Salutacions els habitants del nostre lloc!
Com ja sabeu, molts dispositius casolans, així com dispositius de fàbrica, sovint no tenen protecció contra la inclusió indeguda de la polaritat de l’energia, és a dir, no tenen protecció contra la reversió de la potència. En particular, això s'aplica a diversos productes casolans, així com a dispositius acabats, amplificadors de so, mòduls de so mortífers, etc.
Qualsevol usuari, per negligència, pot invertir accidentalment la polaritat de la potència, després de la qual cosa, en la gran majoria dels casos, el dispositiu pot requerir ajuda urgent en forma de reparació. I fins i tot pot ocórrer que el dispositiu després d'aquest bullying simplement es faci inútil i cap reparació ajudarà a recuperar-lo.
Per evitar una situació tan desagradable, cal utilitzar la protecció contra la polaritat inversa. Són diferents. Una de les opcions més populars és l’ús de díodes o ponts de díodes per a l’alimentació elèctrica, capaços de passar el corrent en una sola direcció i evitar així la possibilitat de la inversió de la polaritat. Es tracta d’una solució bastant pressupostària i senzilla. Però hi ha un minús d'aquest mètode de protecció, és a dir, la presència d'una caiguda de tensió a través del díode. No oblideu també que a corrents elevats i la presència d’una caiguda de tensió, els díodes s’escalfen bastant feble i, si no s’utilitza refrigeració, poden fallar.
Per exemple, un pont de díodes està instal·lat en aquest amplificador de so amb un xip TDA7377.
En aquest cas, s'utilitza principalment aquí com a rectificador de tensió quan és alimentat per una font de corrent de tensió alterna. Però si connecteu el dispositiu a una font d’alimentació amb un voltatge constant, aquest pont de díodes funciona exactament com a protecció contra la polaritat inversa. I, per molt que connectem la bateria, el pont del díode evitarà la polaritat inversa passant corrent en la direcció correcta.
I si en lloc del pont del díode només hi havia un díode en plus, llavors si l’alimentació està connectada incorrectament (reversió de polaritat), el díode no passarà de corrent i l’amplificador simplement no s’encendrà.
Però, com s'ha esmentat anteriorment, tant el pont del díode com el díode tenen una caiguda de tensió. Per demostrar-ho, l’autor del canal de YouTube Radio-Lab va mesurar la tensió abans i immediatament després del pont del díode.
Com podeu veure, la tensió a la bateria és de 12.06V i ja després del pont del díode, la tensió és d’uns 1.5V més baixa.Sembla que les pèrdues no són tan grans, però això al seu torn afectarà la potència de l’amplificador, per tant, serà lleugerament inferior i part de l’energia de la bateria s’utilitzarà per escalfar el pont del díode.
Calculem la pèrdua i la generació de calor en un pont de díodes. Per exemple, quan el corrent de càrrega és de 2 A i la caiguda de tensió a través del pont del díode és d’1,5 V, la generació de calor al pont del díode serà d’uns 3W. I les pèrdues addicionals no són un avantatge, sobretot quan alimenteu l'amplificador de so o un altre dispositiu de la bateria, on és aconsellable gastar energia amb moderació i la seva quantitat a la bateria és limitada.
Aquí hi ha una comparació de la caiguda de tensió a través d'un díode convencional:
Com podeu veure, és d’uns 0.4V. Al díode Schottky, la caiguda de tensió ja és inferior i és de 0,2V.
La caiguda de tensió a través del pont del díode és la més gran i és de 0,6V.
Durant la càrrega, les baixades de tensió poden ser lleugerament més elevades. De fet, sovint no es pot confondre la polaritat del subministrament, però la pèrdua en presència d’una caiguda sobre els díodes o el pont dels díodes serà constant i, com a conseqüència, hi haurà escalfament, la qual cosa condueix a la necessitat de refrigeració. Com veieu, els díodes es poden utilitzar com a protecció contra la polaritat inversa, funcionen, però encara voleu una millor protecció perquè no hi hagi calefacció, les pèrdues són mínimes i els bons corrents de funcionament.
L’autor ofereix un esquema de protecció senzill, però més aviat bo, contra l’inversió de la polaritat en l’alimentació amb un potent transistor amb efectes de camp.
Aquest circuit és adequat per protegir dispositius amb potència unipolar. Transistor d’efectes de camp de potència - IRF1405 és un potent canal N.
Aquest transistor és capaç de canviar un corrent suficientment gran i, al seu torn, té una resistència força petita, a causa de la qual pràcticament no hi haurà caiguda de tensió i, per tant, gairebé no hi haurà escalfament, o serà mínim, no hi haurà pèrdues com en els díodes.
L’autor va dibuixar un mocador en miniatura per a aquest esquema de protecció.
El funcionament del circuit és extremadament senzill: si tot està correctament connectat, el transistor està obert i el corrent passa pel transistor.
Si la polaritat de l’alimentació no està connectada correctament, el transistor es tanca, de manera que es crea un buit al circuit d’alimentació i el plus enredat no passa més enllà del transistor.
Al mercat de la ràdio es van comprar totes les peces necessàries per al muntatge de la placa de protecció.
Primer de tot, l’autor instal·la una resistència de 100 quilòmetres al seu lloc i la ven.
A continuació, instal·larem díodes zener a 15V 0,5W, assegureu-vos d’observar la polaritat segons les marques dels càtodes.
A continuació, instal·leu un condensador no polar amb una capacitat de 0,1 μF.
Ara blocs terminals per a l’entrada i la sortida d’energia.
La placa està gairebé a punt, només queda un element: un transistor de potència. Per instal·lar-lo, l’autor va doblar les potes del transistor, així:
I fixeu-lo al seu lloc. El resultat és una placa de protecció contra polaritat inversa tan petita i còmoda per als amplificadors i dispositius amb alimentació unipolar. La potència unipolar és on hi ha dos cables d'alimentació: més i menys.
Després de finalitzar la soldadura, la placa de circuit s’ha de rentar amb residus de flux, de manera que tot quedi net i bonic.
Ara revisem la funcionalitat de la placa de protecció que hem muntat. Per provar la placa, connectem una bateria amb una tensió d’alimentació de 12,1 V a la seva entrada. L'autor va connectar les sondes multímetre a la sortida de la placa. Primer connectem la bateria correctament, observant la polaritat.
Com podeu veure, hi ha tensió a la sortida de la placa i la caiguda de tensió és tan baixa que el multímetre no ho nota.
Ara canviem la polaritat de l’energia i connectem la bateria, confonent el plus amb el minus.
Com podeu veure, el transistor està tancat, la placa de protecció ha funcionat i no passa res, protegint així el dispositiu (en aquest exemple, un multímetre) de la polaritat inversa. Si torneu a connectar l’alimentació correctament, el transistor s’obrirà i la tensió de la bateria apareixerà a la sortida de la placa. Genial, el consell funciona.
Després d’haver provat la placa casolana i ens hem assegurat que funciona, podeu connectar la placa de protecció a l’amplificador de so. Utilitzarem l’amplificador més simple del xip TDA7377 sense cap protecció contra la polaritat inversa, i si la polaritat de la potència es confon, almenys el condensador polar en potència explotarà i el xip es cremarà.
La placa de protecció està connectada al buit de l'alimentació més i menys de l'amplificador, sobre el qual hi ha una possibilitat de reversió de la polaritat. Hem de connectar els cables d'alimentació que provenen de la placa de protecció a la placa amplificadora observant la polaritat.
Això sí, ara el nostre amplificador té protecció i el revers de la polaritat no li fa por. Connectem el poder correctament.
Com podeu veure, el LED de l’amplificador s’il·lumina, tot va bé, l’amplificador té poder. I ara, connectem la potència invertint la polaritat.
Com veieu, res no fuma i el LED de la placa amplificador no s’il·lumina, per tant, l’amplificador no rep energia, cosa que significa que la nostra placa de protecció casolana funciona i compleix plenament la seva tasca.
Aquest tauler es pot utilitzar per protegir-se contra la inversió d’amplificadors de so amb potència unipolar, incloent també amplificadors de classe D, altaveus portàtils i molts altres dispositius. Recordeu-vos, si hi ha almenys la menor possibilitat de revertir la polaritat de l’alimentació, aleshores, en el moment adequat, com a mínim, la protecció contra la polaritat inversa us estalviarà diners i protegirà el vostre producte de la polaritat inversa accidental i com a conseqüència del trencament.
També és important comprendre que en alguns casos és més convenient utilitzar diodes o un pont de díodes com a protecció contra la polaritat inversa, i en d’altres cal mirar el tauler de protecció muntat per a tasques. Prova, recull i repeteix. Es pot descarregar l’arxiu amb la pissarra AQUÍ.
Gràcies per la vostra atenció. Ens veiem aviat!
Vídeo: