытательный импульс 1 ISO 7637-2 имитирует переходные процессы, вызванные отключением батареи от индуктивной нагрузки, и достигает –100 В.Тестовый импульс 3a имитирует переходные процессы переключения и расширяется до –150 В.

Существуют различные варианты защиты последующих цепей от обратной полярности. Конечно, ISO – не единственная организация по стандартизации. В Японии действуют стандарты JASO, а у основных производителей автомобилей есть собственные квалификационные тесты, но в большинстве случаев они аналогичны стандартам ISO.

Диодная защита

Простейшая схема защиты – диод, включенный последовательно с батареей (рис.1) . Как обсуждалось ранее, напряжение обратного пробоя последовательного защитного диода должно быть не менее 150 В, чтобы соответствовать требованиям ISO7637-2.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275eef6d5f267ee21079e” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = »Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2015 02 0216 Ti Rev Polarity F2 “data-embed-src =” https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2016/03/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2015_02_0216_TI_RevPolarity_F2.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}%
1. Стандартный диод, включенный последовательно с линией батареи, представляет собой простейшую схему: диод Шоттки с более низким прямым напряжением, является предпочтительным решением (любезно предоставлено TI)

В нормальных условиях диод смещен в прямом направлении. В условиях обратной батареи диод становится смещенным в обратном направлении, и ток не течет.

Этот подход чрезвычайно прост, но имеет два основных недостатка.Обычный диод имеет прямое падение напряжения 0,7 В, что снижает напряжение на нагрузке. Это может быть проблемой при определенных условиях, например, при холодном запуске при слабой батарее. Кроме того, из-за этого падения страдает эффективность любой схемы питания после диода (например, повышающего преобразователя).

Чтобы свести к минимуму эти недостатки, во многих конструкциях используется диод Шоттки, который имеет меньшее падение прямого напряжения, чем стандартный диод, но более дорогой. Падение прямого напряжения Шоттки немного увеличивается с увеличением тока; типичное автомобильное устройство может давать потери мощности от 2% до 3%.Если рассеивание мощности через один диод слишком велико, несколько диодов могут быть подключены параллельно.

Защита MOSFET

МОП-транзистор – лучшая альтернатива диоду. Прямое напряжение в открытом состоянии в MOSFET зависит от его r _{DS (ON)}, что дает падение напряжения r _{DS (ON)} × I _LOAD, что намного меньше, чем у диода Шоттки.

Недостатком является то, что полевой МОП-транзистор является трехконтактным и более дорогим, чем диод.Кроме того, для включения полевого транзистора необходимо подать соответствующее напряжение на затвор, что может быть проблемой в зависимости от полевого транзистора и схемы.

Решение MOSFET с P-каналом

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275eef6d5f267ee2107a0” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2015 02 0216 Ti Rev Polarity F3 0 “data-embed-src =” https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2016/03/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2015_02_0216_TI_RevPolarity_F3_0.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}%
2. P-канальный MOSFET предлагает простую альтернативу диоду. Напряжение затвора подключается к отрицательной клемме батареи. подавать отрицательный сигнал VGS и включать устройство при подаче питания от батареи (любезно предоставлено TI)

Самый простой вариант MOSFET – использовать p-канальное устройство в линии батареи (рис. 2) . Преимущество использования полевого МОП-транзистора с p-каналом состоит в том, что он не требует схемы драйвера.PFET включается подачей отрицательного напряжения затвор-исток (V _GS). Подключив штырь затвора к земле, устройство будет полностью включено при нормальном подключении аккумулятора.

Как и все полевые МОП-транзисторы, полевой транзистор содержит внутренний диод, который в данной конфигурации смещен в прямом направлении. При первом включении питания от батареи внутренний диод в корпусе будет проводить до тех пор, пока канал не включится и не закоротит диод. В условиях обратной полярности корпусный диод имеет обратное смещение, и V _GS будет положительным, выключая устройство.

Устройства с P-каналом более эффективны, чем устройства с n-каналом, особенно в условиях высокого тока нагрузки и низкого напряжения, которые часто возникают во время старт-стопа или холодного запуска.

N-канальный полевой МОП-транзистор

В PFET ток протекает через дырки вместо электронов. Подвижность дырки примерно вдвое меньше подвижности электрона; следовательно, n-канальное устройство будет иметь половину r _{DS (ON)} эквивалентного p-канала.

Другими словами, PFET примерно в два раза больше NFET для достижения того же импеданса.Поскольку стоимость зависит от размера кристалла, PFET также стоит дороже при аналогичной емкости. Современный NFET может достичь r _{DS (ON)} около 3 мОм, что приведет к потерям мощности 0,5% или меньше. Кроме того, доступно большое количество разнообразных устройств.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275eef6d5f267ee2107a2” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2015 02 0216 Ti Rev Polarity F4 0 “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2016/03/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2015_02_0216_TI_RevPolarity_F4_0.png?auto=format&fit=max&w=1440% Полевой транзистор в обратном тракте также является простым решением, но может привести к сбоям в работе чувствительных датчиков (любезно предоставлено TI)

Существует два способа использования NFET в схеме защиты от обратной полярности. Проще всего его можно подключить к заземляющему обратному тракту (рис.3) . Работа аналогична работе PFET; поскольку затвор подключен к линии батареи, в схеме драйвера нет необходимости.

Как и раньше, на полевом транзисторе видно напряжение r _{DS (ON)} × I _{НАГРУЗКА}, повышая контрольную точку заземления для всех внутренних цепей. Это может быть проблемой, поскольку многие автомобильные датчики и переключатели используют местное заземление в качестве эталона, что может вызвать ошибку измерения или неисправность.

Чтобы избежать этой возможности и использовать NFET в линии батареи, необходимо добавить схему возбуждения, чтобы поднять напряжение затвора выше напряжения батареи и включить устройство.

Дискретное решение – вариант, но часто проще объединить дискретный NFET со специализированным контроллером IC (рис. 4) . Эта комбинация имитирует идеальный диодный выпрямитель при последовательном подключении к источнику питания. TI LM74610-Q1 – одно из таких устройств.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275eef6d5f267ee2107a4” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2015 02 0216 Ti Rev Polarity F5 “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2016/03/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2015_02_0216_TI_RevPolarity_F5.png?auto=format&fit=max&w=1440% контроллер данных n-канальный полевой МОП-транзистор в линии аккумуляторных батарей имитирует «идеальный» выпрямитель (любезно предоставлено TI)

Добавление дискретного или интегрированного управления затвором немного увеличивает сложность, но обеспечивает превосходные характеристики по сравнению с PFET или диодом Шоттки.В приложениях с высокой мощностью это также устраняет необходимость в диодных радиаторах или больших тепловых медных участках на печатной плате.

Во время работы напряжение на истоке и стоке MOSFET постоянно контролируется анодными и катодными выводами контроллера. Внутренняя накачка заряда обеспечивает управление затвором для внешнего полевого МОП-транзистора, но включается только тогда, когда она накапливает энергию во внешнем конденсаторе накачки заряда V _CAP. Эта накопленная энергия используется для управления затвором полевого МОП-транзистора.

Прямая проводимость в основном осуществляется через полевой МОП-транзистор. Основной диод проводит только во время работы подкачки заряда, примерно в 2% случаев.

В любой цепи, в которой используется переключение, потенциальное беспокойство вызывает электромагнитные помехи. Однако в этом приложении потребляемая мощность очень мала, а нагнетательный насос работает нечасто, что сводит к минимуму генерацию шума.

Заключение

Все электронные модули, предназначенные для использования в автомобилях, должны быть оборудованы схемами, защищающими от стандартных форм электрического перенапряжения.Защита от обратной полярности может быть реализована с помощью ряда простых схем и должна быть стандартной частью любой конструкции.

Схемы защиты от обратной полярности – инструкции

Часто бывает полезно обеспечить защиту ваших схем от случайной обратной полярности. В этом кратком обзоре будут рассмотрены три простых метода добавления этой защиты в ваши проекты. Более подробное руководство можно найти в этой статье.

Диод
Простое использование диода, как показано на первой схеме, часто является хорошим подходом.Преимущества – простота и стоимость. К недостаткам относятся большие потери мощности при больших нагрузках схемы и значительное падение напряжения. Нормальные выпрямительные диоды обычно падают около 0,8 вольт. Если ваша схема потребляет мало энергии и может справиться с таким падением, тогда вам подойдет блокирующий диод.

Эту схему можно несколько улучшить, применив диод Шоттки. У него меньшее падение напряжения – обычно около 0,6 вольт, но вы можете получить и меньшее. Однако есть одна потенциальная проблема с использованием Шоттки.У них большая утечка обратного тока, поэтому они могут не обеспечивать достаточной защиты. Я предлагаю избегать использования диодов Шоттки для обратной защиты.

Транзистор PNP
Существенно улучшенная схема защиты может быть обеспечена путем использования транзистора pnp в качестве переключателя верхнего плеча, как показано во второй схеме. Напряжение насыщения намного ниже, чем у диодов, поэтому падение напряжения и потери мощности намного ниже.

Ограничением этого подхода является тот факт, что есть некоторые потери мощности из-за тока базы, и эти потери являются постоянными, независимо от потребляемой током мощности схемы.В схемах, где типичен очень низкий ток покоя, этот подход может значительно увеличить его. Для цепей, которые обычно активны и потребляют небольшое количество энергии, этот простой тип защиты трудно превзойти.

Полевой транзистор с P-каналом
Для максимального снижения падения напряжения и высоких токов замена PNP-транзистора на полевой транзистор с P-каналом, как показано в третьей схеме, не может быть лучше. Обратите внимание, что полевой транзистор фактически установлен в обратной ориентации, как обычно.Это направление таково, что небольшой ток утечки через внутренний диод полевого транзистора будет смещать полевой транзистор при правильной полярности и блокировать ток при обратном, тем самым отключая полевой транзистор.

Если напряжение питания меньше максимального напряжения затвора полевого транзистора в источник, вам понадобится только полевой транзистор без диода или резистора. Просто подключите ворота напрямую к земле. Если после проверки спецификаций вашего полевого транзистора вы обнаружите, что Vcc может превышать максимальное значение Vgs, вы должны снизить напряжение между затвором и источником.Показанная схема делает именно это. Вставив стабилитрон с напряжением меньше максимального Vgs, он ограничивает напряжение до безопасного уровня. Рассчитайте номинал резистора, чтобы обеспечить ток, достаточный для правильного смещения выбранного стабилитрона.

Выбор
Каждая из этих схем имеет свой набор преимуществ и недостатков. Я перечислил их в порядке возрастания сложности и стоимости. При выборе того, что лучше всего подходит для вашей схемы, проверьте, какое напряжение и мощность вам необходимы.Затем используйте простейшую схему, которая подойдет для этих нужд.

Защита цепи от обратного тока – Maxim Integrated

Переключение батареи может быть фатальным для портативного оборудования. Однако многочисленные цепи могут защитить от обратной установки батарей и других условий, вызывающих перегрузку по току.

Оборудование, работающее от батарей, подвержено последствиям установки батарей в обратном направлении, случайным коротким замыканиям и другим видам небрежного обращения. Последствия перевернутой батареи критичны.К сожалению, от такой ситуации трудно защититься.

Чтобы сделать оборудование устойчивым к батареям, установленным в обратном направлении, вы должны спроектировать либо механический блок для обратной установки, либо электрическую защиту, которая предотвращает вредные воздействия при обратной установке. Механическая защита может представлять собой односторонний соединитель, который принимает батарею только при соблюдении правильной полярности.

Например, 9-вольтовые радиобатареи имеют механически разные клеммы, хотя пользователь, возясь с механическим подключением, может на мгновение выполнить обратное электрическое подключение.С другой стороны, вы можете настроить разъемы для аккумуляторных батарей так, чтобы мгновенные обратные соединения были невозможны, если пользователь не изменит разъем.

Однако самая большая проблема возникает в приложениях с питанием от одной или нескольких одноэлементных батарей, таких как щелочные, никель-кадмиевые и никель-металлогидридные батареи типа AA. Как правило, эти батареи не предлагают механических средств для предотвращения реверсирования одной или нескольких ячеек. Для этих систем разработчик должен гарантировать, что любой поток обратного тока достаточно низкий, чтобы избежать повреждения цепи или батареи.Эту гарантию могут предоставить различные схемы.

Диоды обеспечивают простейшую защиту

Самая простая форма защиты от переворота батареи – это диод, включенный последовательно с положительной линией питания (, рис. 1а, ). Диод пропускает ток от правильно установленной батареи к нагрузке и блокирует ток в батарею, установленную назад. Это решение имеет два основных недостатка: диод должен выдерживать полный ток нагрузки, а его прямое падение напряжения сокращает время работы оборудования.(Выходной сигнал регулятора падает на один диод ниже напряжения батареи, поэтому регулятор преждевременно отключается.)

Если в приложении требуется щелочная батарея или батарея другого типа с относительно высоким выходным сопротивлением, вы можете предотвратить обратную установку, используя параллельный ( шунт) диод. Схема Рис. 1b проста, но далека от идеала. Такой подход защищает нагрузку, но потребляет большой ток от закороченной батареи. Как и прежде, диод должен выдерживать большой ток.

Рис. 1. Простейшей защитой от обратного тока батареи является последовательный (а) или шунтирующий (б) диод.

В качестве улучшенной меры по переключению батареи вы можете добавить pnp-транзистор в качестве переключателя высокого напряжения между батареей и нагрузкой (, рис. 2а, ). При правильной установке батареи ограничивающий ток резистор в выводе базы смещает в прямом направлении переход база-эмиттер. Батарея, установленная назад, смещает транзистор в обратном направлении, и ток не может течь.Эта схема лучше, чем последовательный диод, потому что насыщенный pnp-транзистор обеспечивает меньшее падение напряжения, чем большинство диодов, и, таким образом, повышает эффективность работы за счет снижения рассеиваемой мощности.

Проверить на недостатки

Более низкое падение напряжения на pnp-транзисторах также увеличивает время работы, поскольку позволяет разряжать аккумулятор до более низкого уровня. Эти транзисторы имеют низкую стоимость и низкое напряжение насыщения, но у них есть и недостатки. Например, базовый ток рассеивает часть полезной энергии батареи в виде V _IN × I _B, а бета (примерно 50 максимум) большинства мощных pnp-транзисторов требует значительного базового тока для данного тока нагрузки.

Вы должны спроектировать базовый ток, соответствующий комбинации максимальной нагрузки и минимального напряжения V _IN. Это фиксирует значение базового тока, а затем приводит к снижению эффективности при более легких нагрузках, если вы не предоставите сложные схемы для модуляции базового тока в зависимости от тока нагрузки. Эти критерии также применимы к использованию переключателя npn между нагрузкой и возвратом батареи (, рис. 2b, ), но с одним существенным отличием: гораздо более высокие бета-параметры силовых npn-транзисторов снижают их потери по базовому току для данного тока нагрузки.

Рис. 2. Поскольку его прямое падение ниже, pnp-транзистор верхнего плеча (a) обеспечивает лучшую защиту от обратного тока, чем диод. Еще лучше – npn-транзистор с низкой стороны (b), более высокое значение бета которого означает меньший базовый ток и меньшие потери мощности.

Замена биполярных транзисторов на полевые МОП-транзисторы

При заданном токе нагрузки низкое сопротивление полностью усовершенствованного MOSFET снижает напряжение намного меньше, чем у эквивалентного биполярного транзистора. Результатом является более низкая рассеиваемая мощность, что позволяет МОП-транзистору выдерживать гораздо более высокие токи нагрузки, чем это возможно с биполярным транзистором того же размера.Это преимущество привело к производству n- и p-канальных МОП-транзисторов с логическим уровнем для работы при 5 В и 3 В и даже при более низких напряжениях питания. Полевые транзисторы NMOS включают Motorola MTP-3055EL, Harris RFD14N05L и Siliconix Si9410DY. Примерами полевых МОП-транзисторов являются Siliconix Si9433DY и Si9434DY и National Semiconductor NDS9435.

Обратите особое внимание на ориентацию полевого МОП-транзистора в схеме. МОП-транзисторы имеют внутренний диод, который проводит ток в условиях прямого смещения. Этот ток течет от стока к истоку для полевого транзистора PMOS и от истока к стоку для полевого транзистора NMOS.Независимо от того, используете ли вы NMOS или PMOS FET в качестве переключателя высокого или низкого уровня, сориентируйте внутренний диод устройства в направлении нормального протекания тока. Затем перевернутая батарея смещает диод в обратном направлении и блокирует прохождение тока.

Полевые транзисторы NMOS более привлекательны, чем полевые транзисторы PMOS для сильноточных приложений, поскольку полевые транзисторы NMOS предлагают меньшее сопротивление в открытом состоянии, чем их аналоги на PMOS того же размера. Поскольку вы должны подтянуть напряжение затвора полевого транзистора NMOS выше источника для полного улучшения, полевой транзистор NMOS относится к пути возврата батареи (, рис. 3, ).Таким образом, если вы установите батарею правильно, напряжение батареи выше 10 В (5 В для полевых МОП-транзисторов с логическим уровнем) полностью включит полевой МОП-транзистор. Переключение батареи приводит к низкому уровню клеммы затвора и отключению полевого МОП-транзистора.

Рис. 3. NMOS-транзистор нижнего логического уровня для защиты от обратного тока выдерживает больший ток, чем эквивалентный биполярный транзистор.

Переключатель нижнего уровня имеет один недостаток: токи заземления, протекающие через переключатель, вызывают небольшие падения напряжения, которые могут мешать работе схемы.Альтернатива – выключатель верхнего плеча. Однако использование полевого транзистора NMOS в качестве переключателя на стороне высокого напряжения по-прежнему требует возбуждения затвора, превышающего напряжение источника, то есть возбуждения затвора выше, чем напряжение батареи. На рис. 4 показано одно решение, в котором устройство накачки заряда (IC ₁) повышает напряжение затвора значительно выше источника. Эта схема полностью улучшает МОП-транзистор, если батарея установлена правильно.

Рис. 4. Чтобы обеспечить защиту от обратного тока без нарушения токов возврата на землю, добавьте полевой МОП-транзистор верхнего плеча, управляемый ИС с накачкой заряда.

На рисунке 4 IC ₁ принимает напряжение батареи от 3,5 В до 16,5 В и регулирует выход батареи до (В _BATT + 10 В). Эта схема позволяет стандартным полевым транзисторам NMOS в расширенном режиме работать от напряжения батареи до 3,5 В. Поскольку зарядный насос работает от напряжения батареи и, следовательно, также нуждается в защите от реверсирования батареи, схема подключает диод между положительной клеммой батареи и клеммой V _CC микросхемы.

PMOS FET работают на стороне высокого напряжения и не требуют дополнительных схем для управления затвором.Однако переключатель PMOS, как правило, в два раза дороже и почти в три раза выше сопротивления в открытом состоянии, чем устройство NMOS с сопоставимой мощностью управления, работающее с аналогичным напряжением сток-исток. Вы можете улучшить доступные в настоящее время PMOS-транзисторы с помощью управляющего затвора 5 В или даже 3 В.

Если напряжение батареи вашей схемы составляет не менее 10 В, вы можете подключить затвор PMOS FET непосредственно к возвратной клемме батареи (, рис. 5, ). Как и раньше, вы должны подключить транзистор назад (в соответствии с обычной практикой), чтобы сориентировать его основной диод в направлении нормального протекания тока.Это соединение прикладывает напряжение батареи между затвором и стоком, но напряжение между затвором и истоком регулирует сопротивление канала. Тем не менее, внутренний диод создает напряжение истока на один диод ниже стока, когда вы впервые применяете V _BATT. Результатом является жесткое напряжение затвор-исток, равное – (V _BATT -V _DIODE), которое быстро увеличивает полевой транзистор, доводя падение VDS до желаемого минимума.

Рис. 5. Этот переключатель PMOS FET на верхней стороне предлагает простую защиту от обратного тока в обмен на более высокое сопротивление в открытом состоянии и более высокую стоимость.

Проблема низкого напряжения батареи

Для напряжений батареи ниже 10 В, но выше 2,7 В можно использовать низковольтный полевой МОП-транзистор, например Siliconix Si9433DY или Si9435DY. С другой стороны, обеспечение защиты от переворота батареи при напряжении ниже 2,7 В может оказаться сложной задачей. Одним из решений является использование биполярного транзистора, что влечет за собой потери по базовому току. Другой пример – использование низкопорогового полевого МОП-транзистора с зарядным насосом для управления напряжением затвора ниже уровня земли (, рис. 6, ).Эта схема может работать с выходным напряжением 5 В или 3,3 В. Хотя схема предназначена для работы с двумя ячейками, она обычно начинается с входного напряжения 1,5 В.

Рис. 6. Для использования переключателя PMOS FET со стороны высокого напряжения при низком напряжении батареи требуется зарядный насос (D ₁, D ₂ и C ₁) для управления напряжением затвора ниже уровня земли.

Один или два элемента батареи не обязательно вырабатывают достаточно напряжения затвор-исток для полного включения полевого транзистора.Однако переключающий узел повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный ток IC1 управляет простым зарядным насосом, состоящим из C ₁, D ₁ и D ₂, который генерирует более чем достаточно привода для этой цели. Для V _IN = 2V привод затвора приблизительно равен – (V _IN + V _OUT) = -7V.

Реверс батареи делает КМОП преобразователь постоянного тока в постоянный, похожим на диод с прямым смещением; преобразователь выключает переключатель, поднимая напряжение затвора по крайней мере на одно падение напряжения на диоде над источником.Понижающий резистор на 100 кОм разряжает емкость затвора в течение 140 мсек, но при этом слегка нагружает зарядный насос и не мешает усилению MOSFET. Опять же, схема соединяет полевой МОП-транзистор в обратном направлении, чтобы предотвратить прямое смещение основного диода полевого транзистора во время реверсирования батареи.

Вы также можете использовать переключатель низкого уровня NMOS для защиты, используя выход преобразователя постоянного тока в постоянный для повышения напряжения затвора (, рисунок 7, ). При нормальном регулировании преобразователь (IC1) поднимает затвор полевого МОП-транзистора над его истоком.Если вы установите батарею задом наперед, сопротивление нагрузки разряжает конденсатор выходного фильтра, который отключает полевой МОП-транзистор, удерживая затвор и исток под одним и тем же потенциалом.

Рис. 7. Выход повышающего преобразователя IC1 управляет этим переключателем NMOS FET нижнего плеча.

С другой стороны, если нагрузка небольшая и вы сначала правильно установите батарею, а затем быстро перевернете ее, заряд выходного конденсатора удерживает полевой МОП-транзистор и позволяет обратному току течь через регулятор.Для показанных компонентов это состояние сохраняется в течение примерно 100 мс, пока конденсатор разряжается через регулятор. Затем MOSFET выключается и после этого блокирует прохождение тока.

Аналогичная версия этой статьи появилась в номере EDN от 1 марта 1996 г.

AN013 – Защита от обратной полярности

Elliott Sound Products

АН-013

Род Эллиотт (ESP)

Прил.Индекс банкнот
Основной индекс

Обзор защиты от обратной полярности

Большинство электронных схем будут серьезно раздражены, если питание будет подключено с обратной полярностью. Это часто объявляется немедленной потерей «волшебного дыма», от которого зависят все электронные компоненты. Если серьезно, то часто возникает непоправимый ущерб, особенно при напряжении питания 5 В и более. Традиционная схема защиты от обратной полярности состоит из диода, подключенного последовательно к входящему источнику питания или параллельно предохранителю или другому защитному устройству, которое может перегореть.

Последовательный диод снижает напряжение в цепи, на которую подается питание. Если он работает от батарей, снижение напряжения может легко означать, что значительная часть емкости батареи недоступна для схемы. 0,7 В – это немного, но это настоящая проблема, если в схеме используется напряжение не менее 5 В, а 4 элемента по 1,5 В обеспечивают только номинальное напряжение 6 В. Последовательный диод также может рассеивать много ватт в цепи, потребляющей большой ток – постоянно или периодически.

Параллельный диод должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать полный ток короткого замыкания от источника до срабатывания предохранителя. Обычно это означает очень большой и дорогой диод. Можно использовать и меньший, но в «жертвенном» режиме. Это означает, что он, скорее всего, выйдет из строя (отказ диода всегда связан с коротким замыканием), но он должен быть достаточно надежным, чтобы гарантировать, что он не станет разомкнутой цепью во время периода сбоя из-за соединения или плавкого предохранителя проводов.

Также можно использовать реле, преимущество которого заключается в практически нулевом падении напряжения на контактах.Однако катушки реле потребляют значительный ток, который может легко превысить ток, потребляемый защищаемой схемой. Если источником питания является большая батарея с зарядными устройствами по запросу, это не проблема, за исключением небольших затрат на эксплуатацию реле. Однако во многих случаях это не жизнеспособный вариант.

Альтернативой является использование полевого МОП-транзистора. Во многих случаях дело касается только полевого МОП-транзистора, и никаких других деталей не требуется. Это работает, если напряжение питания ниже максимального напряжения затвор-исток, но требуются дополнительные детали с напряжением более 12 В или около того.Преимущество полевого МОП-транзистора заключается в том, что падение напряжения исчезающе мало, если выбрано правильное устройство.

Часто можно использовать BJT (биполярный транзистор) также для защиты от обратной полярности, но они не работают так же хорошо, как полевые МОП-транзисторы и имеют несколько присущих им недостатков, которые делают их гораздо менее подходящими. Для начала на базу должен подаваться ток, чтобы транзистор включился, а это пустая трата энергии. BJT не может включаться так же сильно, как MOSFET, поэтому падение напряжения на транзисторе больше.Хотя он обычно превосходит диод (даже Шоттки), реального преимущества нет, потому что MOSFET – гораздо лучший вариант.

На следующих чертежах есть раздел, помеченный просто как «Электроника». На нем изображены электролитический конденсатор и операционный усилитель, но это может быть что угодно, от простой аудиосхемы, логических вентилей (и т. Д.) До микропроцессора. Ток потребления может быть любым, от нескольких миллиампер до многих ампер, и вам нужно выбрать схему, которая лучше всего подходит для вашего приложения. Это не руководство по дизайну , а скорее собрание идей, которые можно расширять и адаптировать по мере необходимости.

Диодная защита

Диод серии А – самый простой и дешевый вид защиты. В схемах низкого напряжения диод Шоттки означает, что падение напряжения снижается с типичных 0,7 В до примерно 200 мВ или около того. Однако это очень сильно зависит от тока, и при максимальном номинальном токе падение напряжения может превышать 1 В для стандартного кремниевого диода или около 500 мВ для типов Шоттки. Требуется только диод – никаких других деталей не требуется, так что он, безусловно, самый простой и дешевый.

Рисунок 1 – Диодная защита, последовательная (слева), параллельная (справа)

Хотя последовательный диод очень легко реализовать, как отмечалось выше, минимальная потеря напряжения составляет 650 мВ или около того при низком токе, возрастающая с увеличением тока нагрузки. С диодом на 1 А потеря напряжения будет близка к 900 мВ при 1 А, что почти соответствует снижению напряжения питания. Если схема питается от батарей, это представляет собой серьезную потерю емкости, потому что около 900 мВт доступной мощности тратится впустую без уважительной причины.Если у вас достаточно запасной мощности или при высоком напряжении (25 В и более) потери на диоде незначительны.

Диоды Шоттки лучше, но они обычно дороже и недоступны для высоких напряжений. Для диода Шоттки на 1 А вы можете ожидать потери около 400 мВ при 1 А. Диоды Шоттки имеют прямое напряжение от 150 мВ до 450 мВ, в зависимости от производственного процесса, номинального тока и фактического тока. Максимальное обратное напряжение составляет около 50 В, но обратная утечка выше, чем у стандартных кремниевых диодов.Это может вызвать проблемы с чувствительными устройствами, но обычно это не так. В скобках указано (более или менее) типичное напряжение на диоде Шоттки. Последовательному диоду может помочь параллельный диод на стороне оборудования, если утечка диода может вызвать проблемы. Это редко требуется или используется на практике.

При использовании параллельного диода (иногда называемого защитой «лом») он должен быть рассчитан на более высокий ток, чем может обеспечить источник. Если источником напряжения являются батареи (любая химия), они могут выдавать чрезвычайно высокий ток, поэтому необходимы некоторые средства для отключения цепи – желательно до того, как диод перегреется и выйдет из строя.Хотя диоды выходят из строя в 99% случаев, это не то, на что стоит полагаться для защиты дорогостоящей электроники. Некоторые блоки питания могут возражать против короткого замыкания на выходе, могут ограничивать ток или выходить из строя.

Предохранитель

А – это самый простой и дешевый способ отключения питания, если он подключен в обратном направлении, и предохранитель должен быть рассчитан на пропускание максимального тока, ожидаемого схемой. В этой схеме нет потери напряжения на диоде, но – это , небольшая потеря напряжения на предохранителе.Это падение напряжения обычно незначительно. Естественно, если питание подключено в обратном порядке, предохранитель (должен) перегореть, а диод может выжить, а может и не выжить. Это означает, что система должна быть проверена и при необходимости отремонтирована, если в любое время будет отключено питание, включая замену предохранителя и / или диода. Вы можете использовать термисторный переключатель PolySwitch с положительным температурным коэффициентом – это зависит от многих факторов, которые необходимо изучить в первую очередь.

Релейная защита

Хотя поначалу это может показаться глупой идеей, реле – отличный способ обеспечить защиту от обратной полярности.Это при условии, что источник напряжения может питать реле без снижения его емкости. В оборудовании с батарейным питанием это обычно не вариант, но он может быть полезен для оборудования в легковых или грузовых автомобилях, где аккумулятор имеет большую емкость и постоянно заряжается при работающем двигателе. Реле не следует использовать для какого-либо оборудования, которое постоянно подключено, поскольку оно со временем разрядит аккумулятор.

Как видно ниже, катушка реле может получать ток только при правильной полярности.При положительном (положительном) входе D1 смещен в прямом направлении, и на катушку поступает около 11,3 В, чего более чем достаточно для ее втягивания. (нормально разомкнутые) контакты замыкаются, на электронику подается питание. При обратной полярности ток в катушке не течет, и электроника полностью изолирована от источника питания, поскольку реле не может активироваться.

Рисунок 2 – Релейная защита

Преимущество реле в том, что оно может выдерживать чрезвычайно высокий ток без падения напряжения на контактах.Реле надежны и могут прослужить много-много лет без какого-либо вмешательства. Им не нужен радиатор (независимо от потребляемого тока), и они доступны в бесчисленных конфигурациях и практически для любых известных требований. Автомобильные реле также уже прошли все необходимые обязательные испытания, поэтому они могут снизить стоимость испытаний на соответствие, если это необходимо.

Собственная прочность реле является огромным преимуществом в автомобильных приложениях, где события «сброса нагрузки» являются обычным явлением.Это происходит, когда большая нагрузка отключается от электрической системы, и генератор не может выполнить исправление достаточно быстро, чтобы предотвратить перенапряжение. Существуют и другие причины, и все автомобильное оборудование должно быть спроектировано таким образом, чтобы без сбоев выдерживать значительные перенапряжения. Реле легко справятся с этим.

Реле

доступны с множеством различных напряжений катушки (например, 5, 12, 24, 36, 48 В), и есть модели для любых мыслимых требований по току контакта. Если входное напряжение слишком велико для катушки, можно использовать резистор для снижения напряжения до безопасного значения.Также может быть включена схема «эффективности» (последовательный резистор с параллельным электролитическим конденсатором), которая подает на реле более высокое, чем обычно, напряжение, чтобы втянуть его, а затем снижает ток при зарядке крышки до значения, немного превышающего номинальное. гарантированный ток удержания (определяется резистором). Удерживающий ток может составлять всего 1/3 номинального тока катушки, а иногда и меньше.

Защита MOSFET У полевых МОП-транзисторов

есть очень желанная особенность. Все они имеют обратный диод, который определяет полярность напряжения, но когда полевой МОП-транзистор включен, он одинаково проводит в любом направлении.Таким образом, когда диод смещен в прямом направлении и MOSFET включен, напряжение на MOSFET определяется R DS на (сопротивление сток-исток ‘включено’) и током, а не прямым напряжением диод. Это полезное свойство сделало полевые МОП-транзисторы предпочтительным устройством для схем защиты от обратной полярности.

Однако вы должны учитывать тот факт, что полевым МОП-транзисторам требуется некоторое напряжение между затвором и истоком для проведения, а в цепи с очень низким напряжением (менее 5 В) может не хватить напряжения для включения полевого МОП-транзистора.МОП-транзисторы логического уровня могут включаться при более низком напряжении, чем стандартные типы, но они также более ограничены с точки зрения R DS на , и доступно меньше устройств, особенно типов с P-каналом.

На чертеже показаны резистор и стабилитрон. Они обеспечивают защиту затвора для затвора полевого МОП-транзистора, если существует или вероятность превышения максимального напряжения затвор-исток. Их можно опустить, но, как правило, это делать неразумно. Если кратковременный выброс превысит напряжение пробоя затвора (обычно около ± 20 В), полевой МОП-транзистор будет поврежден и почти наверняка будет проводить в обоих направлениях. Это полностью отменяет схему защиты !

Для оборудования, которое питается от батарей, маловероятно, что произойдет «разрушительное событие», но затвор полевого МОП-транзистора может быть поврежден при некоторых обстоятельствах. Это кажется маловероятным, но высокое обратное напряжение (например, статическое) может вызвать поломку, если защита не используется. Некоторые полевые МОП-транзисторы имеют встроенный стабилитрон затвора, и резистор необходим для предотвращения разрушающего тока с напряжениями, превышающими напряжение стабилитрона.

Рисунок 3 – Защита MOSFET – N-канал (слева), P-канал (справа)

Вы можете использовать устройства с N-каналом или P-каналом, в зависимости от полярности цепи и от того, можете ли вы прервать соединение земли / заземления, не вызывая неправильного поведения цепи. В автомобильной среде шасси является отрицательным источником питания, и его трудно или невозможно прервать. Это означает, что схема защиты должна быть на положительной шине питания, что немного менее удобно, поскольку обычно требует P-Channel MOSFET.Обычно они имеют меньшую мощность и ток, чем их аналоги с N-каналом. Вы все еще можете использовать устройство с N-каналом, но это более утомительно и требует дополнительных схем (показано ниже).

Если вы используете полевой МОП-транзистор с каналом P, прерывание заземления / заземления (отрицательное) отсутствует. Это особенно полезно для автомобильной электроники. Однако есть некоторые ограничения, о которых вы должны знать. Наиболее важным (и наиболее вероятным источником проблем) является требуемое напряжение затвор-исток.Это не проблема для автомобильных приложений, потому что доступно 12 В, но это проблема для более низких напряжений.

MOSFET с P-каналом логического уровня (5 В), безусловно, доступны, но, как уже отмечалось, они очень ограничены по сравнению с типами с N-каналом. Они также обычно более дороги для эквивалентных номинальных значений тока, и многие из них доступны только в корпусах для поверхностного монтажа (SMD). Это ограничивает их полезность в цепях с низким напряжением и высоким током, где невозможно или нецелесообразно отключать отрицательную шину (что позволяет использовать устройства с N-каналом).

Если в противном случае напряжение слишком низкое для включения полевого МОП-транзистора, существует возможность использования схемы накачки заряда для смещения устройства с N-каналом. Это добавляет сложности и стоимости, но является жизнеспособным вариантом, когда другие методы по какой-либо причине не подходят. Зарядный насос используется для генерации напряжения, превышающего входное напряжение (обычно примерно на 10–12 В или около того), и это напряжение включает полевой МОП-транзистор. Общая идея показана ниже, но подробности о зарядовом насосе не приводятся – это «концептуальная» схема, а не полное решение.Показанные защитные диоды могут понадобиться, а могут и не потребоваться, в зависимости от схемы.

Рисунок 4 – N-канальный полевой МОП-транзистор с нагнетательным насосом

Существует много различных способов создания зарядного насоса, и схема выходит за рамки данной статьи. Однако он должен быть устроен так, чтобы сама зарядовая накачка не могла быть подвержена обратной полярности. При подаче питания правильной полярности собственный диод в Q1 проводит и подает питание на накачку заряда и остальную цепь.В течение нескольких миллисекунд зарядный насос генерирует напряжение, достаточное для включения Q1, и полевой МОП-транзистор включается и обходит свой собственный диод. Потеря напряжения определяется исключительно сопротивлением открытого МОП-транзистора и током, потребляемым схемой. Инкапсулированный преобразователь постоянного тока в постоянный (с плавающим выходом) может заменить зарядный насос, если это необходимо.

Биполярный транзистор

Использование BJT подходит для слаботочных нагрузок, но там, где напряжение может быть слишком низким для полевого МОП-транзистора из-за недостаточного напряжения затвора для его правильного включения.В примерах, показанных ниже, падение на транзисторе составляет примерно 125–150 мВ при токе нагрузки 40 мА. Падение напряжения намного меньше при меньших токах. R1 должен быть выбран так, чтобы обеспечить достаточный базовый ток для насыщения транзистора. Обычно это означает, что вам необходимо обеспечить от трех до пяти раз больше базового тока, чем вы рассчитали бы по бета-версии транзистора.

Например, транзистору с коэффициентом усиления (Beta или h FE ), равным 100, требуется 400 мкА для тока нагрузки 40 мА, но вы должны подавать не менее 5 мА, иначе падение напряжения на транзисторе будет чрезмерным.На чертеже предполагается, что транзистор имеет усиление не менее 65 (из таблицы), а резистор 2,2 кОм обеспечивает базовый ток около 2 мА – это удерживает потери ниже 50 мВ при 40 мА. Невозможно ожидать гораздо лучшего, чем это, если бы базовый ток не стал чрезмерным. В показанных схемах транзистор рассеивает менее 10 мВт. Вы можете использовать малый сигнальный транзистор (например, BC549 или BC559) для слаботочных нагрузок.

Рисунок 5 – Транзистор PNP (слева), NPN (справа)

Существует внутреннее ограничение с использованием BJT, и это напряжение обратного пробоя эмиттер-база.Для большинства из них напряжение пробоя составляет около 5 В, хотя для некоторых примеров оно может быть больше. Это означает, что входное напряжение выше 5 В, вероятно, неразумно, потому что переход эмиттер-база будет иметь обратное смещение. Это вызывает ухудшение характеристик транзистора и может передать обратное напряжение электронике. Полный пробой может передать полное обратное напряжение на электронику, что приведет к выходу из строя. Похоже, что эта проблема не была обнаружена в большинстве схем, которые я видел.

NPN-транзистор предположительно лучше, потому что они обычно имеют более высокое усиление и, следовательно, более низкие потери из-за более высокого сопротивления, используемого для питания базы. На практике разница будет в лучшем случае незначительной. Как и N-канальный MOSFET, NPN-транзисторы должны использоваться в отрицательном выводе и требуют, чтобы отрицательный вход и шасси могли быть изолированы. Возникает та же проблема обратного пробоя перехода эмиттер-база.

Заключение

Как всегда в электронике, каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки.Вам необходимо выбрать вариант, наиболее подходящий для вашего приложения, исходя из требуемого тока, доступного напряжения и допустимого падения напряжения. В коммерческих продуктах стоимость может быть решающим фактором, часто за счет повышения производительности.

В некоторых случаях продукту может потребоваться выжить при воздействии импульса высокой энергии в рамках процесса испытаний и / или сертификации. Этого может быть трудно достичь с помощью некоторых из обязательных испытаний импульсами высокой энергии, используемых различными агентствами по всему миру, и это также то, что всегда необходимо учитывать в автомобильных приложениях, где всплески “ сброса нагрузки ” могут вызвать всплески высокого напряжения во всем транспортном средстве. электрическая система.Следовательно, информация здесь будет не более чем отправной точкой для некоторых приложений. Тщательное тестирование необходимо для любого продукта, предназначенного для агрессивной среды.

Вы также должны учитывать вероятность (или нет) применения обратного напряжения. Во многих случаях это может произойти только тогда, когда продукт собран, и если это будет сделано таким образом, чтобы почти полностью исключить ошибки, обратной полярности никогда не произойдет. Большинство продуктов не имеют внутренней защиты от полярности, если они питаются от сети.Это связано с тем, что после сборки оборудования нет никакой возможности изменить полярность, кроме как кто-то неопытный, пытающийся отремонтировать его. Немногие продукты (если таковые имеются) учитывают ошибки, допущенные во время обслуживания.

Если ваша схема может справиться с падением напряжения на диоде и потребляет низкий ток, то, вероятно, все, что вам нужно, – простой блокирующий диод (стандартный или Шоттки). Не думайте, что, поскольку схема MOSFET имеет лучшую производительность, она автоматически становится лучшим выбором.Эта производительность имеет повышенную стоимость и имеет свои особые ограничения. Хорошее проектирование должно минимизировать затраты и сложность и обеспечивать подход, который наилучшим образом соответствует вашим требованиям к дизайну.

Наконец, никогда не стоит недооценивать использование реле. Это одни из старейших известных «электронных» компонентов (на самом деле они электромеханические, но это не относится к делу). Их надежность и универсальность не имеют себе равных среди других компонентов, и тот факт, что они до сих пор используются сотнями миллионов, является подтверждением этого факта.Обратной стороной является их катушечный ток, но это часто имеет второстепенное значение.

Каталожные номера

Самое низкое прямое падение напряжения среди реальных диодов Шоттки всегда лучший выбор – IXYS
Схемы защиты от обратного тока / батареи – Texas Instruments
Автомобильные полевые МОП-транзисторы: Защита от обратного тока батареи – Infineon
Защита цепей обратного тока – Примечание по применению – Maxim

Прил.

Схема защиты от переполюсовки: Защита от переполюсовки и КЗ зарядного устройства, блока питания своими руками

Защита от переполюсовки и КЗ зарядного устройства, блока питания своими руками

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Итог

Защита от переполюсовки и к.з. зарядного устройства

схемы защиты от переполюсовки | MyElectrons.ru

Истории из жизни

Защитный диод последовательно с нагрузкой

Защитный диод параллельно с нагрузкой

p-channel MOSFET – удачное, но дорогое решение

n-channel MOSFET – наилучшая защита

Осторожно: статическое электричество!

Я не одинок

Где добыть MOSFET-ы практически даром

Примеры применения

Вам было интересно? Напишите мне!

Защита от переполюсовки. » Хабстаб

Схема защиты от переполюсовки и короткого замыкания – Поделки для авто

Простая схема защиты от обратной полярности без падения напряжения

Простая защита от напряжения неправильной полярности без потерь мощности

Защита преобразователя от подачи напряжения обратной полярности

Защита от переполюсовки на реле

Как сделать защиту от переполюсовки?

Недостатки и преимущества защиты от переполюсовки на реле

Схемы защиты от смены полярности питания

Схемы коммутации индуктивных нагрузок

Защита ЗУ от переполюсовки аккумулятора

Диод для защиты от переполюсовки

Смотрите также

Метки: sam_электрик, защита от короткого замыкания, защита от переполюсовки, защита зарядного устроиства

Комментарии 57

Защита от обратной полярности: как защитить свои цепи, используя только диод

Что такое диод защиты от обратной полярности?

Плюсы и минусы

Защита от обратной полярности с помощью диода Шоттки

Заключение

– PMOS MOSFET для схемы защиты от обратной полярности

Защита цепей от обратной полярности

PMOS MOSFET для защиты от обратного напряжения

с использованием диода ИЛИ МОП-транзистора с P-каналом

Защита от обратной полярности в автомобильной конструкции

Схемы защиты от обратной полярности – инструкции

Защита цепи от обратного тока – Maxim Integrated

Диоды обеспечивают простейшую защиту

Проверить на недостатки

Замена биполярных транзисторов на полевые МОП-транзисторы

Проблема низкого напряжения батареи

AN013 – Защита от обратной полярности

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ