Salutations les habitants de notre site!
Comme vous le savez, de nombreux appareils fabriqués à la maison et d'usine ne sont souvent pas protégés contre l'inclusion incorrecte de la polarité de l'alimentation, en d'autres termes, ils ne sont pas protégés contre l'inversion de l'alimentation. En particulier, cela s'applique à divers produits faits maison, ainsi qu'aux appareils finis, aux amplificateurs sonores, aux modules sonores de mortaise, etc.
Tout utilisateur, par négligence, peut accidentellement inverser la polarité de l'alimentation électrique, après quoi, dans la grande majorité des cas, l'appareil peut nécessiter une aide urgente sous forme de réparation. Et il peut même arriver que l'appareil après une telle intimidation devienne tout simplement sans valeur, et toute réparation n'aidera pas à le ramener à la vie.
Afin d'éviter une telle situation désagréable, une protection contre l'inversion de polarité doit être utilisée. Ils sont différents. L'une des options les plus populaires est l'utilisation de diodes d'alimentation ou de ponts de diodes, qui sont capables de transmettre du courant dans une seule direction et d'éviter ainsi la possibilité d'une inversion de polarité. Il s'agit d'une solution assez budgétaire et la plus simple. Mais il y a un inconvénient à cette méthode de protection, à savoir la présence d'une chute de tension aux bornes de la diode. N'oubliez pas également qu'à des courants élevés et en présence d'une chute de tension, les diodes chauffent assez faiblement et si le refroidissement n'est pas utilisé, elles peuvent échouer.
Par exemple, un pont de diodes est installé sur cet amplificateur de son avec une puce TDA7377.
Dans ce cas, il est principalement utilisé ici comme redresseur de tension lorsqu'il est alimenté par une source de courant à tension alternative. Mais si vous connectez l'appareil à une source d'alimentation avec une tension constante, ce pont de diodes fonctionne précisément comme protection contre l'inversion de polarité. Et peu importe comment nous connectons la batterie, le pont de diodes empêchera l'inversion de polarité en faisant passer le courant dans la bonne direction.
Et si au lieu du pont de diodes, il y avait juste une diode dans le plus, alors si l'alimentation est mal connectée (inversion de polarité), la diode ne passera pas de courant et l'amplificateur ne s'allumera tout simplement pas.
Mais, comme mentionné ci-dessus, le pont de diodes et la diode ont tous deux une chute de tension. Pour le démontrer, l'auteur de la chaîne YouTube de Radio-Lab a mesuré la tension avant et immédiatement après le pont de diodes.
Comme vous pouvez le voir, la tension sur la batterie est de 12,06 V, et déjà après le pont de diodes, la tension est inférieure d'environ 1,5 V. Il semble que les pertes ne soient pas si importantes, mais cela affectera à son tour la puissance de l'amplificateur, par conséquent, il sera légèrement inférieur et une partie de l'énergie de la batterie sera utilisée pour chauffer le pont de diodes.
Calculons la perte et la génération de chaleur sur un pont de diodes. Par exemple, lorsque le courant de charge est de 2 A et que la chute de tension à travers le pont de diodes est de 1,5 V, la génération de chaleur sur le pont de diodes sera d'environ 3 W. Et les pertes supplémentaires ne sont pas un avantage, en particulier lors de l'alimentation de l'amplificateur de son ou d'un autre appareil à partir de la batterie, où il est conseillé de dépenser l'énergie avec parcimonie et sa quantité dans la batterie est limitée.
Voici une comparaison de la chute de tension aux bornes d'une diode conventionnelle:
Comme vous pouvez le voir, il s'agit d'environ 0,4 V. Sur la diode Schottky, la chute de tension est déjà plus faible et s'élève à 0,2V.
La chute de tension aux bornes du pont de diodes est la plus importante et est de 0,6 V.
Pendant le chargement, les chutes de tension peuvent être légèrement plus élevées. En fait, il n'est pas souvent possible de confondre la polarité de l'alimentation, mais la perte en présence d'une goutte sur les diodes ou le pont de diodes sera constante et, par conséquent, il y aura du chauffage, ce qui à son tour entraîne un besoin de refroidissement. Comme vous pouvez le voir, les diodes peuvent être utilisées comme protection contre l'inversion de polarité, elles fonctionnent, mais vous voulez toujours une meilleure protection pour qu'il n'y ait pas de chauffage, les pertes soient minimes et de bons courants de fonctionnement.
L'auteur propose un schéma de protection simple mais plutôt bon contre l'inversion de polarité dans l'alimentation avec un transistor à effet de champ puissant.
Ce circuit convient à la protection d'appareils à puissance unipolaire. Transistor à effet de champ de puissance - IRF1405 est un puissant canal N.
Un tel transistor est capable de commuter un courant suffisamment important et, à son tour, a une résistance assez faible, en raison de laquelle il n'y aura pratiquement pas de chute de tension, et, par conséquent, il n'y aura presque pas de chauffage, ou il sera minime, il n'y aura pas de pertes comme sur les diodes.
L'auteur a dessiné une telle écharpe miniature pour ce système de protection.
Le fonctionnement du circuit est extrêmement simple: si tout est correctement connecté, le transistor est ouvert et le courant passe par le transistor.
Si la polarité de l'alimentation n'est pas connectée correctement, le transistor se ferme, créant ainsi un espace dans le circuit de puissance et le plus intriqué ne passe pas plus loin que le transistor.
Sur le marché de la radio, toutes les pièces nécessaires au montage du panneau de protection ont été achetées.
Tout d'abord, l'auteur installe une résistance de 100kΩ et la soude.
Ensuite, nous installerons des diodes zener sur 15V 0,5W, veillez à respecter la polarité en fonction des marques des cathodes.
Ensuite, installez un condensateur non polaire d'une capacité de 0,1 μF.
Maintenant borniers pour la puissance d'entrée et de sortie.
La carte est presque prête, il ne reste qu'un élément - un transistor de puissance. Pour l'installer, l'auteur a plié les jambes du transistor - comme ceci:
Et mettez-le à sa place. Le résultat est une carte de protection contre les inversions de polarité aussi petite et pratique que possible pour les amplificateurs et les appareils avec alimentation unipolaire. La puissance unipolaire est l'endroit où il y a deux fils d'alimentation: plus et moins.
Après le soudage, la carte de circuit imprimé doit être lavée avec des résidus de flux, afin que tout soit propre et beau.
Vérifions maintenant la fonctionnalité du panneau de protection que nous avons assemblé. Pour tester la carte, connectez une batterie avec une tension d'alimentation de 12,1 V à son entrée. L'auteur a connecté les sondes multimètres à la sortie de la carte. Tout d'abord, nous connectons la batterie correctement, en observant la polarité.
Comme vous pouvez le voir, il y a de la tension à la sortie de la carte, et la chute de tension est si faible que le multimètre ne la remarque pas.
Maintenant, nous changeons la polarité de l'alimentation et connectons la batterie, confondant le plus avec le moins.
Comme vous pouvez le voir, le transistor est fermé, la carte de protection a fonctionné et ne passe rien, protégeant ainsi l'appareil (dans cet exemple, un multimètre) de l'inversion de polarité. Si vous rebranchez l'alimentation correctement, le transistor s'ouvrira et la tension de la batterie apparaîtra à la sortie de la carte. Génial, le conseil d'administration fonctionne.
Après avoir testé la carte maison et vérifié qu'elle fonctionne, vous pouvez connecter la carte de protection à l'amplificateur de son. Nous utiliserons l'amplificateur le plus simple sur la puce TDA7377 sans aucune protection contre l'inversion de polarité, et si la polarité de puissance est confuse, alors au moins le condensateur polaire en puissance explosera et la puce brûlera.
La carte de protection est connectée à l'espace de l'alimentation positive et négative de l'amplificateur, sur lequel il existe une possibilité d'inversion de polarité. Nous devons connecter les fils d'alimentation provenant de la carte de protection à la carte d'amplificateur en respectant la polarité.
Voilà, maintenant notre amplificateur est protégé, et l'inversion de polarité n'a pas peur de lui. Nous connectons l'alimentation correctement.
Comme vous pouvez le voir, la LED de l'amplificateur s'allume, tout va bien, l'amplificateur est alimenté. Et maintenant, nous connectons l'alimentation en inversant la polarité.
Comme vous pouvez le voir, rien ne fume et la LED sur la carte de l'amplificateur ne s'allume pas, par conséquent, l'amplificateur n'est pas alimenté, ce qui signifie que notre carte de protection maison fonctionne et remplit pleinement sa tâche.
Cette carte peut être utilisée pour protéger contre l'inversion des amplificateurs sonores à puissance unipolaire, y compris les amplificateurs de classe D, les haut-parleurs portables et de nombreux autres appareils. N'oubliez pas que s'il y a au moins la moindre chance d'inverser la polarité de l'alimentation, alors au bon moment, au moins, la protection contre l'inversion de polarité vous fera économiser de l'argent et protégera votre produit contre les inversions accidentelles de polarité et à la suite d'une rupture.
Il est également important de comprendre que dans certains cas, il est plus pratique d'utiliser des diodes ou un pont de diodes comme protection contre l'inversion de polarité, et dans d'autres, il est nécessaire de regarder la carte de protection assemblée pour les tâches. Essayez, rassemblez et répétez. Les archives avec le forum peuvent être téléchargées ICI.
Merci de votre attention. A très bientôt!
Vidéo: