Benötigt mein Gerät einen Verpolungsschutz?

Ich entwickle ein Gerät mit austauschbaren AAA-Batterien, die mit 3 V betrieben werden. Da der Endbenutzer die Batterien wechseln kann, besteht die Möglichkeit, dass sie falsch herum eingesetzt werden. Die Schaltung besteht im Wesentlichen aus einem ATTiny85 und einigen LEDs. Muss ich meinem Design eine Verpolungsschutzschaltung hinzufügen oder sollte es auch ohne gehen?

Wenn es eines braucht, was ist der einfachste Weg, dies zu erreichen? Nur eine einzelne Diode zwischen +3 V und Vcc auf der MCU sollte ausreichen, oder?

Der ATtiny85 ist nur bis etwa 2,7 V spezifiziert. Für den Betrieb mit 2 AAAs (insbesondere wiederaufladbaren) möchten Sie wahrscheinlich stattdessen den ATtiny85V verwenden.
Ich wusste nicht, dass es eine Niederspannungsversion des ATTiny85 gibt. Danke, das hilft mir!
Es gibt einen netten Trick mit einem NMOS anstelle einer Diode für den Verpolungsschutz. Auf diese Weise erhalten Sie nicht den Diodenabfall, den Sie in einem Batteriegerät wirklich nicht wollen.
Ich habe gehört, es war mit einem PMOS.
Vorausgesetzt, Sie finden einen geeigneten NMOS mit ausreichend niedriger Schwellenspannung. Suchen Sie auf dieser Seite nach "nmos reverse voltage protection" und Sie werden Schaltungen finden.
Ein weiterer Ansatz ist der physische Schutz. Einige Batteriefächer haben Rippen um den Pluspol herum. Bei einer korrekt eingelegten Batterie wird die Erhebung am positiven Ende der Batterie zwischen die Rippen gehen und Kontakt herstellen. Bei einer umgekehrten Batterie wird das flache negative Ende jedoch keinen Kontakt herstellen. Wenn Sie diese Anordnung haben, brauchen Sie kaum elektronischen Schutz.

Antworten (2)

Eine bessere Lösung für den Verpolungsschutz mit einem P-Kanal-MOSFET:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Diese Schaltung hat praktisch keinen Spannungsabfall über dem MOSFET, wohingegen eine Diode einen haben wird (selbst eine Schottky-Diode kann einen Abfall von ~0,25 V haben).

Beachten Sie, dass diese Schaltung dies erfordert v 1 > v T H , was in diesem Fall ~2V wäre. Auch mit 2AAA-Batterien kann es schwierig sein, einige LEDs zu betreiben, insbesondere wenn die Batterien leer sind.

Wenn Sie es vorziehen, ist hier eine Ersatzschaltung, die einen N-Kanal-MOSFET verwendet. Ebenso erfordert es v 1 > v T H

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Für eine vollständigere Erklärung, warum diese Schaltungen funktionieren, würde ich empfehlen, sich dies anzusehen (es deckt nur die PMOS-Schaltung ab, aber ein ähnliches Konzept gilt für die NMOS-Schaltung).

Eine weitere verwandte Frage: Ist eine Schottky-Diode für den Verpolungsschutz geeignet?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Betriebsspannung für ATtiny85 beträgt 2,7 bis 5,5 V. Sie versuchen, Ihr System mit nur zwei AA-Batterien zu betreiben, dh ungefähr 3,2 V (Batteriespannung ist etwas höher als die Nennspannung, nicht nur 1,5 x 2 = 3 V). Wenn Sie also eine Siliziumdiode in Reihe schalten, verlieren Sie ca. 0,7 V. Das bedeutet, dass Sie nur (3,2-0,7 = 2,5 V) haben würden, was niedriger ist als im Datenblatt angegeben. Wenn Sie außerdem 100 mA Strom ziehen, werden 0,7 x 100 mA = 70 mW Leistung verbraucht, was für ein batteriebetriebenes System zu viel ist. Eine Schottkey-Diode hat einen Spannungsabfall von etwa 0,25 V. Es kann die Arbeit erledigen.

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