مدار حفاظتی (Protection Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار حفاظتی (Protection Circuit) :
مدار حفاظتی (Protection Circuit) مداری است که برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعات الکترونیکی در شرایط غیرعادی مانند اضافه جریان (Overcurrent)، اضافه ولتاژ (Overvoltage)، دمای زیاد (Overtemperature)، اتصال کوتاه (Short Circuit) و برگشت قطبیت باتری (Reverse Polarity) طراحی می شود. این مدارها نقش بسیار مهمی در افزایش قابلیت اطمینان و ایمنی دستگاه های الکترونیکی دارند.
حفاظت در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه:
⭐ فیوز (Fuse): ساده ترین وسیله حفاظتی. در صورت عبور جریان بیش از حد، فیوز ذوب شده و مدار را قطع می کند. فیوزها یک بار مصرف هستند.
⭐ کلید محافظ جان (Circuit Breaker): مشابه فیوز عمل می کند اما قابل بازیابی است (با قطع و وصل کردن مجدد).
⭐ فیوز قابل بازیابی (PTC Resettable Fuse): یک مقاومت با ضریب دمایی مثبت (PTC) که در دمای عادی مقاومت کمی دارد و با افزایش جریان (و دما)، مقاومت آن به شدت افزایش یافته و جریان را محدود می کند. پس از رفع عیب، خنک شده و به حالت اولیه بازمی گردد.
⭐ مدار محدودکننده جریان (Current Limiting Circuit): با استفاده از ترانزیستورها و مقاومت های حسگر جریان، جریان خروجی را به یک حد مشخص محدود می کند.
حفاظت در برابر اضافه ولتاژ:
⭐ دیود زنر (Zener Diode): یک دیود زنر موازی با بار قرار می گیرد. اگر ولتاژ از ولتاژ زنر بیشتر شود، دیود هدایت کرده و ولتاژ را به آن سطح محدود می کند.
⭐ واریستور (Varistor یا MOV - Metal Oxide Varistor): یک مقاومت وابسته به ولتاژ. در ولتاژهای عادی مقاومت بسیار بالایی دارد و در ولتاژهای بالا (مثلا ناشی از صاعقه) مقاومت آن به شدت کاهش یافته و انرژی اضافی را جذب می کند.
⭐ دیود TVS (Transient Voltage Suppression Diode): مشابه دیود زنر اما با سرعت بسیار بالا برای مقابله با ترانزینت های سریع (مانند تخلیه الکترواستاتیک - ESD).
حفاظت در برابر برگشت قطبیت (Reverse Polarity Protection):
⭐ دیود سری (Series Diode): یک دیود به صورت سری با منبع تغذیه قرار می گیرد. اگر قطبیت منبع معکوس شود، دیود بایاس معکوس شده و جریانی عبور نمی کند. ایراد آن افت ولتاژ حدود ۰.۷ ولت است.
⭐ دیود موازی با فیوز: یک دیود به صورت موازی معکوس با بار قرار می گیرد. در صورت برگشت قطبیت، دیود هدایت کرده و جریان زیادی ایجاد می کند که فیوز را می سوزاند.
⭐ مدار با MOSFET: با استفاده از یک MOSFET می توان حفاظت با افت ولتاژ بسیار کم ایجاد کرد.
