salutări locuitorii site-ului nostru!
După cum știți, multe dispozitive de uz casnic, precum și de multe ori fabrică nu au protecție împotriva includerii necorespunzătoare a polarității puterii, cu alte cuvinte, nu au protecție împotriva inversării puterii. În special, acest lucru se aplică pentru diverse produse de casă, precum și dispozitivelor finite, amplificatoare de sunet, module de sunet mortice etc.
Orice utilizator, din neglijență, poate inversa accidental polaritatea puterii, după care, în marea majoritate a cazurilor, dispozitivul poate necesita ajutor urgent sub formă de reparație. Și chiar se poate întâmpla ca dispozitivul după o asemenea intimidare să devină pur și simplu inutil și nicio reparație nu va ajuta la readucerea la viață.
Pentru a evita o astfel de situație neplăcută, trebuie utilizată protecția împotriva polarității inversă. Sunt diferite. Una dintre opțiunile populare este utilizarea diodelor sau podurilor cu diode pentru alimentarea cu energie electrică, care sunt capabile să treacă curentul într-o singură direcție și, astfel, să prevină posibilitatea inversării polarității. Aceasta este o soluție bugetară și cea mai simplă. Există însă un minus la această metodă de protecție, și anume prezența unei căderi de tensiune în interiorul diodei. Nu uitați, de asemenea, că la curenții mari și prezența unei căderi de tensiune, diodele se încălzesc destul de slab și dacă nu se folosește răcirea, acestea pot eșua.
De exemplu, un pod de diodă este instalat pe acest amplificator de sunet cu un cip TDA7377.
În acest caz, este folosit în principal aici ca redresor de tensiune atunci când este alimentat de o sursă de curent alternativ. Dar dacă conectați dispozitivul la o sursă de alimentare cu o tensiune constantă, atunci această punte de diodă funcționează exact ca protecție împotriva polarității inversă. Și oricât am conecta bateria, puntea diodei va preveni polaritatea inversă trecând curentul în direcția corectă.
Și dacă în loc de podul diodei exista doar o diodă în plus, atunci dacă puterea este conectată incorect (inversarea polarității), dioda nu va trece curent și amplificatorul pur și simplu nu se va porni.
Dar, după cum am menționat mai sus, atât podul diodei, cât și dioda au o cădere de tensiune. Pentru a demonstra acest lucru, autorul canalului YouTube Radio-Lab a măsurat tensiunea înainte și imediat după puntea diodei.
După cum puteți vedea, tensiunea pe baterie este de 12.06V și deja după puntea diodei, tensiunea este cu aproximativ 1,5 V mai mică. Se pare că pierderile nu sunt atât de mari, dar acest lucru la rândul său va afecta puterea amplificatorului, prin urmare, va fi puțin mai mic și o parte din energia bateriei va fi folosită pentru încălzirea podului diodei.
Să calculăm pierderile și generarea de căldură pe o punte de diodă. De exemplu, când curentul de încărcare este de 2 A și căderea de tensiune pe puntea diodei este de 1,5 V, generarea de căldură pe podul diodei va fi de aproximativ 3W. Și pierderile suplimentare nu sunt un plus, mai ales atunci când alimentați amplificatorul de sunet sau alt dispozitiv de la baterie, unde este recomandabil să cheltuiți energie cu mod redus, iar cantitatea sa în baterie este limitată.
Iată o comparație a căderii de tensiune pe o diodă convențională:
După cum puteți vedea, este de aproximativ 0.4V. Pe dioda Schottky, căderea de tensiune este deja mai mică și se ridică la 0,2V.
Căderea de tensiune pe podul diodei este cea mai mare și este de 0,6V.
În timpul încărcării, căderile de tensiune pot fi puțin mai mari. De fapt, nu este adesea posibil să confundați polaritatea alimentării, dar pierderea în prezența unei căderi pe diode sau podul diodei va fi constantă și, ca urmare, va exista încălzire, ceea ce la rândul său duce la necesitatea răcirii. După cum vedeți, diodele pot fi utilizate ca protecție împotriva polarității inversă, funcționează, dar totuși doriți o protecție mai bună, astfel încât să nu existe încălzire, pierderile să fie minime și curenți de funcționare buni.
Autorul oferă o schemă simplă, dar destul de bună de protecție împotriva alimentării cu polaritate inversă pe un tranzistor puternic cu efect de câmp.
Acest circuit este potrivit pentru protejarea dispozitivelor cu putere unipolară. Tranzistor cu efect de câmp de putere - IRF1405 este un puternic canal N.
Un astfel de tranzistor este capabil să comute un curent suficient de mare și, la rândul său, are o rezistență destul de mică, datorită căreia practic nu va exista o cădere de tensiune, și, prin urmare, nu va exista aproape nici o încălzire sau va fi minimă, nu vor exista astfel de pierderi ca la diode.
Autorul a desenat o astfel de eșarfă în miniatură pentru această schemă de protecție.
Funcționarea circuitului este extrem de simplă: dacă totul este conectat corect, tranzistorul este deschis, iar curentul trece prin tranzistor.
Dacă polaritatea sursei de alimentare nu este conectată corect, tranzistorul se închide, creând astfel un decalaj în circuitul de alimentare, iar plusul încurcat nu trece mai departe de tranzistor.
Pe piața radio, au fost achiziționate toate piesele necesare pentru asamblarea plăcii de protecție.
În primul rând, autorul instalează un rezistor de 100kΩ în loc și îl vinde.
În continuare, vom instala diodele zener pe 15V 0.5W, asigurați-vă că respectați polaritatea pe semnele catodului.
Apoi, instalați un condensator nepolar cu o capacitate de 0,1 μF.
Acum sunt blocurile terminale pentru puterea de intrare și ieșire.
Placa este aproape gata, mai rămâne un singur element - un tranzistor de putere. Pentru a-l instala, autorul a îndoit picioarele tranzistorului - astfel:
Și pune-l la locul lui. Rezultatul este o placă de protecție inversă cu polaritate inversă atât de mică și convenabilă pentru amplificatoare și dispozitive cu alimentare unipolară. Puterea unipolară este acolo unde există două fire de alimentare: plus și minus.
După lipire, placa de circuit trebuie spălată cu reziduuri de flux, astfel încât totul să fie curat și frumos.
Acum să verificăm funcționalitatea plăcii de protecție pe care am asamblat-o. Pentru a testa placa, conectați o baterie cu o tensiune de alimentare de 12,1 V la intrarea sa. Autorul a conectat sondele multimetrului la ieșirea plăcii. În primul rând, conectăm corect bateria, respectând polaritatea.
După cum puteți vedea, la ieșirea plăcii există tensiune, iar căderea de tensiune este atât de mică încât multimetrul nu o observă.
Acum schimbăm polaritatea puterii și conectăm bateria, confundând plusul cu minusul.
După cum vedeți, tranzistorul este închis, placa de protecție a funcționat și nu mai trece nimic, protejând astfel dispozitivul (în acest exemplu, multimetru) de polaritatea inversă. Dacă reconectați corect alimentarea, tranzistorul se va deschide și tensiunea bateriei va apărea la ieșirea plăcii. Bine, consiliul funcționează.
După ce am testat placa de casă și ne-am asigurat că funcționează, puteți conecta placa de protecție la amplificatorul de sunet. Vom folosi cel mai simplu amplificator de pe cipul TDA7377 fără nicio protecție împotriva polarității inversă, iar dacă polaritatea de putere este confuză, atunci cel puțin condensatorul polar la putere va exploda și cipul va arde.
Placa de protecție este conectată la decalajul alimentării plus și minus a amplificatorului, pe care există posibilitatea inversării polarității. Trebuie să conectăm firele de alimentare care vin de la placa de protecție la placa de amplificare respectând polaritatea.
Asta e, acum amplificatorul nostru are protecție, iar inversarea polarității nu se teme de el. Conectăm corect puterea.
După cum vedeți, LED-ul de pe amplificator se aprinde, totul este în regulă, amplificatorul are putere. Și acum, conectăm puterea inversând polaritatea.
După cum vedeți, nimic nu fumează, iar LED-ul de pe placa amplificatorului nu se aprinde, prin urmare, amplificatorul nu primește putere, ceea ce înseamnă că placa noastră de protecție de casă funcționează și își îndeplinește pe deplin sarcina.
Această placă poate fi utilizată pentru a proteja împotriva inversării amplificatoarelor de sunet cu alimentare unipolară, inclusiv amplificatoare de clasa D, boxe portabile și multe alte dispozitive. Nu uitați, dacă există cel puțin cea mai mică șansă de a inversa polaritatea sursei de alimentare, atunci la momentul potrivit, cel puțin, protecția împotriva polarității inversă vă va economisi bani și vă va proteja produsul de polaritatea inversă accidentală și ca urmare a ruperii.
De asemenea, este important să înțelegem că în unele cazuri este mai convenabil să folosiți diode sau o punte de diode ca protecție împotriva polarității inversă, în timp ce în altele este necesar să priviți placa de protecție asamblată pentru sarcini. Încercați, colectați și repetați. Arhiva cu placa poate fi descărcată AICI.
Vă mulțumim pentru atenție. Ne vedem curând!
video: