Groetjes de bewoners van onze site!
Zoals u weet, hebben veel zelfgemaakte en fabrieksapparaten vaak geen bescherming tegen onjuiste opname van de stroompolariteit, met andere woorden, ze hebben geen bescherming tegen stroomomkering. Dit geldt met name voor verschillende zelfgemaakte producten, maar ook voor afgewerkte apparaten, geluidsversterkers, insteekgeluidsmodules, enz.
Elke gebruiker kan door nalatigheid per ongeluk de stroompolariteit omkeren, waarna in de overgrote meerderheid van de gevallen het apparaat dringende hulp nodig heeft in de vorm van reparatie. En het kan zelfs gebeuren dat het apparaat na zo'n pesterij gewoon waardeloos wordt en geen enkele reparatie zal helpen om het weer tot leven te brengen.
Om een dergelijke onaangename situatie te voorkomen, moet bescherming tegen omgekeerde polariteit worden gebruikt. Ze zijn anders. Een van de populaire opties is het gebruik van diodes of diodebruggen voor voeding, die in staat zijn om stroom in slechts één richting door te laten en daardoor de mogelijkheid van polariteitsomkering te voorkomen. Dit is een vrij budgettaire en meest eenvoudige oplossing. Maar er is een minpuntje aan deze beschermingsmethode, namelijk de aanwezigheid van een spanningsval over de diode. Vergeet ook niet dat bij hoge stromen en de aanwezigheid van een spanningsdaling de diodes vrij zwak warm worden en als er geen koeling wordt gebruikt, kunnen ze uitvallen.
Op deze geluidsversterker is bijvoorbeeld een diodebrug geïnstalleerd met een TDA7377 chip.
In dit geval wordt het hier voornamelijk gebruikt als spanningsgelijkrichter wanneer het wordt gevoed door een wisselstroombron. Maar als je het apparaat aansluit op een stroombron met een constante spanning, dan werkt deze diodebrug precies als bescherming tegen omgekeerde polariteit. En hoe we de batterij ook aansluiten, de diodebrug voorkomt omgekeerde polariteit door stroom in de juiste richting door te laten.
En als er in plaats van de diodebrug alleen een diode in plus was, dan zal de diode, als de stroom verkeerd is aangesloten (polariteitsomkering), geen stroom doorlaten en de versterker gaat gewoon niet aan.
Maar zoals hierboven vermeld, hebben zowel de diodebrug als de diode een spanningsval. Om dit te demonstreren, heeft de auteur van het Radio-Lab YouTube-kanaal de spanning voor en onmiddellijk na de diodebrug gemeten.
Zoals je kunt zien, is de spanning op de batterij 12.06V en al na de diodebrug is de spanning ongeveer 1.5V lager. Het lijkt erop dat de verliezen niet zo groot zijn, maar dit zal op zijn beurt het vermogen van de versterker beïnvloeden, waardoor het iets lager zal zijn en een deel van de batterij-energie zal worden gebruikt om de diodebrug te verwarmen.
Laten we het verlies en de warmteontwikkeling op een diodebrug berekenen. Als de belastingsstroom bijvoorbeeld 2A is en de spanningsval over de diodebrug 1,5 V is, zal de warmteontwikkeling op de diodebrug ongeveer 3W zijn. En extra verliezen zijn geen pluspunt, vooral wanneer de geluidsversterker of een ander apparaat via de batterij wordt gevoed, waar het raadzaam is spaarzaam met energie om te gaan en de hoeveelheid in de batterij beperkt is.
Hier is een vergelijking van de spanningsval over een conventionele diode:
Zoals je kunt zien, is het ongeveer 0,4V. Op de Schottky-diode is de spanningsval al lager en bedraagt 0,2V.
De spanningsval over de diodebrug is het grootst en is 0,6V.
Tijdens het laden kunnen spanningsdalingen iets hoger zijn. In feite is het niet vaak mogelijk om de polariteit van de voeding te verwarren, maar het verlies in aanwezigheid van een druppel op de diodes of diodebrug zal constant zijn en als gevolg daarvan zal er verwarming zijn, wat op zijn beurt leidt tot de behoefte aan koeling. Zoals je kunt zien, kunnen diodes worden gebruikt als bescherming tegen omgekeerde polariteit, ze werken, maar je wilt toch een betere bescherming zodat er geen verwarming is, verliezen minimaal zijn en goede bedrijfsstromen.
De auteur biedt een eenvoudig, maar redelijk goed beschermingsschema tegen voeding met omgekeerde polariteit op een krachtige veldeffecttransistor.
Dit circuit is geschikt voor het beschermen van apparaten met unipolaire stroom. Power Field Effect Transistor - IRF1405 is een krachtig N-kanaal.
Een dergelijke transistor kan een voldoende grote stroom schakelen en heeft op zijn beurt een vrij kleine weerstand, waardoor er praktisch geen spanningsval zal zijn, en daarom zal er bijna geen verwarming zijn, of het zal minimaal zijn, er zullen geen verliezen zijn zoals bij diodes.
De auteur heeft voor dit beschermingsschema zo'n miniatuursjaal getekend.
De werking van het circuit is uiterst eenvoudig: als alles correct is aangesloten, is de transistor open en gaat de stroom door de transistor.
Als de polariteit van de voeding niet correct is aangesloten, sluit de transistor, waardoor er een opening ontstaat in het stroomcircuit en de verstrengelde plus niet verder gaat dan de transistor.
Op de radiomarkt zijn alle benodigde onderdelen voor de montage van de beschermplaat aangeschaft.
Allereerst installeert de auteur een 100kΩ-weerstand op zijn plaats en verkoopt deze.
Vervolgens installeren we de zenerdiodes op 15V 0,5W, let op de polariteit op de kathodemarkeringen.
Installeer vervolgens een niet-polaire condensator met een capaciteit van 0,1 μF.
Nu klemmenblokken voor in- en uitgangsvermogen.
Het bord is bijna klaar, er is nog maar één element over - een vermogenstransistor. Om het te installeren, heeft de auteur de benen van de transistor gebogen - als volgt:
En zet het op zijn plaats. Het resultaat is zo'n klein en handig stroombeschermingsbord met omgekeerde polariteitsbescherming voor versterkers en apparaten met unipolaire voeding. Bij unipolaire voeding zijn er twee voedingsdraden: plus en min.
Na het solderen moet de printplaat worden gewassen met fluxresten, zodat alles schoon en mooi is.
Laten we nu de functionaliteit van het door ons geassembleerde beschermingsbord controleren. Om het bord te testen, sluit u een batterij met een voedingsspanning van 12,1V aan op de ingang. De auteur heeft de multimetersondes aangesloten op de uitgang van het bord. Eerst sluiten we de batterij correct aan, rekening houdend met de polariteit.
Zoals je kunt zien, is er spanning aan de uitgang van het bord en is de spanningsval zo laag dat de multimeter het niet opmerkt.
Nu veranderen we de polariteit van de stroom en verbinden we de batterij, waardoor de plus met de min wordt verward.
Zoals u kunt zien, is de transistor gesloten, heeft het beveiligingsbord gewerkt en geeft het niets meer door, waardoor het apparaat (in dit voorbeeld een multimeter) wordt beschermd tegen omgekeerde polariteit. Als u de stroom opnieuw correct aansluit, gaat de transistor open en verschijnt de accuspanning aan de uitgang van het bord. Geweldig, het bord werkt.
Nadat we het zelfgemaakte bord hebben getest en ervoor hebben gezorgd dat het werkt, kun je het beschermingsbord aansluiten op de geluidsversterker. We zullen de eenvoudigste versterker op de TDA7377-chip gebruiken zonder enige bescherming tegen omgekeerde polariteit, en als de polariteit van het vermogen verward is, dan zal in ieder geval de polaire condensator in vermogen exploderen en zal de chip branden.
Het beveiligingsbord is verbonden met de opening van de plus- en minusvoeding van de versterker, waarop polariteitsomkering mogelijk is. We moeten de voedingsdraden die van de beveiligingskaart komen op de versterkerplaat aansluiten, rekening houdend met de polariteit.
Dat is alles, nu heeft onze versterker bescherming en de polariteitsomkering is niet bang voor hem. We sluiten de stroom correct aan.
Zoals je kunt zien, licht de LED op de versterker op, alles is in orde, de versterker heeft stroom. En nu verbinden we de stroom door de polariteit om te keren.
Zoals je kunt zien, rookt er niets en de LED op het versterkerbord licht niet op, daarom krijgt de versterker geen stroom, wat betekent dat ons zelfgemaakte beschermingsbord werkt en zijn taak volledig vervult.
Dit bord kan worden gebruikt om te beschermen tegen omkering van geluidsversterkers met unipolair vermogen, inclusief klasse D-versterkers, draagbare luidsprekers en vele andere apparaten. Onthoud dat als er op zijn minst de minste kans is om de polariteit van de voeding om te keren, dan zal op zijn minst op het juiste moment bescherming tegen omgekeerde polariteit u geld besparen en uw product beschermen tegen onbedoelde omgekeerde polariteit en als gevolg van breuk.
Het is ook belangrijk om te begrijpen dat het in sommige gevallen handiger is om diodes of een diodebrug te gebruiken als bescherming tegen omgekeerde polariteit, terwijl het in andere gevallen nodig is om naar de gemonteerde beschermingskaart te kijken voor taken. Probeer, verzamel en herhaal. Archief met het bord kan worden gedownload HIER.
Bedankt voor je aandacht. Tot binnenkort!
Video: