Защита от обратной полярности на стороне высокого и низкого напряжения

Это зависит от вашего приложения.

Основная проблема с защитой нижнего плеча заключается в том, что вы отключаете заземление. Многие различные системы работают в предположении, что 0V/земля/земля являются общими для устройств. Может быть много явных и скрытых соединений с землей.

Если, например, у вас есть цепь, которая подключена к земле каким-либо другим способом, например, USB-устройство, подключенное через экран к ПК, который, в свою очередь, подключен к земле, а от земли обратно к отрицательной клемме питания. В этом сценарии ваша защита от обратной полярности нижней стороны эффективно обходится через этот другой путь тока.

С другой стороны, если вы используете аккумулятор, подключенный только к вашему устройству, то нет ничего плохого в защите от низкого напряжения, поскольку нет скрытых путей заземления, которые могли бы его обойти.

С другой стороны, переключение стороны высокого напряжения обычно не является проблемой, так как вы обычно соединяете все земли вместе и имеете отдельный источник питания — маловероятно, что будет скрытый путь от положительной клеммы источника питания через другое устройство (* ).

(*) возможно - некоторые системы, например некоторые автомобили, имеют положительное заземление, что означает, что положительный вывод питания фактически является общим выводом (шасси автомобиля).

Сопротивление в любой линии может вызвать проблемы для вашей схемы, но, поскольку мы обычно разрабатываем схемы с опорным напряжением 0 В, используемым для всей системы, подъем заземления является более серьезной проблемой, чем падение мощности. Все токи в вашей системе, включая коммутационные токи для источников питания, высокоскоростные сигнальные токи и т. д., проходят через это сопротивление и создают разность напряжений. Этот шум напряжения затем соединяется со всем, что зависит от этого опорного напряжения. Обычно это чувствительные аналоговые схемы, где это вас кусает.

Я хотел поговорить об одном огромном преимуществе установки защиты от обратной полярности на низком уровне. Рассмотрим ситуацию, когда ваше устройство подключено к множеству других устройств, и все они связаны с заземлением сети. Например, вы разрабатываете USB-устройство, которое будет подключаться к ПК, но для его питания требуется внешний источник питания 12 В. Минус блока питания ПК, корпус и т. д. подключены к заземлению сетевого блока питания переменного тока, а следовательно, и ваше устройство через провод заземления и экран в кабеле USB. Теперь представьте, что ваш внешний источник питания аналогично заземлен. У вас есть обратный защитный диод (неважно какой) на высокой стороне входа вашего устройства, который отлично защитит его, если вы подключите кабель питания в обратном направлении, но в противном случае ваше устройство будет изолировано. Но в нашем случае минусовая клемма — это заземление сети, и вы только что подключили к этой клемме 12 В без какой-либо защиты. Ток будет течь через отрицательную клемму вашего устройства, выходить через USB-порт, через ПК и обратно к источнику питания через заземление. Если повезет, можно просто перегореть.

Если бы защита диодов/мосфетов находилась на входе низкой мощности, этого бы не произошло. Вы бы замкнули вход с высокой стороны на землю (что, вероятно, нормально, если предположить, что вы также не получаете питание от шины USB, или батареи, или чего-то еще, и в этом случае вам также нужно будет защитить это), но 12 В, подключенное к входному разъему с низкой стороны, ничего не делает.