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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 polaridade reversa, eles funcionam, mas você ainda deseja uma melhor proteção para que não haja aquecimento, as perdas sejam mínimas e boas correntes de operação.
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 os 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 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 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 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
Sem ler os comentários, começamos a escrever os seus? Chukchi não é um leitor, Chukchi é um escritor?
Eu considerei um caso específico de Valery: alimentar corrente mais ou menos significativa de uma bateria de carro.
Aceitamos uma tensão de 12 V, uma queda no diodo de 0,7 V. 1,4 V é aproximadamente 12% de 12 V. Em outras condições, é claro, a perda percentual será diferente.
Guest Ivan
Ponte de diodo suficiente para a corrente correspondente ...
então cerca de 12%
Parece que isso depende muito da magnitude da tensão aplicada e da corrente de passagem, não? arranhar
uma dúzia de diodos conectados em paralelo
E certamente Schottky! sorrir
E você os aconselha a conectar uma dúzia de diodos em paralelo xaxa
Citação: Valery
Quanto é gasto lá, com essa energia!
Se os diodos não são Schottky, mas retificadores comuns, então cerca de 12%. Além disso, a tensão na saída da ponte é menor que a da bateria em um volts e meio.
Obrigada Então é normal)))). Quanto é gasto lá, com essa energia! Eu vou sobreviver de alguma forma.)))). Pelo menos, até agora, uma bateria de 80 amperes totalmente carregada era suficiente para podermos diodos as barracas e "cinema" e carregar comprimidos de tollefon ... (Bateria - a chamada "tração". Você pode configurá-la para "zero" "descarga ..). Uma pequena queda de tensão é apenas boa.
Guest Vita
Ainda bem que nos entendemos. Você só precisa saber o que está instalado dentro e qual o seu papel.
A ajuda ajudará, apenas nos diodos ponte a energia da bateria será desperdiçada.
Se a lucratividade não é crítica, é possível diretamente.
Parece que ele publicou seu “cinema móvel” neste site, que levamos conosco para a floresta, se formos uma semana com tendas ... Então, o projetor é alimentado por 12 volts. Como nossos carros geralmente ficam longe do fogo e das tendas, levo consigo uma bateria, da qual a fonte de alimentação para tendas, cobrando por telefones, etc.Aqui eu também me alimento desse "cinema" dele. Fiz um cordão com "crocodilos" para isso ... Como resultado, eles o inverteram duas vezes ... Por duas vezes, soldamos novamente o controlador de energia ... (Eles me disseram o que é ... Talvez eles apenas "tenham simplificado o nome do amador"))) )) Eu não estou nessas questões. Em geral, este é um pequeno microcircuito "smdashnaya". Eu comprei no Ali. Felizmente - um monte de 10 peças., Então não houve problemas pela segunda vez))))
Mas eu estava cansado disso e, por causa do meu conhecimento, decidi coletar algum tipo de proteção. Como "eu remexer, sou muito limitado", decidi simplesmente pendurar a ponte na corda. Agora, eu sei, existem soluções compactas prontas. Mas, pensava-se que eles poderiam ter "passes para trás" bastante grandes. (Mas não remoinho, porque não sei se é assim))). Por isso, decidi conviver com os "clássicos" que conheço ...
Até meu conhecimento foi suficiente para entender que a "marca do povo" D226 não seria adequada para a corrente. Ele pegou o 242º. (Velho. Com nozes). Enroscado em um pedaço de PCB, coberto tudo com psiquiatra e pendurado em uma corda ....
.. Uh ... É isso, eu, fiz tudo errado? Isso não ajuda? )))
Um lápis é melhor que uma caneta. Muitas vezes você tem que fazer anotações na rua. Lápis é escrito na chuva e geada. Estou voando para o espaço, vou lhe dizer como escrever lá-))))
Guest Vita
Eu costumo colocá-lo em uma linha reta.
Citação: Guest Vita
no folheto de referência, o treinamento condicional não é um diodo, dois bastões não são desenhados na lateral.
Quem treinará condicionalmente o diodo? Do que você está falando? Quais são as duas varas do lado? Se você tentou de uma maneira tão sofisticada transmitir a ideia de que os diodos zener no diagrama não são mostrados de acordo com o GOST, infelizmente, os padrões estrangeiros são usados ​​com muita frequência agora, e algumas pessoas especialmente talentosas apresentam suas próprias designações. ((
Citação: Guest Alexander
Não é mais fácil colar uma ponte de diodos convencional?
Mais simples, mas pior: queda de tensão em dois diodos. O mais simples, como já mencionado, é um diodo em polaridade reversa e um fusível.
Citação: feonor12
Ninguém nunca escreveu a lápis no espaço.
Eles escreveram com lápis e talvez ainda escrevam. Tais lápis, embora de qualidade um pouco pior, mas com o mesmo princípio, estavam à venda. Sua característica distintiva é uma pequena luva fluoroplástica no nariz, para que a caneta não se mova aleatoriamente com o botão pressionado.
Guest Vita
Eu vejo outro fator marcante.
Quanto mais simples o dispositivo, mais confiável ele é. Onde a proteção contra polaridade reversa é necessária, eu sempre uso apenas 2 partes.
Esta história é uma ficção completa de Zadornov e o mesmo absurdo deste quadro. Ninguém nunca escreveu a lápis no espaço. Assim como ninguém no espaço jamais respirou uma suspensão de grafite voando no ar. Porque Porque ninguém no espaço jamais escreveu com lápis.
Guest Alexander
Não é mais fácil colar uma ponte de diodos convencional? Então, que tipo de polaridade está no tambor))). Isso lembra a história em que os americanos inventaram uma caneta para gravações no espaço, quando a nossa usava sem rodeios um lápis)))
Guest Vita
A idéia, de fato, é que você precisa observar: que no inserto de referência o treinamento condicional não é um diodo, dois bastões não são finalizados na lateral.
Citação: Guest Vita
O autor não terminou (ajuda), tenha cuidado ...
Explique seu pensamento profundo.
Citação: Guest Fedor
O diodo de proteção dentro do trabalho de campo como cortar? Quando invertido, ele será ativado na direção para frente.
O diodo de proteção é o cátodo para o dreno. No sentido direto, ele será ativado com a polaridade correta.
Guest Vita
O autor não terminou (ajuda), tenha cuidado ...
Guest Fedor
O autor você é apenas um milagre (apenas em penas)
O diodo de proteção dentro do trabalho de campo como cortar? Quando invertido, ele será ativado na direção para frente.
Como a proteção está em uma placa separada, surge outro problema: não confunda a polaridade da conexão dessa placa. ;)
Guest Alex
Essa proteção é feita em um trabalho de campo (canal p).
Sim, coloque os conectores polares, todos os negócios então! sorrir
Em todas as fotos, exceto na foto com um amplificador, o autor mede a queda de tensão nos diodos sem carga, ou seja, na ausência de corrente através dos diodos, fraude, no entanto! sorrir
Nikolay Vasilievich Sokolov
Proteção contra polaridade reversa. A ideia é boa, mas o autor leu algum tipo de lixo importado. Leia a revista "RADIO" nos últimos anos - fontes de alimentação - e você encontrará muitas soluções muito mais fáceis, sem o uso de elementos caros ou raros e outros tipos de lixo. E sua descrição nunca foi capaz de ler até o fim, você entedia.
Convidado Vladimir
E, supérfluo ... O diodo é paralelo à energia, ligado na direção oposta, há um fusível na frente dele. Se a polaridade for invertida, o fusível queimará, só isso.

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