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Protezione da polarità inversa


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Inserito:

Ciao a tutti. 

Allora, sono qui, siccome ho un dubbio che volevo chiarire: ho 2 alimentatori DC-DC che ho bruciato per sbaglio invertendo la polarità (il primo era uno step down basato su lm2596 e il secondo un alimentatore da 12v a 5v usb - 12V@2A). Vorrei mettere qualcosa per evitare che succeda nuovamente coi nuovi alimentatori che prenderò. Ho letto che era possibile proteggere i carichi usando dei diodi. Negli schemi, alcuni erano messi in serie al carico e alcuni invece in parallelo con il fusibile sul positivo.

Quale dei due metodi è quello migliore? Che tipo di diodi avrei bisogno?

Se invece volessi proteggere tutti i carichi collegati alla batteria, penso che sia d'obbligo usare il metodo con fusibile, giusto?

Sapete suggerirmi qualche negozio con sede in italia dove ordinare l'occorrente? (di solito ordino sempre tutto dalla cina, ma per arrivare - se arrivano - impiegano anche 3 settimane o più, e mi son rotto di stare sempre ad "aspettare e sperare")

 

Grazie.  :)


Inserita:

Il diodo in serie si usa quando le correnti in gioco sono molto basse, con correnti superiori all'ampere non ne vale la pena perché il diodo spreca una certa corrente in calore, e deve essere dissipata.

 

Il diodo in antiparallelo a valle del fusibile è la soluzione migliore e più largamente usata; non spreca corrente, basta scegliere un diodo che regga almeno pari corrente del fusibile, se si sbaglia polarità questo conduce e il fusibile brucia.

 

Il rovescio della medaglia... è proprio la bruciatura del fusibile, quindi meglio abituarsi da subito a verificare la polarità oppure ad usare un connettore non reversibile.

Inserita:

Grazie mille per la risposta.

 

Comunque, mi spieghi meglio per il diodo in serie?

Che percentuale si perde? Che vuol dire che il calore deve essere dissipato?

 

Per il metodo del diodo in antiparallelo, invece, andrebbe bene un diodo da 1A e un fusibile da 0,6A? 

Il fusibile deve avere qualche caratteristica particolare o posso usare quelli in vetro 250v@0,6A? Se posso usare quelli, anche se se ne brucia uno non mi cambia nulla a sostituirlo, visto che un pacco da 10 viene 1,50€.

 

Comunque, a quanto ho capito, con il diodo in serie, in caso di polarità inversa la corrente non passa proprio. Se è così, preferirei il diodo in serie, visto che nel tempo che impiega il fusibile a saltare potrebbe danneggiarsi il trasformatore, giusto?

Preferirei sprecare qualche watt di corrente piuttosto che comprare un alimentatore nuovo ogni volta.

Adelino Rossi
Inserita:

Con il diodo serie si ha anche una caduta di tensione a valle del diodo dipendente dalle caratteristiche del diodo stesso.

vale all'incirca 0,8V, 1,2 V. Se le tensioni e il carico sono critici la caduta di tensione va considerata.

Inserita:
Quote

Che percentuale si perde? Che vuol dire che il calore deve essere dissipato?

 

Come detto da Adelino il diodo ha una caduta di tensione, in altre parole si "perde" parte della tensione quando essa passa attraverso il diodo, tipicamente per un piccolo diodo si perdono 0.6V, il problema è che questa caduta di tensione non viene "aggratis", ossia la tensione da qualche parte deve andare a finire, e nella fattispecie la tensione viene dissipata in calore; la produzione di calore, in watt, si ottiene moltiplicando la cdt per la corrente che transita attraverso il diodo.

 

Se hai 0.6V di caduta e assorbi 1A, il diodo dissiperà 0.6W e diventerà caldo al tocco, se gli A diventano 2 i W diventano 1.2 e su un package piccolo come quello di un diodo, un watt di calore si sente parecchio, il componente scotta.

 

Se invece assorbi poca corrente, tipo 500mA, la dissipazione è trascurabile; la caduta può esserlo ed anche no, come diceva Adelino.

 

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Per il metodo del diodo in antiparallelo, invece, andrebbe bene un diodo da 1A e un fusibile da 0,6A? 

 

Si se la corrente è superiore a quella di intervento del fusibile non accade nulla, se è inferiore invece rischi che si bruci il diodo, non il fusibile.

 

Quote

Se posso usare quelli, anche se se ne brucia uno non mi cambia nulla a sostituirlo

 

Vediamo di capirci, una protezione del genere è una protezione di sicurezza e non una cosa che deve accadere nell'uso normale venti volte al giorno.

 

Per chiarire, è come l'ABS della tua auto: se devi frenare sul ghiaccio o sul bagnato tu che fai, tiri un inchiodone a fondo perché tanto hai l'ABS? Non credo, credo piuttosto che frenerai dolcemente, senza che il sistema debba intervenire. Se poi una volta ogni 1000, devi tirare un inchiodone perché qualcuno ti ha tagliato la strada, lo fai e preghi che l'ABS ti faccia fermare prima del botto.

 

Per questo ti dicevo di premunirti di un connettore non invertibile o semplicemente di fare attenzione a non attaccare a ca$$o i fili, perché come tutte le protezioni deve intervenire in caso di bisogno, non per disattenzione o dabbenaggine dell'operatore.

 

Quote

visto che nel tempo che impiega il fusibile a saltare potrebbe danneggiarsi il trasformatore

 

Detta così sembra che mentre salta il fusibile, tu faccia in tempo a fumarti una sigaretta. No, quando interviene in queste condizioni di fatto sta intervenendo per un corto che tu stesso hai provocato, quindi l'intervento è pressoché istantaneo con vaporizzazione dell'elemento fusibile.

 

Rimane il fatto che, ripeto, nessuna protezione ti dispensa dall'attaccare i fili a pippa di cocco e bruciare venti fusibili prima di capire che van girati.

Inserita:

Sono 2 alimentatori dc-dc step down. Se li alimento a 12v o a 11v non cambia nulla. Quindi, la caduta di tensione non mi crea problemi.

 

In caso, per dissipare quei 1,2 watt potrei avvolgere il diodo in del biadesivo termico e metterci un pezzetto di alluminio.

 

OK.

 

Si, lo so che è una misura di sicurezza. Non intendevo mica mettermi lì a osservare come si fondevano per bene i fusibili. :P

 

Leggevo alcune schede tecniche trovate su google di qualche fusibile e vedevo che i tempi di intervento variavano tra 20 e 300ms. Considera che l'alimentatore quando si è rotto, ci ha messo giusto il tempo di attaccare il filo che già era saltato.

Se mettessi un diodo da 2A invece che da 1 il tempo d'intervento diminuisce, giusto?

 

È che entrambi i fili hanno gli attacchi rossi (si, lo so. non fatemi la predica) e quindi, tutte le volte che attacco dovrei vedere dove vanno a finire. L'ultima volta li ho attaccati di fretta e non ho controllato e ..............

Le prossime volte controllerò più attentamente e in caso mi sbaglio avrò comunque il diodo (serie o parallelo che sia) che mi risparmierà 10€ di alimentatori.

Inserita:

Up.

 

 

Comunque, alla fine, serie o parallelo, che diodo mi consigli da 2A?

Cosa cambia tra normale e schottky? Visto che ha caduta di tensione minore dissipa anche meno, giusto?

 

Inserita:

Ciao.

Quanta corrente devi assorbire al massimo in uscita da questi 2 alimentatori?

 

Quote

Cosa cambia tra normale e schottky? Visto che ha caduta di tensione minore dissipa anche meno, giusto?

Lo Schottky, avendo meno caduta di tensione ai sui capi rispetto ad un normale diodo al silicio, dissipa meno energia per effetto Joule. Di contro calcola il fatto che uno Schottky ha una tensione di reverse più bassa, ma nella tua applicazione non credo sia influente.

 

Quote

In caso, per dissipare quei 1,2 watt potrei avvolgere il diodo in del biadesivo termico e metterci un pezzetto di alluminio.

Io non farei una porcheria simile. Piuttosto, se proprio devi utilizzare un diodo serie per la protezione dall'inversione di polarità prendi un diodo che abbia un package in grado di dissipare tale potenza (con adeguato margine).

 

Quote

Se mettessi un diodo da 2A invece che da 1 il tempo d'intervento diminuisce, giusto?

Non è vera questa cosa. Dipende dal diodo come è realizzato. Ci sono diodi chiamati "ultrafast" che hanno tempi di intervento di us e che vengono utilizzati nei convertitori switching come diodo di ricircolo della corrente.

Credo che nella soluzione diodo antiparallelo-fusibile sia proprio il fusibile il "collo di bottiglia" per quanto riguarda il tempo di intervento. Considera comunque che se prendi un diodo ben dimensionato esso riesce a sopportare la corrente di inversione fino a che si rompe il fusibile.

 

 

 

Io come soluzione adotterei quella di porre il diodo in antiparallelo e un fusibile esterno nel caso di correnti >0.5 A. E, come già suggerito, un bel connettore polarizzato a prova di scimmia. Prendi un bel diodo di quelli ad inserzione e lo saldi in anti-parallelo ai fili di ingresso dell'alimentatore. Eventualmente potresti pensare ad adottare anche un fusibile autoripristinante, anche se hanno tagli di corrente non esageratamente elevati.

 

 

Inserita:

Se puoi permetterti un relè (come dimensioni più che come costo) puoi fare una cosa del genere...il funzionamento è banale.

polarized_relay.jpg

Inserita:

Scusa ma così hai il relè eccitato sempre, come fai la protezione? Mi sfugge qualcosa... :huh:

Inserita:

No, se inverti la polarità il diodo non chiude il circuito e non si eccita il relè

 

Per funzionare funziona, ma a sto punto piuttosto che stare lì a scervellarmi sul diodo farei un segno con un pennarello sul filo del negativo.

 

Così è un bazooka to kill mosquitoes, o riprendendo il paragone di prima, come guidare a occhi chiusi, tanto se vai a sbattere si aprono gli airbag.

Inserita:
Quote

Ciao.

Quanta corrente devi assorbire al massimo in uscita da questi 2 alimentatori?

La protezione intendevo metterla in entrata non in uscita. In entrata, assorbono circa 2a ciascuno.

Quote

Lo Schottky, avendo meno caduta di tensione ai sui capi rispetto ad un normale diodo al silicio, dissipa meno energia per effetto Joule. Di contro calcola il fatto che uno Schottky ha una tensione di reverse più bassa, ma nella tua applicazione non credo sia influente.

Scusa per l'ignoranza, ma cos'è la tensione di reverse? 

Quote

Io non farei una porcheria simile. Piuttosto, se proprio devi utilizzare un diodo serie per la protezione dall'inversione di polarità prendi un diodo che abbia un package in grado di dissipare tale potenza (con adeguato margine).

OK.

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Non è vera questa cosa. Dipende dal diodo come è realizzato. Ci sono diodi chiamati "ultrafast" che hanno tempi di intervento di us e che vengono utilizzati nei convertitori switching come diodo di ricircolo della corrente.

Credo che nella soluzione diodo antiparallelo-fusibile sia proprio il fusibile il "collo di bottiglia" per quanto riguarda il tempo di intervento. Considera comunque che se prendi un diodo ben dimensionato esso riesce a sopportare la corrente di inversione fino a che si rompe il fusibile.

 

 

 

Io come soluzione adotterei quella di porre il diodo in antiparallelo e un fusibile esterno nel caso di correnti >0.5 A. E, come già suggerito, un bel connettore polarizzato a prova di scimmia. Prendi un bel diodo di quelli ad inserzione e lo saldi in anti-parallelo ai fili di ingresso dell'alimentatore. Eventualmente potresti pensare ad adottare anche un fusibile autoripristinante, anche se hanno tagli di corrente non esageratamente elevati.

OK. Vada per il diodo in antiparallelo + fusibile.

 

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Se puoi permetterti un relè (come dimensioni più che come costo) puoi fare una cosa del genere...il funzionamento è banale.

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No, se inverti la polarità il diodo non chiude il circuito e non si eccita il relè

 

Per funzionare funziona, ma a sto punto piuttosto che stare lì a scervellarmi sul diodo farei un segno con un pennarello sul filo del negativo.

 

Così è un bazooka to kill mosquitoes, o riprendendo il paragone di prima, come guidare a occhi chiusi, tanto se vai a sbattere si aprono gli airbag.

Non ho compreso. Potreste spiegarmi? (sono proprio negato)

Inserita:

Schottky ha una tensione di soglia di circa 0,3 - 0,4 V, di conseguenza deve dissipare di meno a parità di corrente, ed è molto rapido nella commutazione.

 

Tensione di reverse, tensione inversa, soglia di tensione di verso opposto a quello di conduzione, oltre il quale, al valore di "breakdown", la corrente sale rapidamente e la giunzione si rompe.

 

Curva-Diodo.jpg.c15b33e36ee26c55ea10961e33be5299.jpg

Inserita:
Quote

Non ho compreso. Potreste spiegarmi? (sono proprio negato)

il circuitino che ti ho messo è di una banalità disarmante...

la bobina del relè è alimentata dall'ingresso tramite un diodo quindi se inverti la polarità in ingresso il relè non si eccita, 

l'uscita viene collegata all'ingresso per mezzo del contatto aperto del relè quindi fintanto che questo non si eccita l'uscita è scollegata dall'ingresso.

Ergo, se alimenti con la polarità corretta ti trovi tensione in uscita e la caduta di tensione / potenza dissipata è praticamente nulla (legata solo alla resistenza di contatto del relè). Se alimenti con polarità invertita il relè non si eccita, in uscita non hai tensione e non bruci nulla.

 

P.S. : Utilizzando un relè con 2 contatti si può isolare completamente uscita e ingresso se la polarità non è corretta.

 

Inserita:

Diodo in antiparallelo, e fuse autoripristinante(ptc) tipo questi:

 

Bourns

 

 

Inserita:
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Schottky ha una tensione di soglia di circa 0,3 - 0,4 V, di conseguenza deve dissipare di meno a parità di corrente, ed è molto rapido nella commutazione.

 

Tensione di reverse, tensione inversa, soglia di tensione di verso opposto a quello di conduzione, oltre il quale, al valore di "breakdown", la corrente sale rapidamente e la giunzione si rompe.

Grazie per la spiegazione.

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il circuitino che ti ho messo è di una banalità disarmante...

la bobina del relè è alimentata dall'ingresso tramite un diodo quindi se inverti la polarità in ingresso il relè non si eccita, 

l'uscita viene collegata all'ingresso per mezzo del contatto aperto del relè quindi fintanto che questo non si eccita l'uscita è scollegata dall'ingresso.

Ergo, se alimenti con la polarità corretta ti trovi tensione in uscita e la caduta di tensione / potenza dissipata è praticamente nulla (legata solo alla resistenza di contatto del relè). Se alimenti con polarità invertita il relè non si eccita, in uscita non hai tensione e non bruci nulla.

 

P.S. : Utilizzando un relè con 2 contatti si può isolare completamente uscita e ingresso se la polarità non è corretta.

molto interessante. allora, penso che lascerò stare il fusibile in antiparallelo e opterò per questo metodo.

ho cercato "rele 12v" e i prezzi che ho visto sono tra 1 e 5 euro in base agli ampere.

quello in foto potrebbe andare bene? (viene 1 euro)

 

poi, che diodo dovrei prendere?

in quel negozio hanno SR540, 1N5408, 1N4148 e 1N4007.

 

rele 12v 10a 5 contatti.JPG

Quote

Diodo in antiparallelo, e fuse autoripristinante(ptc) tipo questi:

 

grazie per la risposta, ma penso che andrò col rele.

Inserita:

Prendi una di quelle schedine già pronte con morsettiera e diodo in antiparallelo sulla bobina del relè 

 

Qui

Inserita:

Quote

Prendi una di quelle schedine già pronte con morsettiera e diodo in antiparallelo sulla bobina del relè 

 OK. Si dovrebbe collegare l'alimentazione su VCC e GND e il positivo su 1 e 3 nella morsettiera, giusto?

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