Wiele projektów inżynierów sprzętu jest realizowanych na płytkach otworowych, ale występuje zjawisko przypadkowego połączenia dodatnich i ujemnych zacisków zasilania, co prowadzi do spalenia wielu elementów elektronicznych, a nawet zniszczenia całej płytki i konieczności jej ponownego spawania. Nie wiem, jak można temu zaradzić?
Przede wszystkim, nieuwaga jest nieunikniona, chociaż wystarczy rozróżnić dwa przewody – czerwony i czarny – aby odróżnić je od plusa. Można je podłączyć tylko raz, nie popełnimy błędu. Dziesięć połączeń nie będzie błędnych, ale 1000? A co z 10 000? W tej chwili trudno powiedzieć, z powodu naszej nieuwagi, która doprowadziła do przepalenia niektórych podzespołów elektronicznych i chipów. Głównym powodem jest zbyt duży prąd, który może uszkodzić komponenty, dlatego musimy podjąć środki zapobiegawcze, aby zapobiec odwrotnemu podłączeniu.
Poniżej przedstawiono powszechnie stosowane metody:
01 obwód zabezpieczający przed odwrotnym podłączeniem diody szeregowej
Dioda przewodzenia jest połączona szeregowo do dodatniego bieguna zasilania, aby w pełni wykorzystać jej właściwości przewodzenia w kierunku przewodzenia i odcięcia w kierunku zaporowym. W normalnych warunkach lampa wtórna przewodzi, a płytka drukowana działa.
W przypadku odwrotnego podłączenia zasilania dioda zostaje odcięta, zasilanie nie może utworzyć pętli, a płytka drukowana nie działa, co może skutecznie zapobiec problemowi z zasilaniem.
02 Układ zabezpieczający przed odwróceniem kierunku obrotów mostka prostowniczego
Za pomocą mostka prostowniczego można zmienić wejście zasilania na wejście niepolarne. Niezależnie od tego, czy zasilanie jest podłączone, czy odwrócone, płytka działa normalnie.
Jeżeli dioda krzemowa ma spadek ciśnienia wynoszący około 0,6~0,8 V, dioda germanowa również ma spadek ciśnienia wynoszący około 0,2~0,4 V; jeżeli spadek ciśnienia jest zbyt duży, do obróbki antyreakcyjnej można zastosować rurę MOS; spadek ciśnienia na rurze MOS jest bardzo mały, rzędu kilku miliomów, a spadek ciśnienia jest praktycznie nieistotny.
03 Układ zabezpieczający przed odwróceniem kierunku lampy MOS
Lampa MOS, dzięki udoskonaleniu procesu, swoim własnym właściwościom i innym czynnikom, ma niewielki wewnętrzny opór przewodzący, wiele z nich wynosi miliomy lub nawet mniej, dzięki czemu spadek napięcia w obwodzie, czyli strata mocy spowodowana przez obwód, jest szczególnie mała lub wręcz pomijalna, dlatego zaleca się wybór lampy MOS w celu ochrony obwodu.
1) Ochrona NMOS
Jak pokazano poniżej: W momencie włączenia zasilania dioda pasożytnicza lampy MOS jest włączona, a układ tworzy pętlę. Potencjał źródła S wynosi około 0,6 V, a potencjał bramki G wynosi Vbat. Napięcie otwarcia lampy MOS jest skrajnie wysokie: Ugs = Vbat - Vs, bramka jest w stanie wysokim, ds tranzystora NMOS jest włączony, dioda pasożytnicza jest zwarta, a układ tworzy pętlę przez dostęp ds tranzystora NMOS.
Jeżeli zasilanie zostanie odwrócone, napięcie przewodzenia NMOS wynosi 0, NMOS zostaje odcięty, dioda pasożytnicza zostaje odwrócona, a obwód zostaje rozłączony, tworząc w ten sposób zabezpieczenie.
2) Ochrona PMOS
Jak pokazano poniżej: W momencie włączenia zasilania dioda pasożytnicza lampy MOS jest włączona, a układ tworzy pętlę. Potencjał źródła S wynosi około Vbat -0,6 V, podczas gdy potencjał bramki G wynosi 0. Napięcie otwarcia lampy MOS jest skrajnie: Ugs = 0 – (Vbat -0,6), bramka zachowuje się jak stan niski, ds tranzystora PMOS jest włączony, dioda pasożytnicza jest zwarta, a układ tworzy pętlę poprzez dostęp ds tranzystora PMOS.
Jeżeli zasilanie zostanie odwrócone, napięcie włączenia NMOS będzie większe od 0, PMOS zostanie odcięty, dioda pasożytnicza zostanie odwrócona, a obwód zostanie rozłączony, tworząc w ten sposób zabezpieczenie.
Uwaga: Lampy NMOS są podłączone do elektrody ujemnej, lampy PMOS są podłączone do elektrody dodatniej, a kierunek diody pasożytniczej jest skierowany w stronę prawidłowo podłączonego kierunku prądu.
Dostęp biegunów D i S lampy MOS: zwykle gdy używana jest lampa MOS z kanałem N, prąd generalnie wpływa od bieguna D i wypływa od bieguna S, a PMOS wpływa i D wypływa z bieguna S. Odwrotna sytuacja ma miejsce, gdy w tym obwodzie zastosowano tę zasadę, warunek napięciowy lampy MOS jest spełniony dzięki przewodzeniu diody pasożytniczej.
Lampa MOS będzie w pełni włączona, dopóki między biegunami G i S nie pojawi się odpowiednie napięcie. Po przewodzeniu, przełącznik jest zamknięty między biegunami D i S, a prąd ma taką samą rezystancję między biegunami D i S lub S i D.
W zastosowaniach praktycznych biegun G jest zazwyczaj połączony z rezystorem, a aby zapobiec przebiciu lampy MOS, można również dodać diodę stabilizującą napięcie. Kondensator połączony równolegle z dzielnikiem zapewnia efekt łagodnego rozruchu. W momencie rozpoczęcia przepływu prądu kondensator jest ładowany, a napięcie na biegunie G stopniowo rośnie.
W przypadku PMOS, w porównaniu z NOMS, Vgs musi być wyższe niż napięcie progowe. Ponieważ napięcie otwarcia może wynosić 0, różnica ciśnień między DS nie jest duża, co jest korzystniejsze niż w przypadku NMOS.
04 Zabezpieczenie bezpiecznikowe
W wielu powszechnie używanych produktach elektronicznych po otwarciu części zasilającej z bezpiecznikiem można zauważyć, że w zasilaniu następuje odwrotne podłączenie, w obwodzie następuje zwarcie z powodu dużego prądu, a następnie przepala się bezpiecznik. Bezpiecznik pełni rolę ochronną obwodu, ale w takim przypadku naprawa lub wymiana jest bardziej kłopotliwa.
Czas publikacji: 08-07-2023
