Baligtarin ang circuit ng proteksyon ng polarity

Ang mga baterya ay pinaka-maginhawang mapagkukunan ng kuryente upang magbigay ng boltahe sa isang elektronikong circuit. Maraming iba pang mga paraan, upang mapalakas ang mga elektronikong aparato, tulad ng adapter, solar cell atbp ngunit ang pinakakaraniwang DC power supply ay ang Baterya. Pangkalahatan ang lahat ng mga aparato ay may Reverse Polarity Protection Circuit ngunit kung mayroon kang anumang aparato na pinapatakbo ng baterya na walang proteksyon ng pabalik na polarity pagkatapos ay palagi kang maging maingat habang binabago ang baterya kung hindi man ay maaari nitong pasabog ang aparato.

Kaya, sa sitwasyong ito ang Reverse Polarity Protection Circuit ay magiging isang kapaki-pakinabang na karagdagan sa circuit. Mayroong ilang mga simpleng pamamaraan upang maprotektahan ang circuit mula sa pabalik na koneksyon ng polarity tulad ng paggamit ng isang diode o Diode Bridge o sa pamamagitan ng paggamit ng P-Channel MOSFET bilang isang switch sa TAAS na gilid.

Baliktarin ang Proteksyon ng Polarity gamit ang Diode

Ang paggamit ng isang Diode ay ang pinakamadali at pinakamurang paraan para sa Reverse Polarity Protection ngunit mayroon itong problema ng power leakage. Kapag ang input ng boltahe ng suplay ay mataas ang isang maliit na boltahe na drop ay maaaring hindi mahalaga, lalo na kapag ang kasalukuyang mababa. Ngunit sa kaso ng mababang operating system ng boltahe, kahit na isang maliit na halaga ng pagbagsak ng boltahe ay hindi katanggap-tanggap.

Tulad ng nalalaman natin na ang pagbagsak ng boltahe sa isang pangkalahatang layunin na diode ay 0.7V upang maaari nating limitahan ang pagbagsak ng boltahe na ito sa pamamagitan ng paggamit ng Schottky diode dahil ang pagbagsak ng boltahe nito ay nasa paligid ng 0.3V hanggang 0.4V at maaari rin itong makatiis sa mga mataas na kasalukuyang karga. Magkaroon ng kamalayan habang pumipili ng isang Schottky diode, dahil maraming mga Schottky diode ay may mataas na reverse current leakage kaya tiyaking pipiliin mo ang isa na may mababang reverse current (mas mababa sa 100uA).

Sa 4 Amps, ang pagkawala ng kuryente ng isang Schottky diode sa circuit ay magiging:

4 x 0.4W = 1.6W

At sa ordinaryong diode:

4 x 0.7 = 2.8W.

Maaari mo ring gamitin ang isang Full-bridge rectifier para sa proteksyon ng reverse polarity, dahil hindi alintana ang polarity. Ngunit ang bridge rectifier ay binubuo ng apat na diode, samakatuwid ang dami ng basura ng kuryente ay magiging dalawang beses sa basura ng kuryente sa itaas na circuit na may solong diode.

Baligtarin ang Proteksyon ng Polarity gamit ang P-Channel MOSFET

Ang paggamit ng isang P-Channel MOSFET para sa Reverse Polarity Protection ay mas maaasahan kaysa sa ibang mga pamamaraan, dahil sa mababang boltahe na drop at mataas na kasalukuyang kakayahan. Ang circuit ay binubuo ng isang P-Channel MOSFET, Zener diode at isang pull-down risistor. Kung ang boltahe ng suplay ay mas mababa kaysa sa Gate-to-Source boltahe (Vgs) ng P-channel MOSFET kung gayon kakailanganin mo lamang ang MOSFET nang walang diode o risistor. Kailangan mo lamang ikonekta ang terminal ng gate ng MOSFET sa lupa.

Ngayon, kung ang supply boltahe ay higit sa Vgs pagkatapos ay kailangan mong i-drop ang boltahe sa pagitan ng terminal ng gate at pinagmulan. Ang mga sangkap na kinakailangan para sa paggawa ng circuit hardware ay nabanggit sa ibaba.

Kinakailangan na Materyal

FQP47P06 P-Channel MOSFET
Resistor (100k)
9.1V Zener Diode
Breadboard
Mga Koneksyon sa Mga Wires

Diagram ng Circuit

Paggawa ng Reverse Polarity Protection Circuit Gamit ang P-Channel MOSFET

Ngayon, kapag ikinonekta mo ang baterya alinsunod sa diagram ng circuit, na may wastong polarity, nagiging sanhi ito ng pag-ON ng transistor at pinapayagan itong dumaloy sa kasalukuyan. Kung ang baterya ay nakakonekta nang paurong o sa baligtad na polarity pagkatapos ay ang OFF ng transistor at ang iyong circuit ay protektado.

Ang circuit ng proteksyon na ito ay mas mahusay kaysa sa iba. Pag-aralan natin ang circuit kapag ang baterya ay konektado sa tamang paraan, ang P-Channel MOSFET ay MAG-ON dahil ang boltahe sa pagitan ng gate at pinagmulan ay negatibo. Ang pormula para sa paghahanap ng boltahe sa pagitan ng gate at mapagkukunan ay:

Vgs = (Vg - Vs)

Kapag ang baterya ay nakakonekta nang hindi tama, ang boltahe sa terminal ng gate ay magiging positibo at alam namin na ang P-Channel MOSFET ay bubuksan lamang kapag ang boltahe sa terminal ng gate ay negatibo (minimum -2.0V para sa MOSFET na ito o mas kaunti) Kaya't tuwing ang baterya ay nakakonekta sa pabalik na direksyon ang circuit ay protektado ng MOSFET.

Ngayon, pag-usapan natin ang tungkol sa pagkawala ng kuryente sa circuit, kapag ang transistor ay ON ang paglaban sa pagitan ng alisan ng tubig at mapagkukunan ay halos bale-wala ngunit upang mas tumpak maaari kang dumaan sa datasheet ng P-Channel MOSFET. Para sa FQP47P06 P-channel MOSFET ang Static Drain-Source On-Resistance (R _{DS (ON)}) ay 0.026Ω (max.). Kaya, maaari nating kalkulahin ang pagkawala ng kuryente sa circuit tulad ng sa ibaba:

Pagkawala ng Kuryente = I ² R

Ipagpalagay natin na ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng transistor ay 1A. Kaya ang pagkawala ng kuryente ay magiging

Pagkawala ng Kuryente = I ² R = (1A) ² * 0.026Ω = 0.026W

Samakatuwid, ang pagkawala ng kuryente ay halos 27 beses na mas mababa kaysa sa circuit gamit ang solong diode. Iyon ang dahilan kung bakit ang paggamit ng isang P-Channel MOSFET para sa Reverse Polarity Protection ay mas mahusay kaysa sa ibang mga pamamaraan. Ito ay medyo magastos kaysa sa diode ngunit ginagawang mas ligtas at mahusay ang circuit ng proteksyon.

Gumamit din kami ng isang Zener Diode at isang risistor sa circuit para sa proteksyon laban sa labis na gate sa mapagkukunan ng boltahe. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng risistor at ang Zener diode ng 9.1V, maaari nating mai-clamp ang boltahe na mapagkukunan ng gate sa isang maximum na negatibong 9.1V, samakatuwid ang transistor ay mananatiling ligtas.