Многие проекты инженеров-электронщиков выполняются на монтажных платах, но существует явление случайного соединения положительных и отрицательных выводов источника питания, что приводит к сгоранию множества электронных компонентов, а то и к разрушению всей платы, и ее приходится перепаивать. Я не знаю, как решить эту проблему?
Прежде всего, небрежность неизбежна. Хотя это всего лишь различие между положительным и отрицательным проводами, красным и чёрным, мы можем подключить их один раз, и мы не ошибёмся. Десять соединений не будут неправильными, но 1000? А как насчёт 10 000? На данный момент сложно сказать, но из-за нашей небрежности некоторые электронные компоненты и микросхемы перегорают. Основная причина в том, что слишком большой ток приводит к выходу из строя посторонних компонентов, поэтому мы должны принять меры для предотвращения неправильного подключения.
Обычно используются следующие методы:
01 схема защиты от обратного тока на диодах последовательного типа
Прямой диод подключается последовательно к положительному входу питания, чтобы в полной мере использовать его характеристики прямой проводимости и обратной запираемости. В нормальных условиях вторичная обмотка лампы проводит ток, и печатная плата работает.
При неправильной полярности питания диод отключается, блок питания не может образовать петлю, и печатная плата не работает, что может эффективно предотвратить проблемы с блоком питания.
02 Схема защиты от обратного тока выпрямительного моста
Используйте выпрямительный мост для изменения входного питания на неполярный вход. Независимо от того, подключен ли источник питания или перепутан, плата работает нормально.
Если кремниевый диод имеет падение давления около 0,6~0,8 В, то германиевый диод также имеет падение давления около 0,2~0,4 В, если падение давления слишком велико, то МОП-трубку можно использовать для антиреакционной обработки, падение давления МОП-трубки очень мало, до нескольких миллиом, и падение давления практически пренебрежимо мало.
03 Схема защиты от обратного хода МОП-трубки
МОП-трубка из-за усовершенствования процесса, ее собственных свойств и других факторов имеет небольшое внутреннее сопротивление проводимости, многие из которых находятся на уровне миллиом или даже меньше, так что падение напряжения в цепи, потери мощности, вызванные цепью, особенно малы или даже незначительны, поэтому выбор МОП-трубки для защиты схемы является более рекомендуемым способом.
1) Защита NMOS
Как показано ниже: в момент подачи питания паразитный диод МОП-транзистора открыт, и система образует замкнутый контур. Потенциал истока S составляет около 0,6 В, а потенциал затвора G равен Vbat. Напряжение открытия МОП-транзистора чрезвычайно велико: Ugs = Vbat - Vs, на затворе высокий уровень, ds-транзистор NMOS открыт, паразитный диод закорочен, и система образует замкнутый контур через ds-транзистор NMOS.
При обратной полярности источника питания напряжение открытого канала NMOS равно 0, NMOS отключается, паразитный диод переключается в обратную сторону, и цепь отключается, тем самым обеспечивая защиту.
2) Защита PMOS
Как показано ниже: в момент подачи питания паразитный диод МОП-транзистора открыт, и система образует замкнутый контур. Потенциал источника S составляет около Vbat-0,6 В, а потенциал затвора G равен 0. Напряжение открытия МОП-транзистора крайне мало: Ugs = 0 – (Vbat-0,6), затвор находится в состоянии низкого уровня, ds-переход PMOS-транзистора открыт, паразитный диод закорочен, и система образует замкнутый контур через ds-переход PMOS-транзистора.
Если полярность источника питания изменена, напряжение включения NMOS-транзистора превышает 0, PMOS-транзистор отключается, паразитный диод переключается в обратную сторону, и цепь размыкается, тем самым обеспечивая защиту.
Примечание: NMOS-трубки подсоединяют ds к отрицательному электроду, PMOS-трубки подсоединяют ds к положительному электроду, а паразитный диод направлен в сторону правильно подключенного направления тока.
Доступ к полюсам D и S МОП-трубки: обычно при использовании МОП-трубки с каналом N ток, как правило, входит с полюса D и вытекает с полюса S, а в PMOS ток входит и выходит с полюса S, и наоборот. При применении в этой схеме условие напряжения МОП-трубки выполняется за счет проводимости паразитного диода.
МОП-лампа будет полностью включена, пока между полюсами G и S установлено подходящее напряжение. После перехода в режим проводимости, это похоже на замыкание переключателя между D и S, и ток проходит через то же сопротивление от D к S или от S к D.
На практике полюс G обычно подключается к резистору, а для предотвращения пробоя МОП-лампы можно добавить диодный стабилизатор напряжения. Конденсатор, подключенный параллельно делителю, обеспечивает эффект плавного пуска. В момент начала протекания тока конденсатор заряжается, и напряжение на полюсе G постепенно увеличивается.
Для PMOS, в отличие от NOMS, требуется, чтобы Vgs было больше порогового напряжения. Поскольку напряжение открытия может быть равно нулю, разница давлений между DS невелика, что выгоднее, чем для NMOS.
04 Защита предохранителями
Во многих распространенных электронных изделиях после вскрытия части блока питания с предохранителем можно увидеть, что при переполюсовке питания в цепи возникает короткое замыкание из-за большого тока, а затем перегорает предохранитель, играющий роль в защите цепи, но в этом случае ремонт и замена более хлопотны.
Время публикации: 10 июля 2023 г.
