روش طراحی جدید برای جلوگیری از درج اشتباه

Pengarang：Iflowpower – పోర్టబుల్ పవర్ స్టేషన్ సరఫరాదారు

تا زمانی که این سیستم با باتری کار می کند، همیشه این مشکل وجود دارد: در نصب باتری اشتباه می کنید، رویدادهای قطبی معکوس، رویدادهای قطبی معکوس. سیستم به طور موقت نقص یا آسیب دائمی دارد. باتری سفارشی که متناسب با مجموعه طراحی شده است به به حداقل رساندن درج نادرست و معکوس کردن فرصت های قطبی کمک می کند، اما سلول های نوع AAA، نوع AA، نوع C و نوع D است.

باتری یا حتی باتری CR123، CR2 و دکمه لیتیوم یونی نیز مستعد خرابی هستند. در گذشته طراحان از سازه های مکانیکی برای جلوگیری از تماس الکتریکی با پایانه های باتری (اگر به درستی وارد نشده باشند) استفاده می کردند. اما راه حل مکانیکی بسیار کمتر است.

آنها معمولاً پردازش خاصی دارند زیرا کنتاکت های فنر برای کنترل اجزای مکانیکی خوب هستند تا اطمینان حاصل شود که تماس صحیح با باتری خوب است، اما به درستی وارد نشده است. این تلرانس های باریک می تواند منجر به مشکلات پایداری طولانی مدت شود زیرا فنرها و کنتاکت هایی که باید استفاده شوند ممکن است خمیده یا معیوب باشند. حتی استفاده معمولی نیز طبیعی است، درج نرمال ارسال مجدد اولیه، همچنین می تواند باعث خستگی تماس شود و قابلیت اطمینان را در طول زمان محدود کند.

اما اگرچه این محدودیت ها، راه حل های مکانیکی همیشه وجود داشته است، زیرا آنها تنها راه های عملی هستند که طراحان می توانند برای جلوگیری از نصب نادرست باتری از آنها استفاده کنند. طراحی شده برای جلوگیری از اختلاف محلول های الکتریکی از حوادث قطبی معکوس ناشی از باتری های فاز معکوس. به دلیل افت فشار در حین کارکرد عادی، معمولاً با استفاده از دیود سری انتخاب نمی شود.

استفاده از تنظیمات اتصال به زمین دیود ایده خوبی نیست زیرا رویداد قطبی معکوس ممکن است باعث تخلیه خطر باتری برای مدت طولانی شود و دیود را بیش از حد گرم کند. ماسفت های دیفرانسیل پیچیده هستند و ممکن است برای جلوگیری از قطبیت معکوس بهینه یا خاص نباشند. ممکن است مشخصات کلیدی ارزیابی عملکرد در رویداد قطبی معکوس از بین برود و این ممکن است طراح را مجبور به تخمین ویژگی های عملکرد جدول داده و حدس زدن دوره زمانی کار ایمنی نگران کننده کند.

علاوه بر این، بسته به کاربرد ماسفت، آنها ممکن است یک کنترلر یا عملکرد پرهزینه دیگری داشته باشند. آی سی های چند منظوره گاهی اوقات به مدارهایی مجهز می شوند که از قطبیت معکوس جلوگیری می کنند، که به طور معمول پیچیدگی مدار را به میزان قابل توجهی اضافه می کند زیرا آنها در یک محیط بایاس مثبت کار می کنند و سپس در حالت قطبیت معکوس کار می کنند یا آسیب نمی بینند. بنابراین، آی سی چند منظوره عملکرد و / یا قیمت بسیار بالایی را به ارمغان آورده است.

با توجه به مبادله مقرون به صرفه، اجرای معمولی دارای یک تابع بایاس معکوس نسبتاً محدود (2- یا 6 ولت) است. یک دستگاه حفاظتی اختصاصی ضد قطبی راه موثری برای جلوگیری از قرار دادن باتری‌های اشتباه است، با این حال، اخیراً ظهور دستگاه‌های حفاظتی اختصاصی قطب معکوس گزینه‌های الکتریکی مناسب‌تری را برای طراحان فراهم می‌کند. دستگاه‌های ویژه (مانند دستگاه‌های عرضه شده توسط فلایت‌سیت) یکی از روش‌های جلوگیری از قطبیت معکوس و هزینه عملکرد و عملکرد، بهترین انتخاب برای سیستم‌های منبع تغذیه باتری است.

شکل 1. مدارهای نمایش داده شده از جلوگیری از قطبیت معکوس با استفاده از دستگاه های اختصاصی. شکل 1: جلوگیری از قطبیت معکوس در استفاده از دستگاه های اختصاصی این تنظیم ساده به طور قابل اعتماد ادامه می یابد.

طراحی شده برای کاهش حداقل تلفات ولتاژ، و پاسخ سریع و موثر در شرایط بایاس معکوس. هزینه کلی نیز خوب است. دیودهای SiteThetti معمولاً ارزان‌تر از دستگاه‌های حفاظتی قطب معکوس اختصاصی هستند، اما هنگامی که جریان عملیاتی شروع به افزایش می‌کند، هزینه کل روش شاتکی شروع به افزایش می‌کند.

برای مبادله مقرون به صرفه، احتمالاً دستگاه‌های حفاظتی اختصاصی قطب معکوس جذاب‌ترین رویکرد الکترونیکی هستند. مردم همچنان به اشتباهات بیشتر در باتری، اما طراحان جلوگیری از کوچک راه های غیر منتظره نیز تغییر خواهد کرد. پس از در نظر گرفتن جامع، دستگاه حفاظت از قطبیت معکوس اختصاصی ممکن است در طول زمان به طور کامل جایگزین محلول مکانیکی پیچیده شود.

دلیل قطبیت معکوس و اقداماتی که می توان برای این امر انجام داد، هیچ کس نمی خواهد سیستم خود از کار بیفتد، حتی آتش سوزی جدی تر. با این حال، اگر اجازه داده شود قطب معکوس شکسته شود، وضعیت فوق ممکن است رخ دهد. قطب معکوس یک سوگیری معکوس حالت پایدار یا نتیجه گذرا منفی است.

این یک وضعیت الکتریکی خطرناک است و هنگامی که سیستم به کارخانه کارخانه تبدیل شد، جلوگیری از آن دشوار است. قطبیت معکوس تهدید واقعی در انواع کاربردهای رایج است، از جمله لوازم الکترونیکی موبایل، سیستم‌های برق باتری، دستگاه‌های متصل به منبع تغذیه خودرو، اسباب‌بازی‌های برق DC، محصولاتی با کانکتور جک سطلی، یا هر موردی که در معرض دوشاخه ولتاژ منفی گرما یا دستگاه DC گذرا القایی قرار می‌گیرد. سیستم هایی که از اتصال USB و/یا شارژ USB پشتیبانی می کنند به ویژه تحت تأثیر قرار می گیرند.

موارد زیر برخی از شایع ترین علل قطبیت معکوس هستند:. در برخی موارد، شارژر دارای یک تماس الکتریکی معکوس است یا قطبیت می تواند توسط کاربر تنظیم شود که فضایی برای خطا باقی می گذارد. ● از گذرگاه عملکرد USB "Hot Plug" برای اتصال یا جدا کردن آسان دستگاه تلفن همراه هنگام شارژ استفاده کنید، و عملیات "Hot Plug" جدید است، دامنه گذرای قابل تعویض داغ نیز یکسان است.

این گذراهای القایی می توانند گذرگاه را برای معکوس کردن شرایط قطبی بچرخانند. اگرچه این تاب ها اغلب بسیار کوتاه هستند، اما بزرگ هستند. نوسان ریل ولتاژ بیش از 20 ولت در عملیات "شاخه داغ" اندازه گیری شده است.

این گذرا ممکن است بر سایر دستگاه های موجود در دستگاه قطع شده و ریل ولتاژ تأثیر بگذارد. این مشکل تنها زمانی جدی تر خواهد شد که جریان شارژ افزایش یابد. ● سیستمی که توسط باتری های باتری تغذیه می شود که به درستی وارد نشده اند ممکن است معیوب باشد زیرا باتری به درستی جاگذاری نشده است و منفی مثبت آن وارد شده است.

این امر به ویژه برای سلول‌های نوع AAA، نوع AA، نوع C و نوع D یا باتری‌های لیتیوم یونی CR123، CR2 یا کره صادق است. اگر باتری به درستی وارد شود، محلول مکانیکی از تماس الکتریکی با ترمینال باتری جلوگیری می کند، اما این محلول ها باید از قالب قالب گیری شوند و پس از مدتی می توانند خستگی تماس را تحمل کنند. ● با توسعه استفاده از دوشاخه دیواری در کشور ما، زیرساخت های برق کمتری در دنیا وجود دارد و الزامات حفاظتی کمتری وجود دارد.

بنابراین منبع تغذیه می تواند ولتاژهای گذرا را در خط انتقال دهد. سیم کشی داخلی وضعیت را بدتر می کند. در گذشته، لامپ های رشته ای سنتی می توانند به جذب و سرکوب انرژی گذرا در خط برق کمک کنند، اما هیچ ویژگی بازدارنده دیگری مانند انواع جدید مانند LED و CFL وجود ندارد.

مشکلاتی که هرگز با حرکت به سمت LED و CFL با آن مواجه نشده اند. ● دستگاه را داخل اتومبیل (یا هواپیما، قطار و غیره) قرار دهید در بسیاری از موارد، آداپتور منبع تغذیه در منبع تغذیه حمل و نقل دارای قطبیت معکوس است، اما استثناهایی وجود دارد، به خصوص در محصولات جایگزین کم هزینه.

کاربران ناآگاه فقط دستگاه وارد شده را در جک فندک خودرو قرار دادند، زیرا او متوجه نشد که جک فندکی می تواند باعث خرابی دستگاه شود. از آنجایی که راه های زیادی برای راه اندازی یک رویداد قطبی معکوس وجود دارد، طراح باید قبل از اینکه سیستم از آسیب به آسیب جلوگیری کند، از قطبیت معکوس جلوگیری کند. بهترین روش حفاظت از قطبیت معکوس در سیستم 100 میلی آمپر، سیستم جریان کم است - یعنی جریان عملیاتی زیر 100 میلی آمپر یا 200 میلی آمپر است - که برنامه های مختلف را پوشش می دهد، از سیستم امنیتی و اعلام حریق گرفته تا اتوماسیون ساختمان، آدرس عمومی و سیستم شبکه داده.

اینها شامل بسیاری از محیط های کاری مختلف است و طراحان همیشه نمی توانند محل استفاده از سیستم را پیش بینی کنند. با توجه به شرایط خاص، سیستم ممکن است در معرض بایاس معکوس حالت پایدار یا شرایط الکتریکی منفی مانند گذرای منفی باشد که ممکن است منجر به رویدادهای قطبی معکوس شود و به سیستم آسیب برساند. نتیجه ممکن است به سادگی خرابی برق باشد، اما اگر وضعیت بسیار جدی باشد، ممکن است باعث آتش سوزی شود.

بنابراین، اثرات منفی طراحان برای جلوگیری از قطبیت معکوس، اثرات منفی قطبیت معکوس را به همراه دارد. راه‌های زیادی برای دستیابی به این امر وجود دارد، اما در مورد برنامه‌های کاربردی با جریان کم، کارایی آن معمولا کمتر مشکل‌ساز است. تا زمانی که سیستم بتواند در برابر مصرف برق مقاوم باشد و افت فشار ولتاژ عملیاتی با هر روش مرتبط باشد، می توان از دو روش ساده سری PN یا دیود شاتکی برای رسیدن به هدف استفاده کرد.

دیود سری PN طوری طراحی شده است که افت فشار سری بزرگتر (± 1 ولت) را بپذیرد، یا ممکن است گذرا معکوس ولتاژ بالا داشته باشد (> 200 ولت)، سپس استفاده از یک دیود سری PN انتخاب خوبی است. شکل 2 به همراه یک نمونه طراحی ارائه شده است. این یک راه حل ساده کم هزینه است که می تواند مسدود کردن سریع، عملکرد تنظیم مجدد و ولتاژ شکست بالا را تامین کند.

شکل 2: روش دیود سری این دیود کمترین مصرف انرژی را دارد، بنابراین کاهش حرارت کمتر و هزینه پایینی دارد. تا زمانی که دستگاه در حین کار عادی یا شرایط خطای احتمالی داغ باشد، سیستم به طور معمول کار خواهد کرد. با این حال، این راه حل برای هر طراحی مناسب نیست.

مزیت هزینه به زودی با افزایش جریان کار از بین خواهد رفت. علاوه بر این، تحت جریان بیشتر، مصرف برق بیشتر، نیاز دیود بزرگتر، گران تر، هدایت حرارتی بهتر است و ساختار اتلاف گرما استفاده می شود. علاوه بر این، در یک سیستم ولتاژ پایین (≤5 ولت)، افت فشار دیود ممکن است یک مدار تقویت کننده پایین دستی اضافی داشته باشد، که باعث می شود انتظار می رود روشی کم هزینه در واقع بسیار گران باشد.

بنابراین، مهم است که این چند مورد را قبل از استفاده از روش دیود PN به خاطر بسپارید. سری دیودهای شاتکی مشابه است اما کاربرد یک روش گسترده تر، استفاده از یک سری از دیودهای شاتکی به جای دیودهای سری PN است. این افت فشار کمتر است (0±.

6 ولت) و مصرف برق کمتر است. شکل 3 تنظیمات دیود شاتکی را نشان می دهد. این پیکربندی مسدود کردن عالی، واردات طراحی ساده و هزینه کم را فراهم می کند.

همچنین می توان آن را تنظیم مجدد کرد و ممکن است از ولتاژ شکست نسبتاً بالایی (> 200 ولت) پشتیبانی کند. شکل 3: افت فشار روش دیود Sitexerry می تواند الزامات مدیریت حرارت مربوط به دیودهای PN سنتی را کاهش دهد و این ممکن است بسته های کوچکتر و کمتری را به دست آورد. با وجود این، هنوز هم مراقب است زیرا ممکن است به دلیل افت فشار در مورد بسیاری از کاربردها، هنوز خیلی زیاد باشد.

علاوه بر این، اگرچه محدوده عملیاتی دیود شاتکی نسبت به دیود سری PN گسترده است، بهترین کاربرد این روش همچنان جریانی است که از جریان کمتر از 200 میلی آمپر استفاده می کند و دارای ولتاژ بالاتر (> 5 ولت) است. نتیجه گیری اینکه از کدام روش استفاده می شود، لازم است دو جنبه مهم افت فشار و توان مصرفی در نظر گرفته شود. فرض کنید این دو پارامتر در محدوده قابل قبولی قرار دارند، آنگاه دو روش می توانند به طور موثر از سیستم جریان کم با هزینه کم محافظت کنند که در اثر رویدادهای قطبی معکوس آسیب دیده است.

اگر افت فشار یا مصرف برق مشکل دارد، می تواند راه حل منبع مانند FRPF را در نظر بگیرد.