- Perlindungan Polariti Terbalik menggunakan Diod
- Perlindungan Polariti Terbalik menggunakan P-Channel MOSFET
- Bahan Diperlukan
- Rajah Litar
- Mengendalikan Litar Perlindungan Polaritas Terbalik Menggunakan POS Channel MOSFET
Bateri adalah sumber kuasa yang paling mudah untuk membekalkan voltan ke litar elektronik. Terdapat banyak cara lain, untuk menghidupkan peranti elektronik, seperti penyesuai, sel solar dan lain-lain tetapi bekalan kuasa DC yang paling biasa adalah Bateri. Umumnya semua peranti dilengkapi dengan Reverse Polarity Protection Circuit tetapi jika anda mempunyai peranti yang dikendalikan bateri yang tidak mempunyai perlindungan polaritas terbalik maka anda harus selalu berhati-hati semasa menukar bateri jika tidak, ia boleh meletupkan peranti.
Jadi, dalam keadaan ini Litar Perlindungan Polaritas Terbalik akan menjadi tambahan berguna untuk litar. Terdapat beberapa kaedah mudah untuk melindungi litar dari sambungan polaritas terbalik seperti menggunakan dioda atau Diode Bridge atau dengan menggunakan P-Channel MOSFET sebagai pengalih pada sisi TINGGI.
Perlindungan Polariti Terbalik menggunakan Diod
Menggunakan Diod adalah kaedah termudah dan termurah untuk Perlindungan Polariti Terbalik tetapi ia mempunyai masalah kebocoran kuasa. Apabila voltan bekalan input tinggi, penurunan voltan kecil mungkin tidak menjadi masalah, terutamanya ketika arus rendah. Tetapi sekiranya sistem operasi voltan rendah, sedikit penurunan voltan tidak dapat diterima.
Seperti yang kita ketahui penurunan voltan di diod tujuan umum adalah 0.7V jadi kita dapat membatasi penurunan voltan ini dengan menggunakan dioda Schottky kerana penurunan voltannya sekitar 0.3V hingga 0.4V dan ia juga dapat menahan beban arus tinggi. Berhati-hatilah semasa memilih dioda Schottky, kerana banyak dioda Schottky dilengkapi dengan kebocoran arus terbalik yang tinggi, jadi pastikan bahawa anda akan memilih satu dengan arus terbalik yang rendah (kurang dari 100uA).
Pada 4 Amps, kehilangan kuasa oleh dioda Schottky dalam litar akan:
4 x 0.4W = 1.6W
Dan dalam diod biasa:
4 x 0.7 = 2.8W.
Anda bahkan boleh menggunakan penerus Jambatan Penuh untuk perlindungan kekutuban terbalik, kerana tanpa mengira polaritas. Tetapi penyearah jambatan terdiri daripada empat dioda, oleh itu jumlah sisa kuasa akan dua kali ganda dari pembaziran kuasa di litar di atas dengan diod tunggal.
Perlindungan Polariti Terbalik menggunakan P-Channel MOSFET
Menggunakan P-Channel MOSFET untuk Perlindungan Polariti Terbalik lebih dipercayai daripada kaedah lain, kerana penurunan voltan rendah dan keupayaan arus tinggi. Litar ini terdiri daripada P-Channel MOSFET, Zener diode dan pull-down resistor. Sekiranya voltan bekalan kurang daripada voltan Gate-to-Source (Vgs) P-channel MOSFET maka anda hanya memerlukan MOSFET tanpa diod atau perintang. Anda hanya perlu menyambungkan terminal gerbang MOSFET ke tanah.
Sekarang, jika voltan bekalan lebih banyak daripada Vgs maka anda harus menurunkan voltan antara terminal gerbang dan sumber. Komponen yang diperlukan untuk membuat perkakasan litar disebutkan di bawah.
Bahan Diperlukan
- FQP47P06 P-Channel MOSFET
- Perintang (100k)
- Diod Zener 9.1V
- Papan roti
- Wayar Penyambung
Rajah Litar
Mengendalikan Litar Perlindungan Polaritas Terbalik Menggunakan POS Channel MOSFET
Sekarang, apabila anda menyambungkan bateri mengikut rajah litar, dengan kekutuban yang betul, ia menyebabkan transistor menyala dan membiarkan arus mengalir melaluinya. Sekiranya bateri disambungkan ke belakang atau dalam kekutuban terbalik maka transistor mati dan litar anda dilindungi.
Litar perlindungan ini lebih cekap daripada yang lain. Mari kita menganalisis litar apabila bateri dihubungkan dengan cara yang betul, P-Channel MOSFET akan menyala kerana voltan antara pintu dan sumber negatif. Formula untuk mencari voltan antara pintu dan sumber adalah:
Vgs = (Vg - Vs)
Apabila bateri disambungkan dengan tidak betul, voltan di terminal gerbang akan positif dan kita tahu bahawa P-Channel MOSFET hanya menyala apabila voltan di terminal gerbang negatif (minimum -2.0V untuk MOSFET ini atau kurang). Oleh itu, setiap kali bateri disambungkan ke arah terbalik, litar akan dilindungi oleh MOSFET.
Sekarang, mari kita bincangkan mengenai kehilangan kuasa di litar, ketika transistor ON, rintangan antara longkang dan sumber hampir diabaikan tetapi untuk lebih tepat, anda boleh melalui lembar data M-POS Channel-P. Untuk FQP47P06 P-channel MOSFET, Static Drain-Source On-Resistance (R DS (ON)) adalah 0.026Ω (maks.). Jadi, kita dapat mengira kehilangan kuasa dalam litar seperti di bawah:
Kehilangan Kuasa = I 2 R
Mari kita anggap aliran arus melalui transistor adalah 1A. Jadi kehilangan kuasa akan berlaku
Kehilangan Kuasa = I 2 R = (1A) 2 * 0.026Ω = 0.026W
Oleh itu, kehilangan kuasa kira-kira 27 kali lebih rendah daripada litar menggunakan diod tunggal. Itulah sebabnya menggunakan P-Channel MOSFET untuk Reverse Polarity Protection jauh lebih baik daripada kaedah lain. Ia sedikit lebih mahal daripada diod tetapi menjadikan litar perlindungan jauh lebih selamat dan cekap.
Kami juga telah menggunakan Zener Diode dan perintang di litar untuk perlindungan daripada voltan sumber yang melebihi pintu. Dengan menambahkan perintang dan diod Zener 9.1V, kita dapat menjepit voltan sumber gerbang hingga maksimum 9.1V negatif, oleh itu transistor tetap selamat.