Защита: предохранитель, диод, TVS

Защита питания — это три разных задачи, и путать их нельзя: от перегрузки по току, от перенапряжения и от переполюсовки.

От перегрузки: предохранитель (плавкий, одноразовый), самовосстанавливающийся полимерный (polyfuse, срабатывает по нагреву и восстанавливается), электронный ограничитель тока в блоке питания. Выбор по току: номинал в 1.5–2 раза больше рабочего, чтобы не срабатывал от пусковых токов.

От перенапряжения и выбросов: TVS-диод (transient voltage suppressor) — срабатывает за наносекунды и берёт импульс на себя; стабилитрон (медленнее, дешевле); варистор (для сети). Ставится параллельно защищаемой цепи, между питанием и землёй.

От переполюсовки: диод последовательно (просто, но теряет 0.7 В), MOSFET в схеме «идеального диода» (теряет милливольты), диодный мост (работает при любой полярности, но теряет 1.4 В).

Типичные схемы:

— Вход 5 В от USB: polyfuse 0.5 А плюс TVS на 5.5 В.
— Вход 12 В: предохранитель, обратный диод Шоттки, TVS на 18–24 В.
— Li-ion: плата защиты (over-charge, over-discharge, over-current) плюс отдельная зарядка.

Чего не делать:

— Ставить предохранитель «на всякий случай» с номиналом как рабочий ток: он будет греться и медленно деградировать.
— Полагаться на диод там, где важна каждая десятая вольта: падение съест запас.
— Ставить TVS на 5 В в цепь 5 В без запаса: сработает при нормальном питании.

И правило, которое дороже всех деталей: сначала проверь полярность и наличие КЗ мультиметром, потом включай. Защита — страховка, а не замена проверке.