Sử dụng một diode để đảm bảo dòng điện chỉ theo một hướng, mà không gây sụt áp

Để cấp nguồn cho vi điều khiển của tôi (ATmega8), tôi đang sử dụng nguồn điện áp ~ 5,4V. Tôi muốn đảm bảo rằng tôi không vô tình kết nối nguồn điện áp ngược lại và hình dung một diode sẽ là một cách hay để thực hiện điều này vì từ những gì tôi đã học được cho đến nay, một diode cho phép dòng điện chạy theo một hướng và chặn nó trong cái khác

Nhưng những gì tôi cũng học được là điốt tạo ra giọt điện áp. Tôi có một vài trong số các điốt điển hình (1N4001, 1N4148, v.v.) và muốn sử dụng chúng để đạt được kết quả đã nói ở trên mà không làm giảm điện áp vì nó sẽ quá thấp để cung cấp năng lượng cho IC.

Câu hỏi của tôi là, có cách nào để làm điều này với một diode? Hoặc tôi cần một số thành phần khác (nếu vậy, bạn muốn giới thiệu cái gì)?

Bạn không muốn giảm điện áp càng thấp càng tốt. ATmega8 được chỉ định cho hoạt động 2.7 V đến 5.5 V và 5.5 V thực sự là 5.0 V với một số lề. Trong biểu dữ liệu, bạn sẽ thấy nhiều tham số được chỉ định ở 5 V.

Điện áp cung cấp của bạn là ~ 5,4 V. "~" nghĩa là gì? Rằng nó có thể thay đổi vài phần trăm? Cao hơn 3% mang lại cho bạn 5,56 V, nằm ngoài thông số kỹ thuật. Nó sẽ không làm cho AVR đi lên trong ngọn lửa, nhưng đó là một thói quen tốt để bám vào thông số kỹ thuật.

Vì vậy, hãy để điện áp giảm. Cho phép giảm 500 mV. ATmega sẽ chỉ tiêu thụ vài chục mA. Một 1N4148 sẽ giảm xuống thường xuyên 900 mV ở 50 mA, điều mà tôi sẽ chấp nhận một cách vui vẻ, nhưng bạn có thể thấy quá cao. Trong trường hợp đó, hãy tìm Schottky , giống như đề xuất trong các câu trả lời khác. Bạn không muốn một diode Schottky với mức giảm 100 mV , hãy cố tình sử dụng một diode có thông số kỹ thuật tồi hơn. Cái này sẽ giảm 450 mV ở 100 mA.

Một diode thực tế bị giới hạn bởi các định luật vật lý [tm]. Điện áp thực tế sẽ phụ thuộc vào dòng điện và điện áp và thiết bị được sử dụng, nhưng như một hướng dẫn, dưới tải rất nhẹ, một diode Schottky có thể quản lý phần nào dưới 0,3V nhưng điều này thường tăng lên 0,6V + khi tải tiếp cận tối đa cho phép. Các thiết bị hiện tại cao có thể có điện áp chuyển tiếp giảm hơn 1V. Điốt silicon là tồi tệ hơn bởi một yếu tố từ hai đến ba.

Sử dụng MOSFET thay cho diode cung cấp kênh điện trở để điện áp rơi tỷ lệ thuận với dòng điện và có thể thấp hơn nhiều so với diode.

Sử dụng MOSFET kênh P như hình bên dưới sẽ khiến MOSFET được bật khi cực của pin chính xác và tắt khi pin bị đảo ngược. Mạch và những người khác từ đây Tôi đã sử dụng sự sắp xếp này một cách thương mại (sử dụng cách sắp xếp hình ảnh phản chiếu với MOSFET N Channel trong đạo trình mặt đất) trong một số năm với thành công tốt đẹp.

Khi cực của pin KHÔNG chính xác, cổng MOSFET có giá trị dương so với nguồn và 'cổng giao tiếp' của cổng MOSFET bị phân cực ngược, do đó, MOSFET bị tắt.

Khi phân cực pin chính xác, cổng MOSFET âm so với nguồn và MOSFET bị sai lệch chính xác và tải dòng "nhìn thấy" trên FET Rdson = trên tresistance. Bao nhiêu điều này phụ thuộc vào FET được chọn nhưng 10 triệu FET là tương đối phổ biến. Ở 10 mOhm và 1A, bạn chỉ giảm được 10 milli-Volt. Ngay cả một MOSFET có Rdson 100 milliohm sẽ chỉ giảm 0,1 Volt mỗi amp được mang theo - ít hơn nhiều so với một diode Schottky.

Lưu ý ứng dụng TI Mạch ngược dòng / pin bảo vệ

Khái niệm tương tự như trên. Phiên bản kênh N & P. MOSFE được trích dẫn là ví dụ duy nhất. Lưu ý rằng điện áp cổng Vgsth cần phải thấp hơn điện áp pin tối thiểu.

Hai ý tưởng:

1. Sử dụng một diode Schottky thay vì diode tiếp giáp PN thông thường. Điốt Schottky có điện áp giảm ít hơn so với điốt PN.
2. Kết nối các diode trên nguồn cung cấp để nó thường được phân cực ngược. Khi nguồn được kết nối ngược, diode sẽ tiến hành và ngăn điện áp ngược vượt quá mức giảm điện áp chuyển tiếp của diode. Bạn sẽ cần một nguồn cung cấp giới hạn hiện tại hoặc cầu chì ngược dòng của diode để nó không được yêu cầu mang dòng điện không giới hạn.

• Một diode công suất Schottky sẽ giúp bạn giảm điện áp xuống mức 0,2V
• Có nhiều đầu nối có sẵn mà không thể cắm ngược lại.
• Nhiều người sử dụng một đầu nối ba chân với hai dây được gắn vào. Trong trường hợp này, cắm ngược không kết nối cả hai dây.

Các bạn bỏ lỡ làm thế nào để có được một diode giảm điện áp bằng không. Lấy 2 điốt, nói 1Nwhocares. Xu hướng một qua một điện trở, lấy .6V hoặc hơn và áp dụng nó vào cực dương của các diode khác thông qua một điện trở thứ hai. Chạy cực âm của diode thứ hai xuống đất với điện trở thứ ba. Các diode thứ hai bây giờ được thiên vị bởi các diode đầu tiên. Đặt đầu vào nắp vào cực dương của diode thứ hai để cách ly DC. Shazam, tín hiệu AC đầu vào được chỉnh lưu mà không bị sụt điện áp diode đáng kể. Quên các Germanium và Shottkys, tốt nhất là bạn có được như .3 v. Dễ dàng điều chỉnh mạch của tôi để giảm điện áp 0,05. Chỉ cần làm cho dòng điện của diode đầu tiên cao hơn để giảm điện áp cao hơn. Làm cho một so sánh chéo không thực sự đẹp. Nói tốt bởi lỗi pha. Tinh chỉnh? Đặt một nắp trên diode đầu tiên, loại bỏ tiếng ồn. Làm cho điện trở đi tới cực dương của diode thứ hai khá lớn. Giúp với các tín hiệu nhỏ.

Một diode Schottky sẽ là một giải pháp tốt và cuối cùng tôi đã chọn bảo vệ cực tính đường dẫn điện trên bảng phát triển PIC tôi đã thực hiện trong tuần này. Điốt Schottky có sự sụt giảm điện áp rất thấp so với nhiều loại diode khác, đáng chú ý là các loại mục đích chung. Một cách sử dụng phổ biến cho điốt Schottky là sử dụng chúng cho các mạch tần số cao vì chúng có tốc độ chuyển mạch nhanh, mặc dù chúng cũng được biết đến với việc giảm điện áp chuyển tiếp thấp. Tuy nhiên, một nhược điểm của chúng là điện áp đánh thủng tương đối thấp hơn so với các loại diode khác. Nếu bạn chỉ tìm kiếm sự bảo vệ phân cực cho vi điều khiển 3,3v / 5v hoặc ứng dụng điện áp thấp khác, thì điều này có thể lý tưởng cho bạn vì sự sụt giảm điện áp thấp rất hấp dẫn và điện áp sự cố thấp vẫn có thể cao hơn mức bạn cần. Chọn một diode có thông số kỹ thuật phù hợp với sự sụt giảm điện áp tối đa cần thiết của bạn ở mức vẽ hiện tại dự kiến, tải dòng điện tải và điện áp sự cố. Digikey.com làm điều này rất dễ dàng; nó nên rất đơn giản từ đó

Để bảo vệ mạch khỏi phân cực ngược bằng cách sử dụng diode nhưng không có diode rơi, hãy thay thế diode bằng cầu chì và kết nối một diode khá lớn ở cực ngược trên đường ray công suất, sau cầu chì dĩ nhiên. Nó phải có khả năng liên tục xử lý dòng điện tối đa của cầu chì cũng như xếp hạng xung cao, mà điốt thường có thể làm được.

Đây là cách tất cả các biến tần điện làm việc. Họ có thể vẽ hàng trăm Ampe ở 12 Volts, nhưng cực ngược lại chỉ thổi các cầu chì.

Một giải pháp khác cho các thiết bị hiện tại thấp là thay thế cầu chì bằng điện trở. Điện áp rơi trên điện trở có thể nhỏ hơn một diode ở dòng điện thấp.

Một cách khác là sử dụng một diode trong MOSFET, vì MOSFET có một diode bên trong nó. Để bảo vệ nguồn cung cấp tích cực, hãy sử dụng thiết bị kênh P theo cách sao cho diode bảo vệ thiết bị khỏi sự phân cực ngược khi cổng bị tắt. Bây giờ bạn chỉ cần tạo ra một số logic (chẳng hạn như một điện trở đơn và diode tín hiệu nhỏ) để bật cổng khi cực tính chính xác, sau đó thả diode .6 Volt bây giờ sẽ chuyển sang điện trở MAX của MOSFET hoặc ít hơn. MOSFE bật theo cả hai hướng.