రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ సర్క్యూట్

ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌కు వోల్టేజ్ సరఫరా చేయడానికి బ్యాటరీలు అత్యంత అనుకూలమైన శక్తి వనరులు. అడాప్టర్, సోలార్ సెల్ మొదలైన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను శక్తివంతం చేయడానికి అనేక ఇతర మార్గాలు ఉన్నాయి, అయితే అత్యంత సాధారణ DC విద్యుత్ సరఫరా బ్యాటరీ. సాధారణంగా అన్ని పరికరాలు రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ సర్క్యూట్‌తో వస్తాయి, అయితే మీకు రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ లేని బ్యాటరీతో పనిచేసే పరికరం ఉంటే బ్యాటరీని మార్చేటప్పుడు మీరు ఎల్లప్పుడూ జాగ్రత్తగా ఉండాలి, లేకపోతే అది పరికరాన్ని పేల్చివేస్తుంది.

కాబట్టి, ఈ పరిస్థితిలో రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ సర్క్యూట్ సర్క్యూట్‌కు ఉపయోగకరమైన అదనంగా ఉంటుంది. డయోడ్ లేదా డయోడ్ వంతెనను ఉపయోగించడం లేదా పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌ను హై సైడ్‌లో స్విచ్‌గా ఉపయోగించడం వంటి రివర్స్ ధ్రువణత కనెక్షన్ నుండి సర్క్యూట్‌ను రక్షించడానికి కొన్ని సాధారణ పద్ధతులు ఉన్నాయి.

డయోడ్ ఉపయోగించి రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ

రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణకు డయోడ్‌ను ఉపయోగించడం సులభమైన మరియు చౌకైన పద్ధతి, అయితే దీనికి విద్యుత్ లీకేజీ సమస్య ఉంది. ఇన్పుట్ సరఫరా వోల్టేజ్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు చిన్న వోల్టేజ్ డ్రాప్ పట్టింపు లేదు, ముఖ్యంగా కరెంట్ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు. తక్కువ వోల్టేజ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ విషయంలో, తక్కువ మొత్తంలో వోల్టేజ్ డ్రాప్ కూడా ఆమోదయోగ్యం కాదు.

సాధారణ ప్రయోజన డయోడ్‌లోని వోల్టేజ్ డ్రాప్ 0.7 వి అని మనకు తెలుసు కాబట్టి షాట్కీ డయోడ్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను పరిమితం చేయవచ్చు ఎందుకంటే దాని వోల్టేజ్ డ్రాప్ 0.3 వి నుండి 0.4 వి వరకు ఉంటుంది మరియు ఇది అధిక కరెంట్ లోడ్లతో కూడా తట్టుకోగలదు. షాట్కీ డయోడ్‌ను ఎన్నుకునేటప్పుడు తెలుసుకోండి, ఎందుకంటే చాలా షాట్‌కీ డయోడ్‌లు అధిక రివర్స్ కరెంట్ లీకేజీతో వస్తాయి కాబట్టి మీరు తక్కువ రివర్స్ కరెంట్ (100uA కన్నా తక్కువ) ఉన్నదాన్ని ఎన్నుకుంటారని నిర్ధారించుకోండి.

4 ఆంప్స్ వద్ద, సర్క్యూట్లో షాట్కీ డయోడ్ ద్వారా విద్యుత్ నష్టం ఉంటుంది:

4 x 0.4W = 1.6W

మరియు సాధారణ డయోడ్‌లో:

4 x 0.7 = 2.8W.

రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ కోసం మీరు పూర్తి-వంతెన రెక్టిఫైయర్‌ను కూడా ఉపయోగించవచ్చు, ఎందుకంటే ఇది ధ్రువణతతో సంబంధం లేకుండా ఉంటుంది. కానీ బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ నాలుగు డయోడ్‌లను కలిగి ఉంటుంది, అందువల్ల పై సర్క్యూట్లో విద్యుత్ వ్యర్థాల పరిమాణం ఒకే డయోడ్‌తో ఉంటుంది.

P- ఛానల్ MOSFET ఉపయోగించి రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ

తక్కువ వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు అధిక ప్రస్తుత సామర్థ్యం కారణంగా రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ కోసం పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్ ఉపయోగించడం ఇతర పద్ధతుల కంటే నమ్మదగినది. సర్క్యూట్లో పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్, జెనర్ డయోడ్ మరియు పుల్-డౌన్ రెసిస్టర్ ఉంటాయి. సరఫరా వోల్టేజ్ P- ఛానల్ MOSFET యొక్క గేట్-టు-సోర్స్ వోల్టేజ్ (Vgs) కంటే తక్కువగా ఉంటే, మీకు డయోడ్ లేదా రెసిస్టర్ లేకుండా MOSFET మాత్రమే అవసరం. మీరు MOSFET యొక్క గేట్ టెర్మినల్‌ను భూమికి కనెక్ట్ చేయాలి.

ఇప్పుడు, సరఫరా వోల్టేజ్ Vgs కంటే ఎక్కువగా ఉంటే మీరు గేట్ టెర్మినల్ మరియు సోర్స్ మధ్య వోల్టేజ్ను వదలాలి. సర్క్యూట్ హార్డ్‌వేర్ తయారీకి అవసరమైన భాగాలు క్రింద పేర్కొనబడ్డాయి.

మెటీరియల్ అవసరం

• FQP47P06 P- ఛానల్ MOSFET
• రెసిస్టర్ (100 కే)
• 9.1 వి జెనర్ డయోడ్
• బ్రెడ్‌బోర్డ్
• వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్ ఉపయోగించి రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ సర్క్యూట్ యొక్క పని

ఇప్పుడు, మీరు సరైన ధ్రువణతతో, సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం ప్రకారం బ్యాటరీని కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, ఇది ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ చేయడానికి కారణమవుతుంది మరియు దాని ద్వారా ప్రవాహాన్ని ప్రవహిస్తుంది. బ్యాటరీ వెనుకకు లేదా రివర్స్ ధ్రువణతతో అనుసంధానించబడి ఉంటే, అప్పుడు ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ అవుతుంది మరియు మీ సర్క్యూట్ రక్షించబడుతుంది.

ఈ రక్షణ సర్క్యూట్ ఇతరులకన్నా సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది. బ్యాటరీ సరైన మార్గంలో కనెక్ట్ అయినప్పుడు సర్క్యూట్‌ను విశ్లేషిద్దాం, గేట్ మరియు మూలం మధ్య వోల్టేజ్ ప్రతికూలంగా ఉన్నందున పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్ ఆన్ అవుతుంది. గేట్ మరియు మూలం మధ్య వోల్టేజ్ను కనుగొనటానికి ఫార్ములా:

Vgs = (Vg - Vs)

బ్యాటరీ తప్పుగా కనెక్ట్ అయినప్పుడు, గేట్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు గేట్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్ ఆన్ అవుతుందని మాకు తెలుసు (ఈ మోస్ఫెట్ కోసం కనిష్ట -2.0 వి లేదా అంతకంటే తక్కువ). కాబట్టి బ్యాటరీ రివర్స్ దిశలో కనెక్ట్ అయినప్పుడల్లా సర్క్యూట్ MOSFET ద్వారా రక్షించబడుతుంది.

ఇప్పుడు, సర్క్యూట్లో విద్యుత్ నష్టం గురించి మాట్లాడుదాం, ట్రాన్సిస్టర్ కాలువ మరియు మూలం మధ్య ప్రతిఘటన దాదాపుగా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ మరింత ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే మీరు పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్ యొక్క డేటాషీట్ ద్వారా వెళ్ళవచ్చు. FQP47P06 P- ఛానల్ MOSFET కొరకు స్టాటిక్ డ్రెయిన్-సోర్స్ ఆన్-రెసిస్టెన్స్ (R _{DS (ON)}) 0.026Ω (గరిష్టంగా). కాబట్టి, సర్క్యూట్లో విద్యుత్ నష్టాన్ని మేము క్రింద లెక్కించవచ్చు:

శక్తి నష్టం = I ² R.

ట్రాన్సిస్టర్ ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహం 1A అని అనుకుందాం. కాబట్టి విద్యుత్ నష్టం ఉంటుంది

విద్యుత్ నష్టం = I ² R = (1A) ² * 0.026Ω = 0.026W

అందువల్ల, విద్యుత్ నష్టం సింగిల్ డయోడ్ ఉపయోగించి సర్క్యూట్ కంటే 27 రెట్లు తక్కువ. అందుకే రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ కోసం పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్ ఉపయోగించడం ఇతర పద్ధతుల కంటే చాలా మంచిది. ఇది డయోడ్ కంటే కొంచెం ఖరీదైనది కాని ఇది రక్షణ సర్క్యూట్‌ను చాలా సురక్షితంగా మరియు సమర్థవంతంగా చేస్తుంది.

గేట్ నుండి సోర్స్ వోల్టేజ్‌కు మించకుండా రక్షణ కోసం మేము సర్క్యూట్లో జెనర్ డయోడ్ మరియు రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగించాము. 9.1V యొక్క రెసిస్టర్ మరియు జెనర్ డయోడ్‌ను జోడించడం ద్వారా, మేము గేట్-సోర్స్ వోల్టేజ్‌ను గరిష్టంగా ప్రతికూల 9.1V కు బిగించవచ్చు, అందువల్ల ట్రాన్సిస్టర్ సురక్షితంగా ఉంటుంది.