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Placa de proteção de inversão de polaridade DIY


Saudações os habitantes do nosso site!
Como você sabe, muitos dispositivos caseiros e de fábrica geralmente não têm proteção contra a inclusão inadequada da polaridade de energia; em outras palavras, eles não têm proteção contra inversão de energia. Em particular, isso se aplica a vários produtos caseiros, bem como a dispositivos acabados, amplificadores de som, módulos de som embutidos, etc.

Qualquer usuário, por negligência, pode acidentalmente inverter a polaridade de energia, após o que, na grande maioria dos casos, o dispositivo pode precisar de ajuda urgente na forma de reparo. E pode até acontecer que o dispositivo após esse bullying simplesmente se torne inútil, e nenhum reparo ajudará a trazê-lo de volta à vida.

Para evitar uma situação desagradável, deve-se usar proteção contra polaridade reversa. Eles são diferentes. Uma das opções populares é o uso de diodos ou pontes de diodos na fonte de alimentação, capazes de passar a corrente em apenas uma direção e, assim, impedir a possibilidade de inversão de polaridade. Esta é uma solução bastante orçamentária e mais simples. Mas há um ponto negativo nesse método de proteção, a saber, a presença de uma queda de tensão no diodo. Não se esqueça também de que, com altas correntes e na presença de uma queda de tensão, os diodos esquentam bastante e, se não for usado resfriamento, eles podem falhar.

Por exemplo, uma ponte de diodos é instalada neste amplificador de som com um chip TDA7377.

Nesse caso, é usado principalmente aqui como retificador de tensão quando alimentado por uma fonte de corrente de tensão alternada. Mas se você conectar o dispositivo a uma fonte de energia com tensão constante, essa ponte de diodos funcionará exatamente como proteção contra polaridade reversa. E não importa como conectamos a bateria, a ponte de diodos impedirá a polaridade reversa ao passar a corrente na direção certa.

E se, em vez da ponte de diodos, houvesse apenas um diodo no sinal de mais, se a energia estiver conectada incorretamente (inversão de polaridade), o diodo não passará a corrente e o amplificador simplesmente não ligará.

Mas, como mencionado acima, a ponte de diodos e o diodo têm uma queda de tensão. Para demonstrar isso, o autor do canal do Radio-Lab no YouTube mediu a tensão antes e imediatamente após a ponte de diodos.


Como você pode ver, a voltagem da bateria é de 12,06V, e já após a ponte de diodos a voltagem é cerca de 1,5V menor. Parece que as perdas não são tão grandes, mas isso, por sua vez, afetará a potência do amplificador; como resultado, será um pouco menor e parte da energia da bateria será usada para aquecer a ponte de diodos.

Vamos calcular a perda e a geração de calor em uma ponte de diodos. Por exemplo, quando a corrente de carga é 2A e a queda de tensão na ponte de diodos é de 1,5V, a geração de calor na ponte de diodos será de cerca de 3W. E perdas adicionais não são uma vantagem, especialmente ao alimentar o amplificador de som ou outro dispositivo a partir da bateria, onde é aconselhável gastar energia com moderação e sua quantidade na bateria é limitada.

Aqui está uma comparação da queda de tensão em um diodo convencional:


Como você pode ver, é cerca de 0,4V. No diodo Schottky, a queda de tensão já é menor e chega a 0,2V.

A queda de tensão na ponte de diodos é a maior e é de 0,6V.

Durante o carregamento, as quedas de tensão podem ser um pouco mais altas. De fato, nem sempre é possível confundir a polaridade do suprimento, mas a perda na presença de uma queda nos diodos ou na ponte de diodos será constante e, como resultado, haverá aquecimento, o que, por sua vez, leva à necessidade de resfriamento. Como você pode ver, os diodos podem ser usados ​​como proteção contra inversão de polaridade, eles funcionam, mas você ainda deseja uma melhor proteção para que não haja aquecimento, as perdas sejam mínimas e as boas correntes de trabalho.
O autor oferece um esquema de proteção simples, mas bastante bom, contra a fonte de alimentação de polaridade reversa em um potente transistor de efeito de campo.

Este circuito é adequado para proteger dispositivos com energia unipolar. Transistor de efeito de campo de potência - IRF1405 é um potente canal N.


Esse transistor é capaz de comutar uma corrente suficientemente grande e, por sua vez, possui uma resistência bastante pequena, devido à qual praticamente não haverá queda de tensão e, portanto, quase não haverá aquecimento, ou será mínimo, não haverá perdas como nos diodos.

O autor desenhou um lenço em miniatura para esse esquema de proteção.

A operação do circuito é extremamente simples: se tudo estiver conectado corretamente, o transistor estará aberto e a corrente passará pelo transistor.

Se a polaridade da fonte de alimentação não estiver conectada corretamente, o transistor se fechará, criando uma lacuna no circuito de energia e o plus emaranhado não passará mais do que o transistor.

No mercado de rádio, todas as peças necessárias para a montagem do painel de proteção foram adquiridas.

Primeiro de tudo, o autor instala um resistor de 100kΩ e o solda.

Em seguida, instalaremos diodos zener em 15V 0,5W, observe a polaridade nas marcas do cátodo.

Em seguida, instale um capacitor não polar com capacidade de 0,1 μF.

Agora blocos de terminais para entrada e saída de energia.

A placa está quase pronta, resta apenas um elemento - um transistor de potência. Para instalá-lo, o autor dobrou as pernas do transistor - assim:


E coloque-o em seu lugar. O resultado é uma placa de proteção contra polaridade reversa tão pequena e conveniente para amplificadores e dispositivos com fonte de alimentação unipolar. A energia unipolar é onde existem dois fios de energia: mais e menos.

Após a solda, a placa de circuito deve ser lavada com resíduos de fluxo, para que tudo fique limpo e bonito.

Agora vamos verificar a funcionalidade da placa de proteção que montamos. Para testar a placa, conecte uma bateria com uma tensão de fonte de alimentação de 12,1V à sua entrada. O autor conectou as sondas do multímetro à saída da placa. Primeiro, conectamos a bateria corretamente, observando a polaridade.

Como você pode ver, há tensão na saída da placa e a queda de tensão é tão baixa que o multímetro não percebe.
Agora, alteramos a polaridade da energia e conectamos a bateria, confundindo o mais com o menos.

Como você pode ver, o transistor está fechado, a placa de proteção funcionou e não passa mais nada, protegendo o dispositivo (neste exemplo, um multímetro) da polaridade reversa. Se você reconectar a energia corretamente, o transistor será aberto e a tensão da bateria aparecerá na saída da placa. Ótimo, o conselho está funcionando.
Depois de testar a placa caseira e garantir que ela funcione, você pode conectar a placa de proteção ao amplificador de som. Usaremos o amplificador mais simples do chip TDA7377 sem proteção contra a polaridade reversa e, se a polaridade da energia estiver confusa, pelo menos o capacitor polar em potência explodirá e o chip queimará.

A placa de proteção está conectada ao espaço da fonte de alimentação mais e menos do amplificador, no qual existe a possibilidade de inversão de polaridade. Devemos conectar os fios de energia provenientes da placa de proteção à placa do amplificador, observando a polaridade.

É isso aí, agora o nosso amplificador tem proteção, e a inversão de polaridade não tem medo dele. Conectamos a energia corretamente.

Como você pode ver, o LED do amplificador acende, está tudo bem, o amplificador tem energia. E agora, conectamos a energia invertendo a polaridade.

Como você pode ver, nada está fumando e o LED na placa do amplificador não acende; portanto, o amplificador não recebe energia, o que significa que nossa placa de proteção caseira está funcionando e cumpre totalmente sua tarefa.

Esta placa pode ser usada para proteger contra inversão de amplificadores de som com fonte de alimentação unipolar, incluindo também amplificadores da classe D, alto-falantes portáteis e muitos outros dispositivos. Lembre-se de que, se houver pelo menos a menor chance de reverter a polaridade da fonte de alimentação, no momento certo, pelo menos, a proteção contra polaridade inversa economizará dinheiro e protegerá seu produto da polaridade inversa acidental e como resultado de quebra.

Também é importante entender que, em alguns casos, é mais conveniente usar diodos ou uma ponte de diodos como proteção contra polaridade reversa, enquanto em outros é necessário examinar a placa de proteção montada para tarefas. Tente, colete e repita. O arquivo com o quadro pode ser baixado AQUI.
Obrigado pela atenção. Até breve!

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82 comentário
O que o tempo de resposta do relé tem a ver com isso? Veja atentamente o diagrama.
Explique seu pensamento profundo.
Adartasov Alexander Viktorovich
Respeito por aqueles que desejam uma ponte de diodo simples, econômica, confiável e não confusa.
Adartasov Alexander Viktorovich
o tempo de vôo do contato é mais lento que o tempo de queima do microcircuito.
Adartasov Alexander Viktorovich
como um antigo operador de telégrafo, posso dizer que todos os radiogramas militares importantes são especialmente SEMPRE !!! naqueles anos, eles eram levados para gravação apenas com lápis simples (havia dezenas de aljavas preparadas sobre a mesa), e as dúvidas das crianças sobre não escreverem lápis na caixa de areia esfregam animais jovens. Desculpe a verdade caseira que você não conhece, a juventude de ponta de feltro ...
Eu li a nota e os comentários mais comentados. Soldamos o circuito no NDP603 ... (30 V, 25 (100) A, 50 W, 0,022 Ohms). Até que um resistor de vários kOhm fosse vedado em paralelo aos diodos zener, o circuito começou a fluir nas duas direções, ou seja,não funcionou. Depois de selar o resistor, ele funcionou bem e com uma corrente de até 4 A sem um radiador no campo.
E pensa sobre isso? O diodo de proteção é o cátodo para o dreno. No sentido direto, ele será ativado com a polaridade correta.
Convidado Alexander Volkov
O esquema não está funcionando !!! O diodo disperso no transistor passará a corrente na direção oposta. Autor, você pensa em circuitos?
À moda antiga, apenas ligando e esperando
- Olá, estou esperando seu táxi laranja há uma hora! - Você está esperando há uma hora azul Opel! xaxa
Talvez caminhoneiros ... ou em algum lugar ... regionalmente, digamos assim ... Em nossa cidade, como já escrevi, os taxistas definitivamente não têm rádios. E não apenas Yandex ... (Em nós (Brest) eles também apareceram). Um monte de empresas agora e ainda bufando uma na frente da outra, competindo))). E é bom para as pessoas - e os táxis estão disponíveis até para os estudantes, e os carros são mais novos e agradáveis ​​... E o Wi-Fi é gratuito para todos no carro enquanto você dirige ... E todo mundo está ligando agora de um smartphone, para que depois possam assistir através de jipes onde o carro está , chegará em breve ... (Todos estão com os "faróis"). É mais conveniente ... Se você envia um filho, também pode seguir, por exemplo ...
P.S. Ele mesmo eu vou de táxi muito, muito raramente ... Nem todo ano ... Uma vez - constantemente dirigindo))))
Não rastreio a partir de um smartphone ... À moda antiga, eu ligo e espero.))))
P.P.S. Só recentemente nos tornamos muitas motoristas do sexo feminino? Ou em todo lugar?
ozi
Até 2 E eu me limitaria a um diodo Schottky seqüencial com uma potência positiva. E o diodo não é tão aquecido e a perda de tensão não é grande. A ponte vai comer o dobro, muitas vezes isso é crítico. Há outro problema - trabalhar com um dispositivo associado a outros dispositivos. O zero-ground deve ser difícil. A ponte de diodos não fornece isso. E nesse esquema, o sinal de menos (geralmente o caso) seria melhor se fosse direto, mas o sinal de mais seria desativado.
Guest Alexander
Oh, que absurdo

Ler comentários é um zapadlo. Certo? Mas piscando sua mente - este é o tópico !!!
Guest Alexander
Oh, que absurdo, que difícil ...
Uma ponte de diodo opaca - e você pode ligá-la mesmo em polaridade reversa: o circuito será corrigido. É verdade que serão necessárias as ações de Volta como uma queda de tensão nos diodos. Isso, é claro, deve ser levado em consideração. Consequentemente, os diodos são selecionados para corrente direta e tensão reversa, levando em consideração o salto durante o processo transitório quando ligado.
Convidado Sergey
Valery, agora há uma antena de carro CBS encurtada mini, então 20 centímetros de comprimento. Eles quase não são visíveis. Você provavelmente viu chicotes de 2,5 metros de comprimento, mas pode se surpreender com eles e agora quase, mas não todos, com antenas C-B encurtadas de 60 a 70 centímetros de comprimento. Você pode ver os tamanhos de antenas na Internet.
Convidado Sergey
Adição. Anteriormente, era necessária permissão para trabalhar no intervalo CBC. Agora, a permissão não é necessária. Compre CBS r \ se use.
Convidado Sergey
Adição. Anteriormente, era necessária permissão para trabalhar na faixa de CBC; era necessário pagar uma pequena quantia. Algum tempo atrás (provavelmente 5 anos ou mais), as regras de trabalho nessa faixa foram alteradas. Agora, nenhuma permissão é necessária. Você compra uma antena C-Bi e a usa para sua saúde. Muitos nortistas e não apenas compram essas estações de rádio para viajar de carro em férias, a fim de conhecer a situação do trânsito.
Convidado Sergey
Também nas pequenas cidades, o táxi usa as mesmas estações de rádio. Existem também estações de rádio VHF, também utilizadas por taxistas.

Agora? Ou seja, os taxistas usavam walkie-talkies amplamente. Mas agora já fazem cinco anos, pois todos estão sentados na Internet. No mínimo, um carro com antena está pegando agora ... Temos apenas um Walkie Talkie Club. Então walkie-talkies - só eles foram embora. Eles conversam lá, se reúnem para reuniões, pagam quotas, como sempre, transferindo parte em favor dos órfãos ... (A administração de todos os clubes, arrecadando dinheiro, se esforça para apresentar isso de uma maneira nobre))))) ... Bem, em suma , um clube de interesse comum ..
Sim, eu não pensei em automóveis. ((
Convidado Sergey
Ivan, existem estações de rádio da CBS, eles não têm carregadores. Caminhoneiros e outros motoristas no canal 15 da AM usam esses r / s. Também nas cidades pequenas, o táxi usa as mesmas estações de rádio. Existem também estações de rádio VHF, também utilizadas por taxistas.
Citação: Guest Sergey
Os rádios são trazidos regularmente a mim para reparos ... com polarização e proteção.
Explique como isso pode ser. Todas as estações de rádio, mesmo as últimas da casa, sem mencionar a Motorola, Kenwood e similares, estão equipadas com dispositivos de memória em tempo integral, que, pelo contrário, simplesmente não podem ser empurrados para dentro dos quais o rádio.
O que os miseráveis ​​queriam dizer?
A má paternidade não faz saber tudo e a verdade suprema!
E tal 95 % . Eu carrego rádios regularmente para reparos ...com polarização
A figura do teto é tirada?
Korolev entendeu muito bem quem eles chamavam de Nerod ...
Mas miserável é necessário mastigar ....))))
P.S. Parece que ele já expressou a tendência: quanto mais burro uma pessoa - mais agressivo ele culpa os outros por isso ... sorrisos
Convidado Sergey
O que os miseráveis ​​queriam dizer? NOROD - são indivíduos analfabetos que não têm idéia sobre eletricidade, e não apenas sobre eletrônica. E esses 95%. Os rádios são trazidos regularmente a mim para reparos ... com polarização e proteção.
Guest Alex
Quantas inclusões o diodo pode suportar? Auto indução?
Guest Alex
o diodo também é um substituto - ele será danificado
Nosso Nrod não vai incomodar
Seu NOROD não o incomodará com produtos eletrônicos caseiros! ok
Convidado Sergey
Os pequenos "especialistas" aconselham a colocar um diodo e um fusível. Os "especialistas" provavelmente não sabem que um bug será colocado no lugar de um fusível queimado e o dispositivo eletrônico certamente queimará. Nosso Nrod não se incomodará e descobrirá para que servem o fusível, o clipe de papel, a moeda e a unha; em vez disso, o colocará em vez do fusível.
Convidado Vladimir
E se a tensão de saída é ajustável? Então, e o revezamento?
Se uma substituição for feita, o preço desse design será em rublos. Polevik pode ser aplicado a partir da placa-mãe, a placa-mãe para 100r nos mercados de pulga.
Os transistores MOS são produtos semicondutores bastante simétricos; de acordo com os antigos padrões ocidentais, não havia diferença entre o dreno e a fonte no UGO.
Neste esquema, quando a fonte é conectada corretamente, a fonte produz uma pequena vantagem em relação ao dreno (no primeiro momento é de cerca de 0,5 ... 0,7 V, e depois que o transistor é aberto com uma vantagem no portão, a diferença será de cerca de dezenas de milivolts). Com uma tensão tão baixa, não há diferença significativa entre o dreno e a fonte. De modo geral, a principal diferença entre o dreno e a fonte é onde o diodo falso (também conhecido como protetor) está conectado.
Por que o (- menos) é alimentado no dreno do transistor de efeito de campo de canal n neste circuito?
Especialmente para os mais inteligentes e teimosos, vou explicar: DC IN - não apenas algumas letras latinas, mas também entrada de corrente direta - entrada por corrente contínua. E é nesses contatos que uma fonte de energia externa está conectada. O ponto marcado como terra é por dentro esquema para sua fonte não conectado. Além disso, é completamente incompreensível por que o autor do regime o designou (
Para iniciantes, você mesmo teria olhado o circuito antes de fantasiar: com uma inversão de polaridade, mais será no cátodo diodo de proteção.
E este é o "Chukchi do segundo tipo": sobre o diodo de proteção.
Guest Fedor
Citação: Ivan_Pokhmelev
O diodo de proteção é o cátodo para o dreno. No sentido direto, ele será ativado com a polaridade correta.

Veja o diagrama - o ânodo do diodo de proteção do transistor está preso no chão. É necessário fazer uma polaridade reversa e obter uma vantagem no chão, que calmamente através do diodo estará no circuito. O segundo fio segue em frente.
Sim, os Chukchi continuam a tocar. )))
Coloqueeno entanto! sorrir
E se você colocar uma ponte de diodos a caminho?
Eu nem consigo imaginar o seu poder! xaxa
Sim, os Chukchi continuam a tocar. )))

E se você colocar uma ponte de diodos a caminho? chefe xaxa
Sim, os Chukchi continuam a tocar. )))
Quais? Tipo você pode citar?
Ivan PohmelevVocê está francamente trollando laugh1
Gregory
E se você colocar uma ponte de diodos na entrada, em geral o problema de polaridade desaparece.
Guest Vita
Hoje eu quero ser escritor. Ele comentou recentemente sobre dois autores: um respondeu minhas perguntas "inteligentes" profissionalmente, o outro imediatamente começou a escrever epigramas "sobre cuspir no vento". Desejo-lhe paciência, pelo menos naquele momento, enquanto seu produto caseiro chega às mãos de todos. E "no busto" não me lembro de ninguém ..
Guest Vita
Agora há auto-recuperação (alta velocidade).
Guest Vita
É possível em paralelo, se não houver corrente adequada. Sim, e aqui devemos pensar no que precisa ser considerado.
Algo que você mexe hoje. )))
A primavera, no entanto, está congelada! dance2
Você esqueceu a velocidade desses fusíveis, de modo que eles provavelmente desligarão o circuito já quebrado.
Sem ler os comentários, começamos a escrever os seus? Outro Chukchi não é um leitor, Chukchi é um escritor? Algo que você mexe hoje. )))
E você pode ficar sem diodos e colocar apenas um fusível de parada automática, mas esse é o último recurso se for mais ou menos conhecido como o circuito se comporta e a corrente de ruptura é determinada experimentalmente. Embora por que você precise de proteção contra inversão de polaridade? Se uma pessoa não costuma "aceitar", não é necessário
Convidado Vladimir
Coloque uma ponte de diodos e a mesma coisa será

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