Um den Fokus ein wenig von einer früheren Frage einzugrenzen :
Ist eine Schottky-Diode als Verpolungsschutz geeignet?
Ich möchte Pannen verhindern, wenn ein Benutzer Gleichstrom umgekehrt anschließt, aber ich möchte auch einen möglichst geringen Spannungsabfall. Können Sie erklären, was der Rückwärtsleckstrom ist und ob er in diesem Szenario ein Problem darstellt oder nicht?
Die Anwendung ist ein kleines Gerät, das mit 9–12 Volt Gleichstrom bei weniger als 100 mA betrieben wird.
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Nur als Beispiel erwarte ich, dass Benutzer 6 AA-Zellenbatterien in Reihe verwenden können, entweder Alkali- oder NiMH-Batterien. Im letzteren Fall haben die Batterien 1,2 V, sodass die Gesamtspannung nur 7,2 V beträgt. Ich verwende einen 5-V-Spannungsregler mit einer Dropout-Spannung von 1,3 V, daher beträgt meine minimale Betriebsspannung 6,3 V. Eine Vorspannungsschutzdiode mit einem Abfall von 0,7 V erhöht dieses Minimum auf 7,0 V. Da die Batterien leer sind, gehe ich davon aus, dass sie sehr schnell unter die 7,0-V-Anforderung fallen und daher die volle Kapazität der Batterien nicht effizient nutzen.
Wenn eine 0,3-V-Diode verwendet wird, wird die Mindestanforderung auf 6,6 V gesenkt, was meiner Meinung nach besser für die Verwendung mit NiMH-Batterien geeignet ist.
Das größere Problem, auf das Sie wahrscheinlich stoßen werden, ist der Betrieb unter Vorwärtsvorspannungsbedingungen. Schottky-Dioden haben immer noch einen Spannungsabfall unter Vorwärtsspannung, sagen wir 0,25 V.
Das bedeutet, dass Sie bei 100 mA 25 mW Leistung verbrauchen. Besser als eine Standard-Siliziumdiode, aber nicht besonders gut für ein batteriebetriebenes Gerät.
Ein besserer Weg, um einen Sperrvorspannungsschutz zu erhalten, ist die Verwendung eines P-Kanal-MOSFET. MOSFETs verhalten sich bei Sättigung eher wie ein Widerstand, und es ist möglich, MOSFETs mit niedrigen Einschaltwiderständen zu erhalten.
Nehmen wir an, wir haben einen Widerstand von 1 Ohm. Bei 100 mA ist das ein Abfall von 0,1 V am MOSFET und 10 mW Verlustleistung. 1 Ohm Widerstand ist für einen MOSFET ziemlich mies, Sie können einige bekommen, die deutlich weniger Widerstand haben. Ich bin mir über den Leckstrom durch MOSFETs nicht ganz sicher, aber ich erinnere mich, dass er ziemlich klein war.
Mosfet anschließen:
Verbinden Sie den Drain mit dem Pluspol der Batterie, verbinden Sie das Gate mit dem Minuspol und verbinden Sie Ihre Last mit der Quelle. Für zusätzlichen Schutz können Sie eine Zenerdiode und einen Widerstand über Source/Gate hinzufügen.
Ich würde sagen, dass ein Schottky eine ausgezeichnete Wahl ist, da seine Durchlassspannung geringer ist als die, die die ESD-Dioden (Si) auf Ihren Halbleitern wahrscheinlich haben. Sie lenken dann diesen Fehler und seinen Strom weg von empfindlicheren Teilen in etwas, das kräftiger / robuster ist.
Reverse Leakage kann ein Problem bei batteriebetriebenen Geräten sein. Schottkys haben einen höheren Rückwärtsleckstrom (teilweise aufgrund ihrer niedrigeren Durchlassspannung). Diese Spezifikation wird im Datenblatt stehen und steigt mit der Temperatur.
Der Rückleckstrom ist einfach die Abweichung vom Idealfall, in dem kein Stromfluss vorhanden wäre. Rückwärtsleckage bedeutet, dass ein Teil Ihrer Batterieleistung verbraucht wird. Bei 100 mA ist es nicht wahrnehmbar, aber es ist die Leckage im ausgeschalteten Zustand, die Sie interessiert. Stellen Sie einfach sicher, dass sich der Schottky NACH dem Netzschalter befindet und sein Leck an diesem Punkt strittig ist.
Der Rückleckstrom würde nur im Fall der entgegengesetzten Polarität gelten. Dies ist ein Strom, der durch das Halbleitermaterial leckt, wenn die Diode im Sperrzustand ist, weil sie falsch vorgespannt ist. In Ihrer Bewerbung ist dies also kein Problem.
Sie haben jedoch Recht, auf den Durchlassspannungsabfall zu achten. Nur Sie können entscheiden, was ein akzeptabler Spannungsabfall ist, basierend auf Ihrer Stromquelle und den Spannungsanforderungen Ihres Reglers oder Netzteils. Da Sie Ihre Stromversorgung mit einem Spannungsregler puffern, würde ich vermuten, dass ein kleiner Spannungsabfall (weniger als 0,7 V) akzeptabel wäre. Beispielsweise könnte ein solcher Spannungsabfall wichtig sein, wenn der Schaltungsschutz stattdessen für eine analoge Spannungserfassungsanwendung wäre.
JYelton
Joe Baker
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