ハードウェアエンジニアの多くのプロジェクトはホールボード上で完了しますが、電源のプラスとマイナスの端子を誤って接続してしまう現象があり、これにより多くの電子部品が焼損し、さらにはボード全体が破壊されます。また溶接されてしまうのですが、どのような良い解決方法があるでしょうか？
まず、不注意は避けられませんが、プラスとマイナスの2本の線、赤と黒を区別するだけですが、一度配線すれば間違いはありません。 10 個の接続は問題ありませんが、1,000 個になるとどうでしょうか。 10,000はどうでしょうか？現時点では、私たちの不注意により一部の電子部品やチップが焼損したとは言い切れませんが、主な原因は電流が流れすぎてアンバサダー部品が故障したためであるため、逆接続を防ぐ措置を講じる必要があります。
一般的に使用される方法としては次のようなものがあります。
01 ダイオード直列型逆方向保護回路
順方向導通と逆方向遮断というダイオードの特性を最大限に活用するために、正電源入力に順方向ダイオードが直列に接続されています。通常の状況では、二次管が導通し、回路基板が動作します。
電源が逆になると、ダイオードが切断され、電源がループを形成できなくなり、回路基板が動作しなくなるため、電源の問題を効果的に防ぐことができます。
02 整流ブリッジ型逆方向保護回路
整流器ブリッジを使用して電源入力を無極性入力に変更すると、電源が接続されているか逆にされているかに関係なく、ボードは正常に動作します。
シリコンダイオードの圧力降下が約0.6〜0.8Vの場合、ゲルマニウムダイオードの圧力降下も約0.2〜0.4Vです。圧力降下が大きすぎる場合は、MOSチューブを反応防止処理に使用できます。 MOS チューブの圧力損失は非常に小さく、最大数ミリオームであり、圧力損失はほとんど無視できます。
03 MOS管逆方向保護回路
MOSチューブは、プロセスの改善やその特性などの要因により、導通内部抵抗が小さく、多くはミリオームレベル、またはそれよりも小さいため、回路の電圧降下、回路による電力損失は特に小さいか、無視できるほどです。ですので、回路を保護するためにMOSチューブを選択することをお勧めします。
1) NMOS保護
以下に示すように: 電源投入の瞬間、MOS 管の寄生ダイオードがオンになり、システムはループを形成します。ソースＳの電位は約０．６Ｖ、ゲートＧの電位はＶｂａｔである。 MOS チューブの開放電圧は非常に高く、Ugs = Vbat-Vs、ゲートはハイ、NMOS の ds はオン、寄生ダイオードは短絡し、システムは NMOS の ds アクセスを通じてループを形成します。
電源が逆流すると、NMOSのオン電圧が0となり、NMOSがカットオフし、寄生ダイオードが逆流して回路が切断され、保護がかかります。
2) PMOS保護
以下に示すように: 電源投入の瞬間、MOS 管の寄生ダイオードがオンになり、システムはループを形成します。ソース S の電位は約 Vbat-0.6V ですが、ゲート G の電位は 0 です。MOS チューブの開放電圧は非常に高く、Ugs = 0 – (Vbat-0.6)、ゲートはローレベルとして動作します。 、PMOS の ds がオンになり、寄生ダイオードが短絡し、システムは PMOS の ds アクセスを通じてループを形成します。
電源が逆流されると、NMOS のオン電圧は 0 より大きくなり、PMOS はカットオフされ、寄生ダイオードが逆流され、回路が切断されて保護が形成されます。
注: NMOS チューブは負極に接続され、PMOS チューブは正極に接続され、寄生ダイオードの方向は正しく接続された電流の方向になります。
MOS 管の D 極と S 極のアクセス: 通常、N チャネルの MOS 管を使用する場合、電流は一般に D 極から入って S 極から流れ出し、PMOS は S 極から入って D 極から出ます。この回路に適用すると、MOS チューブの電圧条件は寄生ダイオードの導通を通じて満たされます。
MOS 管は、G 極と S 極の間に適切な電圧が確立されている限り、完全にオンになります。導通後は、DとSの間でスイッチが閉じられたようなもので、電流はDからS、またはSからDに同じ抵抗になります。
実際のアプリケーションでは、G 極には抵抗が接続されるのが一般的ですが、MOS 管の破壊を防ぐために電圧調整ダイオードを追加することもできます。分圧器に並列に接続されたコンデンサにはソフトスタート効果があります。電流が流れ始めるとコンデンサが充電され、G極の電圧が徐々に上昇していきます。
PMOS の場合、NOMS と比較して、Vgs はしきい値電圧よりも大きい必要があります。開放電圧を0にできるため、DS間の圧力差が大きくならず、NMOSに比べて有利です。
04 ヒューズ保護
一般的な電子製品の多くは、ヒューズ付きの電源部分を開いた後に見られます。電源が逆流され、大電流による回路の短絡が発生し、ヒューズが切れて、製品を保護する役割を果たします。しかし、この方法では修理や交換がより面倒になります。
投稿日時: 2023 年 7 月 10 日
