- Omvendt polaritetsbeskyttelse ved hjelp av diode
- Omvendt polaritetsbeskyttelse ved bruk av P-Channel MOSFET
- Nødvendig materiale
- Kretsdiagram
- Arbeid med omvendt polaritetsbeskyttelseskrets ved bruk av P-Channel MOSFET
Batterier er mest praktisk strømkilde for å levere spenning til en elektronisk krets. Det er mange andre måter å slå på elektroniske enheter, som adapter, solcelle osv., Men den vanligste likestrømforsyningen er batteri. Vanligvis kommer alle enhetene med omvendt polaritetsbeskyttelseskrets, men hvis du har en batteridrevet enhet som ikke har omvendt polaritetsbeskyttelse, må du alltid være forsiktig når du bytter batteri, ellers kan det sprenge enheten.
Så, i denne situasjonen ville Reverse Polarity Protection Circuit være et nyttig tillegg til kretsen. Det er noen enkle metoder for å beskytte kretsen mot omvendt polaritetstilkobling, for eksempel ved bruk av en diode eller Diode Bridge eller ved å bruke P-Channel MOSFET som en bryter på HØY side.
Omvendt polaritetsbeskyttelse ved hjelp av diode
Å bruke en diode er den enkleste og billigste metoden for omvendt polaritetsbeskyttelse, men det har et problem med strømlekkasje. Når inngangsforsyningsspenningen er høy, kan det være viktig med et lite spenningsfall, spesielt når strømmen er lav. Men i tilfelle lavspent operativsystem, er til og med en liten mengde spenningsfall uakseptabelt.
Som vi vet er spenningsfallet over en generell diode 0,7V, så vi kan begrense dette spenningsfallet ved å bruke Schottky-diode fordi spenningsfallet er rundt 0,3V til 0,4V, og det tåler også høye strømbelastninger. Vær oppmerksom når du velger en Schottky-diode, fordi mange Schottky-dioder kommer med høy motstrømlekkasje, så sørg for at du velger en med lav motstrøm (mindre enn 100uA).
Ved 4 ampere vil strømtapet ved en Schottky-diode i kretsen være:
4 x 0,4W = 1,6W
Og i vanlig diode:
4 x 0,7 = 2,8W.
Du kan til og med bruke en fullbro-likeretter for beskyttelse mot omvendt polaritet, da den er uavhengig av polaritet. Men bro likeretter består av fire dioder, og derfor vil mengden strømavfall være dobbelt så mye avfallet i kretsen ovenfor med en enkelt diode.
Omvendt polaritetsbeskyttelse ved bruk av P-Channel MOSFET
Å bruke en P-Channel MOSFET for omvendt polaritetsbeskyttelse er mer pålitelig enn andre metoder på grunn av lavt spenningsfall og høy strøm. Kretsen består av en P-Channel MOSFET, Zener-diode og en nedtrekkbar motstand. Hvis forsyningsspenningen er mindre enn Gate-to-Source-spenningen (Vgs) til P-kanal MOSFET, trenger du bare MOSFET uten diode eller motstand. Du må bare koble portterminalen til MOSFET til bakken.
Nå, hvis forsyningsspenningen er mer enn Vgs, må du slippe spenningen mellom portterminalen og kilden. Komponenter som kreves for å lage kretsutstyret er nevnt nedenfor.
Nødvendig materiale
- FQP47P06 P-Channel MOSFET
- Motstand (100k)
- 9.1V Zener-diode
- Brettbrett
- Koble ledninger
Kretsdiagram
Arbeid med omvendt polaritetsbeskyttelseskrets ved bruk av P-Channel MOSFET
Nå, når du kobler til batteriet i henhold til kretsskjemaet, med riktig polaritet, får det transistoren til å slå seg på og lar strømmen strømme gjennom den. Hvis batteriet er koblet bakover eller i omvendt polaritet, slås transistoren AV og kretsen din blir beskyttet.
Denne beskyttelseskretsen er mer effektiv enn andre. La oss analysere kretsen når batteriet er koblet til på riktig måte, P-Channel MOSFET vil slå PÅ fordi spenningen mellom gate og kilde er negativ. Formelen for å finne spenningen mellom gate og kilde er:
Vgs = (Vg - Vs)
Når batteriet er koblet til feil, vil spenningen ved portterminalen være positiv, og vi vet at P-Channel MOSFET bare slås på når spenningen ved gate-terminalen er negativ (minimum -2,0V for denne MOSFET eller mindre). Så når batteriet kobles til i omvendt retning, vil kretsen beskyttes av MOSFET.
La oss nå snakke om strømtapet i kretsen, når transistoren er PÅ, er motstanden mellom avløp og kilde nesten ubetydelig, men for å være mer nøyaktig kan du gå gjennom databladet til P-Channel MOSFET. For FQP47P06 P-kanal MOSFET er den statiske avløpskildens motstand (R DS (ON)) 0,026Ω (maks.). Så vi kan beregne effekttapet i kretsen som nedenfor:
Krafttap = I 2 R
La oss anta at strømmen gjennom transistoren er 1A. Så strømtapet vil være
Krafttap = I 2 R = (1A) 2 * 0,026Ω = 0,026W
Derfor er strømtapet omtrent 27 ganger mindre enn kretsen ved bruk av en enkelt diode. Derfor er det mye bedre å bruke en P-Channel MOSFET for omvendt polaritetsbeskyttelse enn andre metoder. Det er litt dyrere enn diode, men det gjør beskyttelseskretsen mye tryggere og effektivere.
Vi har også brukt en Zener-diode og en motstand i kretsen for å beskytte mot å overstige port til kildespenning. Ved å legge til motstanden og Zener-dioden på 9.1V, kan vi klemme portkildespenningen til maksimalt negativ 9,1V, derav forblir transistoren trygg.