تکنیک های محافظت مدار از پلاریته معکوس (Reverse polarity protection)
اول ببینیم که پلاریته اصلا یعنی چی ؟!
هر قطعه ای برای راه اندازی نیاز به مقداری ولتاژ و جریان است که برای هر قطعه متفاوت است که می توان مقدار آن را از دیتاشیت خود قطعه استخراج کرد
بعد از پیدا کردن مقدار ولتاژ و جریان قطعه باید پایه ها اتصال ولتاژ و جریان را از دیتاشیت استخراج کنیم که به نحوه اتصال و ترتیب قطب های مثبت و منفی ولتاژ و جریان ما پلاریته می گویند .
که اگر ما این پلاریته یا به عبارت دیگه ترتیب اتصال را رعایت نکنیم قطعه ما آسیب می بیند .
این جریان و ولتاژ می تواند AC یا DC باشد که ما در این پست بیشتر روی جریان و ولتاژ های DC تمرکز داریم
خوب بریم برای ادامه :
برای مثال ما یک ال ای دی رو در نظر می گیریم :
طبق تصویر بالا ال ای دی ما دارای یک پلاریته خاص است و می دانیم که این ال ای دی به رنگ قرمز می باشد و ولتاژ راه اندازی 1.8 ولت است .
اگر به این ال ای دی به صورت پلاریت معکوس ولتاژ بدیم ممکن است ال ای دی آسیب ببیند برای جلوگیر از این کار یک ترفند بسیار ساده وجود دارد
این ترفند هم استفاده یک دیود یا یک پل دیود می باشد
استفاده از یک دیود یک سو ساز :
برای استفاده از این روش می توانید از تصویر زیر کمک بگیرید :
در تصویر بالا اگر ولتاژ معکوس به این مدار بدیم دیود مانع از عبور جریان می شود برای مثال اگر ما دیود معروف 1n4007 استفاده کنیم تا ولتاژ 1000 ولت را در پلاریته معکوس می تواند تحمل کند و جریانی را عبور ندهد
حال ما می توانیم به جای ال ای دی هر مداری که می خواهیم را جایگزین کنیم و از آن در برابر پلاریته معکوس محافظت کنیم .
استفاده از پل دیود :
در این روش ما می تونیم از یک پل دیود آماده یا چهار دیود معمولی استفاده کنیم :
این هم مانند قسمت قبلی می توانیم به جای ال ای دی ، مدار دلخواه خود مان را بگذاریم
تفاوت این مدار با مدار قبلی در اینه که مدار قبلی اگر ولتاژ معکوس به برد بدهیم از عبور جریان مخالفت می کند و مدار روشن نمی شد اما این مدار مشکلی با هر گونه پلاریته ورودی ندارد و اگر هر پلاریته به ان بدهیم چه معکوس چه مستقیم ، مدار بدون مشکل و آسیب دیدن کار می کند به این صورت که پل دیود ما باعث می شود که پلاریته یکسانی در خروجی ارسال کند و با تغییر پلاریته در ورودی پلاریته خروجی تغییر نمی کند و یک نوع پلاریته در خروجی ارسال می کند .
نکات مهم در استفاده از این دو تکنیک :
- توجه به ولتاژ قابل تحمل دیود و پل دیود :
دیود ها و پل دیود های موجود در بازار ولتاژ معکوس قابل تحمل مختلفی دارند که باید در انتخاب دیود به آن توجه کنیم مثلا دیود 1n4007 تا 1000 ولت ولتاژ معکوس را می تواند تحمل کند اما دیود 1n4001 تا 50ولت ولتاژ معکوس را می تواند تحمل کند .
2) جریان قابل تحمل دیود و پل دیود:
هر پل دیود و دیود یک جریان عبوری قابل تحمل دارد که اگر بیشتر از آن از دیود خروج بگیریم باعث اسیب دیدن دیود ما می شود مثلا دیود 1n4007 فقط می تواند تا یک آمپر را از خود عبور دهد.
اگر جریان مصرفی ما بیشتر از توان دیود بود می تونیم از یک ترفند دیگر استفاده کنیم :
این ترفند این گونه است که کافی دیود و پل دیود را فقط برای المان های کنترل گر برد خود بزاریم
برای مثال اگر ما یک میکروکنترلر داشته باشیم که جریان را با استفاده ازیک رله قطع و وصل می کند کافی است تکنیک استفاده از دیود را فقط برای میکرو خود استفاده کنیم در این صورت اگر ولتاژ معکوس به برد برسد میکرو کنترلر روشن نمی شود و دنباله آن رله هم روشن نمی شود و مدار ما در برابر پلاریته معکوس آسیبی نمی بیند :
3) نکته آخر و خیلی خیلی مهم افت ولتاژ ما بر روی دیود و پل دیود:
زمانی که از یک دیود معمولی استفاده می کنیم این دیود با توجه به ساختاری که دارد باعث یک افت ولتاژی در پلاریته مستقیم می شود که مقدار این افت ولتاژ بستگی به ساختار دیود ما دارد که ما این مقدار را می توانیم از دیتاشیت قطعه استخراج کنیم برای مثال افت ولتاژ برای یک دیود معمولی مانند 1n4007 ولتاژی نزدیک 0.7 ولت است
که برای مثال اگه به مدار اول یعنی همون مدار ال ای دی با محافظت توسط دیود یک ولتاژی برابر ولتاژ فعال شدن خود ال ای دی که 1.8 ولت بود به ورودی آن بدهیم به دلیل وجود دیود از ولتاژ تغذیه ما 0.7 کمتر می شود و ولتاژ ورودی دیود به 1.1 ولت می رسد که این باعث می شود که ال ای دی ما فعال و روشن نشود برای رفع ، ما باید 0.7 ولتاژ بیشتری به مدار بدیم (که برابر 2.5 ولت می شود )
برای یک مثال دیگه اگر ما از یک باتری لیتیومی استفاده کنیم که می دانیم ولتاژ یک سلول این باتری برابر 3.7 ولت است که اگر ما دیود به این باتری متصل کنیم ولتاژ آن به 3 ولت کاهش می یابد که ما باید به این نکته توجه لازم را داشته باشیم .
استفاده از ماسفت p کانال :
یک روش جذاب دیگه وجود دار اون استفاده از یک مدار که جز اصلیش رو ماسفت تشکیل می دهد :
در مدار بالا اگر پلاریته درست به مدار وصل شود پایه گیت ماسفت به قسمت منفی به عبارت دیگه زمین می شود با توجه به این که ماسفت ما از نوع p کانال هست این کار باعث می شود که ماسفت فعال شود و جریان را از پایه درین خود به پایه سورس خود انتقال دهد ، و اگر پلاریته معکوس به مدار وارد شود پایه گیت به ولتاژ مثبت وصل می شود و این کار باعث غیر فعال شدن ماسفت می شود و جریانی را از خود عبور نمی دهد.
دیود زنر داخل مدار برای محافظت ماسفت گذاشته شده تا ولتاژ بیش از اندازه به گیت ماسفت نرسد تا باعث آسیب ماسفت نشود .
از این مدار هم ماژول های آمده ای در بازار به نام برد محافظ پلاریته معکوس موجود است که می توانید در صورت نیاز آن را تهیه کنید :
نکته قابل توجه در زمان خرید این ماژول یا طراحی باید به ولتاژ و جریان ماسفت خود توجه کنید تا ماسفت مناسبی را انتخاب کنید .
اگر شما مدار و تکنیک دیگری می دانید لطفا در کنار نظرات خود در قسمت نظرات به اشتراک بگذارید تا بقیه دوستان از آن استفاده کنند
بازدیدها: 2927
