เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟผิดวงจรบวกและลบควันจะหลีกเลี่ยงความลำบากใจนี้ได้อย่างไร?

วิศวกรฮาร์ดแวร์หลายโครงการเสร็จสิ้นบนกระดานหลุม แต่มีปรากฏการณ์ของการเชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟโดยไม่ตั้งใจ ซึ่งทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากไหม้และแม้แต่กระดานทั้งหมดก็ถูกทำลายและต้อง เชื่อมอีกแล้ว ไม่รู้จะแก้ยังไงดี?

ประการแรก ความประมาทเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้ว่าจะเป็นเพียงการแยกแยะสายไฟสองเส้นที่เป็นบวกและลบ สีแดงและสีดำ อาจถูกเชื่อมต่อเพียงครั้งเดียว เราจะไม่ทำผิดพลาด การเชื่อมต่อสิบครั้งจะไม่ผิดพลาด แต่เป็น 1,000 ครั้งเหรอ? แล้ว 10,000 ล่ะ? ในเวลานี้มันยากที่จะพูดเนื่องจากความประมาทของเราทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และชิปบางส่วนหมด สาเหตุหลักคือ ส่วนประกอบของทูตในปัจจุบันมีมากเกินไปพังทลายลง ดังนั้นเราจึงต้องใช้มาตรการเพื่อป้องกันการเชื่อมต่อย้อนกลับ .

มีวิธีที่ใช้กันทั่วไปดังนี้:

01 วงจรป้องกันการย้อนกลับชนิดไดโอดซีรีส์

ไดโอดไปข้างหน้าเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่อินพุตกำลังไฟฟ้าบวก เพื่อใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะของการนำไฟฟ้าไปข้างหน้าและเครื่องตัดกลับด้านได้อย่างเต็มที่ ภายใต้สถานการณ์ปกติ ท่อรองจะทำหน้าที่และแผงวงจรทำงาน

เมื่อย้อนกลับแหล่งจ่ายไฟ ไดโอดจะถูกตัด แหล่งจ่ายไฟไม่สามารถสร้างลูป และแผงวงจรไม่ทำงาน ซึ่งสามารถป้องกันปัญหาของแหล่งจ่ายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ

02 วงจรป้องกันการย้อนกลับชนิดสะพานวงจรเรียงกระแส

ใช้บริดจ์เรกติไฟเออร์เพื่อเปลี่ยนกำลังไฟฟ้าเข้าเป็นอินพุตที่ไม่มีขั้ว ไม่ว่าแหล่งจ่ายไฟจะเชื่อมต่อหรือกลับด้านก็ตาม บอร์ดก็ทำงานได้ตามปกติ

หากไดโอดซิลิคอนมีแรงดันตกคร่อมประมาณ 0.6~0.8V ไดโอดเจอร์เมเนียมก็มีแรงดันตกคร่อมประมาณ 0.2~0.4V หากแรงดันตกคร่อมมีขนาดใหญ่เกินไป หลอด MOS สามารถใช้สำหรับการบำบัดป้องกันปฏิกิริยา แรงดันตกคร่อมของท่อ MOS มีขนาดเล็กมาก มากถึงไม่กี่มิลลิโอห์ม และแรงดันตกคร่อมแทบไม่มีค่าเลย

03 วงจรป้องกันการย้อนกลับของหลอด MOS

หลอด MOS เนื่องจากการปรับปรุงกระบวนการ คุณสมบัติของตัวเอง และปัจจัยอื่นๆ ความต้านทานภายในนำไฟฟ้ามีขนาดเล็ก จำนวนมากมีระดับมิลลิโอห์ม หรือแม้กระทั่งเล็กกว่า ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าตกของวงจร การสูญเสียพลังงานที่เกิดจากวงจรมีขนาดเล็กเป็นพิเศษ หรือแม้กระทั่งเล็กน้อย ดังนั้นให้เลือกหลอด MOS เพื่อป้องกันวงจรเป็นวิธีที่แนะนำมากกว่า

1) การป้องกัน NMOS 

ดังที่แสดงด้านล่าง: ในขณะที่เปิดเครื่อง ไดโอดปรสิตของหลอด MOS จะเปิดขึ้น และระบบจะเกิดการวนซ้ำ ศักยภาพของแหล่งกำเนิด S อยู่ที่ประมาณ 0.6V ในขณะที่ศักยภาพของเกต G คือ Vbat แรงดันไฟฟ้าเปิดของหลอด MOS สูงมาก: Ugs = Vbat-Vs, เกตสูง, ds ของ NMOS เปิดอยู่, ไดโอดปรสิตลัดวงจร และระบบสร้างลูปผ่านการเข้าถึง ds ของ NMOS

ถ้าแหล่งจ่ายไฟกลับด้าน แรงดันไฟฟ้าออนของ NMOS จะเป็น 0, NMOS ถูกตัดออก, ไดโอดปรสิตจะกลับด้าน และวงจรถูกตัดการเชื่อมต่อ จึงสร้างการป้องกัน

2) การป้องกัน PMOS

ดังที่แสดงด้านล่าง: ในขณะที่เปิดเครื่อง ไดโอดปรสิตของหลอด MOS จะเปิดขึ้น และระบบจะเกิดการวนซ้ำ ศักยภาพของแหล่งกำเนิด S อยู่ที่ประมาณ Vbat-0.6V ในขณะที่ศักยภาพของเกต G เท่ากับ 0 แรงดันไฟฟ้าในการเปิดของหลอด MOS สูงมาก: Ugs = 0 – (Vbat-0.6) เกตจะทำงานเป็นระดับต่ำ , ds ของ PMOS เปิดอยู่, ไดโอดปรสิตเกิดการลัดวงจร และระบบจะสร้างลูปผ่านการเข้าถึง ds ของ PMOS

ถ้าแหล่งจ่ายไฟกลับด้าน แรงดันไฟฟ้าออนของ NMOS มากกว่า 0, PMOS ถูกตัดออก, ไดโอดปรสิตจะกลับด้าน และวงจรถูกตัดการเชื่อมต่อ จึงสร้างการป้องกัน

หมายเหตุ: หลอด NMOS สตริง ds ไปยังอิเล็กโทรดลบ หลอด PMOS สตริง ds ไปยังอิเล็กโทรดบวก และทิศทางของไดโอดปรสิตจะหันไปทางทิศทางกระแสไฟที่เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง

การเข้าถึงขั้ว D และ S ของหลอด MOS: โดยปกติเมื่อใช้หลอด MOS ที่มีช่อง N กระแสโดยทั่วไปจะเข้าจากขั้ว D และไหลออกจากขั้ว S และ PMOS เข้าและ D ออกจากขั้ว S และสิ่งที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้นเมื่อใช้ในวงจรนี้ สภาวะแรงดันไฟฟ้าของหลอด MOS จะเป็นไปตามการนำของไดโอดปรสิต

ท่อ MOS จะเปิดอย่างสมบูรณ์ตราบใดที่มีการสร้างแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมระหว่างขั้ว G และ S หลังจากดำเนินการจะเหมือนกับสวิตช์ปิดระหว่าง D และ S และกระแสมีความต้านทานเท่ากันจาก D ไป S หรือ S ไป D

ในการใช้งานจริง โดยทั่วไปขั้ว G จะเชื่อมต่อกับตัวต้านทาน และเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อ MOS พัง จึงสามารถเพิ่มไดโอดควบคุมแรงดันไฟฟ้าเข้าไปได้ ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานกับตัวแบ่งจะมีเอฟเฟกต์การสตาร์ทแบบนุ่มนวล ในขณะที่กระแสไฟฟ้าเริ่มไหล ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จ และแรงดันไฟฟ้าของขั้ว G จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น

สำหรับ PMOS เมื่อเปรียบเทียบกับ NOMS แล้ว Vgs จะต้องมากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่เกณฑ์ เนื่องจากแรงดันเปิดสามารถเป็น 0 ความแตกต่างของแรงดันระหว่าง DS จึงมีไม่มาก ซึ่งมีข้อได้เปรียบมากกว่า NMOS

04 การป้องกันฟิวส์

ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปจำนวนมากสามารถมองเห็นได้หลังจากเปิดส่วนแหล่งจ่ายไฟด้วยฟิวส์ ในแหล่งจ่ายไฟกลับด้าน มีการลัดวงจรในวงจรเนื่องจากกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ จากนั้นฟิวส์จะถูกเป่า มีบทบาทในการปกป้อง วงจร แต่การซ่อมและเปลี่ยนแบบนี้จะยุ่งยากกว่า