Protection contre l'inversion de polarité, inversion de polarité, erreur, inversion, mauvaise polarité, erreurs de connexion. Schème. Concevoir. Confondre, confondre plus - moins. Tutoriel sur la protection des appareils contre l'alimentation inversée Protéger les appareils contre l'alimentation inversée
Circuit de protection contre l'inversion de polarité (polarité inversée) chargeurs, onduleurs et autres circuits. (10+)
Protection contre l'inversion de polarité. Schème
Lors de la conception d'appareils censés être régulièrement connectés et déconnectés des sources de tension continue, il est judicieux de prévoir une protection contre l'inversion de polarité (mauvaise connexion de polarité). Les gens ont tendance à faire des erreurs. Si vous devez allumer l'appareil une fois, vous pouvez le gérer d'une manière ou d'une autre, vérifiez-le plusieurs fois, mais si la connexion est établie régulièrement, les erreurs ne peuvent pas être évitées.
Il existe deux schémas de protection courants :
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Lors de la conception d'appareils industriels, qui sont soumis à des exigences accrues de fiabilité, j'ai rencontré à plusieurs reprises le problème de la protection de l'appareil contre l'inversion de polarité de la connexion électrique. Même les installateurs expérimentés parviennent parfois à confondre le plus avec le moins. Probablement encore plus poignant. problèmes similaires stand pendant les expériences d'ingénieurs en électronique novices. Dans cet article, nous examinerons les solutions les plus simples au problème - à la fois traditionnelles et rarement utilisées dans les méthodes de protection de la pratique.
La solution la plus simple qui se propose en déplacement consiste à allumer une diode à semi-conducteur conventionnelle en série avec l'appareil. 
Simple, pas cher et gai, il semblerait que de quoi d'autre manque-t-il au bonheur ? Cependant, cette méthode présente un inconvénient très sérieux - une chute de tension importante aux bornes d'une diode ouverte. 
Voici une courbe I-V typique pour une diode directe en ligne. Avec un courant de 2 ampères, la chute de tension sera d'environ 0,85 volts. Dans le cas de circuits basse tension de 5 volts et moins, il s'agit d'une perte très importante. Pour des tensions plus élevées, une telle chute joue un rôle moindre, mais il existe un autre facteur désagréable. Dans les circuits à forte consommation de courant, une puissance très importante sera dissipée sur la diode. Ainsi, pour le cas illustré dans l'image du haut, nous obtenons :
0,85 V x 2 A = 1,7 W.
La puissance dissipée sur la diode est déjà trop importante pour un tel boitier et elle va sensiblement chauffer !
Cependant, si vous êtes prêt à vous séparer d'un peu plus d'argent, vous pouvez utiliser une diode Schottky, qui a une tension de chute plus faible. 
Voici un IV typique pour une diode Schottky. Calculons la puissance dissipée pour ce cas.
0,55 V x 2 A = 1,1 W
Déjà un peu mieux. Mais que faire si votre appareil consomme encore plus de courant ?
Parfois, des diodes inverses sont placées en parallèle avec l'appareil, qui devrait griller si la tension d'alimentation est mélangée et conduire à court-circuit. Dans ce cas, votre appareil subira très probablement un minimum de dommages, mais l'alimentation peut tomber en panne, sans parler du fait que la diode de protection elle-même devra être remplacée, et avec elle, les pistes sur la carte peuvent être endommagé. En un mot, cette méthode s'adresse aux sportifs de l'extrême.
Cependant, il existe une autre méthode un peu plus coûteuse, mais très simple et dépourvue des inconvénients ci-dessus, une méthode de protection - utilisant transistor à effet de champ. Au cours des 10 dernières années, les paramètres de ces dispositifs à semi-conducteurs se sont considérablement améliorés, tandis que le prix, au contraire, a chuté de façon spectaculaire. Peut-être que le fait qu'ils soient extrêmement rarement utilisés pour protéger les circuits critiques de la mauvaise polarité de l'alimentation peut s'expliquer en grande partie par l'inertie de la pensée. Considérez le schéma suivant : 
Lorsque l'alimentation est appliquée, la tension à la charge passe à travers la diode de protection. La chute est assez importante - dans notre cas, environ un volt. Cependant, il en résulte qu'une tension supérieure à la tension de coupure se forme entre la grille et la source du transistor et le transistor s'ouvre. La résistance source-drain diminue fortement et le courant commence à circuler non pas à travers la diode, mais à travers le transistor ouvert. 
Venons-en aux détails. Par exemple, pour le transistor FQP47Z06, la résistance typique du canal sera de 0,026 ohms ! Il est facile de calculer que la puissance dissipée dans ce cas sur le transistor pour notre cas ne sera que de 25 milliwatts, et la chute de tension est proche de zéro !
Lorsque la polarité de l'alimentation est inversée, aucun courant ne circule dans le circuit. Parmi les défauts du circuit, on peut peut-être noter que de tels transistors n'ont pas une tension de claquage trop élevée entre la grille et la source, mais en compliquant légèrement le circuit, il peut être utilisé pour protéger les circuits à plus haute tension. 
Je pense qu'il ne sera pas difficile pour les lecteurs de comprendre comment fonctionne ce schéma.
Déjà après la publication de l'article, l'utilisateur respecté Keroro dans les commentaires a cité un circuit de protection basé sur un transistor à effet de champ, qui est utilisé dans l'iPhone 4. J'espère que cela ne le dérange pas si je complète mon article avec sa trouvaille. 
Lors de la conception d'appareils industriels, qui sont soumis à des exigences accrues de fiabilité, j'ai rencontré à plusieurs reprises le problème de la protection de l'appareil contre l'inversion de polarité de la connexion électrique. Même les installateurs expérimentés parviennent parfois à confondre le plus avec le moins. De tels problèmes sont probablement encore plus aigus au cours des expériences d'ingénieurs en électronique débutants. Dans cet article, nous examinerons les solutions les plus simples au problème - à la fois traditionnelles et rarement utilisées dans la pratique des méthodes de protection.
La solution la plus simple qui se propose en déplacement consiste à allumer une diode à semi-conducteur conventionnelle en série avec l'appareil.
Simple, pas cher et gai, il semblerait que de quoi d'autre manque-t-il au bonheur ? Cependant, cette méthode présente un inconvénient très sérieux - une chute de tension importante aux bornes d'une diode ouverte.
Voici une courbe I-V typique pour une diode directe en ligne. Avec un courant de 2 ampères, la chute de tension sera d'environ 0,85 volts. Dans le cas de circuits basse tension de 5 volts et moins, il s'agit d'une perte très importante. Pour des tensions plus élevées, une telle chute joue un rôle moindre, mais il existe un autre facteur désagréable. Dans les circuits à forte consommation de courant, une puissance très importante sera dissipée sur la diode. Ainsi, pour le cas illustré dans l'image du haut, nous obtenons :
0,85 V x 2 A = 1,7 W.
La puissance dissipée sur la diode est déjà trop importante pour un tel boitier et elle va sensiblement chauffer !
Cependant, si vous êtes prêt à vous séparer d'un peu plus d'argent, vous pouvez utiliser une diode Schottky, qui a une tension de chute plus faible.
Voici un IV typique pour une diode Schottky. Calculons la puissance dissipée pour ce cas.
0,55 V x 2 A = 1,1 W
Déjà un peu mieux. Mais que faire si votre appareil consomme encore plus de courant ?
Parfois, des diodes inversées sont placées en parallèle avec l'appareil, ce qui devrait griller si la tension d'alimentation est mélangée et entraîner un court-circuit. Dans ce cas, votre appareil subira très probablement un minimum de dommages, mais l'alimentation peut tomber en panne, sans parler du fait que la diode de protection elle-même devra être remplacée, et avec elle, les pistes sur la carte peuvent être endommagé. En un mot, cette méthode s'adresse aux sportifs de l'extrême.
Cependant, il existe une autre méthode un peu plus chère, mais très simple et dépourvue des inconvénients ci-dessus, une méthode de protection - utilisant un transistor à effet de champ. Au cours des 10 dernières années, les paramètres de ces dispositifs à semi-conducteurs se sont considérablement améliorés, tandis que le prix, au contraire, a chuté de façon spectaculaire. Peut-être que le fait qu'ils soient extrêmement rarement utilisés pour protéger les circuits critiques de la mauvaise polarité de l'alimentation peut s'expliquer en grande partie par l'inertie de la pensée. Considérez le schéma suivant :
Lorsque l'alimentation est appliquée, la tension à la charge passe à travers la diode de protection. La chute est assez importante - dans notre cas, environ un volt. Cependant, il en résulte qu'une tension supérieure à la tension de coupure se forme entre la grille et la source du transistor et le transistor s'ouvre. La résistance source-drain diminue fortement et le courant commence à circuler non pas à travers la diode, mais à travers le transistor ouvert.
Venons-en aux détails. Par exemple, pour le transistor FQP47Z06, la résistance typique du canal sera de 0,026 ohms ! Il est facile de calculer que la puissance dissipée dans ce cas sur le transistor pour notre cas ne sera que de 25 milliwatts, et la chute de tension est proche de zéro !
Lorsque la polarité de l'alimentation est inversée, aucun courant ne circule dans le circuit. Parmi les défauts du circuit, on peut peut-être noter que de tels transistors n'ont pas une tension de claquage trop élevée entre la grille et la source, mais en compliquant légèrement le circuit, il peut être utilisé pour protéger les circuits à plus haute tension.
Je pense qu'il ne sera pas difficile pour les lecteurs de comprendre comment fonctionne ce schéma.
Lors de la conception d'appareils industriels, qui sont soumis à des exigences accrues de fiabilité, j'ai rencontré à plusieurs reprises le problème de la protection de l'appareil contre l'inversion de polarité de la connexion électrique. Même les installateurs expérimentés parviennent parfois à confondre le plus avec le moins. De tels problèmes sont probablement encore plus aigus au cours des expériences d'ingénieurs en électronique débutants. Dans cet article, nous examinerons les solutions les plus simples au problème - à la fois traditionnelles et rarement utilisées dans la pratique des méthodes de protection.
La solution la plus simple qui se propose en déplacement consiste à allumer une diode à semi-conducteur conventionnelle en série avec l'appareil.
Simple, pas cher et gai, il semblerait que de quoi d'autre manque-t-il au bonheur ? Cependant, cette méthode présente un inconvénient très sérieux - une chute de tension importante aux bornes d'une diode ouverte.
Voici une courbe I-V typique pour une diode directe en ligne. Avec un courant de 2 ampères, la chute de tension sera d'environ 0,85 volts. Dans le cas de circuits basse tension de 5 volts et moins, il s'agit d'une perte très importante. Pour des tensions plus élevées, une telle chute joue un rôle moindre, mais il existe un autre facteur désagréable. Dans les circuits à forte consommation de courant, une puissance très importante sera dissipée sur la diode. Ainsi, pour le cas illustré dans l'image du haut, nous obtenons :
0,85 V x 2 A = 1,7 W.
La puissance dissipée sur la diode est déjà trop importante pour un tel boitier et elle va sensiblement chauffer !
Cependant, si vous êtes prêt à vous séparer d'un peu plus d'argent, vous pouvez utiliser une diode Schottky, qui a une tension de chute plus faible.
Voici un IV typique pour une diode Schottky. Calculons la puissance dissipée pour ce cas.
0,55 V x 2 A = 1,1 W
Déjà un peu mieux. Mais que faire si votre appareil consomme encore plus de courant ?
Parfois, des diodes inversées sont placées en parallèle avec l'appareil, ce qui devrait griller si la tension d'alimentation est mélangée et entraîner un court-circuit. Dans ce cas, votre appareil subira très probablement un minimum de dommages, mais l'alimentation peut tomber en panne, sans parler du fait que la diode de protection elle-même devra être remplacée, et avec elle, les pistes sur la carte peuvent être endommagé. En un mot, cette méthode s'adresse aux sportifs de l'extrême.
Cependant, il existe une autre méthode un peu plus chère, mais très simple et dépourvue des inconvénients ci-dessus, une méthode de protection - utilisant un transistor à effet de champ. Au cours des 10 dernières années, les paramètres de ces dispositifs à semi-conducteurs se sont considérablement améliorés, tandis que le prix, au contraire, a chuté de façon spectaculaire. Peut-être que le fait qu'ils soient extrêmement rarement utilisés pour protéger les circuits critiques de la mauvaise polarité de l'alimentation peut s'expliquer en grande partie par l'inertie de la pensée. Considérez le schéma suivant :
Lorsque l'alimentation est appliquée, la tension à la charge passe à travers la diode de protection. La chute est assez importante - dans notre cas, environ un volt. Cependant, il en résulte qu'une tension supérieure à la tension de coupure se forme entre la grille et la source du transistor et le transistor s'ouvre. La résistance source-drain diminue fortement et le courant commence à circuler non pas à travers la diode, mais à travers le transistor ouvert.
Venons-en aux détails. Par exemple, pour le transistor FQP47Z06, la résistance typique du canal sera de 0,026 ohms ! Il est facile de calculer que la puissance dissipée dans ce cas sur le transistor pour notre cas ne sera que de 25 milliwatts, et la chute de tension est proche de zéro !
Lorsque la polarité de l'alimentation est inversée, aucun courant ne circule dans le circuit. Parmi les défauts du circuit, on peut peut-être noter que de tels transistors n'ont pas une tension de claquage trop élevée entre la grille et la source, mais en compliquant légèrement le circuit, il peut être utilisé pour protéger les circuits à plus haute tension.
Je pense qu'il ne sera pas difficile pour les lecteurs de comprendre comment fonctionne ce schéma.
Déjà après la publication de l'article, l'utilisateur respecté Keroro dans les commentaires a cité un circuit de protection basé sur un transistor à effet de champ, qui est utilisé dans l'iPhone 4. J'espère que cela ne le dérange pas si je complète mon article avec sa trouvaille.