Recentemente, fui apresentado à idéia de usar um retificador de onda completa, a fim de proteger contra danos de polaridade reversa em dispositivos DC.
Eu nem tinha pensado em usar um retificador em um circuito já CC, mas agora que penso nisso, por que todos os dispositivos com potencial de serem danificados por conexões de aterramento e energia anteriores usam essa idéia?
Não consigo entender por que algo que poderia proteger facilmente o circuito, simplificando a instalação, não seria incluído?
Respostas:
Não há razão para que ocorra uma inversão de polaridade DC, e a garantia pode basicamente culpar o usuário.
Se o dispositivo for alimentado por bateria, o uso de um suporte de bateria padrão, aderente às convenções e com marcações claras, deve impedir que isso aconteça. Até os usuários que não olham para as marcações são treinados para colocar a parte plana de uma bateria AA contra a mola e deslizar a ponta contra o contato da folha. As baterias de 9V possuem conectores de gênero; não há como errar deliberadamente em fazer um contato temporário incorreto enquanto o interruptor de energia estiver ligado. Os 99,999% dos usuários que são capazes de envolver duas células cerebrais juntos ao instalar uma bateria não querem sacrificar a vida útil da bateria em troca dos 0,001% restantes.
Se o dispositivo tiver um adaptador CA, uma inversão de polaridade nunca poderá ocorrer se o adaptador CA original for usado. Se for utilizado um adaptador CA diferente, que possua um conector de barril CC compatível, mas que aponte polaridade oposta, ou talvez CA, essa é de responsabilidade do usuário. As chances são de que, quando os usuários perderem o adaptador CA original, o item estará fora da garantia. Possivelmente, eles nem são os primeiros proprietários e, portanto, não têm o recibo original. Portanto, há poucas chances de a empresa precisar substituir o item ou fornecer um reparo gratuito na garantia devido a danos causados por um adaptador CA de pós-venda de polaridade (ou tensão, incorreta) incorreta.
As fontes de alimentação DC internas que funcionam estritamente em CA através de um cabo de alimentação CA obviamente não precisam de manipulação de inversão de polaridade CC; a única maneira de isso acontecer é que alguém monta o circuito errado.
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Uma outra resposta que ninguém mais mencionou é a seguinte: Se você alimentar um circuito através de um retificador de ponte, então todo o circuito deve "flutuar" em relação a qualquer outro "terra" no sistema. Se você conectasse a saída negativa da ponte ao "aterramento do sistema" e depois conectasse as entradas "CA" da maneira errada, poderá haver um curto-circuito na fonte de alimentação.
Isso seria um problema, por exemplo, em um sistema modular de áudio para carro, onde cada componente seria conectado ao barramento de força de 12 V, mas também compartilharia um terra com o outro componente para conectar os sinais de áudio.
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A principal razão é a eficiência. Os diodos têm uma queda de tensão fixa, que é uma propriedade dos semicondutores. À medida que a corrente que flui pelos diodos começa a aumentar, uma quantidade proporcional de energia é desperdiçada como calor. Veja esta resposta para obter um esquema de proteção de polaridade reversa mais eficiente usando um MOSFET de canal P.
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custo
energia perdida durante a queda de tensão do diodo
Os aplicativos que realmente precisam dessa proteção são mais propensos a usar um MOSFET em série ou um IC de gerenciamento de energia dedicado que protegerá contra a tensão reversa e também monitorará a corrente, fornecerá linhas de redefinição de alimentação para condições de interrupção etc.
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Eu apenas pensei em outra resposta:
Se o dispositivo tiver um fusível, ou se espera que ele seja alimentado por algo que possua um fusível, você poderá usar um diodo de energia polarizado da maneira errada entre mais e menos. Se o dispositivo estiver conectado incorretamente, o diodo será acionado e queimará o fusível. Isso é conhecido como "crowbaring".
Isso funciona muito bem se o diodo em questão for um diodo TVS de 5 kW; ele pode proteger contra sobretensão de uma maneira e reverter a proteção de outra maneira. Porém, essa idéia ainda sofre alguma perda no fusível, portanto, não é uma boa idéia para circuitos onde energia muito grande é consumida (como controladores de motor). Para esses circuitos, você supõe que o usuário tenha capacidade de engenharia, pois eles são "peças" e não "produtos" (e, portanto, também não são certificados pela FCC, cobertos pela proteção do consumidor etc.)
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