حفاظت جریان قابل اعتماد برای منبع تغذیه و حافظه. مدارهای حفاظت معکوس

ماسفت n کانال + دیود زنر 7.2 ... 15 ولت + چند ده مقاومت کیلو اهم = ایمنی

به نظر می رسد مشکل پیش پا افتاده است. و چرا کسی حتی نیاز به محافظت از محصولات الکترونیکی در برابر معکوس شدن منبع تغذیه دارد؟

افسوس که یک کیس موذی هزار و یک راه دارد که به جای مثبت، روی دستگاهی که چند روز است در حال جمع آوری و رفع اشکال آن بوده اید و تازه شروع به کار کرده اید، منهای آن را وارد کنید.

من فقط چند نمونه از قاتل‌های بالقوه تخته‌های نان الکترونیکی و همچنین محصولات نهایی را می‌آورم:

• منبع تغذیه یونیورسال با دوشاخه های جهانی خود که هم با پلاس روی کنتاکت داخلی و هم با منهای قابل اتصال هستند.
• منابع تغذیه کوچک (چنین جعبه های روی دوشاخه برق) - بالاخره همه آنها با یک پلاس در کنتاکت مرکزی تولید می شوند، اینطور نیست؟ نه!
• هر نوع کانکتور برای منبع تغذیه بدون "کلید" مکانیکی سخت. به عنوان مثال، "پرش" رایانه ای راحت و ارزان با گام 2.54 میلی متر. یا گیره های پیچ.
• این سناریو را چگونه می‌پسندید: پریروز فقط سیم‌های سیاه و آبی در دسترس بودند. امروز مطمئن بودم که "منهای" سیم آبی است. Chpok - این اشتباه است. در ابتدا می خواستم از مشکی و قرمز استفاده کنم.
• بله، فقط به این دلیل است که اگر روز به نتیجه نرسید - چند سیم را با هم مخلوط کنید یا آنها را برعکس وصل کنید، فقط به این دلیل که تخته وارونه نگه داشته شده است ...

همیشه کسانی خواهند بود (من با حداقل دو فلفل از این دست آشنا هستم) که مستقیماً در چشمان آنها نگاه می کنند و با تند و قاطعیت اعلام می کنند که هرگز چنین کار احمقانه ای مانند معکوس کردن منبع تغذیه را انجام نخواهند داد! خداوند قاضی آنهاست. شاید بعد از اینکه آنها خودشان چندین طرح اصلی طراحی خودشان را جمع آوری و اشکال زدایی کردند، عاقل تر شوند. تا آن زمان، من بحث نمی کنم. من فقط به شما می گویم که از چه چیزی استفاده می کنم.

داستانهای زندگی

من هنوز خیلی جوان بودم که مجبور شدم 25 کیس از 27 مورد را لحیم کنم. خیلی خوب بود که آنها میکرو مدارهای DIP قدیمی خوبی بودند.
از آن زمان، من تقریبا همیشه یک دیود محافظ را در کنار کانکتور برق قرار می دهم.

به هر حال، موضوع حفاظت در برابر قطبیت توان معکوس نه تنها در مرحله نمونه سازی مرتبط است.
اخیراً شاهد تلاش های قهرمانانه یکی از دوستانم برای بازسازی یک دستگاه برش لیزری غول پیکر بودم. علت خرابی یک تکنسین بالقوه بود که سیم های برق سنسور / تثبیت کننده حرکت عمودی سر برش را با هم مخلوط کرد. با کمال تعجب، به نظر می رسد که خود مدار زنده مانده است (هنوز توسط یک دیود به صورت موازی محافظت می شد). اما پس از آن همه چیز کاملاً سوخت: تقویت کننده ها، نوعی منطق، کنترل سرووها ...

این شاید ساده ترین و ایمن ترین گزینه برای محافظت از بار در برابر قطبیت معکوس منبع تغذیه باشد.
تنها چیز بد افت ولتاژ در دیود است. بسته به اینکه کدام دیود استفاده می شود، می تواند از حدود 0.2 ولت (شاتکی) به 0.7 ... 1 ولت کاهش یابد - در دیودهای یکسو کننده معمولی با اتصال p-n. چنین تلفاتی ممکن است در مورد برق باتری یا منبع تغذیه تنظیم شده غیرقابل قبول باشد. همچنین، در مصرف جریان نسبتاً بالا، اتلاف توان روی دیود می تواند کاملاً نامطلوب باشد.

با استفاده از این گزینه حفاظتی، هیچ ضرری در عملکرد عادی وجود ندارد.
متأسفانه، در صورت معکوس شدن قطبیت، منبع تغذیه با خطر شکستن مواجه می شود. و اگر معلوم شود منبع تغذیه خیلی قوی است، ابتدا دیود و سپس کل مدار محافظت شده توسط آن می سوزد.
در تمرین من، گاهی اوقات از این گزینه برای محافظت از قطبیت معکوس استفاده می کردم، به خصوص زمانی که مطمئن بودم منبع تغذیه دارای حفاظت بیش از حد جریان است. با این حال، یک روز با لمس هیت سینک یک تنظیم کننده ولتاژ که سعی داشت با دیود شاتکی ضخیم مبارزه کند، آثار کاملاً واضحی روی انگشتان سوخته دریافت کردم.

P-channel MOSFET - یک راه حل خوب اما گران قیمت

این راه حل نسبتا ساده عملاً هیچ معایبی ندارد: افت ولتاژ/قدرت ناچیز در دستگاه عبوری در عملکرد عادی، و بدون جریان در صورت معکوس شدن قطبیت.
تنها مشکل این است: از کجا می توانم ترانزیستورهای اثر میدانی گیت عایق بندی شده با کانال p با کیفیت بالا و ارزان قیمت را تهیه کنم؟ اگر می دانید - من برای اطلاعات سپاسگزار خواهم بود 😉
در صورت مساوی بودن، یک ماسفت کانال p همیشه از نظر برخی پارامترها سه برابر بدتر از همتایان کانال n خود است. معمولاً هم قیمت و هم چیزی که باید انتخاب کرد بدتر است: مقاومت کانال باز، حداکثر جریان، ظرفیت ورودی و غیره. این پدیده با حدود یک سوم تحرک کمتر حفره ها نسبت به الکترون ها توضیح داده می شود.

ماسفت n-channel - بهترین محافظت

این روزها به دست آوردن یک ترانزیستور قدرتمند CMOS n-channel ولتاژ پایین کار دشواری نیست، حتی گاهی اوقات می توانید آنها را به صورت رایگان در دست بگیرید (در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح خواهیم داد). بنابراین ایجاد یک افت ناچیز در کانال باز برای هر جریان بار قابل تصور، چیز کوچکی است.

ماسفت کانال N + دیود زنر 7.2 ... 15 ولت + چند ده مقاومت کیلو اهم = ایمنی

درست مانند مدار ماسفت کانال p، اگر منبع به اشتباه وصل شود، هم بار و هم منبع ناگوار از خطر خارج می شوند.

تنها "عیبی" که یک خواننده دقیق می تواند در این طرح حفاظتی ببیند این است که حفاظت در اصطلاح گنجانده شده است. سیم زمین
اگر یک سیستم بزرگ با "ستاره" زمین ساخته شود، این واقعا می تواند ناخوشایند باشد. اما در این مورد، شما فقط باید همان حفاظت را در مجاورت منبع تغذیه ارائه دهید. اگر این گزینه نیز مناسب نباشد، مطمئناً راه‌هایی وجود خواهد داشت که می‌توان چنین سیستم پیچیده‌ای را با اتصالات برق منحصربه‌فرد با کلیدهای مکانیکی قابل اعتماد تهیه کرد یا یک "دائمی" یا حداقل "زمین" بدون کانکتور را جدا کرد.

احتیاط: الکتریسیته ساکن!

به همه ما بارها هشدار داده شده است که ترانزیستورهای اثر میدانی از تخلیه ساکن می ترسند. درست است. به طور معمول، شاتر می تواند 15 ... 20 ولت را تحمل کند. کمی بالاتر - و تخریب غیرقابل برگشت عایق اجتناب ناپذیر است. در این مورد، مواردی وجود دارد که به نظر می رسد کارگر مزرعه همچنان در حال کار است، اما پارامترها بدتر هستند و ممکن است دستگاه در هر زمان از کار بیفتد.
خوشبختانه (و متأسفانه) ترانزیستورهای اثر میدانی پرقدرت دارای ظرفیت های بزرگی هستند - بقیه کریستال ها: از صدها پیکوفاراد تا چندین نانوفاراد و بیشتر. بنابراین، تخلیه بدن انسان اغلب بدون مشکل حفظ می شود - ظرفیت خازنی به اندازه کافی بزرگ است تا شارژ تخلیه شده باعث افزایش خطرناک ولتاژ نشود. بنابراین هنگام کار با فیلددرهای قدرتمند، اغلب کافی است حداقل احتیاط را از نظر الکترواستاتیک رعایت کنید و همه چیز خوب خواهد بود.

من تنها نیستم

آنچه من در اینجا شرح می دهم بدون شک یک عمل شناخته شده است. اگر فقط آن توسعه دهندگان صنایع نظامی عادت داشتند که طرح های مدار خود را در وبلاگ ها منتشر کنند ...
این چیزی است که من در وب با آن برخورد کردم:

> > من معتقدم که استفاده از یک کانال N کاملاً استاندارد است
> > ماسفت در سرب برگشتی منابع تغذیه نظامی (ورودی 28 ولت).
> > تخلیه برای تامین منفی، منبع به منفی از PSU و
> > دروازه ای که توسط یک مشتق محافظت شده از عرضه مثبت هدایت می شود.

از کجا می توان ماسفت ها را تقریباً بدون هیچ هزینه ای تهیه کرد

کمی بعد به من نگاه کنید - یک مقاله وجود خواهد داشت 😉

نمونه های کاربردی

یک مورد ساده با حفاظت معکوس قدرت:

موفق باشید در آزمایش!

آیا شما علاقه مند بودید؟ برایم بنویس!

بپرسید، پیشنهاد دهید: در نظرات، یا در شخصی. متشکرم!

بهترین ها!

سرگئی پاتروشین.

خوب، همانطور که وعده داده شده بود - مقاله دوم، که به سیستم حفاظت از معکوس قطبیت اختصاص دارد، که کاربرد بسیار گسترده ای در شارژرهای صنعتی و خانگی پیدا کرده است. این گزینه بسیار ساده انتخاب شده است و حتی توسط شخصی که هیچ ارتباطی با الکترونیک ندارد می تواند تکرار شود.

برای اجرای چنین طرح حفاظتی، فقط به یک دیود نیاز دارید - فقط یک دیود، که در جهت جلو روی ریل مثبت نصب می شود. شارژر.

چنین سیستمی فقط ساده است، که برای نهایی کردن شارژر، به هیچ وجه لازم نیست که آن را جدا کنید. برای اجرای این ایده از مهمترین تابع استفاده می کنیم دیود نیمه هادی- در جهت جلو، دیود باز است، اما اگر در جهت مخالف وصل شود، قفل می شود.

بنابراین، اگر به طور ناگهانی قطبیت را اشتباه بگیرید، جریان به سادگی از بین نمی رود، بدون پاپ، گرما و سایر اثرات دود.

اما چگونه بفهمیم که ولتاژ از محل اتصال عبور می کند دیود یکسو کننده، سپس در خروجی دومی افت ولتاژ در منطقه 0.7 ولت وجود خواهد داشت ، فقط برای اطمینان از اینکه افت حداقل است ، از دیودهای SCHOTKY (با مانع شاتکی) استفاده می کنیم - افت ولتاژ در منطقه دارد. 0.3-0.4 ولت.
تنها عیب چنین محافظتی این است که جریان نسبتاً زیادی از دیود عبور می کند که منجر به گرم شدن دیود می شود.

برای انجام این کار، دیود باید روی هیت سینک نصب شود. دیودهای شاتکی با جریان بالا را می توان در آن یافت بلوک های کامپیوتریتغذیه. دیودهای این بلوک ها سه پین ​​هستند مونتاژ دیود، در هر مجموعه دو دیود با یک کاتد مشترک وجود دارد. انتخاب دیودهایی با جریان حداقل 15 آمپر برای هر دیود ضروری است. در واحدهای کامپیوتری، دیودهایی با جریان حداکثر 2x30 آمپر را می توان یافت.

ابتدا باید دیود را روی هیت سینک نصب کنید، سپس آندهای دیودها را موازی کنید، بنابراین هر دو دیود را به صورت موازی وصل کردیم.

نویسنده؛ آکا کاسیان

من می خواستم چیزی مربوط به شارژر باتری جمع آوری کنم. و اولین چیزی که فکر کردم مونتاژ کنم محافظت در برابر معکوس شدن قطبیت روی رله بود.

اما وقتی در اینترنت برای طرح مناسب جستجو کردم، چیزی مشابه پیدا نکردم. قبلش یک سال پیش دیدمش. من یک نمودار از حافظه رسم کردم و آماده به اشتراک گذاشتن با شما هستم.

این دستگاه برای محافظت از باتری و شارژ شدن شما در برابر آسیب لازم است و از گیج شدن پایانه ها در مکان ها جلوگیری می کند و شما را از بسیاری از مشکلات نجات می دهد.

در اینجا نمودار یک دستگاه معکوس قطبی برای شارژرهای روی یک رله آورده شده است.

عناصر:

R1 = 510
Rel2 = 12 ولت (هر 12 ولت 10-15 آمپری که از UPS قبلی کامپیوتر حذف شده است)

VD1-3= 1N4007 (دیگر را پیدا نکردم).

اگرچه نیازی به تنظیم VD3 نیست، می توانید به جای آن یک جامپر قرار دهید. VD1 از سیم پیچ رله خود القایی.

دستگاه به این صورت عمل می کند. هنگامی که باتری را وصل می کنید، شارژ باقی مانده در آن از طریق رله عبور می کند و کنتاکت ها را می بندد و در نتیجه جریان را از شارژر به باتری می رساند.

اگر سیم ها را به اشتباه به باتری وصل کنید، VD2 اجازه نمی دهد برق از رله عبور کند و شارژ شروع نمی شود. و به جای شارژ، LED روشن می شود و نشان می دهد که شارژ به درستی وصل نشده است.

در اینجا یک دستگاه حفاظت از قطبیت معکوس برای شارژر PCB وجود دارد.

مهر و موم حفاظت از قطبیت معکوس برای شارژر.

می توانید مهر و موم Sprint-Layout 5.0 را برای دستگاه حفاظت از قطبیت معکوس شارژر در وب سایت در منبع زیر دانلود کنید.