Hatalı yerleştirmeyi önlemek için yeni tasarım yöntemi

2022/04/08

Yazar :Iflowpower –Taşınabilir Güç İstasyonu Tedarikçisi

Pille çalışan bir sistem olduğu sürece şu sorun her zaman vardır: Pil takmak yanlıştır, ters polarite olayları, ters kutup olayları. Sistem geçici olarak arıza veya kalıcı hasar. Montaja uyacak şekilde tasarlanmış özel pil, yanlış yerleştirme ve ters kutup fırsatlarını en aza indirmeye yardımcı olur, ancak AAA Tipi, AA tipi, C tipi ve D tipi hücrelerdir.

Pil, hatta CR123, CR2 ve düğmeli lityum iyon pil de arızalanmaya meyillidir. Geçmişte tasarımcılar, pil terminalleriyle (doğru takılmamışsa) elektriksel teması önlemek için mekanik yapılar kullandılar. Ancak mekanik çözüm çok daha azdır.

Genellikle özel işlemlere sahiptirler çünkü yay kontakları, pil ile doğru şekilde temas halinde olmanın iyi olduğundan, ancak doğru takılmadığından emin olmak için iyi mekanik bileşenleri kontrol eder. Bu dar toleranslar, kullanılması gereken yaylar ve kontaklar bükülmüş veya arızalı olabileceğinden uzun süreli stabilite sorunlarına neden olabilir. Normal kullanım bile normaldir, ilk yeniden gönderimin normal şekilde eklenmesi de temas yorgunluğuna neden olabilir ve zamanla güvenilirliği sınırlayabilir.

Ancak bu kısıtlamalara rağmen, mekanik çözümler her zaman var olmuştur çünkü tasarımcıların yanlış pil kurulumlarını önlemek için kullanabilecekleri tek pratik yol bunlardır. Ters fazlı pillerin neden olduğu ters polarite olaylarından elektrik çözümlerinin tartışılmasını önlemek için tasarlanmıştır. Normal çalışma sırasındaki basınç düşüşü nedeniyle, genellikle bir seri diyot kullanılarak seçilmez.

Diyot topraklama ayarlarını kullanmak iyi bir fikir değildir çünkü ters polarite olayı pilin uzun süre boşalmasına ve diyotun aşırı ısınmasına neden olabilir. Diferansiyel MOSFET'lerin karmaşık olması ve ters polariteyi önlemek için optimize veya spesifik olmayabilir. Ters polarite olayında değerlendirme performansının temel özellikleri kaybolabilir ve bu, tasarımcının veri tablosunun performans özelliklerini tahmin etmesine ve güvenlik çalışma süresini tahmin etmesine neden olabilir, endişe vericidir.

Ayrıca, MOSFET uygulamasına bağlı olarak, bir kontrolör veya başka maliyetli yüksek işlevlere sahip olabilirler. Çok işlevli IC'ler bazen ters polariteyi önleyen devrelerle donatılmıştır; bu, pozitif bir önyargı ortamında çalıştıkları ve daha sonra ters polarite modunda çalıştıkları veya hasar görmedikleri için tipik olarak devrenin karmaşıklığını önemli ölçüde artırır. Bu nedenle çok işlevli IC, büyük performans ve/veya maliyet fiyatı getirmiştir.

Uygun maliyetli değiş tokuş nedeniyle, tipik uygulama nispeten sınırlı bir ters öngerilim işlevine (-2V veya -6V) sahiptir. Özel bir anti-polarite koruma cihazı, hatalı pil yerleştirmeyi önlemenin etkili bir yoludur. Ancak, son zamanlarda, özel ters kutup koruma cihazlarının ortaya çıkması, tasarımcılar için daha uygun elektrik seçenekleri sunmaktadır. Özel cihazlar (uçan görüş ile sağlanan cihazlar gibi), ters polariteyi önleme yöntemlerinden birini temsil eder ve maliyet performansı ve performansı, pil güç kaynağı sistemleri için en iyi seçimdir.

Şekil 1. Özel cihazlar kullanılarak ters polariteyi önlemeye yönelik görüntülenen devreler. Şekil 1: Ters polaritenin özel aygıtları kullanmasını önleme Bu basit ayar güvenilir bir şekilde devam eder.

Gerilim kaybını en aza indirecek ve ters öngerilim koşullarında hızlı ve etkili bir şekilde yanıt verecek şekilde tasarlanmıştır. Genel maliyet de iyidir. SiteThetti diyotları genellikle özel ters kutup koruma cihazlarından daha ucuzdur, ancak çalışma akımı artmaya başladığında, Schottky yönteminin toplam maliyeti artmaya başlayacaktır.

Uygun maliyetli takas için, özel ters kutup koruma cihazları muhtemelen en çekici elektronik yaklaşım olacaktır. İnsanlar pil konusunda daha fazla hata yapmaya devam edecek, ancak tasarımcılar küçük beklenmedik yolları da değiştirecek. Kapsamlı olarak değerlendirildikten sonra, özel ters polarite koruma cihazı, zaman içinde karmaşık mekanik çözümün yerini alabilir.

Ters kutupluluğun nedeni ve buna alınabilecek önlemler, hiç kimse sistemlerinin bozulmasını istemez, hatta daha ciddi bir yangın yanması. Ancak ters polaritenin kırılmasına izin verilirse yukarıdaki durum meydana gelebilir. Ters polarite, kararlı durumdaki bir ters önyargı veya negatif geçici sonuçtur.

Bu tehlikeli bir elektriksel durumdur ve sistem bir kez fabrika çıkışı olduğunda önlenmesi zordur. Ters polarite, mobil elektronikler, pil gücü sistemleri, otomotiv güç kaynağına bağlı cihazlar, DC güç oyuncakları, kova jak konektörlü ürünler veya negatif voltajlı ısıya maruz kalan herhangi bir fiş veya endüktans geçici DC dahil olmak üzere çeşitli yaygın uygulamalardaki asıl tehdittir. cihaz. USB bağlantısını ve/veya USB şarjını destekleyen sistemler özellikle etkilenir.

Aşağıdakiler, ters polaritenin en yaygın nedenlerinden bazılarıdır: Bazı durumlarda, şarj cihazının ters elektrik kontağı vardır veya kullanıcı tarafından polarite ayarlanabilir, bu da hata için boşluk bırakır. ● Mobil cihazı şarj olduğunda kolayca bağlamak veya bağlantısını kesmek için USB "Çalışırken Takılabilir" işlev veri yolunu kullanın ve "çalışırken takma" işlemi yenidir, çalışırken değiştirilebilir geçici akımın genliği de aynıdır.

Bu endüktans geçişleri, veri yolunu ters polarite koşullarına çevirebilir. Bu salıncaklar genellikle çok kısa olmasına rağmen büyüktür. "Çalışırken takma" işleminde ± 20V'dan fazla voltaj ray salınımı ölçülmüştür.

Bu geçici durum, bağlantısı kesilen cihazdaki diğer cihazları ve voltaj rayını etkileyebilir. Bu sorun sadece şarj akımı arttığında daha ciddi olacaktır. ● Piller doğru takılmamış pillerle çalışan sistem, pil doğru takılmadığından ve artı eksisi takılı olduğundan arızalı olabilir.

Bu özellikle AAA tipi, AA tipi, C tipi ve D tipi hücreler veya CR123, CR2 veya tereyağı lityum iyon piller için geçerlidir. Pil doğru şekilde takılırsa, mekanik çözüm pil terminali ile elektrik temasını engeller, ancak bu çözeltilerin kalıptan alınması gerekir ve bir süre sonra temas yorgunluğuna dayanabilir. ● Ülkemizde priz kullanımının gelişmesi, dünyada daha az elektrik altyapısı ve daha az koruma gereksinimi ortaya çıkmaktadır.

Bu nedenle, güç kaynağı hattaki büyük voltaj geçişlerini iletebilir. İç mekan kablolaması durumu daha da kötüleştirir. Geçmişte, geleneksel akkor lambalar, güç hattındaki geçici enerjiyi emmeye ve bastırmaya yardımcı olabilir, ancak LED ve CFL gibi yeni türler gibi başka engelleyici özellik yoktur.

LED ve CFL'ye geçerek daha önce hiç karşılaşılmayan sorunlar. ● Cihazı araca (veya uçağa, trene vb.) yerleştirin. Çoğu durumda, ulaşım güç kaynağındaki güç kaynağı adaptörü ters polarite içerir, ancak özellikle düşük maliyetli değiştirme ürünlerinde istisnalar vardır.

Bilgisiz kullanıcılar cihazı sadece arabadaki çakmak girişine yerleştirdiler, çünkü çakmak girişinin cihaz arızasına neden olabileceğini bilmiyordu. Bir ters kutup olayını tetiklemenin çok fazla yolu olduğundan, tasarımcı, sistemin hasar görmesini engellemeden önce ters polariteyi önlemelidir. 100mA sistemindeki ters polaritenin en iyi koruma yöntemi, güvenlik sisteminden yangın alarmına, bina otomasyonundan genel seslendirme ve veri ağına kadar çeşitli uygulamaları kapsayan düşük akım sistemidir - yani çalışma akımı 100mA veya 200mA'nın altındadır - sistem.

Bunlar, birçok farklı çalışma ortamını içerir ve tasarımcılar, sistemin nerede kullanılacağını her zaman tahmin edemezler. Spesifik duruma göre, sistem, ters polarite olaylarına neden olabilecek ve sisteme zarar verebilecek, sabit durum ters öngerilimine veya negatif geçişler gibi negatif elektriksel koşullara maruz kalabilir. Sonuç elektrik arızası kadar basit olabilir ancak durum çok ciddi ise yangına neden olabilir.

Bu nedenle tasarımcıların olumsuz etkileri ters kutupluluğun getirdiği olumsuz etkilerin önüne geçmektedir. Bunu başarmanın birçok yolu vardır, ancak düşük akımlı uygulamalarda verimliliği genellikle daha az sorunludur. Sistem güç tüketimine dayanıklı olduğu ve çalışma voltajı basınç düşüşü her bir yöntemle ilişkilendirildiği sürece, amacı gerçekleştirmek için iki basit seri PN veya Schottky diyot yöntemi kullanılabilir.

Seri PN diyotu, daha büyük bir seri basınç düşüşünü (± 1V) kabul edecek şekilde tasarlanmıştır veya yüksek voltajlı bir ters geçişe (> 200V) sahip olabilir, bu durumda bir seri PN diyotu kullanmak iyi bir seçimdir. Şekil 2 bir tasarım örneği ile birlikte verilmektedir. Bu, hızlı engelleme, sıfırlama işlevi ve yüksek arıza gerilimi sağlayabilen basit, düşük maliyetli bir çözümdür.

Şekil 2: Seri Diyot Yöntemi Bu diyot en az güç tüketimine sahiptir, bu nedenle daha az soğutucu ve düşük maliyetlidir. Normal çalışma veya olası arıza koşulları sırasında cihaz sıcak olduğu sürece sistem normal şekilde çalışacaktır. Buna rağmen, bu çözüm her tasarım için uygun değildir.

Maliyet avantajı, çalışma akımının yükselmesiyle kısa sürede ortadan kalkacaktır. Ayrıca, daha yüksek akım altında, güç tüketimi ne kadar büyük olursa, diyot ihtiyacı o kadar büyük olur, daha pahalıdır, termal iletkenlik daha iyidir ve ısı yayma yapısı kullanılır. Ek olarak, düşük voltajlı bir sistemde (≤5V), diyot basınç düşüşü ek bir aşağı akım booster devresine sahip olabilir, bu da onun düşük maliyetli bir yöntem olması bekleneni aslında çok pahalı hale getirir.

Bu nedenle, PN diyot yöntemini kullanmadan önce bunları hatırlamak önemlidir. Schottky diyot serisine benzer, ancak uygulama daha geniş bir yöntemdir, seri PN diyot yerine bir dizi Schottky diyot kullanmaktır. Bu basınç düşüşü daha düşüktür (± 0.

6V) ve güç tüketimi daha az güçtür. Şekil 3, Schottky diyotunun ayarını göstermektedir. Bu yapılandırma, mükemmel engelleme, basit tasarım içe aktarma ve düşük maliyet sağlar.

Ayrıca sıfırlanabilir ve nispeten yüksek arıza voltajını (> 200V) destekleyebilir. Şekil 3: Sitexerry diyot yöntemi basınç düşüşü, geleneksel PN diyotlarıyla ilgili ısı yönetimi gereksinimlerini azaltabilir ve bu, daha küçük ve daha düşük paketler sağlayabilir. Buna rağmen, birçok uygulamada basınç düşüşü nedeniyle hala çok yüksek olabileceğinden dikkatli olunmaktadır.

Ayrıca, Schottky diyotun çalışma aralığı seri PN diyottan daha geniş olmasına rağmen, bu yöntemin en iyi uygulaması hala 200 mA'in altında bir akım kullanan ve daha yüksek bir gerilime (> 5V) sahip olan bir akımdır. Sonuç Hangi yöntemin kullanıldığı, basınç düşüşü ve güç tüketiminin iki önemli yönünü dikkate almak gerekir. Bu iki parametrenin kabul edilebilir aralıklarda olduğunu varsayalım, o zaman iki yöntem, ters polarite olaylarından zarar gören düşük maliyetle düşük akım sistemini etkili bir şekilde koruyabilir.

Basınç düşüşü veya güç tüketimi sorunsa, FRPF gibi kaynak çözümünü düşünebilir.

BİZE ULAŞIN
Bize gereksinimlerinizi bildirin, hayal edebileceğinizden daha fazlasını yapabiliriz.
Sorgunuzu gönderin
Chat with Us

Sorgunuzu gönderin

Farklı bir dil seçin
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Mevcut dil:Türkçe