Protección contra polaridad inversa con MOSFET: baja caída de tensión, alimentación 1-50V

Tengo un circuito que prueba las fuentes de alimentación de CC. Por lo general, no están regulados ni suavizados, hasta 50 V. Realiza pruebas para establecer curvas I/V, hasta alrededor de 1V y hasta alrededor de 3A. Quiero un subcircuito que proteja el circuito de prueba de la conexión accidental de polaridad inversa de la PSU bajo prueba, sin caer demasiado voltaje. (es decir, un rectificador definitivamente no es ideal).

El circuito de prueba tiene suministros de +5 V, -12 V y +12 V que se pueden utilizar para el subcircuito de protección.

¿Qué circuito lograría esto? Idealmente, usaría un MOSFET de canal N debido a sus On-Rds particularmente bajos. Esta pregunta se acerca a la respuesta, pero no funcionará para un voltaje de PSU de menos de 5-10 V o más de 20 V. (Aunque se sugiere un divisor de potencial para fuentes de alimentación de más de 20 V). He intentado garabatear algunos circuitos pero no llego a ninguna parte. ¿Es posible lo que pido?

Respuestas (1)

Considere usar un comparador LM311 alimentado desde los suministros +/- disponibles y conducir un SSR.

Divida el voltaje de entrada por (digamos) 11:1 como se muestra. Eso da una señal de 45 mV a 4,5 V en la entrada inversora de U1 para una entrada de 0,5 a 50 V. El terminal no inversor se mantiene a aproximadamente 23 mV, por lo que los voltajes de entrada son superiores a +360 mV (permitiendo 10 mV V O S ( METRO A X ) ) encenderá el SSR. Los voltajes de entrada cero o negativos dejan el SSR apagado.

El circuito que se muestra presenta una pequeña carga resistiva (11K) en la entrada. Si eso es objetable, se podría agregar un búfer adicional de alta impedancia antes del comparador.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Un SSR adecuado podría ser el CPC1907B con clasificación de 60 V, que se verá como una resistencia de ~0.06 ohm cuando esté encendido y está bien para 3A (clasificación 6A) (un poco más de resistencia en el peor de los casos a medida que se calienta).

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Se podría usar el mismo principio con el comparador impulsando un SSR más pesado, o un relé mecánico, lo que permitiría una resistencia en serie aún más baja. También se permite conectar en paralelo algunos CPC1907B con los LED de entrada, ya sea impulsados ​​por resistencias individuales de 1K o conectados en serie con una sola resistencia en serie de menor valor.