意図した方向と反対に流れる電流は、多くの電子機器に損傷を与える可能性があります。電圧と電流が逆になることは、DIY電子機器や配線を扱っているときに、誤って逆に差し込んでしまう場合によくある間違いです。以前にこの間違いを犯したことがある場合は、設計に解決策を実装することをお勧めします。デバイスを保護するために、「フールズダイオード」（保護ダイオードとも呼ばれる）を使用できます。
保護ダイオードはどのように機能しますか?
ダイオード 電流が一方向にのみ流れる半導体の一種です。したがって、ダイオードを使用することで、逆電圧がシステムを逆方向に流れる電流をブロックし、デバイス内の他の部分の敏感な部品を保護することができます。愚かなダイオード設定では逆電圧は修正されないことに注意する必要があります。したがって、デバイスの電源をオンにすることはできませんが、少なくとも部品を交換してもう一度試すことはできます。最も簡単な取り付けでは、ダイオードを他のコンポーネントと直列に取り付けます。
ダイオードが他のコンポーネントを保護する能力は「阻止力」によって決まるため、ダイオードが破壊されて電流が流れるまでにどれだけの電圧を吸収できるかを定義する仕様であるピーク逆電圧を再確認する必要があります。1N400xというコードのダイオードは、ピーク逆電圧定格が50V (1N4001) から1000V (1N4007) の範囲のフールズ ダイオードとして使用することを目的としています。
ショットキーダイオード: より高い電力で逆電圧保護を実現
ただし、保護ダイオードを使用する最大の欠点は、順方向電圧降下（通常は約0.7V）です。熱による電力損失も発生します。電圧効率を向上させる一般的な方法の1つは、標準ダイオードよりもはるかに小さい順方向電圧降下 (通常0.15V ～ 0.46V) を提供するショットキー ダイオードを使用することです。このトレードオフは、設計によっては許容できる場合とできない場合があります。状況によっては、効率を向上させるために、非可逆コネクタなどの機械的な手段を実装する方がよい場合があります。
ダイオードベースの別の保護方法は、ダイオードをメイン回路に並列に配線し、電圧が正しく印加されたときに電流をブロックするようにすることです。代わりに、電圧は主負荷を介して伝わります。このダイオードは、逆接続されると、電子に代替経路を提供し、主回路を大部分バイパスしてこれらの影響から保護します。ユーザーは、電圧が逆転したときに抵抗が低下し、接地への電流が増加する可能性があることを考慮する必要があります。しかし、通常の動作ではダイオードに電流が流れないため、このタイプの回路は直列のダイオードよりも効率的に動作します。
このタイプのセットアップは、回路がオフになったときにコンポーネントを損傷することなく蓄積された電荷を消散させることを目的とした「スナバ」または「フライバック」ダイオードを彷彿とさせます。この構成は優れた設計手法ですが、人為的エラーを防ぐためのものではありません。
結論
逆電流と逆電圧は、回路内のより敏感なコンポーネントに重大な損傷を引き起こす可能性があります。フールズダイオード、または保護ダイオードを使用すると、逆電圧からの電流をブロックまたはバイパスして、デバイス内のこれらの敏感なコンポーネントを保護することができます。このような保護対策は、回路のプラスとマイナスのリード線を接続するときに人為的なミスが発生した場合に非常に重要になります。