¿Por qué no más dispositivos incorporan rectificadores de onda completa como protección de polaridad inversa?

14

Recientemente, se me presentó la idea de usar un rectificador de onda completa para proteger contra daños de polaridad inversa en dispositivos de CC.

Ni siquiera había considerado usar un rectificador en un circuito de CC, pero ahora que lo pienso, ¿por qué no todos los dispositivos que tienen el potencial de ser dañados por la energía hacia atrás y las conexiones a tierra utilizan esta idea?

No puedo entender por qué no se incluiría algo que podría proteger fácilmente el circuito y simplificar la configuración.

ac dc rectifier polarity bridge

— Jay Greco
fuente

¿Podría ser más barato usar 1 diodo protector que 4 diodos para un rectificador completo? Creo que es suficiente con los casos excepcionales de polaridad incorrecta. Sin embargo, el análisis de costo-eficiencia y pérdidas potenciales puede rechazar esta hipótesis intuitiva.

— Val

Si el equipo requiere 2 baterías y las personas tienen los dos cables positivos enfrentados, ¡entonces el Puente no lo compensará!

— skyler

1

@skyler no lo hará, pero poner dos baterías también genera un voltaje en los terminales exteriores de cero. Bien podría decir que el puente no protegería contra de que no hay baterías.

— Jay Greco

@jay Sí, solo decía que si las personas son lo suficientemente tontas como para ponerlas al revés, tienen una probabilidad probable de no ser consistentes con las cosas de polaridad inversa

— skyler

17

No hay ninguna razón por la cual deba ocurrir una inversión de polaridad de CC, y la garantía básicamente puede culpar al usuario.

Si el dispositivo funciona con batería, el uso de un soporte de batería estándar que cumpla con las convenciones con marcas claras debería evitar que algo así suceda. Incluso los usuarios que no miran las marcas están capacitados para colocar la parte plana de una batería AA contra el resorte y deslizar la protuberancia contra el contacto con la hoja. Las baterías de 9V tienen conectores de género; no hay forma de equivocarse antes de hacer deliberadamente un contacto temporal incorrecto mientras el interruptor de encendido está encendido. El 99.999% de los usuarios que pueden unir dos células cerebrales cuando instalan una batería no quieren sacrificar la vida útil de la batería por el 0.001% restante.

Si el dispositivo tiene un adaptador de CA, nunca se puede invertir la polaridad si se usa el adaptador de CA original. Si se usa un adaptador de CA diferente, que tiene un conector de barril de CC compatible, pero que presenta polaridad opuesta, o tal vez CA, es responsabilidad del usuario. Es probable que cuando los usuarios hayan perdido el adaptador de CA original, el artículo esté fuera de garantía. Posiblemente, ni siquiera son los primeros propietarios, por lo que no tienen el recibo original. Por lo tanto, hay pocas posibilidades de que la compañía tenga que reemplazar el artículo o proporcionar una reparación de garantía gratuita debido al daño causado por una polaridad incorrecta (o voltaje, para el caso) del adaptador de CA del mercado de accesorios.

Las fuentes de alimentación de CC internas que funcionan estrictamente con CA a través de un cable de alimentación de CA obviamente no necesitan manejo de inversión de polaridad de CC; la única forma en que podría suceder es que alguien monte el circuito incorrectamente.

— Kaz
fuente

44

¿Por qué se baja esto? Cada párrafo es una razón legítima para no usar un puente rectificador y una respuesta directa a la pregunta.

— Dave Tweed

En la FIRST Robotics Competition, los controladores de motores como estos a menudo son accionados por error en marcha atrás por los nuevos miembros del equipo. Agregar un rectificador habría salvado al menos algunos de los Jag's que vi freír. Por supuesto, entiendo que habría un costo adicional y pérdida de energía asociados con una solución para un problema que es fácil de evitar, pero creo que es un caso que vale la pena señalar.

— lakechfoma

Dos notas, una, es posible que ocurra la inversión de polaridad con el adaptador de CA original. ¿probable? Quizás no, pero definitivamente posible. Dos, la mayoría de los lugares no van a probar problemas de polaridad inversa en los reemplazos de garantía a menos que sea un producto de alto costo / costo, o haya signos físicos de que el gato está siendo forzado. Y rara vez requieren que envíe el adaptador de CA. Esencialmente, el fabricante calcula X número de devoluciones / reemplazos de garantía costo Y monto. ¿Es Y mayor que el costo de la protección de polaridad inversa? No, luego atornille la protección, solo tenga en cuenta las devoluciones en el costo

— Passerby

44

La inserción incorrecta del adaptador de CA no siempre implica que se haya perdido el adaptador. No es raro que alguien tenga un montón de cables de adaptador de CA detrás de un escritorio o en alguna otra situación en la que identificar qué cable va con qué enchufe puede ser difícil. No creo que haya visto que los dispositivos destinados a la operación de CC utilicen rectificadores de onda completa, pero he visto algunos con un simple diodo bloqueador en serie, o algunas veces un fusible o fusible PTC seguido de un diodo de polarización inversa .

— supercat

2

No estoy tratando de refutar esto; Es sobre todo válido. Pero sí quería señalar que, por definición, el 50% de todos los humanos tienen un coeficiente intelectual inferior a 100. El 15,8% tiene un coeficiente intelectual inferior a 85. Pensar así es elitista, no de élite. Solo pon el diodo ya.

— Sean Boddy

18

Otra respuesta que nadie más ha mencionado es esta: si alimenta un circuito a través de un puente rectificador, entonces se debe permitir que todo el circuito "flote" con respecto a cualquier otra "tierra" en el sistema. Si tuviera que conectar la salida negativa del puente a "tierra del sistema" y luego conectar las entradas de "CA" de forma incorrecta, cortaría la fuente de alimentación.

Esto sería un problema, por ejemplo, en un sistema de audio de automóvil modular, donde cada componente se conectaría al bus de alimentación de 12 V, pero también compartiría una conexión a tierra entre sí para conectar las señales de audio.

— Dave Tweed
fuente

55

Bueno uno; y además, "tierra" es siempre una caída de diodos lejos de la tierra real. Todas las corrientes de diferentes circuitos en el dispositivo regresan a través del diodo, y su caída varía con la corriente, creando interacciones a tierra.

— Kaz

13

La razón principal es la eficiencia. Los diodos tienen una caída de voltaje fija, que es una propiedad de los semiconductores. A medida que la corriente que fluye a través de los diodos comienza a aumentar, se desperdicia una cantidad proporcional de energía como calor. Vea esta respuesta para un esquema de protección de polaridad inversa más eficiente utilizando un MOSFET de canal P.

— Matt Young
fuente

1

... y aquí hay otro método (aunque las publicaciones son principalmente sobre sobretensión)

— Nick Alexeev

1

Las matemáticas también son bastante fáciles. Un diodo Schottky 10A tendrá 0,6 V o menos de caída. Si tiene dos de esos, eso es 1.2V caída. Multiplique por 10A, y obtendrá 12 vatios de potencia quemando un agujero en su PCB. Para los controladores de motor de mayor potencia, los números empeoran rápidamente. El protector de canal P es mucho mejor, pero los dispositivos de canal P de baja pérdida con tolerancia de alto voltaje y alta tolerancia de corriente son de $ 2 o más, incluso en grandes cantidades.

— Jon Watte

7

costo
potencia perdida por la caída de voltaje del diodo

Es más probable que las aplicaciones que realmente necesitan esta protección usen un MOSFET en serie o un IC de administración de energía dedicado que protegerá contra el voltaje inverso, y también monitoreará la corriente, las líneas de restablecimiento del suministro para condiciones de caída de tensión, etc.

— Phil Frost
fuente

0

Solo pensé en otra respuesta:

Si el dispositivo tiene un fusible, o se espera que esté alimentado por algo que tenga un fusible, entonces puede usar un diodo de alimentación polarizado de forma incorrecta entre más y menos. Si el dispositivo está mal conectado, el diodo conducirá y quemará el fusible. Esto se conoce como "crowbaring".

Esto funciona muy bien si el diodo en cuestión es un diodo TVS de 5 kW; puede proteger contra sobretensión de una manera y protección inversa de la otra. Sin embargo, esta idea aún sufre alguna pérdida en el fusible, por lo que no es una buena idea para los circuitos donde se consume mucha energía (como los controladores de motor). Para esos circuitos, se supone que el usuario tiene capacidad de ingeniería, ya que son "partes", no "productos" (y, por lo tanto, tampoco están certificados por la FCC, cubiertos por la protección del consumidor, etc.)

— Jon Watte
fuente