Zaloguj się
Wszystkie
14 stycznia 2025
46
Jako przykład do dalszej analizy proponuję następującą sytuację: dwa źródła napięcia o wartości około 12 V (akumulator żelowy, doładowywany przez OZE, a także zasilacz sieciowy) mają za zadanie zasilać system kamer, pobierający prąd o natężeniu około 10 A. Źródła napięcia są dwa, odbiornik zaś jeden – trzeba wybrać to, które aktualnie ma najwyższe napięcie i to z niego czerpać energię. Akumulator 12 V ma z reguły napięcie wyższe niż zasilacz 12 V, bo wynoszące około 14,4 V, więc przez większość czasu to ten pierwszy będzie dostarczał energii. Dopiero kiedy ulegnie znacznemu rozładowaniu, układ przełączy system kamer na pracę z zasilacza.
Najprostszym rozwiązaniem byłoby użycie dwóch diod, włączonych szeregowo z każdym ze źródeł, jak na rysunku 1. Przewodzić będzie ta, która ma najwyższy potencjał anody, druga zaś ulegnie zatkaniu. Taki selektor jest prosty, tani, szybki, trwały, zrozumiały i… energochłonny. Bowiem diody Schottky’ego, nawet te o niskim dopuszczalnym napięciu wstecznym, cechują się napięciem przewodzenia na tyle wysokim, że nie sposób je w takiej aplikacji pominąć. Na przykład element typu VS-40CPQ035-N3 firmy Vishay, który zawiera dwie diody połączone katodami, może przewodzić prąd o natężeniu do 20 A na jedno wyprowadzenie (czyli 40 A przez obie struktury naraz) przy napięciu wstecznym do 35 V. Spadek napięcia na przewodzącej diodzie może wynosić nawet 0,4 V, przez co będzie się na tym elemencie bez przerwy traciła moc rzędu 4 W. Trzeba też uwzględnić fakt, iż na centralkę sterującą pracą kamer trafi napięcie niższe o co najmniej 0,4 V.
Niby niewiele, ale czemu mamy godzić się na takie straty? Poszukajmy czegoś innego, co zmniejszy ilość marnowanej mocy. W literaturze (albo raczej – na różnych internetowych „mądrych” stronach) można znaleźć układ tak zwanej diody idealnej, która rzekomo doskonale nadaje się do zabezpieczenia wejść układów przed odwrotnym podłączeniem do nich napięcia zasilającego – rysunek 2. Jeżeli polaryzacja jest prawidłowa, wówczas tranzystor MOSFET-P otwiera się, ponieważ potencjał bramki jest niższy niż źródła. Przy odwrotnym podłączeniu nie nastąpi utworzenie kanału w strukturze tranzystora, bowiem bramka będzie miała potencjał dodatni względem źródła. Można zrobić jeszcze lepszy numer i w przewód ujemny włączyć tranzystor MOSFET-N, który będzie działał analogicznie, ale zaoferuje niższą rezystancję otwartego kanału z uwagi na większą ruchliwość nośników w kanale. W praktycznej realizacji warto zadbać o ograniczenie dopuszczalnego napięcie bramka-źródło, jednak na tym etapie analizy można ten aspekt pominąć.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
