많은 하드웨어 엔지니어의 프로젝트가 홀보드에서 완료되지만 전원 공급 장치의 양극과 음극 단자를 실수로 연결하는 현상이 발생하여 많은 전자 부품이 타거나 심지어 전체 보드가 파괴되어 다시 용접해야 합니다. 이를 해결하는 좋은 방법은 무엇인지 모르겠습니다.
우선, 부주의는 불가피합니다. 양극과 음극 두 가닥, 빨간색과 검은색만 구분하면 되지만, 한 번 연결하면 실수할 일이 없습니다. 열 번 연결하면 문제가 없지만, 천 번은 어떻습니까? 만 번은 어떻습니까? 현재로서는 부주의로 인해 일부 전자 부품과 칩이 타 버리는 경우가 발생했다고 단정 지을 수 없습니다. 주된 원인은 전류가 과도하여 부품이 고장난 것입니다. 따라서 역접속을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다.
일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다.
01 다이오드 직렬형 역전압 보호 회로
순방향 다이오드는 양전원 입력에 직렬로 연결되어 다이오드의 순방향 도통 및 역방향 차단 특성을 최대한 활용합니다. 정상적인 상황에서는 2차측 진공관이 도통되고 회로 기판이 작동합니다.
전원 공급이 역전되면 다이오드가 차단되어 전원 공급이 루프를 형성할 수 없고 회로 기판이 작동하지 않아 전원 공급 문제를 효과적으로 방지할 수 있습니다.
02 정류기 브리지형 역전압 보호회로
정류기 브리지를 사용하여 전원 입력을 비극성 입력으로 변경합니다. 전원 공급 장치가 연결되었거나 반대로 연결되었는지에 관계없이 보드는 정상적으로 작동합니다.
실리콘 다이오드의 압력 강하가 약 0.6~0.8V이고, 게르마늄 다이오드의 압력 강하도 약 0.2~0.4V입니다. 압력 강하가 너무 크면 MOS 튜브를 항반응 처리에 사용할 수 있습니다. MOS 튜브의 압력 강하는 매우 작아서 최대 수 밀리옴이며 압력 강하는 거의 무시할 수 있습니다.
03 MOS 튜브 역회전 방지 보호 회로
MOS 튜브는 공정 개선, 자체 특성 및 기타 요인으로 인해 전도 내부 저항이 작고, 대부분이 밀리옴 수준 또는 그보다 작기 때문에 회로 전압 강하, 회로로 인한 전력 손실이 특히 작거나 무시할 수 있기 때문에 MOS 튜브를 선택하여 회로를 보호하는 것이 더 권장되는 방법입니다.
1) NMOS 보호
아래 그림과 같습니다. 전원이 켜지는 순간, MOS 튜브의 기생 다이오드가 켜지고 시스템은 루프를 형성합니다. 소스 S의 전위는 약 0.6V이고, 게이트 G의 전위는 Vbat입니다. MOS 튜브의 개방 전압은 매우 높습니다. Ugs = Vbat - Vs, 게이트는 하이 상태이고, NMOS의 ds는 온 상태이며, 기생 다이오드는 단락되고, 시스템은 NMOS의 ds 액세스를 통해 루프를 형성합니다.
전원 공급이 역전되면 NMOS의 온전압은 0이 되고, NMOS는 차단되고, 기생 다이오드는 역전되어 회로가 분리되어 보호 기능을 수행합니다.
2) PMOS 보호
아래 그림과 같습니다. 전원이 켜지는 순간, MOS 튜브의 기생 다이오드가 켜지고 시스템은 루프를 형성합니다. 소스 S의 전위는 약 Vbat-0.6V이고, 게이트 G의 전위는 0입니다. MOS 튜브의 개방 전압은 매우 높습니다. Ugs = 0 – (Vbat-0.6)이고, 게이트는 로우 레벨로 동작하며, PMOS의 ds는 켜지고, 기생 다이오드는 단락되며, 시스템은 PMOS의 ds 액세스를 통해 루프를 형성합니다.
전원 공급이 역전되면 NMOS의 온 전압이 0보다 커지므로 PMOS가 차단되고 기생 다이오드가 역전되어 회로가 분리되어 보호 기능이 형성됩니다.
참고: NMOS 튜브는 ds를 음극에 연결하고, PMOS 튜브는 ds를 양극에 연결하며, 기생 다이오드 방향은 올바르게 연결된 전류 방향을 향합니다.
MOS 튜브의 D극과 S극의 접근: 일반적으로 N채널이 있는 MOS 튜브를 사용할 경우 전류는 대체로 D극에서 들어와 S극에서 나가고, PMOS는 S극에서 들어오고 D는 나갑니다. 이 회로에 적용하면 그 반대가 사실이며, MOS 튜브의 전압 조건은 기생 다이오드의 전도를 통해 충족됩니다.
MOS 튜브는 G극과 S극 사이에 적절한 전압이 형성되면 완전히 켜집니다. 도통 후에는 D극과 S극 사이에 스위치가 연결된 것과 같으며, 전류는 D극에서 S극으로 또는 S극에서 D극으로 흐르는 저항과 같습니다.
실제 응용에서 G극은 일반적으로 저항으로 연결되며, MOS 진공관의 고장을 방지하기 위해 전압 조정 다이오드를 추가할 수도 있습니다. 분배기에 병렬로 연결된 커패시터는 소프트 스타트 효과를 갖습니다. 전류가 흐르기 시작하는 순간, 커패시터가 충전되고 G극의 전압이 점진적으로 상승합니다.
PMOS의 경우 NOMS에 비해 Vgs가 문턱 전압보다 커야 합니다. 개방 전압을 0으로 설정할 수 있으므로 DS 간의 압력 차이가 크지 않아 NMOS보다 유리합니다.
04 퓨즈 보호
흔한 전자제품의 대부분은 전원공급 부분을 열어보면 퓨즈가 있는데, 전원공급이 역전되면 큰 전류로 인해 회로가 단락되고, 퓨즈가 끊어지는 경우가 많습니다. 퓨즈는 회로를 보호하는 역할을 하지만, 이렇게 하면 수리나 교체가 번거롭습니다.
게시 시간: 2023년 7월 8일
