Не редко даже опытные электронщики допускают ошибки при подключении источника питания к электронным устройствам, происходит это конечно же не из - за отсутствия определенных навыков и знаний, а часто из - за спешки или не внимательности. Феномен известный - переполюсовка, и для приборов питающихся постоянным напряжением частенько такое включение бывает фатальным.
Многие производители устройств питающихся от отдельного источника питания (например: автомобильные усилители, автомагнитолы, портативные телевизоры и мониторы и др.) применяют защиту от переполюсовки в своих устройствах, как правило это обычный диод включенный по входу после предохранителя рис. 1., в таких устройствах после переполюсовки сгорает предохранитель и как правило пробивает защитный диод, на исправление ошибки уже потребуется потратить время хоть и не много.
Минусов в этой схеме не мало, и зачастую "псевдо мастера" пытаются починить это все по месту и с гвоздем вместо предохранителя все же дожигают устройство.... .
Другое дело если бы устройство питалось от любой полярности, то есть само коммутировало себе питание, своеобразная "защита от дураков" - если так можно сказать. Первое что приходит на ум это конечно старый добрый диодный мост на входе в устройство рис. 2.
Такое устройство будет питаться от любой полярности, ну и конечно же и от переменного и импульсного тока тоже, как видно на схеме выше, при питании от разной полярности ток просто протекает через определенный диод, и как не подключай питание - устройство будет работать, и страшного ничего не произойдет. Но конечно же в этой схеме есть и существенные недостатки: статические потери при протекании токов, от сюда и потеря напряжения и выделение существенного тепла, поэтому применять такую схему можно только для устройств с малым током потребления.
Вариант улучшенной схемы коммутатора питания показан на рис.3, здесь вместо диодов применяются MOSFET-транзисторы, два P-канальных и два N-канальных, поскольку сопротивление сток-исток в открытом состоянии (RDS(on)) ничтожно мало, а транзисторы после включения постоянно в одном состоянии, то и потери в этой схеме просто мизерные. Нагрева в режиме ключа так же по понятным причинам нет.
Рассмотрим как работает схема, при подаче питания, напряжение через резисторы R1, R2 попадает на затворы VT1, VT2, VT3, VT4, а поскольку P-канальные транзисторы открываются отрицательным напряжением, N-канальные положительным, у нас в зависимости от полярности питания откроется пара VT1, VT4 или VT2, VT3 в обоих случаях на анодах VD1, VD3 будет минус , а на катодах VD2, VD4 плюс питания. Таким образом получаем автоматический коммутатор входной полярности.
Теперь о деталях: Транзисторы VT1, VT2, VT3, VT4, выбираются в зависимости от напряжения питания и тока потребителя, собственно схему можно выполнить вообще без стабилитронов и резисторов в случае если питающее напряжение не превышает максимально допустимое напряжение на затворах. Стабилитроны VD1, VD2, VD3, VD4 - ограничивают максимальное напряжение на затворах, их значение должно быть близко к максимальному напряжению затворов, но не превышать его. Резисторы R1, R2 токоограничивающие, их сопротивление можно рассчитать по формуле
R = (Uвх-Uстаб.) / Iстаб.
Где:
R - сопротивление резисторов в кОм
Uвх. - максимальное напряжение на входе
Uстаб. - напряжение стабилизации стабилитронов
Iстаб. - макс. ток стабилизации стабилитрона
Решение об обоснованности применения той или иной цепи в своих устройствах как правило принимает конструктор, но порой достаточно простая защита может избавить от многих бед при наладке и использовании устройств.
|