Ahhoz, hogy egy (egycellás) 18650 akkuról (max. 4.2V) működő eszközt védjek a fordított polaritású tápbekötés ellen, elég csak egy nagyobb teljesítményű Schottky diódát sorosan betennem? (az üzemi fesz. megemelésének az árán)

Elég egy bármilyen diódát beraknod, az már véd. Viszont akkor a készülékbe bekötve az akkut nem tudod tölteni, ki kell venni hozzá.

Kis terheléshez 1N4148 (0.1 Amperig), nagyobb terheléshez (0,5 Amperig) 1N4007, afölött P600 (4 Amperig). Ha ennél nagyobb áram kell, akkor P600-ak párhuzamosan kötve. Ezek a legegyszerűbb, bárhol elérhető, a célnak megfelelő és olcsó diódák.

Ezek a kis telefonok is elég érzékenyek a tápforrás belső ellenállására, ezért már egy akku + vezeték (vagy tápegység + vezeték) is okozhat olyan gondot, hogy egyszerűen nem tudod bekapcsolni, mert olyan áramot ránt fel, amitől túlzottan leesik a feszültség.

Ilyen esetben lehet próbálkozni a telefon táppontjain elhelyezett nagykapacitású kondenzátorral például.

Karakterisztikája okán egy diódának is adott az áramfüggő feszültségesése, ami egyúttal instabilitást is képez. Ez persze kísérletezés kérdése, összejöhet a dolog, csak jeleznék pár buktatót.

A soros diódás módszer problémája a dióda nyitófeszültsége miatt:

1. Ennyivel kevesebb fesz. jut a védett áramkörre

2. A diódán Ud*Pd teljesítmény elvész ami nagy üzemi áram esetén jelentős és akkus táplálás esetén probléma lehet. Nagy áramú schottky dióda használata kicsit enyhít ezen, de nem az igazi.

Az ilyen védelemnek több módja is van.

Pl. olvadó biztosíték sorba kötve és fordított védődióda párhuzamosan a biztosíték után. Így a védett áramkör árama nem folyik át a diódán így annak nyitófeszültsége közömbös és teljesítményvesztést vagy feszültség esést sem okoz.

El kell azonban bírnia a zárlati áramot annyi ideig ameddig a biztosíték kiolvad.

No meg nem visszaállítható, a bizti cseréje szükséges ha a védelem beavatkozik.

További probléma hogy ha az akku már gyenge és/vagy a védelem rosszul van méretezve akkor a biztosítékot nem tudja kilőni, így a dióda tartósan rövidre zárja az akkut.

A legjobb megoldás talán a MOSFET-es védelem.

[link]

Mivel a tápfesz nem haladja meg a 10V-ot, a zénerdióda elhagyható.

Ennek az a hátránya hogy olyan MOSFET-et kell választani ami tartósan elbírja a védett eszköz üzemi áramát és a tápfeszültség (kb 3V) teljesen ki tudja nyitni a FET-et).

Szirty javaslata egy áramkör szimulátorban:

Megfelelő polaritással:

[link]

A MOSFET-en közel 1 A terheléskor kb. 7 mV esik, a terhelésre a 4,2 V helyett „csak” 4,193 V kerül.

Fordított polaritással:

[link]

A terhelésre jutó ellenkező polaritású feszültség kb. 6 nV, ami biztosan nem tesz kárt benne.

A Z-diódát elhagyhatod, az csak akkor szükséges, ha a tápfeszültség 12-15 V-nál nagyobb.

Megoldható egy relével is, ha a tekercsével sorba kapcsolsz egy diódát, úgy, hogy a helyes polaritáskor nyitóirányú áram folyjon rajta. Ha a polaritás helyes, akkor a relé meghúz, záróérintkezőjén keresztül a terhelésre kapcsolódik a tápfeszültség. Helytelen polaritáskor a dióda lezár, a relé nem húz meg, a terhelés nem kap feszültséget. 3 V-os relé megfelelő lehet, például ilyen:

[link]

Ennek viszont az a hátránya, hogy működés közben az akkumulátort a relé tekercsének árama is terheli. A relés már elavult megoldás, egy MOSFET ára hasonló egy relé árához, a MOSFET nem fogyaszt többletáramot, mint a relé tekercse. Mindent összevetve a MOSFET-es kapcsolás a legelőnyösebb. Természetesen olyan tranzisztort kell választani, amelynek megengedett drainárama nagyobb a terhelés legnagyobb áramánál.