रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन सर्किट

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में वोल्टेज की आपूर्ति के लिए बैटरी सबसे सुविधाजनक शक्ति स्रोत हैं। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को चलाने के लिए कई अन्य तरीके हैं, जैसे एडेप्टर, सौर सेल आदि लेकिन सबसे आम डीसी बिजली की आपूर्ति बैटरी है। आम तौर पर सभी डिवाइस रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्शन सर्किट के साथ आते हैं, लेकिन अगर आपके पास कोई बैटरी संचालित डिवाइस है, जिसमें रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन नहीं है, तो आपको बैटरी बदलते समय हमेशा सावधान रहना होगा अन्यथा यह डिवाइस को उड़ा सकता है।

तो, इस स्थिति में रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्शन सर्किट सर्किट के अतिरिक्त उपयोगी होगा। सर्किट को रिवर्स पोलरिटी कनेक्शन से बचाने के लिए कुछ सरल तरीके हैं जैसे कि डायोड या डायोड ब्रिज का उपयोग करके या उच्च पक्ष पर स्विच के रूप में पी-चैनल मॉसफेट का उपयोग करके।

डायोड के उपयोग से रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्शन

रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्शन के लिए डायोड का उपयोग करना सबसे आसान और सस्ता तरीका है लेकिन इसमें पावर लीकेज की समस्या है । जब इनपुट आपूर्ति वोल्टेज उच्च होता है तो एक छोटा वोल्टेज ड्रॉप कोई फर्क नहीं पड़ता, खासकर जब करंट कम हो। लेकिन कम वोल्टेज ऑपरेटिंग सिस्टम के मामले में, वोल्टेज ड्रॉप की थोड़ी मात्रा भी अस्वीकार्य है।

जैसा कि हम जानते हैं कि एक सामान्य उद्देश्य डायोड में वोल्टेज ड्रॉप 0.7V है, इसलिए हम Schottky डायोड का उपयोग करके इस वोल्टेज ड्रॉप को सीमित कर सकते हैं क्योंकि इसका वोल्टेज ड्रॉप 0.3V से 0.4V के आसपास है और यह उच्च वर्तमान भार के साथ भी सामना कर सकता है। एक Schottky डायोड चुनते समय जागरूक रहें, क्योंकि बहुत सारे Schottky डायोड उच्च रिवर्स करंट लीकेज के साथ आते हैं इसलिए सुनिश्चित करें कि आप कम रिवर्स करेंट (100uA से कम) के साथ किसी एक को चुनेंगे।

4 एम्प्स पर, सर्किट में एक शोट्स्की डायोड द्वारा बिजली की हानि होगी:

4 x 0.4W = 1.6W

और साधारण डायोड में:

4 x 0.7 = 2.8 डब्ल्यू।

तुम भी रिवर्स polarity संरक्षण के लिए एक पूर्ण पुल सुधारक का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि यह polarity की परवाह किए बिना है। लेकिन ब्रिज रेक्टिफायर में चार डायोड होते हैं, इसलिए एकल डायोड के साथ उपरोक्त सर्किट में बिजली कचरे की मात्रा दोगुनी होगी।

P- चैनल MOSFET का उपयोग करके रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन

कम वोल्टेज ड्रॉप और उच्च वर्तमान क्षमता के कारण, रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्शन के लिए P-Channel MOSFET का उपयोग करना अन्य तरीकों की तुलना में अधिक विश्वसनीय है। सर्किट में एक पी-चैनल MOSFET, जेनर डायोड और एक पुल-डाउन रोकनेवाला होता है। यदि आपूर्ति वोल्टेज पी-चैनल एमओएसएफईटी के गेट-टू-सोर्स वोल्टेज (वीजीएस) से कम है तो आपको केवल डायोड या अवरोधक के बिना एमओएसएफईटी की आवश्यकता होती है। आपको बस MOSFET के गेट टर्मिनल को जमीन से जोड़ना है।

अब, यदि आपूर्ति वोल्टेज वीजीएस से अधिक है, तो आपको गेट टर्मिनल और स्रोत के बीच वोल्टेज को गिराना होगा। सर्किट हार्डवेयर बनाने के लिए आवश्यक घटक नीचे उल्लिखित हैं।

आवश्यक सामग्री

• FQP47P06 P- चैनल MOSFET
• रेसिस्टर (100k)
• 9.1 वी जेनर डायोड
• ब्रेड बोर्ड
• तारों को जोड़ना

सर्किट आरेख

पी-चैनल MOSFET का उपयोग करके रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्शन सर्किट का कार्य करना

अब, जब आप बैटरी को सर्किट आरेख के अनुसार सही ध्रुवता के साथ जोड़ते हैं, तो यह ट्रांजिस्टर को चालू करता है और वर्तमान को इसके माध्यम से प्रवाह करने की अनुमति देता है। यदि बैटरी पीछे की तरफ या रिवर्स पोलरिटी से जुड़ी होती है तो ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है और आपका सर्किट सुरक्षित हो जाता है।

यह सुरक्षा सर्किट दूसरों की तुलना में अधिक कुशल है। चलो सर्किट का विश्लेषण करते हैं जब बैटरी सही तरीके से जुड़ी होती है, तो पी-चैनल एमओएसएफईटी चालू हो जाएगा क्योंकि गेट और स्रोत के बीच वोल्टेज नकारात्मक है। फाटक और स्रोत के बीच वोल्टेज खोजने के लिए सूत्र है:

वीजीएस = (वीजी - बनाम)

जब बैटरी गलत तरीके से कनेक्ट होती है, तो गेट टर्मिनल पर वोल्टेज सकारात्मक होगा और हम जानते हैं कि पी-चैनल MOSFET केवल तभी चालू होता है जब गेट टर्मिनल पर वोल्टेज नकारात्मक होता है (इस MOSFET या उससे कम के लिए न्यूनतम -2.0V)। इसलिए जब भी बैटरी को उल्टी दिशा में जोड़ा जाता है, तो सर्किट को MOSFET द्वारा संरक्षित किया जाएगा।

अब, सर्किट में बिजली के नुकसान के बारे में बात करते हैं, जब ट्रांजिस्टर नाली और स्रोत के बीच प्रतिरोध पर लगभग नगण्य है, लेकिन अधिक सटीक होने के लिए आप पी-चैनल MOSFET के डेटशीट के माध्यम से जा सकते हैं। FQP47P06 P- चैनल के लिए स्टेटिक ड्रेन-सोर्स ऑन-रेसिस्टेंस (R _{DS (ON)}) 0.026Ω (अधिकतम) है। तो, हम नीचे की तरह सर्किट में बिजली हानि की गणना कर सकते हैं:

पावर लॉस = आई ² आर

मान लें कि ट्रांजिस्टर के माध्यम से वर्तमान प्रवाह 1 ए है। तो बिजली का नुकसान होगा

पावर लॉस = I ² R = (1A) ² * 0.026 0.0 = 0.026W

इसलिए, एकल डायोड का उपयोग करने से सर्किट की तुलना में बिजली की हानि लगभग 27 गुना कम है। यही कारण है कि रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्शन के लिए एक P-Channel MOSFET का उपयोग करना अन्य तरीकों की तुलना में कहीं बेहतर है। यह डायोड की तुलना में थोड़ा महंगा है लेकिन यह सुरक्षा सर्किट को अधिक सुरक्षित और कुशल बनाता है।

हमने गेट से सोर्स वोल्टेज से अधिक सुरक्षा के लिए सर्किट में एक जेनर डायोड और एक रोकनेवाला का भी उपयोग किया है। रोकनेवाला और 9.1V के जेनर डायोड को जोड़कर, हम गेट-सोर्स वोल्टेज को अधिकतम नकारात्मक 9.1V से जोड़ सकते हैं, इसलिए ट्रांजिस्टर सुरक्षित रहता है।