DIY CIRCUITI: PROTEZIONE DA INVERSIONE DI POLARITÀ

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Una buona soluzione al problema consiste nell'uso di un semplice circuito con Mosfet di tipo P come in figura che segue

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Invertendo la polarità il Mosfet si chude e non passa corrente. Con polarità corretta il Mosfet è in conduzione e la sua resistenza è di circa 4 mOhm (usando il mosfet indicato nello schema) con una cella e scende a 2/3 mOhm con due celle (per via della tensione più elevata).
Quando vengono erogati 10A, la potenza dissipata dal mosfet è di 0.004*102=0.4W, valore più che a accettabile, mentre a 20A la potenza dissipata sale a 1.6W.
Questo circuito è abbastanza semplice che si può installare direttamente sul portabatteria.


La soluzione più semplice ed efficace per i circuiti dual battery (o a 3)

C'è una terza soluzione, ottimale dal punto di vista dell'efficienza, ma sensibilmente più complicata se applicata ad alimentazione ad una sola cella. Consente dissipazioni anche 10 volte inferiori a quelle della soluzione con P-Mosfet, ma nel caso di circuiti mono batteria richiede l'utilizzo di un Mosfet driver (charge pump) oltre che un Mosfet di tipo N, si veda questo: PDF

In circuiti a due o 3 celle si può fare molto meglio. Texas Instruments in un breve documento del 2003 (http://www.ti.com/lit/an/slva139/slva139.pdf) suggerisce una soluzione molto semplice che però a quel tempo era incompatibile con l'esigenza di una box. Negli ultimi anni però la tecnologia dei Mosfet N-channel è avanzata parecchio e credo che oggi la miglior soluzione possa essere l'uso di un N-Mosfet con caratteristiche particolari posto sul ramo negativo del circuito come in figura che segue.

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Con i vecchi n-mosfet questo circuito avrebbe funzionato male o non funzionato proprio, ma usando un moderno N-Mosfet a bassissima resistenza on ( RDS(ON) ) e a bassa tensione di soglia tra gate e source ( VGS ), dovrebbe funzionare alla perfezione. Ad esempio il mosfet TPHR9203PL prodotto dalla Toshiba (http://www.mouser.com/ds/2/408/TPHR9203PL_datasheet_en_20160915-1075440.pdf) garantisce una RDS(ON) di 1.3 mOhm massimi ( e 0.91 mOhm tipici) con VGS di appena 4.5V, troppi per un singola cella ma ideali per due celle. A 20A la caduta di tensione è circa 20 mV e la potenza dissipata 0.4 W
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