Nhiều dự án của các kỹ sư phần cứng được hoàn thành trên bảng mạch lỗ, nhưng có hiện tượng vô tình kết nối các cực dương và cực âm của nguồn điện, dẫn đến nhiều linh kiện điện tử bị cháy, thậm chí toàn bộ bảng mạch bị hỏng và phải hàn lại, tôi không biết cách giải quyết tốt nào?
Trước hết, sự bất cẩn là không thể tránh khỏi, mặc dù chỉ cần phân biệt hai dây dương và âm, một đỏ một đen, có thể đấu dây một lần, chúng ta sẽ không mắc lỗi; mười kết nối sẽ không sai, nhưng 1.000 kết nối thì sao? Còn 10.000 kết nối thì sao? Hiện tại rất khó để nói, do sự bất cẩn của chúng ta, dẫn đến một số linh kiện điện tử và chip bị cháy, nguyên nhân chính là do dòng điện quá lớn khiến các linh kiện bị hỏng, vì vậy chúng ta phải có biện pháp ngăn ngừa kết nối ngược.
Có những phương pháp sau đây thường được sử dụng:
Mạch bảo vệ chống đảo ngược loại diode 01
Điốt thuận được mắc nối tiếp ở đầu vào công suất dương để tận dụng tối đa đặc tính dẫn điện thuận và ngắt điện ngược của điốt. Trong điều kiện bình thường, ống thứ cấp dẫn điện và bảng mạch hoạt động.
Khi nguồn điện bị đảo ngược, diode bị cắt, nguồn điện không thể tạo thành vòng lặp và bảng mạch không hoạt động, điều này có thể ngăn ngừa hiệu quả sự cố của nguồn điện.
02 Mạch bảo vệ chống ngược kiểu cầu chỉnh lưu
Sử dụng cầu chỉnh lưu để thay đổi nguồn điện đầu vào thành nguồn điện không phân cực, cho dù nguồn điện được kết nối hay đảo ngược, bo mạch vẫn hoạt động bình thường.
Nếu diode silicon có độ sụt áp khoảng 0,6~0,8V, diode germani cũng có độ sụt áp khoảng 0,2~0,4V, nếu độ sụt áp quá lớn, có thể sử dụng ống MOS để xử lý chống phản ứng, độ sụt áp của ống MOS rất nhỏ, lên đến vài milliohm, độ sụt áp hầu như không đáng kể.
03 Mạch bảo vệ chống đảo ngược ống MOS
Ống MOS do quá trình cải tiến, tính chất riêng của nó và các yếu tố khác, điện trở dẫn điện bên trong của nó nhỏ, nhiều là mức milliohm, hoặc thậm chí nhỏ hơn, do đó điện áp mạch giảm, tổn thất điện năng do mạch gây ra là đặc biệt nhỏ, hoặc thậm chí không đáng kể, vì vậy lựa chọn ống MOS để bảo vệ mạch là một cách được khuyến khích hơn.
1) Bảo vệ NMOS
Như minh họa bên dưới: Khi bật nguồn, diode ký sinh của ống MOS được bật, và hệ thống tạo thành một vòng lặp. Điện thế của nguồn S khoảng 0,6V, trong khi điện thế của cực cổng G là Vbat. Điện áp mở của ống MOS cực đại: Ugs = Vbat-Vs, cực cổng cao, ds của NMOS bật, diode ký sinh bị ngắn mạch, và hệ thống tạo thành một vòng lặp qua cổng ds của NMOS.
Nếu nguồn điện bị đảo ngược, điện áp bật của NMOS bằng 0, NMOS bị ngắt, diode ký sinh bị đảo ngược và mạch bị ngắt kết nối, do đó hình thành nên chế độ bảo vệ.
2) Bảo vệ PMOS
Như minh họa bên dưới: Khi bật nguồn, diode ký sinh của ống MOS được bật và hệ thống tạo thành một vòng lặp. Điện thế của nguồn S khoảng Vbat-0,6V, trong khi điện thế của cực cổng G bằng 0. Điện áp mở của ống MOS cực đại: Ugs = 0 – (Vbat-0,6), cực cổng hoạt động ở mức thấp, ds của PMOS bật, diode ký sinh bị ngắn mạch và hệ thống tạo thành một vòng lặp thông qua cổng ds của PMOS.
Nếu nguồn điện bị đảo ngược, điện áp bật của NMOS lớn hơn 0, PMOS bị cắt, diode ký sinh bị đảo ngược và mạch bị ngắt kết nối, do đó hình thành nên chế độ bảo vệ.
Lưu ý: Ống NMOS nối ds với điện cực âm, ống PMOS nối ds với điện cực dương và hướng của điốt ký sinh là hướng dòng điện được kết nối chính xác.
Đường vào của cực D và S của ống MOS: thông thường khi sử dụng ống MOS có kênh N, dòng điện thường đi vào từ cực D và chảy ra từ cực S, còn PMOS đi vào và D đi ra từ cực S, ngược lại khi áp dụng vào mạch này, điều kiện điện áp của ống MOS được đáp ứng thông qua sự dẫn điện của diode ký sinh.
Ống MOS sẽ được bật hoàn toàn miễn là điện áp phù hợp được thiết lập giữa cực G và cực S. Sau khi dẫn điện, nó giống như một công tắc được đóng giữa cực D và cực S, và dòng điện có cùng điện trở từ cực D đến cực S hoặc từ cực S đến cực D.
Trong các ứng dụng thực tế, cực G thường được kết nối với một điện trở, và để ngăn ống MOS bị hỏng, có thể thêm một diode ổn áp. Tụ điện được kết nối song song với bộ chia có tác dụng khởi động mềm. Khi dòng điện bắt đầu chạy, tụ điện được tích điện và điện áp trên cực G được tăng dần.
Đối với PMOS, so với NOMS, Vgs yêu cầu phải lớn hơn điện áp ngưỡng. Vì điện áp mở có thể bằng 0, chênh lệch áp suất giữa DS không lớn, điều này có lợi thế hơn NMOS.
04 Bảo vệ cầu chì
Có thể thấy nhiều sản phẩm điện tử thông thường sau khi mở phần nguồn điện bằng cầu chì, nguồn điện bị đảo ngược, mạch điện bị đoản mạch do dòng điện lớn, sau đó cầu chì bị đứt, có tác dụng bảo vệ mạch điện, nhưng việc sửa chữa và thay thế theo cách này lại rắc rối hơn.
Thời gian đăng: 10-07-2023
