Плата защиты от переполюсовки своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Как известно, многие самодельные, а также фабричные устройства часто не имеют защиты от не правильного включения полярности питания, иными словами не имеют защиты от переполюсовки питания. В частности, это относится к разным самоделкам, а также к готовым устройствам, усилителям звука, врезным звуковым модулям и т.д.

Любой пользователь, по невнимательности случайно может перепутать полярность питания, после чего в подавляющем большинстве случаев устройству может потребоваться срочная помощь в виде ремонта. А может случиться даже так, что устройство после таких издевательств просто-напросто придет в негодность, и никакой ремонт уже на поможет вернуть его к жизни.

Для того, чтобы избежать такой неприятной ситуации, следует использовать защиту от переполюсовки. Они бывают разные. Один из популярных вариантов — это применение по питанию диодов или диодных мостов, которые способны пропускать ток только в одном направлении и тем самым предотвращая вероятность переполюсовки. Это довольно бюджетное и наиболее простое решение. Но есть и минус у такого метода защиты, а именно, наличие падения напряжения на диоде. Не стоит забывать также то, что при больших токах и наличии падения напряжения, диоды довольно неслабо нагреваются и если не использовать охлаждение, то они могут выйти из строя.

Например, на данном усилителе звука с микросхемой TDA7377 установлен диодный мост.

В данном случае в первую очередь он используется здесь как выпрямитель напряжения при питании от источника тока с переменным напряжением. А вот если устройство подключить к источнику питания с постоянным напряжением, то данный диодный мост работает именно как защита от переполюсовки. И как бы мы не подключали аккумулятор, диодный мост предотвратит переполюсовку, пропуская ток в правильном направлении.

А если бы вместо диодного моста был просто диод по плюсу, то при неправильном подключении питания (переполюсовке) диод не пропустит ток и усилитель просто не включится.

Но, как говорилось выше, и диодного моста и диод имеют падение напряжения. Чтобы это продемонстрировать, автор YouTube канала «Radio-Lab» произвел замер напряжения до и непосредственно после диодного моста.


Как видим, напряжение на аккумуляторе составляет 12,06В, а уже после диодного моста напряжение примерно на 1,5В ниже. Вроде бы потери не такие уж и большие, но это в свою очередь повлияет на мощность усилителя, в итоге она будет немного ниже и часть энергии аккумулятора пойдет на нагрев диодного моста.

Давайте рассчитаем потери и тепловыделение на диодном мосту. Например, при токе нагрузки 2А и падении напряжения на диодном мосту в 1,5В, тепловыделение на диодном мосту составит порядка 3Вт. А дополнительные потери не есть плюсом, особенно при питании усилителя звука или другого устройства от аккумулятора, где энергию желательно тратить экономно и ее количество в аккумуляторе ограничено.

Вот для сравнения падения напряжения на обычном диоде:


Как видим оно составляет около 0,4В. На диоде Шоттки падение напряжения уже ниже и составляет 0,2В.

Падение напряжения на диодном мосту самое большое и составляет 0,6В.

Во время нагрузки, падения напряжения могут быть немного выше. По сути, перепутать полярность питания можно не часто, зато потеря при наличии падения на диодах или диодном мосту буду постоянными и как следствие будет нагрев, что в свою очередь ведет к необходимости в охлаждении. Как видим, диоды в качестве защиты от переполюсовки использовать можно, они работают, но хочется все же защиту получше, чтобы не было нагрева, потери были минимальными, и хорошими рабочими токами.
Автор предлагает одну простую, но довольно хорошую схему защиты от переполюсовки по питанию на мощном полевом транзисторе.

Данная схема подойдет для защиты устройств с однополярным питанием. Силовой транзистор полевой — IRF1405 мощный N-канальный.


Такой транзистор способен коммутировать достаточно большой ток и в свою очередь имеет довольно небольшое сопротивление, из-за чего падение напряжения практически не будет, а, следовательно, практически полностью будет отсутствовать нагрев, или он будет минимальным, не будет таких потерь, как на диодах.

Автор нарисовал для данной схемы защиты вот такую миниатюрную платку.

Работа схемы предельно проста: если все правильно подключено, транзистор открыт, и ток проходит через транзистор.

При не правильном подключении полярности питания транзистор закрывается, тем самым создавая разрыв в цепи питания и попутанный плюс дальше транзистора не проходит.

На радиорынке были куплены все необходимые детали для сборки платы защиты.

В первую очередь автор устанавливает резистор 100кОм на место и припаивает его.

Дальше займемся установкой стабилитронов на 15В 0,5Вт, обязательно соблюдая полярность по меткам катодов.

Далее установка неполярный конденсатор емкостью 0,1мкФ.

Теперь клеммники на вход и выход питания.

Плата практически готова, остался всего один элемент — силовой транзистор. Для его установки автор согнул ножки транзистора — вот так:


И установил его на свое место. Получилась вот такая небольшая и удобная плата защиты от переполюсовки по питанию для усилителей и устройств с однополярным питанием. Однополярное питание — это где есть два провода питания: плюс и минус.

После окончания пайки плату необходимо помыть от остатков флюса, чтобы все было чисто и красиво.

А теперь давайте проверим работоспособность собранной нами платы защиты. Для проверки платы подключим к ее входу аккумулятор с напряжением питания 12,1В. К выходу платы автор подключил щупы мультиметра. Сначала подключаем аккумулятор правильно, соблюдая полярность.

Как видите, на выходе платы есть напряжение, а падение напряжения такое низкое, что мультиметр его не замечает.
Теперь меняем полярность питания и подключаем аккумулятор, перепутав плюс с минусом.

Как видим, транзистор закрылся, плата защиты сработала и уже ничего не пропускает, тем самым защищает устройство (в данном примере мультиметр) от переполюсовки. Если снова подключить питание правильно, то транзистор откроется и на выходе платы появится напряжение аккумулятора. Отлично, плата работает.
После того, как мы протестировали самодельную плату и убедились в ее работоспособности, можно подключать плату защиты к усилителю звука. Усилитель будем использовать самый простой на микросхеме TDA7377 без какой-либо защиты от переполюсовки, и если спутать полярность питания, то, как минимум взорвется полярный конденсатор по питанию и сгорит микросхема.

Плата защиты подключается в разрыв плюса и минуса питания усилителя, на котором существует вероятность переполюсовки. Провода питания выходящие с платы защиты к плате усилителя обязательно подключаем соблюдая полярность.

Все, теперь наш усилитель имеет защиту, и переполюсовка ему не страшна. Подключаем питание правильно.

Как видим, светодиод на усилителе засветился, все хорошо, питание усилителя есть. А теперь, подключаем питание перепутав полярность.

Как видим, ничего не задымило и светодиод на плате усилителя не светится, следовательно, питание на усилитель не поступает, а значит наша самодельная плата защиты работает и свою задачу полностью выполняет.

Эту плату можно использовать для защиты от переполюсовки усилителей звука с однополярным питанием, в том числе и усилителей D класса тоже, портативных колонок и многих других устройств. Помните, если есть хоть малейшая вероятность перепутать полярность питания, то в нужный момент, как минимум, защита от переполюсовки сохранит вам деньги и защитит ваше изделие от случайной переполюсовки и как следствие поломки.

Важно также понимать, что в одних случаях удобнее использовать диоды или диодный мост как защиту от переполюсовки, а в других собранную плату защиты, это уже надо смотреть по задачам. Пробуйте, собирайте и повторяйте. Архив с платой можно скачать ЗДЕСЬ.
Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Защита от переполюсовки на реле

Во избежание выхода из строя зарядного устройства при переполюсовке необходимо использовать специальные схемы защиты. Самой простой и доступной для повторения защитой является защита от переполюсовки на реле. При использовании реле, возникают свои небольшие преимущества и некоторые недостатки, о которых мы сегодня и поговорим.

Защита от переполюсовки на реле

Одной из самых популярных вариантов защиты является защита на полевике. Но иногда возникает проблема с настройкой схемы, подбором полевика, да и стоит он относительно не дешево. А вот небольшое реле скорей всего уже есть у каждого автомобилиста в гараже.

Основу схемы составляет реле, обмотка которого подключена через диод VD2. При подключении АКБ правильной полярностью, ток пройдет через обмотку и диод VD2, реле включит контактную группу и пойдет процесс зарядки. При неправильной полярности — диод VD2 не дает включиться реле.

Схема также включает в себя два светодиода, которые включены разнополярно, в зависимости от того, какой полярностью будет подключена АКБ, такой светодиод и будет светиться.

Диод VD1 – гасит импульсы, которые возникают при срабатывании реле. Кнопка КН1 – кнопка без фиксации, используется для ручного старта зарядного. При подключении к зарядному устройству сильноразряженного аккумулятора (ниже 8 В) может возникнуть случай, когда напряжения АКБ недостаточно для включения реле. Тогда необходимо нажать кнопку, запустить зарядное устройство вручную и после чего уже подключать АКБ. Необходимо знать, что при ручном старте защита от переполюсовки НЕ РАБОТАЕТ.

Как сделать защиту от переполюсовки?

Такую защиту  мы установим в зарядное устройство, собранное из блока питания компьютера. Плату со светодиодами можно изготовить из небольшого кусочка макетки или текстолита.

Реле необходимо подбирать минимум на 15 А, но лучше установить с запасом на 30-40 А. Крепить его через ушко к корпусу, так оно не занимает много места.

Кнопку и светодиоды лучше вывести на верхнюю или лицевую панель.

Защита от переполюсовки на реле – тесты

Зарядное устройство включено в сеть, работает вентилятор.

Подключена АКБ неправильной полярностью – загорается красный светодиод.

Подключена АКБ правильной полярностью – загорается зеленый светодиод, включается реле и начинается зарядка.

Недостатки и преимущества защиты от переполюсовки на реле

Преимущества:

• простота схемы;
• надежность;
• нет дорогих и дефицитных компонентов.

Недостатки:

• не спасает от короткого замыкания;
• защищает от переполюсовки только в момент установки АКБ на зарядку. При подключении следующей батареи, необходимо отключать и перезапускать зарядное, для возвращения реле в исходное состояние.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

Самовосстанавливающаяся защита от переполюсовки за 5 минут

Во время тестирования своих электронных изделий, подключения зарядного устройства к кислотным автомобильным АКБ, по неосторожности или в спешке при подключении питания происходит переполюсовка, что в некоторых случаях может пагубно сказаться на тестируемом приборе, АКБ.( хындык микроконтроллерам, взрыв конденсаторов и.т.д.)

Чтобы защитить свои схемы и ЗУ от губительной переполюсовки, многие включают в схему диод, (проводит электричество в одном направлении), для невозможности течь току в обратном направлении, тем самым исключая нанесения вреда электронным компонентам вашего девайса. Но проблема с этим подходом заключается в том, что данная схема не будет работать, пока вы не измените полярность, что иногда не представляется возможным, (при тестировании).

Чтобы не парится с переполюсовкой, предлагаю простенькую схемку для тестирования и подключения ваших электронных шедевров и АКБ авто. Стоит лишь включить в цепь не большую надстроечку. Вам больше не придется беспокоиться по поводу переполюсовки и поиска адаптера постоянного тока, который в нужный момент где то там…

Эта схема использует выпрямительный мост, который встроен во все адаптеры питания. Просто подключите первый попавшийся блок питания по схеме (не беспокоясь о полярности). Подключайте постоянный либо переменный ток, это совсем не критично для данной схемы, плюс или минус так же не важно.

Единственный недостаток схемы это то, что выпрямительный мост съедает некоторое напряжение, нужно будет учитывать этот факт при тестировании и подключении АКБ,( добавить напряжение на ЗУ), если это для вас критично при тестировании.
Можно использовать готовый мост, соответствующий вашим запросам.

Либо изготовить из 4 диодов необходимой вам мощности

Дешево и сердито! Удачи! Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Защита от переполюсовки зарядного устройства

Защита от переполюсовки зарядного устройства вещь очень полезная, а иногда и необходимая. Случайно неправильно подключенная автомобильная АКБ может напрочь угробить зарядное или АКБ. Для защиты от «дурака» на практике применяют основные три вида защиты: схемы на тиристоре, простая защита с помощью реле и схема от переполюсовки на полевом транзисторе.

Защита от переполюсовки зарядного устройства на реле или тиристоре имеют свои недостатки. Схемы на тиристоре довольно практичные и простые, но имеют потери напряжения на самом тиристоре около 2В, а в некоторых автомобильных зарядных при использовании такой схемы уже нечем будет заряжать АКБ. Защита от переполюсовки на реле имеет инертность, что тоже не всегда хорошо, а полностью разряженная батарея может не запустить реле. При сборке зарядного устройства из блока питания компьютера рационально применять схему на полевике.

Схема защиты зарядного устройства

Рассмотрим поближе схему защиты от переполюсовки на полевом транзисторе. Потери напряжения на полевом транзисторе минимальные, а время срабатывания не более 1мкСек.

Работает схема вот таким образом. При правильном подключении полевой транзистор открыт, и весь ток поступает на выход схемы. При коротком замыкании, перегрузке, или переполюсовке падение напряжения на шунте и полевом транзисторе достаточно, что бы сработал маломощный биполярный транзистор. Когда транзистор сработал, он замыкает затвор полевого транзистора на землю, закрывая его полностью.

Через открытый переход маломощного транзистора поступает питание на светодиод. Параллельно светодиоду можно подключить бузер с генератором для звуковой индикации.

При срабатывании защиты полевой транзистор не греется, схема в таком состоянии может находиться довольно долго, пока не устранится короткое замыкание. От сопротивления шунта зависит ток срабатывания защиты.

Защита от переполюсовки зарядного устройства своими руками

Вот таким вот получился блок защиты от переполюсовки зарядного устройства.

Используемый полевой транзистор – IRFZ44N (можно заменить любым аналогом). Маломощный транзистор BC239C (или другой n-p-n аналог). Диод – 1N4007.

Шунт использовался от старого китайского мультиметра, защита при таком шунте срабатывает при токе 10А.

Тест с почти максимальной нагрузкой.

Имитация короткого замыкания.

Как видим эта защита зарядного устройства спасает не только от переполюсовки, но и от короткого замыкания или перегрузки. При использовании данной схемы в трансформаторных зарядных устройствах необходимо исключить скачки напряжение и как можно лучше его сгладить.

Демонстрация работы защиты.

Кому интересен вариант печатки защиты от переполюсовки на полевике, плату в формате lay может скачать в конце статьи. В качестве шунтов в ней используются два резистора по 0,1 Ом; 5 Вт (при таких значениях защита срабатывает при токе 11-12 А). При желании можно самостоятельно дополнить плату бузером с генератором или оставить, как есть.

VK

Facebook

Twitter

Odnoklassniki

comments powered by HyperComments

Защита зарядного устройства и аккумуляторов от переполюсовки

Один добрый человек спросил совета по поводу вариантов схем защиты зарядного устройства и аккумулятора от неверной полярности подключения батареи к устройству.

(Слишком) простое решение

Работают эти схемы довольно просто, рассмотрим первую, что слева на картинке ниже, которая с N-канальным мощным полевым транзистором.

• В случае, если аккумуляторная батарея не подключена, или подключена в неверной полярности — маломощный управляющий полевик Т2 остаётся закрыт (ноль через R2 или плюс от батареи на затворе относительно истока), а следовательно — и мощный не открывается (ноль на затворе Т1 благодаря R1). Тока нет.
• При правильном подключении аккумулятора маленький полевик открывается (от аккумулятора минус на затворе p-канального МДП) и открывает большой (через открытый канал T2 на затвор Т1 поступает «+»). Цепь замкнута низким сопротивлением канала мощного полевого транзистора — аккумулятор подключен к зарядному устройству.

Собирать не советую

К сожалению, у обеих схем, как они изображены на картинке выше, есть серьёзные проблемы.

1. Не предусмотрена защита затворов от перенапряжения. Да, аккумулятор всего лишь на 12 Вольт — всё вроде бы хорошо, да и зарядное устройство скорее всего много большего напряжения не выдаст. Но если при отключенном аккумуляторе коснуться минусовой клеммы в схеме 1 или плюсовой в схеме 2 (весьма вероятное событие, не правда ли?) — с высокой вероятностью затвор маломощного транзистора будет пробит: ёмкость затвора мала, сопротивление в 10кОм и выходная ёмкость мощного полевика не защитят от броска напряжения в сотни вольт, который может быть спровоцирован, скажем, заряженной до нескольких киловольт (от трения о брюки хозяина) ёмкостью тельца кошки, а уж тем более — человека (погладившего своего любимца, или просто вставшего с дивана) 😉
2. Нету «антизвонных» резисторов в цепях затворов. Такое ещё дозволительно, если маломощный полевой транзистор управляется от какой-нибудь быстродействующей логики. Во всех остальных случаях рекомендуется включать резистор (в данном случае, где-нибудь в несколько сотен Ом) в цепь затвора во избежание возникновения паразитной генерации. Генерация может возникнуть при переходных процессах, когда транзистор работает в линейном режиме. В этом случае возможны всяческие «чудеса» в работе схемы, которые порою не отследить даже на хорошем осциллографе, т.к. и частота весьма высока, и при подключении щупа генерация может срываться…
3. Во второй схеме, что на мощном p-канальном МДП транзисторе, казалось бы, присутствует очень удобная возможность измерять напряжение на батарее без влияния падения напряжения на канале полевого транзистора. Увы, эта возможность может выйти боком: при неподключенной батарее обратная связь разорвана и преобразователь зарядного устройства может пойти в разнос.

Предлагаю

1. Использовать маломощный биполярный транзистор в качестве управляющего, если, конечно, речь не идёт о зарядке каких-нибудь сверх-миниатюрных аккумуляторов, где каждые 100мкА на счету.
2. Защитить мощный полевик от возбуда и пробоя затвора, пусть даже пробой и не шибко вероятен для мощников в этих схемах.

• R1, R2, R4 = 10 кОм
• R3 = 470 Ом
• VD1 — стабилитрон на 15 Вольт
• VT1 — IRFP150N или любой другой подходящий мощный МДП транзистор
• VT2 и VD2 — маленькие 😉

Схему вполне можно переделать на p-канальном полевом транзисторе и npn биполяре по аналогии. Но если, конечно, нету необходимости измерять с точностью до единиц милливольт напряжение на батарее уже имеющимся зарядным, которое меряет это напряжение относительно своего минусового вывода, т.е. можно пренебречь падением на открытом канале n-канального МДП транзистора (сопротивление лишь несколько миллиОм!), тогда я настоятельно рекомендовал бы запользовать n-канальный мощный полевой транзистор. Т.к. будет он либо раза в 3 лучше, либо раза в 3 дешевле при похожих параметрах, нежели его p-канальный собрат.

Так же допустимо использование МДП транзисторов в качестве управляющих, как в оригинале, но при соблюдении необходимых мер защиты. Правда, я лично не совсем понимаю, зачем это может быть нужно, потому и не нарисовал.

Внимание: данная схема не защищает зарядное устройство от подачи напряжения на выходы при правильно подключенном аккумуляторе и отсутствии напряжения питания зарядного устройства. Для организации такой защиты, из-за наличия структурного диода, шунтирующего канал полевого транзистора, потребуется применить ещё один мощный ключ.

Устройство защиты от переполюсовки для зарядного устройства.

Простая схема защиты АКБ и зарядного устройства от переполюсовки

Захотел я собрать какой-нибудь зарядник для аккумуляторов. И самым первым, что я подумал собрать — это зашита от переполюсовки на реле. Приведённая ниже простая схема для защиты зарядного и АКБ под силам любому, даже начинающему радиолюбителю.

Но при поисках в интернете нужной схемы, не нашел ничего похожего. А до этого год назад видел. По памяти нарисовал схему и готов поделится с вами.

Это устройство нужно для защиты вашего аккумулятора и зарядки от поломки, не давая перепутать клеммы местами, сохранит вас от многих проблем.

Вот схема устройства от переполюсовки для зарядных устройств на реле.

Элементы:

R1 = 510
Rel2 = 12В (Любое на 12В 10-15А, снял с бывшего UPS для компьютера, можно с авто)

VD1-3= 1N4007 (или подобные).

Хотя VD3 не обязательно ставить, можно поставить перемычку вместо него. VD1 от самоиндукции катушки реле.

Работает устройство так. Когда у вы подключаете аккумулятор, оставшийся в нем заряд проходит через реле и замыкает контакты, тем самым подавая ток от зарядника на аккумулятор.

Если же вы подключите не правильно провода на аккумулятор, то VD2 не даст пройти электричеству не реле и зарядка не начнется. А вместо зарядки загорится светодиод, сигнализируя о том, что не правильно подключена зарядка.

Вот устройство защиты от переполюсовки для зарядного устройства на печатной плате.

Печатка устройства защиты от переполюсовки для зарядного устройства.

Вы можете по этой ссылке скачать печатку Sprint-Layout 5.0 устройства защиты от переполюсовки для зарядного устройства

Источник:malmon.ru

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Простой светодиодный фонарик

Светодиодный фонарик своими руками и зарядное устройство к нему.

Уже давно известно, что фонарики на светодиодах очень экономичны, малогабаритны и имеют более продолжительный срок службы. Светодиодный фонарик можно легко сделать своими руками или переделать имеющийся ламповый. Для этого нужны яркие светодиоды повышенной мощности.

Светодиоды потребляют меньший ток, долговечней и надежней по сравнению с лампочкой. К тому же они не боятся ударов и тряски.

Подробнее…

• Самодельное автоматическое зарядное устройство для АКБ

Простое зарядное устройство с регулировкой тока и контролем заряда для автомобильного аккумулятора

Аккумуляторная батарея — один из важных элементов в автомобиле. За ней нужно следить и вовремя заряжать, особенно зимой, а также когда долго автомобиль не эксплуатируется. Для этого нужно зарядное устройство. Можно купить, а можно собрать из недорогих деталей, что обойдётся гораздо дешевле  магазинного, а по характеристикам и надёжности превосходящего некоторые продающиеся сейчас экземпляры.

Переделав целую кучу зарядных устройств, наконец собрал довольно простое ЗУ с регулировкой тока и автоматическим контролем заряда.

Подробнее…

• Ремонт зарядного устройства «Рассвет» своими руками

Устройство зарядное «Рассвет» модель КМ-14 хоть и выпускалось ещё в 80-х годах, но ещё используется у некоторых автовладельцев для зарядки АКБ.

Несколько раз приносили в ремонт данное устройство, поэтому решил написать небольшую статью с фото и таблицей напряжений, возможно кому-то пригодится.

Подробнее…

Популярность: 18 280 просм.