Artan etibarlılıq tələblərinə tabe olan sənaye cihazlarını layihələndirərkən, cihazı güc bağlantısının yanlış polaritesindən qorumaq problemi ilə dəfələrlə qarşılaşmışam. Hətta təcrübəli quraşdırıcılar bəzən artı mənfi ilə qarışdıra bilirlər. Yəqin ki, təcrübəsiz elektronika mühəndislərinin təcrübələri zamanı belə problemlər daha da kəskinləşir. Bu yazıda problemin ən sadə həll yollarını nəzərdən keçirəcəyik - həm ənənəvi, həm də nadir hallarda istifadə edilən qorunma üsulları.

Dərhal özünü təklif edən ən sadə həll adi yarımkeçirici diodun cihazla ardıcıl birləşdirilməsidir.


Sadə, ucuz və şən, görünür ki, xoşbəxtlik üçün başqa nə lazımdır? Bununla belə, bu metodun çox ciddi bir çatışmazlığı var - açıq diodda böyük bir gərginlik düşməsi.


Burada bir diodun birbaşa əlaqəsi üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. 2 Amper cərəyanında gərginlik düşməsi təxminən 0,85 volt olacaqdır. 5 volt və daha aşağı olan aşağı gərginlikli dövrələrdə bu, çox əhəmiyyətli bir itkidir. Daha yüksək gərginlikli olanlar üçün belə bir düşmə daha az rol oynayır, lakin başqa bir xoşagəlməz amil var. Yüksək cərəyan istehlakı olan dövrələrdə diod çox əhəmiyyətli enerji sərf edəcək. Beləliklə, yuxarıdakı şəkildə göstərilən hal üçün alırıq:
0.85V x 2A = 1.7W.
Diyot tərəfindən yayılan güc belə bir vəziyyət üçün artıq çoxdur və nəzərəçarpacaq dərəcədə istiləşəcəkdir!
Bununla belə, bir az daha çox pulla ayrılmağa hazırsınızsa, o zaman aşağı düşmə gərginliyi olan Schottky diodundan istifadə edə bilərsiniz.


Burada Schottky diodu üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. Bu hal üçün enerji sərfiyyatını hesablayaq.
0.55V x 2A = 1.1W
Artıq bir qədər yaxşı. Bəs cihazınız daha da ciddi cərəyan istehlak edərsə nə etməli?
Bəzən diodlar cihazla paralel olaraq tərs əlaqədə yerləşdirilir ki, bu da təchizatı gərginliyi qarışdırıldıqda yanmalıdır. qısaqapanma. Bu vəziyyətdə, cihazınız çox güman ki, minimal zərər görəcək, lakin enerji təchizatı uğursuz ola bilər, qoruyucu diodun özünü dəyişdirmək məcburiyyətində qalacağını və bununla yanaşı, lövhədəki izlərin zədələnə biləcəyini xatırlatmaq olmaz. Bir sözlə, bu üsul ekstremal idman həvəskarları üçündür.
Bununla birlikdə, bir az daha bahalı, lakin çox sadə və yuxarıda sadalanan çatışmazlıqlardan məhrum olan başqa bir qorunma üsulu var - istifadə sahə effektli tranzistor. Son 10 ildə bunların parametrləri yarımkeçirici qurğular kəskin yaxşılaşdı, lakin qiymət, əksinə, kəskin düşdü. Bəlkə də kritik dövrələri enerji təchizatının yanlış polaritesindən qorumaq üçün çox nadir hallarda istifadə edilməsi, əsasən düşüncə ətaləti ilə izah edilə bilər. Aşağıdakı diaqramı nəzərdən keçirin:


Güc tətbiq edildikdə, yükə gələn gərginlik qoruyucu dioddan keçir. Bunun üzərinə düşmə olduqca böyükdür - bizim vəziyyətimizdə təxminən bir volt. Bununla belə, nəticədə tranzistorun qapısı və mənbəyi arasında kəsmə gərginliyini aşan bir gərginlik yaranır və tranzistor açılır. Mənbə-drenaj müqaviməti kəskin şəkildə azalır və cərəyan dioddan deyil, açıq tranzistordan axmağa başlayır.


Gəlin konkretliklərə keçək. Məsələn, FQP47З06 tranzistoru üçün kanalın tipik müqaviməti 0,026 Ohm olacaq! Bizim vəziyyətimiz üçün tranzistor tərəfindən yayılan gücün cəmi 25 millivat olacağını və gərginliyin azalmasının sıfıra yaxın olduğunu hesablamaq asandır!
Enerji mənbəyinin polaritesini dəyişdirərkən dövrədə heç bir cərəyan axmayacaq. Dövrənin çatışmazlıqları arasında, bəlkə də qeyd etmək olar ki, belə tranzistorlar qapı və mənbə arasında çox yüksək bir qırılma gərginliyinə malik deyil, lakin dövrəni bir az çətinləşdirərək, daha yüksək gərginlikli dövrələri qorumaq üçün istifadə edilə bilər.


Düşünürəm ki, oxucular üçün bu sxemin necə işlədiyini özləri anlamaq çətin olmayacaq.

Məqalə dərc edildikdən sonra, şərhlərdə hörmətli bir istifadəçi iPhone 4-də istifadə olunan sahə effektli tranzistor əsasında qoruma sxemini təqdim etdi. Ümid edirəm ki, yazımı onun tapıntısı ilə tamamlasam, etiraz etməz.

n-kanallı MOSFET + 7.2...15V zener diod + bir neçə on kilo-ohm rezistor = TƏHLÜKƏSİZLİK

Tapşırıq mənasız görünür. Və nə üçün hər hansı bir elektron məhsulu enerji təchizatı tərs qütbündən qorumaq lazımdır?

Təəssüf ki, məkrli bir işdə günlərlə yığıb sazladığınız bir cihaza artı əvəzinə minus vurmağın min bir yolu var və indi o, işə başlamışdır.

Mən elektron çörək lövhələrinin və hazır məhsulların potensial qatillərindən yalnız bir neçə nümunə verəcəyəm:

• Universal enerji təchizatı daxili kontaktda bir artı və ya mənfi ilə birləşdirilə bilən universal fişləri ilə.
• Kiçik enerji təchizatı (elektrik fişindəki bu cür qutular) - hamısı mərkəzi kontaktda bir artı ilə istehsal olunur, elə deyilmi? XEYR!
• Sərt mexaniki "açar" olmadan enerji təchizatı üçün istənilən növ bağlayıcı. Məsələn, 2,54 mm diametrli rahat və ucuz kompüter "tullantıları". Və ya vida sıxacları.
• Bu ssenarini necə bəyənirsiniz: srağagün əlində yalnız qara və mavi tellər var idi. Bu gün əmin idim ki, "minus" mavi teldir. Chpok - bu səhvdir. Əvvəlcə qara və qırmızıdan istifadə etmək istədim.
• Bəli, gününüz pis keçirsə - bir neçə naqili qarışdırın və ya sadəcə lövhəni tərs tutduğunuz üçün onları başqa şəkildə birləşdirin...

Həmişə insanlar (ən azı iki belə bibər tanıyıram) olacaqlar ki, onlar düz gözlərinin içinə baxaraq, enerji mənbəyinin polaritesini dəyişdirmək kimi heç vaxt belə axmaq bir şey etməyəcəklərini qəti və qəti şəkildə bəyan edəcəklər! Allah onların hakimidir. Ola bilsin ki, onlar özləri öz dizaynlarının bir neçə orijinal dizaynını yığıb aradan qaldırdıqdan sonra daha müdrik olacaqlar. Bu arada mübahisə etməyəcəyəm. Mən yalnız özüm nə istifadə etdiyimi söyləyəcəyəm.

Həyat hekayələri

27 işdən 25-ni yenidən lehimləməli olanda mən hələ çox gənc idim, xoşbəxtlikdən bunlar köhnə DIP mikrosxemləri idi.
O vaxtdan bəri, demək olar ki, həmişə güc konnektorunun yanında bir qoruyucu diod yerləşdirirəm.

Yeri gəlmişkən, yanlış güc polaritesindən qorunma mövzusu təkcə prototipləşdirmə mərhələsində deyil.
Bu yaxınlarda mən nəhəng lazer kəsicini bərpa etmək üçün bir dostumun qəhrəmancasına səylərinin şahidi oldum. Arızanın səbəbi kəsici başın şaquli hərəkəti üçün sensorun/stabilizatorun elektrik naqillərini qarışdıran bir texniki mütəxəssis olub. Təəccüblüdür ki, dövrənin özü sağ qalmış kimi görünür (hər şeydən sonra paralel olaraq bir diodla qorunurdu). Ancaq sonra hər şey tamamilə yandı: gücləndiricilər, bir növ məntiq, servoların idarə edilməsi...

Bu, yükü enerji təchizatı tərs polaritesindən qorumaq üçün bəlkə də ən sadə və ən təhlükəsiz seçimdir.
Yalnız bir pis şey var: diodda gərginliyin azalması. Hansı dioddan istifadə olunduğundan asılı olaraq, o, təxminən 0,2V (Schottky) və 0,7...1V-ə qədər düşə bilər - adi rektifikator diodlarında. p-n qovşağı. Batareya ilə işləyən və ya stabilləşdirilmiş enerji təchizatı vəziyyətində bu cür itkilər qəbuledilməz ola bilər. Həmçinin, nisbətən yüksək cərəyan istehlakında, diodda güc itkiləri çox arzuolunmaz ola bilər.

Bu tip qorunma ilə normal əməliyyat zamanı heç bir itki yoxdur.
Təəssüf ki, polaritenin dəyişməsi halında, enerji təchizatı pozulma riski daşıyır. Enerji mənbəyi çox güclü olarsa, əvvəlcə diod, sonra isə qoruduğu bütün dövrə yanacaq.
Təcrübəmdə bəzən bu tip tərs polarite qorunmasından istifadə etdim, xüsusən də enerji mənbəyinin həddindən artıq cərəyandan qorunduğuna əmin olduqda. Ancaq bir gün qalın Schottky dioduna qarşı mübarizə aparmağa çalışan gərginlik stabilizatorunun radiatoruna toxunaraq yanmış barmaqlarımda çox aydın izlər qazandım.

p-kanal MOSFET - uğurlu, lakin bahalı bir həll

Bu nisbətən sadə həllin praktiki olaraq heç bir çatışmazlıqları yoxdur: normal işləmə zamanı keçid cihazında cüzi bir gərginlik/güc azalması və polaritenin dəyişməsi halında cərəyan yoxdur.
Yeganə problem: izolyasiya edilmiş qapısı olan yüksək keyfiyyətli, ucuz, yüksək güclü p-kanallı sahə effektli tranzistorları haradan əldə etmək olar? Bilsəniz məlumat üçün minnətdar olaram 😉
Bütün digər şeylər bərabər olduqda, hər hansı bir parametrdə p-kanallı MOSFET həmişə n-kanallı həmkarlarından təxminən üç dəfə pis olacaqdır. Adətən, həm qiymət, həm də seçmək üçün bir şey daha pisdir: açıq kanal müqaviməti, maksimum cərəyan, giriş tutumu və s. Bu fenomen dəliklərin elektronlardan təxminən üç dəfə az hərəkətliliyi ilə izah olunur.

n-kanal MOSFET - ən yaxşı qorunma

Bu günlərdə güclü aşağı gərginlikli n-kanallı CMOS tranzistorunu əldə etmək heç də çətin deyil; bəzən hətta onları pulsuz əldə edə bilərsiniz (bu barədə daha sonra;). Beləliklə, əhəmiyyətsiz bir düşmə təmin etmək üçün kanal açın hər hansı bir təsəvvürə malik yük cərəyanı üçün - bir xırdalıq.

N-kanal MOSFET + 7.2...15V zener diod + bir neçə on kilo-ohm rezistor = TƏHLÜKƏSİZLİK

P-kanallı MOSFET ilə bir dövrədə olduğu kimi, mənbə səhv bağlanarsa, həm yük, həm də uğursuz mənbə təhlükədən kənarda qalır.

Diqqətli oxucunun bu qoruma sxemində fərq edə biləcəyi yeganə "çatışmazlıq" qorunmanın sözdə olana daxil olmasıdır. "torpaq" tel.
Tikinti mərhələsindədirsə, bu, həqiqətən əlverişsiz ola bilər böyük sistem torpaq "ulduzu" ilə. Ancaq bu vəziyyətdə, yalnız enerji təchizatının bilavasitə yaxınlığında eyni qorunma təmin etməlisiniz. Bu seçim uyğun deyilsə, yəqin ki, belə bir mürəkkəb sistemi etibarlı mexaniki açarları olan unikal güc konnektorları ilə təmin etmək və ya "sabit" və ya ən azı bağlayıcılar olmadan "torpaq" quraşdırmağın yolları olacaq.

Diqqət: statik elektrik!

Biz hamımıza dəfələrlə xəbərdarlıq etmişik ki, sahə effektli tranzistorlar statik boşalmalardan qorxurlar. Bu doğrudur. Tipik olaraq darvaza 15...20 Volta davam edə bilər. Bir az daha yüksək - və izolyatorun geri dönməz məhv edilməsi qaçılmazdır. Eyni zamanda, sahə operatorunun hələ də işlədiyi göründüyü hallar var, lakin parametrlər daha pisdir və cihaz hər an uğursuz ola bilər.
Xoşbəxtlikdən (və təəssüf ki) güclü sahə effektli tranzistorlar darvaza ilə kristalın qalan hissəsi arasında böyük tutumlara malikdir: yüzlərlə pikofaraddan bir neçə nanofarada qədər və daha çox. Buna görə də, insan bədəninin boşaldılması çox vaxt problemsiz dayanır - tutum kifayət qədər böyükdür ki, boşaldılmış yük gərginliyin təhlükəli artmasına səbəb olmur. Beləliklə, güclü sahə işçiləri ilə işləyərkən, elektrostatika baxımından minimal ehtiyatlılığa riayət etmək çox vaxt kifayətdir və hər şey yaxşı olacaq :)

Mən tək deyiləm

Burada təsvir etdiyim şey, şübhəsiz ki, tanınmış bir təcrübədir. Ancaq bu hərbi sənaye tərtibatçıları öz dövrə dizaynlarını bloqlarda dərc etmək vərdişinə malik olsaydılar...
İnternetdə rastlaşdığım budur:

>> Mən inanıram ki, N-kanaldan istifadə etmək olduqca yaxşı standart təcrübədir
> > MOSFET hərbi enerji təchizatının geri qaytarılmasında (28V giriş).
> > Mənfi təmin etmək üçün boşaldın, PSU-nun mənfi mənbəyinə və
> > müsbət tədarükün qorunan törəməsi ilə idarə olunan qapı.
Bir lövhədə oturan 1600 Hz də qorunur:

Xoşbəxt təcrübələr!

Maraqlandın? Mənə yaz!

Soruşun, təklif edin: şərhlərdə və ya şəxsi mesajda. Təşəkkür edirəm!

Ən yaxşısı sizə!

Sergey Patruşin.

Artan etibarlılıq tələblərinə tabe olan sənaye cihazlarını layihələndirərkən, cihazı güc bağlantısının yanlış polaritesindən qorumaq problemi ilə dəfələrlə qarşılaşmışam. Hətta təcrübəli quraşdırıcılar bəzən artı mənfi ilə qarışdıra bilirlər. Yəqin ki, təcrübəsiz elektronika mühəndislərinin təcrübələri zamanı belə problemlər daha da kəskinləşir. Bu yazıda problemin ən sadə həll yollarını nəzərdən keçirəcəyik - həm ənənəvi, həm də nadir hallarda istifadə edilən qorunma üsulları.

Dərhal özünü təklif edən ən sadə həll adi yarımkeçirici diodun cihazla ardıcıl birləşdirilməsidir.


Sadə, ucuz və şən, görünür ki, xoşbəxtlik üçün başqa nə lazımdır? Bununla belə, bu metodun çox ciddi bir çatışmazlığı var - açıq diodda böyük bir gərginlik düşməsi.


Burada bir diodun birbaşa əlaqəsi üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. 2 Amper cərəyanında gərginlik düşməsi təxminən 0,85 volt olacaqdır. 5 volt və daha aşağı olan aşağı gərginlikli dövrələrdə bu, çox əhəmiyyətli bir itkidir. Daha yüksək gərginlikli olanlar üçün belə bir düşmə daha az rol oynayır, lakin başqa bir xoşagəlməz amil var. Yüksək cərəyan istehlakı olan dövrələrdə diod çox əhəmiyyətli enerji sərf edəcək. Beləliklə, yuxarıdakı şəkildə göstərilən hal üçün alırıq:
0.85V x 2A = 1.7W.
Diyot tərəfindən yayılan güc belə bir vəziyyət üçün artıq çoxdur və nəzərəçarpacaq dərəcədə istiləşəcəkdir!
Bununla belə, bir az daha çox pulla ayrılmağa hazırsınızsa, o zaman aşağı düşmə gərginliyi olan Schottky diodundan istifadə edə bilərsiniz.


Burada Schottky diodu üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. Bu hal üçün enerji sərfiyyatını hesablayaq.
0.55V x 2A = 1.1W
Artıq bir qədər yaxşı. Bəs cihazınız daha da ciddi cərəyan istehlak edərsə nə etməli?
Bəzən diodlar tərs əlaqədə cihazla paralel olaraq yerləşdirilir, bu, təchizatı gərginliyi qarışdırıldıqda və qısa qapanmaya səbəb olduqda yanmalıdır. Bu vəziyyətdə, cihazınız çox güman ki, minimal zərər görəcək, lakin enerji təchizatı uğursuz ola bilər, qoruyucu diodun özünü dəyişdirmək məcburiyyətində qalacağını və bununla yanaşı, lövhədəki izlərin zədələnə biləcəyini xatırlatmaq olmaz. Bir sözlə, bu üsul ekstremal idman həvəskarları üçündür.
Bununla belə, bir az daha bahalı, lakin çox sadə və yuxarıda sadalanan çatışmazlıqlardan məhrum olan başqa bir qorunma üsulu var - sahə effektli tranzistordan istifadə etməklə. Son 10 il ərzində bu yarımkeçirici cihazların parametrləri kəskin şəkildə yaxşılaşdı, lakin qiymət, əksinə, əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşdü. Bəlkə də kritik dövrələri enerji təchizatının yanlış polaritesindən qorumaq üçün çox nadir hallarda istifadə edilməsi, əsasən düşüncə ətaləti ilə izah edilə bilər. Aşağıdakı diaqramı nəzərdən keçirin:


Güc tətbiq edildikdə, yükə gələn gərginlik qoruyucu dioddan keçir. Bunun üzərinə düşmə olduqca böyükdür - bizim vəziyyətimizdə təxminən bir volt. Bununla belə, nəticədə tranzistorun qapısı və mənbəyi arasında kəsmə gərginliyini aşan bir gərginlik yaranır və tranzistor açılır. Mənbə-drenaj müqaviməti kəskin şəkildə azalır və cərəyan dioddan deyil, açıq tranzistordan axmağa başlayır.


Gəlin konkretliklərə keçək. Məsələn, FQP47З06 tranzistoru üçün kanalın tipik müqaviməti 0,026 Ohm olacaq! Bizim vəziyyətimiz üçün tranzistor tərəfindən yayılan gücün cəmi 25 millivat olacağını və gərginliyin azalmasının sıfıra yaxın olduğunu hesablamaq asandır!
Enerji mənbəyinin polaritesini dəyişdirərkən dövrədə heç bir cərəyan axmayacaq. Dövrənin çatışmazlıqları arasında, bəlkə də qeyd etmək olar ki, belə tranzistorlar qapı və mənbə arasında çox yüksək bir qırılma gərginliyinə malik deyil, lakin dövrəni bir az çətinləşdirərək, daha yüksək gərginlikli dövrələri qorumaq üçün istifadə edilə bilər.


Düşünürəm ki, oxucular üçün bu sxemin necə işlədiyini özləri anlamaq çətin olmayacaq.

Məqalə dərc edildikdən sonra hörmətli Keroro istifadəçisi şərhlərdə iPhone 4-də istifadə olunan sahə effektli tranzistor əsasında qoruma sxemini təqdim etdi. Ümid edirəm ki, yazımı onun tapıntısı ilə tamamlasam, etiraz etməz.

Artan etibarlılıq tələblərinə tabe olan sənaye cihazlarını layihələndirərkən, cihazı güc bağlantısının yanlış polaritesindən qorumaq problemi ilə dəfələrlə qarşılaşmışam. Hətta təcrübəli quraşdırıcılar bəzən artı mənfi ilə qarışdıra bilirlər. Yəqin ki, təcrübəsiz elektronika mühəndislərinin təcrübələri zamanı belə problemlər daha da kəskinləşir. Bu yazıda problemin ən sadə həll yollarını nəzərdən keçirəcəyik - həm ənənəvi, həm də nadir hallarda istifadə edilən qorunma üsulları.

Dərhal özünü təklif edən ən sadə həll adi yarımkeçirici diodun cihazla ardıcıl birləşdirilməsidir.

Sadə, ucuz və şən, görünür ki, xoşbəxtlik üçün başqa nə lazımdır? Bununla belə, bu metodun çox ciddi bir çatışmazlığı var - açıq diodda böyük bir gərginlik düşməsi.

Burada bir diodun birbaşa əlaqəsi üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. 2 Amper cərəyanında gərginlik düşməsi təxminən 0,85 volt olacaqdır. 5 volt və daha aşağı olan aşağı gərginlikli dövrələrdə bu, çox əhəmiyyətli bir itkidir. Daha yüksək gərginlikli olanlar üçün belə bir düşmə daha az rol oynayır, lakin başqa bir xoşagəlməz amil var. Yüksək cərəyan istehlakı olan dövrələrdə diod çox əhəmiyyətli enerji sərf edəcək. Beləliklə, yuxarıdakı şəkildə göstərilən hal üçün alırıq:

0.85V x 2A = 1.7W

Diyot tərəfindən yayılan güc belə bir vəziyyət üçün artıq çoxdur və nəzərəçarpacaq dərəcədə istiləşəcəkdir!
Bununla belə, bir az daha çox pulla ayrılmağa hazırsınızsa, o zaman aşağı düşmə gərginliyi olan Schottky diodundan istifadə edə bilərsiniz.

Burada Schottky diodu üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. Bu hal üçün enerji sərfiyyatını hesablayaq.

0.55V x 2A = 1.1W

Artıq bir qədər yaxşı. Bəs cihazınız daha da ciddi cərəyan istehlak edərsə nə etməli?

Bəzən diodlar tərs əlaqədə cihazla paralel olaraq yerləşdirilir, bu, təchizatı gərginliyi qarışdırıldıqda və qısa qapanmaya səbəb olduqda yanmalıdır. Bu vəziyyətdə, cihazınız çox güman ki, minimal zərər görəcək, lakin enerji təchizatı uğursuz ola bilər, qoruyucu diodun özünü dəyişdirmək məcburiyyətində qalacağını və bununla yanaşı, lövhədəki izlərin zədələnə biləcəyini xatırlatmaq olmaz. Bir sözlə, bu üsul ekstremal idman həvəskarları üçündür.

Bununla belə, bir az daha bahalı, lakin çox sadə və yuxarıda sadalanan çatışmazlıqlardan məhrum olan başqa bir qorunma üsulu var - sahə effektli tranzistordan istifadə etməklə. Son 10 il ərzində bu yarımkeçirici cihazların parametrləri kəskin şəkildə yaxşılaşdı, lakin qiymət, əksinə, əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşdü. Bəlkə də kritik dövrələri enerji təchizatının yanlış polaritesindən qorumaq üçün çox nadir hallarda istifadə edilməsi, əsasən düşüncə ətaləti ilə izah edilə bilər. Aşağıdakı diaqramı nəzərdən keçirin:

Güc tətbiq edildikdə, yükə gələn gərginlik qoruyucu dioddan keçir. Bunun üzərinə düşmə olduqca böyükdür - bizim vəziyyətimizdə təxminən bir volt. Bununla belə, nəticədə tranzistorun qapısı və mənbəyi arasında kəsmə gərginliyini aşan bir gərginlik yaranır və tranzistor açılır. Mənbə-drenaj müqaviməti kəskin şəkildə azalır və cərəyan dioddan deyil, açıq tranzistordan axmağa başlayır.

Gəlin konkretliklərə keçək. Məsələn, FQP47З06 tranzistoru üçün kanalın tipik müqaviməti 0,026 Ohm olacaq! Bizim vəziyyətimiz üçün tranzistor tərəfindən yayılan gücün cəmi 25 millivat olacağını və gərginliyin azalmasının sıfıra yaxın olduğunu hesablamaq asandır!

Enerji mənbəyinin polaritesini dəyişdirərkən dövrədə heç bir cərəyan axmayacaq. Dövrənin çatışmazlıqları arasında, bəlkə də qeyd etmək olar ki, belə tranzistorlar qapı və mənbə arasında çox yüksək bir qırılma gərginliyinə malik deyil, lakin dövrəni bir az çətinləşdirərək, daha yüksək gərginlikli dövrələri qorumaq üçün istifadə edilə bilər.

Düşünürəm ki, oxucular üçün bu sxemin necə işlədiyini özləri anlamaq çətin olmayacaq.

Məqalə dərc edildikdən sonra hörmətli Keroro istifadəçisi şərhlərdə iPhone 4-də istifadə olunan sahə effektli tranzistor əsasında qoruma sxemini təqdim etdi. Ümid edirəm ki, yazımı onun tapıntısı ilə tamamlasam, etiraz etməz.

Artan etibarlılıq tələblərinə tabe olan sənaye cihazlarını layihələndirərkən, cihazı güc bağlantısının yanlış polaritesindən qorumaq problemi ilə dəfələrlə qarşılaşmışam. Hətta təcrübəli quraşdırıcılar bəzən artı mənfi ilə qarışdıra bilirlər. Yəqin ki, təcrübəsiz elektronika mühəndislərinin təcrübələri zamanı belə problemlər daha da kəskinləşir. Bu yazıda problemin ən sadə həllərini nəzərdən keçirəcəyik - həm ənənəvi, həm də nadir hallarda istifadə edilən qorunma üsulları Dərhal özünü göstərən ən sadə həll, adi yarımkeçirici diodun cihazla birləşdirilməsidir.
Sadə, ucuz və şən, görünür ki, xoşbəxtlik üçün başqa nə lazımdır? Bununla belə, bu metodun çox ciddi bir çatışmazlığı var - açıq diodda böyük bir gərginlik düşməsi.
Burada bir diodun birbaşa əlaqəsi üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. 2 Amper cərəyanında gərginlik düşməsi təxminən 0,85 volt olacaqdır. 5 volt və daha aşağı olan aşağı gərginlikli dövrələrdə bu, çox əhəmiyyətli bir itkidir. Daha yüksək gərginlikli olanlar üçün belə bir düşmə daha az rol oynayır, lakin başqa bir xoşagəlməz amil var. Yüksək cərəyan istehlakı olan dövrələrdə diod çox əhəmiyyətli enerji sərf edəcək. Beləliklə, yuxarıdakı şəkildə göstərilən vəziyyət üçün biz alırıq: 0.85V x 2A = 1.7W diod tərəfindən yayılan güc belə bir vəziyyət üçün artıq çoxdur və nəzərəçarpacaq dərəcədə qızdırılır! Bununla belə, bir az daha çox pulla ayrılmağa hazırsınızsa, o zaman aşağı düşmə gərginliyi olan Schottky diodundan istifadə edə bilərsiniz.
Burada Schottky diodu üçün tipik bir I-V xarakteristikasıdır. Bu vəziyyət üçün enerji sərfiyyatını hesablayaq 0.55V x 2A = 1.1W Bu bir qədər yaxşıdır. Bəs cihazınız daha da ciddi cərəyan istehlak edərsə nə etməli? Bəzən diodlar tərs əlaqədə cihazla paralel olaraq yerləşdirilir, bu, təchizatı gərginliyi qarışdırıldıqda və qısa qapanmaya səbəb olduqda yanmalıdır. Bu vəziyyətdə, cihazınız çox güman ki, minimal zərər görəcək, lakin enerji təchizatı uğursuz ola bilər, qoruyucu diodun özünü dəyişdirmək məcburiyyətində qalacağını və bununla yanaşı, lövhədəki izlərin zədələnə biləcəyini xatırlatmaq olmaz. Bir sözlə, bu üsul həddindən artıq insanlar üçündür, lakin bir az daha bahalı, lakin çox sadə və yuxarıda qeyd olunan çatışmazlıqlardan məhrum olan başqa bir qorunma üsulu var - sahə effektli tranzistordan istifadə etməklə. Son 10 il ərzində bu yarımkeçirici cihazların parametrləri kəskin şəkildə yaxşılaşdı, lakin qiymət, əksinə, əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşdü. Bəlkə də kritik dövrələri enerji təchizatının yanlış polaritesindən qorumaq üçün çox nadir hallarda istifadə edilməsi, əsasən düşüncə ətaləti ilə izah edilə bilər. Aşağıdakı diaqramı nəzərdən keçirin:
Güc tətbiq edildikdə, yükə gələn gərginlik qoruyucu dioddan keçir. Bunun üzərinə düşmə olduqca böyükdür - bizim vəziyyətimizdə təxminən bir volt. Bununla belə, nəticədə tranzistorun qapısı və mənbəyi arasında kəsmə gərginliyini aşan bir gərginlik yaranır və tranzistor açılır. Mənbə-drenaj müqaviməti kəskin şəkildə azalır və cərəyan dioddan deyil, açıq tranzistordan axmağa başlayır.
Gəlin konkretliklərə keçək. Məsələn, FQP47З06 tranzistoru üçün kanalın tipik müqaviməti 0,026 Ohm olacaq! Bizim vəziyyətimiz üçün tranzistor tərəfindən yayılan gücün cəmi 25 millivat olacağını və gərginliyin azalmasının sıfıra yaxın olduğunu hesablamaq asandır! Enerji mənbəyinin polaritesini dəyişdirərkən dövrədə heç bir cərəyan axmayacaq. Dövrənin çatışmazlıqları arasında, bəlkə də qeyd etmək olar ki, belə tranzistorlar qapı və mənbə arasında çox yüksək bir qırılma gərginliyinə malik deyil, lakin dövrəni bir az çətinləşdirərək, daha yüksək gərginlikli dövrələri qorumaq üçün istifadə edilə bilər.
Düşünürəm ki, oxucular üçün bu sxemin necə işlədiyini anlamaq çətin olmayacaq. Məqalənin dərcindən sonra hörmətli istifadəçi Keroro şərhlərdə istifadə olunan sahə effektli tranzistor əsasında qoruma sxemi təqdim edib. iPhone 4. Ümid edirəm ki, yazımı onun tapıntısı ilə tamamlasam, etiraz etməz.