- Заштита од обрнутог поларитета помоћу диоде
- Заштита од обрнутог поларитета помоћу П-Цханнел МОСФЕТ-а
- Потребан материјал
- Кружни дијаграм
- Рад круга заштите од обрнутог поларитета помоћу П-Цханнел МОСФЕТ-а
Батерије су најприкладнији извор напајања за напајање електронског кола. Постоји много других начина за напајање електронских уређаја, попут адаптера, соларних ћелија итд., Али најчешће напајање једносмерном струјом је батерија. Генерално се сви уређаји испоручују са кругом заштите од обрнутог поларитета, али ако имате било који уређај на батеријски погон који нема заштиту од обрнутог поларитета, увек морате бити опрезни приликом замене батерије, јер у противном може уређај експлодирати.
Дакле, у овој ситуацији круг за заштиту од обрнутог поларитета био би користан додатак кругу. Постоје неке једноставне методе за заштиту кола од везе са обрнутим поларитетом, као што је коришћење диоде или диодног моста или коришћење П-Цханнел МОСФЕТ-а као прекидача на ВИСОКОЈ страни.
Заштита од обрнутог поларитета помоћу диоде
Коришћење диоде је најлакши и најјефтинији начин заштите од обрнутог поларитета, али има проблем цурења електричне енергије. Када је улазни напон напајања висок, мали пад напона не сме бити важан, посебно када је струја мала. Али у случају нисконапонског оперативног система, чак и мала количина пада напона је неприхватљива.
Као што знамо пад напона на диоди опште намене је 0,7 В, тако да можемо ограничити овај пад напона помоћу Сцхоттки диоде, јер је његов пад напона око 0,3 В до 0,4 В, а такође може да поднесе велика оптерећења струјом. Будите свесни док одабирете Сцхоттки диоду, јер пуно Сцхоттки диода долази са великим цурењем реверзне струје, па будите сигурни да ћете одабрати ону са малом реверзном струјом (мањом од 100уА).
На 4 ампера, губитак снаге од Сцхоттки диоде у колу биће:
4 к 0,4 В = 1,6 В
И у обичној диоди:
4 к 0,7 = 2,8В.
Можете чак користити и исправљач са пуним мостом за заштиту од обрнутог поларитета, какав је без обзира на поларитет. Али мостни исправљач се састоји од четири диоде, па ће количина енергетског отпада бити двоструко већа од потрошње електричне енергије у горе наведеном колу са једном диодом.
Заштита од обрнутог поларитета помоћу П-Цханнел МОСФЕТ-а
Коришћење П-Цханнел МОСФЕТ-а за заштиту од обрнутог поларитета поузданије је од осталих метода, због ниског пада напона и велике струје. Коло се састоји од П-канала МОСФЕТ-а, Зенер-диоде и падајућег отпора. Ако је напон напајања мањи од напона од улаза до извора (Вгс) П-каналног МОСФЕТ-а, тада вам је потребан само МОСФЕТ без диоде или отпорника. Само морате спојити кабловски отвор МОСФЕТ-а на земљу.
Ако је напон напајања већи од Вгс, морате спустити напон између прикључка и извора. Компоненте потребне за израду хардвера кола поменуте су у наставку.
Потребан материјал
- ФКП47П06 МОСФЕТ са П-каналом
- Отпорник (100к)
- 9,1В Зенер диода
- Бреадбоард
- Повезивање жица
Кружни дијаграм
Рад круга заштите од обрнутог поларитета помоћу П-Цханнел МОСФЕТ-а
Сада, када батерију повежете према шеми кола, са правилним поларитетом, то доводи до укључивања транзистора и омогућава протицање струје кроз њега. Ако је батерија повезана уназад или обрнутог поларитета, транзистор се ИСКЉУЧУЈЕ и ваше коло се штити.
Овај заштитни круг је ефикаснији од осталих. Анализирајмо коло када је батерија повезана на прави начин, П-канални МОСФЕТ ће се укључити јер је напон између капије и извора негативан. Формула за проналажење напона између капије и извора је:
Вгс = (Вг - Вс)
Када је батерија погрешно повезана, напон на прикључку врата биће позитиван и знамо да се П-Цханнел МОСФЕТ укључује само када је напон на прикључку порта негативан (минимално -2,0 В за овај МОСФЕТ или мање). Дакле, кад год је батерија повезана у обрнутом смеру, склоп ће бити заштићен МОСФЕТ-ом.
Сада, хајде да разговарамо о губитку снаге у струјном кругу, када је транзистор УКЉУЧЕН, отпор између одвода и извора је готово занемарљив, али да бисмо били тачнији, можете проћи кроз табелу П-Цханнел МОСФЕТ. За МОСФЕТ са П-каналом ФКП47П06 статички отпор према извору одвода (Р ДС (ОН)) је 0,026Ω (макс.). Дакле, можемо израчунати губитак снаге у колу као што је приказано доле:
Губитак снаге = И 2 Р.
Претпоставимо да је проток струје кроз транзистор 1А. Тако ће губитак снаге бити
Губитак снаге = И 2 Р = (1А) 2 * 0,026Ω = 0,026В
Дакле, губитак снаге је око 27 пута мањи од кола који користи једну диоду. Због тога је употреба П-Цханнел МОСФЕТ-а за заштиту од обрнутог поларитета далеко боља од осталих метода. Нешто је скупља од диоде, али чини заштитни круг много сигурнијим и ефикаснијим.
Такође смо користили Зенер диоду и отпорник у колу за заштиту од прекорачења напона ка извору. Додавањем отпорника и Зенер-диоде од 9,1В, можемо да затегнемо напон мрежног извора на максимално негативних 9,1В, тако да транзистор остаје сигуран.