Utilizzo di un diodo per assicurare la corrente scorre in una sola direzione, senza provocare una caduta di tensione

Per alimentare la mia microcontrollore (ATmega8), sto usando un ~ sorgente di tensione 5.4V. Voglio assicurarmi di non collegare accidentalmente la sorgente di tensione al contrario, e ho pensato che un diodo sarebbe un buon modo per ottenere questo risultato da quanto ho imparato finora, un diodo consente alla corrente di fluire in una direzione e si blocca nell'altro.

Ma quello che ho anche imparato è che i diodi creano cali di tensione. Ho alcuni dei diodi tipici (1N4001, 1N4148, ecc.) E vorrei usarli per ottenere il risultato di cui sopra senza far cadere la tensione poiché sarebbe troppo basso per alimentare l'IC.

La mia domanda è: esiste un modo per fare questo con un diodo? O ho bisogno di qualche altro componente (in caso affermativo, cosa mi consiglia)?

Non si desidera una caduta di tensione il più bassa possibile. L'ATmega8 è specificato per il funzionamento da 2,7 V a 5,5 V e quel 5,5 V è in realtà 5,0 V con un certo margine. Nel foglio dati vedrai molti parametri specificati a 5 V.

La tensione di alimentazione è ~ 5,4 V. Cosa significa "~"? Che può variare di qualche percento? Il 3% in più ti dà 5,56 V, che è fuori specifica. Non causerà l'incendio dell'AVR, ma è una buona abitudine attenersi alle specifiche.

Quindi lasciare che la caduta di tensione. Consentire una caduta di 500 mV. L'ATmega consumerà solo un paio di decine di mA. Un 1N4148 scenderà in genere 900 mV a 50 mA, che accetterei volentieri, ma che potresti trovare troppo alto. In tal caso, andare per lo Schottky , come anche suggerito in altre risposte. Non vuoi un diodo Schottky con una caduta di 100 mV , vai di proposito per uno con specifiche peggiori. Questo cadrà 450 mV a 100 mA.

Un diodo reale è limitato dalle leggi della fisica [tm]. La tensione effettiva dipenderà dalla corrente, dalla tensione e dal dispositivo utilizzato ma, a titolo indicativo, con un carico molto leggero un diodo Schottky può gestire un po 'meno di 0,3 V, ma questo in genere sale a 0,6 V + quando il carico si avvicina al massimo consentito. I dispositivi ad alta corrente possono presentare cadute di tensione diretta superiori a 1V. I diodi al silicio sono peggio di un fattore da due a tre.

L'uso di un MOSFET al posto di un diodo fornisce un canale resistivo in modo tale che la caduta di tensione sia proporzionale alla corrente e possa essere molto più bassa rispetto a un diodo.

Uso di un MOSFET a canale P, come illustrato di seguito cause MOSFET per essere accesa quando la polarità della batteria sia corretta e spento quando la batteria è invertita. Circuito e gli altri da qui ho usato questa disposizione in commercio (con la disposizione immagine speculare di un MOSFET a canale N nel cavo di massa) per un certo numero di anni con buon successo.

Quando la polarità della batteria NON è corretta, il gate MOSFET è positivo rispetto alla sorgente e la 'giunzione' della sorgente del gate MOSFET è polarizzata al contrario, quindi il MOSFET è spento.

Quando la polarità della batteria è corretta, il gate MOSFET è negativo rispetto alla sorgente e il MOSFET è polarizzato correttamente e la corrente di carico "vede" su FET Rdson = on tresistance. Quanto questo è dipende dal FET scelta ma 10 milliohms FET sono relatibely comune. A 10 mOhm e 1A si ottiene solo una caduta di 10 milli-Volt. Anche un MOSFET con Rdson di 100 milliohm scenderà solo 0,1 Volt per ampere trasportato, molto meno di un diodo Schottky.

TI nota applicativa Circuiti di protezione corrente inversa / batteria

Stesso concetto di cui sopra. Versioni del canale N & P. I MOSFET citati sono solo esempi. Si noti che la tensione del gate Vgsth deve essere ben al di sotto della tensione minima della batteria.

Due idee:

1. Utilizzare un diodo Schottky invece del normale diodo a giunzione PN. I diodi Schottky hanno una caduta di tensione inferiore rispetto ai diodi PN.
2. Collegare il diodo attraverso l'alimentazione in modo che sia normalmente polarizzato al contrario. Quando l'alimentazione è collegato in modo inverso il diodo condurrà e impedire che la tensione inversa superi caduta di tensione diretta del diodo. Sarà necessario un alimentatore a corrente limitata o un fusibile a monte del diodo in modo che non venga richiesto di trasportare corrente illimitata.

• Un diodo di potenza Schottky fornisce una caduta di tensione fino a 0,2 V.
• Sono disponibili molti connettori che non possono essere inseriti al contrario.
• Molte persone usano un connettore a tre pin con due fili collegati. In questo caso, il collegamento al contrario non collega entrambi i fili.

Ragazzi, manchi come ottenere un diodo a caduta di tensione zero. Prendi 2 diodi, dì 1Nwhocares. Bias uno su un resistore, ottenere circa .6V e applicarlo all'anodo dell'altro diodo tramite un secondo resistore. Eseguire il catodo del secondo diodo a terra con un terzo resistore. Il secondo diodo è ora distorto dal primo diodo. Inserire un ingresso cap nell'anodo del secondo diodo per ottenere l'isolamento CC. Shazam, i segnali CA in ingresso vengono rettificati senza alcuna caduta di tensione del diodo apprezzabile. Dimentica i germani e gli Shottky, nella migliore delle ipotesi ottieni come .3 v. Facile da regolare il mio circuito per ottenere una caduta di tensione di 0,05. Basta aumentare la corrente del primo diodo per ottenere una caduta di tensione maggiore. Rende davvero carino un comparatore a zero crossing. Dì il meglio degli errori di fase. Ritocchi? Metti un cappuccio sul primo diodo, elimina il rumore. Rende il resistore che va all'anodo del secondo diodo piuttosto grande. Aiuta con piccoli segnali.

Un diodo Schottky sarebbe una buona soluzione ed è quello che ho finito per scegliere per il percorso di alimentazione di polarità su una scheda di sviluppo PIC ho fatto questa settimana. I diodi Schottky hanno una caduta di tensione molto bassa rispetto a molti altri tipi di diodi, in particolare quelli di uso generale. Un uso popolare diodi Schottky è usarli per circuiti ad alta frequenza poiché hanno una velocità di commutazione, ma sono anche noti per la loro bassa caduta di tensione diretta. Uno svantaggio per loro, tuttavia, è la loro tensione di rottura relativamente inferiore rispetto ad altri tipi di diodi. Se stai solo cercando la protezione della polarità per un microcontrollore 3.3v / 5v o altre applicazioni a bassa tensione, questo potrebbe essere l'ideale per te perché la caduta di bassa tensione è allettante e la bassa tensione di rottura è ancora probabilmente superiore a quella di cui hai bisogno. Scegliere un diodo con specifiche che corrispondono alla vostra caduta di tensione massima richiesta al pareggio previsto corrente, carico di assorbimento di corrente e tensione di rottura. Digikey.com rende questo molto facile; dovrebbe essere molto semplice da lì.

Per proteggere un circuito dalla polarità inversa utilizzando un diodo ma senza caduta di diodi, sostituire il diodo con un fusibile e collegare un diodo abbastanza grande con polarità inversa tra le guide di alimentazione, dopo il fusibile, ovviamente. Deve essere in grado di gestire costantemente la corrente massima del fusibile, nonché un elevato impulso, che generalmente diodi possono fare.

Questo è come funzionano tutti gli inverter di potenza. Possono attirare centinaia di Amp a 12 Volt, ma la polarità inversa salta solo le micce.

Un'altra soluzione per dispositivi a bassa corrente è quella di sostituire il fusibile con un resistore. La caduta di tensione sul resistore può essere inferiore a un diodo a basse correnti.

Un altro modo è usare un diodo in un MOSFET, poiché un MOSFET ha un diodo al suo interno. Per proteggere l'alimentazione positiva, utilizzare un dispositivo a canale P in modo tale che il diodo protegga il dispositivo dalla polarità inversa con il cancello spento. Ora devi solo fare un po 'di logica (come un singolo resistore e un piccolo diodo di segnale) per accendere il gate quando la polarità è corretta, quindi quella caduta del diodo da 6 Volt ora passerà alla resistenza Rds MAX del MOSFET o meno. I MOSFET si accendono in entrambe le direzioni.