Защита от неправильного подключения к источнику электроэнергии

ilshat

Созрела идея. Чтобы не сжигать устройство при неправильном подключении к источнику энергии (например подключение зарядного устройства к автомобильному аккумулятору) можно использовать включенный последовательно диод. Но диод забирает много энергии и сильно греется, к тому же с ним все равно нет гарантии.
Предлагаю следующее (смотри рисунок)

Реле последовательно с диодом (можно добавить сопротивление, если реле на меньшее напряжение источника напряжения) подключается на вход устройства. Если правильная полярность, то реле сработает и подключит устройство.
Плюсы: 100% защита и ничего не греется.
Минусы: потребляет немного энергии, дребезг контактов реле при включении ( можно избавиться RC цепочкой) особого влияния не оказывает.

Также можно защитить выход устройства, если на него подключать источник энергии

Кто что думает?

Да, забыл. Не мешало бы добавить паралельно катушке реле диод для защиты от наведенного обратного напряжения на катушке

Modris

variant horoshij, no toljko jeslji toki bolshije.
Nje proshe lji ispoljzovatj cvetnije klemmi? Krasnij dlja + a 4ernij dlja -???

SAN

Имеет право на жизнь.
Есть ещё один минус - надо вскрывать корпус, с потерей гарантии.

Я свои зарядники к акк. в автомобиле через гнездо прикуривателя подключаю.
Аналогичный разъём поставил в домашний источник (переделанный БП от писюка старого)

ilshat

Обычно путают полярность в спешке(например соревнования). Не везде поставишь разъемы.А корпус можно не вскрывать, а сделать маленькую коробочку с 4-я выводами.

Gryphus

Cуществует такая схема.
Мощный МОП-транзистор работает в инверсном режиме. Падение напряжения на нем значительно меньше чем на диоде. Единственное ограничение - входное напряжение не более 20 В (предельное напряжение затвор-исток транзистора).

Aleksey_Gorelikov

A что, бюджетный вариант кого-то подводил? Обычно ж стоит диод паралельно питанию в обратной полярности, а перед ним - предохранитель. Перепутал питание - диод открылся и предохранитель сгорел… Правда от дурака это только один раз помогает… Дурак меняет предохранитеь на кусок медной шины 😃

ilshat

На то он и бюджетный , чтобы после ремонтировать или выбросить устройство. Сам так думал, что паралельно диода достаточно. Оказалось недостаточно - сгорело однако устройство ( а диод целый). При включении импульсного обратного напряжения на диоде (время закрытия диода ) очень даже хватает.

SAN

При включении импульсного обратного напряжения на диоде (время закрытия диода ) очень даже хватает.

Не понял, в “бюджетном” варианте при неправильном включении диод в прямом направлении оказывается, его никто не запирает? Диод д.б. достаточно мощным чтоб выдержать ток КЗ через предохранитель и не сгореть раньше его. 😃

V_Alex

На входе - мост из 4-х диодов Шоттки на 40-60 А каждый, на радиаторе. Выход моста намертво припаять ко входу девайса. Тогда на вход моста можно как хошь подключаться. Но дурак наверняка и это обойдет 😈
А идею с релюшкой я уже встречал в каком-то усилителе от “Мастер-Кит”.

ilshat

Диод был достаточно мощный кремниевый. Вместо предохранителя кусок провода сечением 0.4 мм сгорел.Диод живой.Остальное нет.(такую защиту видел в автомобильном приемнике известной модели).Я думаю, даже если диод ставить в разрыв цепи (последовательно), то тоже не поможет защитить.
А диодный мост городить - это потеря энергии впустую.Можно хоть в переменное напряжение подлючать.

7 days later
abalex

Согласен, диод с предохранителем не годится - большинство микросхем при обратном включении сами ведут себя как один диод ( кто не верит - может проверить тестером ). В силовых ключах - диод вообще специально ставится. И при неверном подключении мощный защитный диод и микросхема по-братски будут делить между собой _ток_короткого_замыкания_аккумуляторов_, пока предохранитель ( ампер эдак на 15 ) греется докрасна и плавится. Скорее всего, микросхема не выдержит первая, тем более что у нее проводки, идущие к кристаллу, явно тоньше 0.4 кв. мм. Сам так ПЗУхи в Синклерах жёг в свое время 😃

Так что я бы выбрал защиту на полевике. С реле - вес и контакты, хотя тоже имеет право на существование. Мощный диод Шоттки в разрыв питания - потерь больше, чем у полевика, но делать гораздо проще. Кому что подойдет.

Процессор ( со стабилизатором ) - я бы в любом случае диодом отгородил, и емкость после поставил, чтобы короткие провалы напряжения туда по возможности не доходили ( емкость какое-то время будет держать процессор на себе ).

ilshat

Схема с полевиком интересный вариант, но в нем есть Р-N переход , а это падение напряжения 0.4 вольта.Может я неправ ?
Потом как проверить схему? Только сделать и подключить. Буду пробовать.

Gryphus
ilshat:

Схема с полевиком интересный вариант, но в нем есть Р-N переход , а это падение напряжения 0.4 вольта.Может я неправ ?

Так ведь транзистор открывается и шунтирует свой встроенный p-n-переход. Падение напряжения при токе 1.5 А составило около 12 мВ (транзистор IRL3705N)
PS. резистор на затвор по большому счету не нужен.

tamerlan

Всем привет!
Могу предложить следующий вариант. Использовать обычный диодный мост (под рукой нет средства схему нарисовать). Но смысл в следующем использовать 4 диода соединенных в мост. Тогда при подключении к одним плечам моста не важно что вы подаете туда плюс или минус, на втором плече получаете всегда заданную полярность.

ilshat

«но в нем есть Р-N переход , а это падение напряжения 0.4 вольта». Все правильно, только в обратном направлении. Можно сказать проверка . 😇

Ну, что, поехали дальше.

МOSFET –полевой транзистор ( и так далее) имеет в обратном направлении паралельно полупроводниковый диод (переход). Посмотрите на схеме. В прямом направлении работает как ключ (вначале закрыт или открыт в зависимости от типа)с очень малым падением напряжения (правильнее малым сопротивлением канала),а в обратном как диод. IRL3705N в этой же серии.
Следовательно, при обратном подключении будет очень хорошо пропускать ток и схема не работает.

Gryphus
ilshat:

Следовательно, при обратном подключении будет очень хорошо пропускать ток и схема не работает.

😠 Посмотрите внимательнее на схему, в особенности на плюс и минус по отношению к встроеенному диоду. При правильном включении транзистор открывается и шунтирует диод, при переполюсовке внешнего источника встроенный диод включен в ОБРАТНОМ направлении а транзистор закрыт. Здесь несколько сбивает столку, что транзистор включен в инверсном режиме, т.е. сток и исток поменяны местами. Схемка взята из аппнотов Intrnational rectifier, завтра приду на работу, попробую найти ссылку.
Более того, в реале схема все же работает. Сам делал не раз. 😃

А вот и ссылочка 😃

ilshat

На закуску.
Реле от автомобильной охранной сигнализации на 12V и ток 10А потребляет 30мА и стоит 50 руб новое.
Слышно, как работает.
Транзистор может пробить, и не узнаешь, будешь думать, что все нормально. Правда при больших токах из него пойдет дым (если пробъет).Желательно увеличить ограничение на входное напряжение. Может добавить цепь со светодиодом для контроля целостности защиты. Буду пробовать ради интереса. Схема больно примитивная.

Gryphus
ilshat:

Реле от автомобильной охранной сигнализации на 12V потребляет 30мА и стоит 50 руб новое.
Слышно, как работает.
Транзистор может пробить, и не узнаешь, будешь думать, что все нормально.

Транзистор стоит тоже около того. А вот в плане надежности реле, конечно, ни один транзистор не переплюнет, если нечасто коммутировать небольшие токи 😃 А если залипнет во включенном положении,
и при следующем подключении будет изменена полярность? 😈

ilshat

Электроника против механики на порядок надежнее, понятно.
Если реле залипнет, то и щелкать не будет при включении.
На счет надежности, еще добавить одно реле ( не паралельно, а также, как первое), вероятность залипания уменьшится в 2 раза 😃 ( но это, по моему, слишком)

Тут пришла еще одна идея. Подлючаем светодиод с сопротивлением на вход до включателя. Если горит светодиод, можно включать выключателем прибор. Но это не защита, а контроль. Вероятность сжечь прибор уменьшится.

SAN

Если горит светодиод, можно включать выключателем прибор. Но это не защита, а контроль. Вероятность сжечь прибор уменьшится.

Это уже паранойя.
А если светодиод пробьётся или оборвётся резистор?

BALAL
SAN:

А если светодиод пробьётся или оборвётся резистор?

  • В ремонт без включения! 😃
vovic

Определились бы для начала, что защищаем.
Если зарядник с током до 8 ампер - ставим диод последовательно и не морочим голову. Ну упадет на нем чего то, да и фиг с ним, - зарядка то от автомобильного аккумулятора.
Если регулятор хода к силовому аккумулятору - ничего не ставим, потому как любой коммутатор, хоть реле, хоть ключи, про диод я молчу, слишком много заберет на себя падения напряжения. Тут защиту надо делать конструктивную - на разъемах.