Circuito monitor de voltaje (protección de polaridad inversa con corte de alto voltaje)

Question

Quiero hacer un circuito que realice estas tareas:

1) Proteger la carga contra la polaridad inversa.

2) Proteger la carga contra el sobrevoltaje.

Carga = Raspberry pi

Razón para este circuito - La Pi no está siendo alimentada directamente a través del conector USB. Habrá un conector DC donde se supone que los usuarios deben enchufar una fuente de alimentación de 5V 2A con pin circular. Finalmente esto se conectará al conector micro-USB. Esto se está haciendo porque la Pi está dentro de una carcasa y no es posible exponer directamente el puerto micro-USB.

He diseñado este circuito:

¿Cómo creo que funciona?

El Mosfet evitará el encendido en caso de polaridad inversa.

Si la polaridad es correcta, el Mosfet se encenderá. He configurado una referencia de voltaje para producir 5.6 VDC. Un comparador comparará esto con DCOUT. Si DCOUT > 5.6 VDC, el OPAMP generará un ALTO apagando el Mosfet.

¿Estoy en lo correcto?

Preocupación posible - Cuando el OPAMP apaga el Mosfet, todo el circuito perderá energía y el Mosfet se encenderá nuevamente. Obtendré un voltaje oscilante en DCOUT igual a 5.6 VDC. ¿Estoy en lo cierto?

¿Debería colocar otro Mosfet aguas abajo que se corte en caso de que DCOUT > 5.6 VDC? Si está aguas abajo, puedo asegurarme de que no haya oscilaciones. Ejemplo:

¿Existe una mejor alternativa a todo esto?

Answer 1

Su circuito tiene problemas y yo no intentaría "parchearlos" ya que hay soluciones más simples y confiables!

Yo usaría un fusible de polímero que es un fusible de autorrecuperación. Después de que se funda, se recuperará (volverá a ser "bueno") después de algún tiempo por sí mismo. Por supuesto, también podrías usar simplemente un fusible de vidrio ordinario pero asegúrate de que el usuario pueda reemplazarlo sin necesidad de abrir la caja. Para esto existen portafusibles.

Así que confío en el fusible para cortar la energía cuando la alimentación de CC no es correcta. Eso es seguro y confiable. Aquí está mi circuito:

simula este circuito – Esquemático creado usando CircuitLab

El diodo D2 conduce cuando DCIN < 0.6 V, por lo que la corriente circula y el fusible se fundirá.

En caso de sobretensión, el SCR se activa a través de D1, lo que corta la fuente, provocando que pase una corriente alta a través del fusible que entonces se fundirá.

También ten en cuenta que mi circuito es mucho más simple que lo que propones :-)

Answer 2

La protección simple contra sobretensiones electrónicas se puede hacer de esta manera:

D1 es un diodo zener, digamos de 4.9V. Si el voltaje a través de R3 es mayor que 0.7 (VCC mayor que 5.6V) cerrará el Q3 y cortará la corriente de la Carga (R7).

Editar:

La parte de polaridad inversa de la pregunta es un buen enfoque.