¿Existe un IC de protección de sobretensión, sobrecorriente y polaridad inversa?

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Estoy diseñando un circuito que tiene los siguientes requisitos de protección:

  • polaridad inversa
  • Sobre voltaje (60v max)
  • Sobre corriente (aprox. 1A)

Hay un rango de voltaje de entrada bastante grande, de 10v a 60v.

48v es nominal, consumiendo aproximadamente 150 mA. A las 10vin, dibuja unos 750 mA.

Hice y probé el siguiente circuito para satisfacer las condiciones: (Los valores funcionan pero no han resultado óptimos)

M1 fue mi punto de partida para la polaridad inversa, luego Zener, divider & Se agregaron M2 para sobretensión.

Descubrí que se necesitaba D1 cuando lo armaba, para mi gran molestia ya que quería evitar una gran caída de voltaje. (Huelo redundancia ...)

El fusible es el elemento más frustrante. No quiero tener que reemplazar ningún componente si hay una falla (incluso un fusible en una carcasa), por lo que estaba trabajando con un fusible reajustable PTC. Esto no solo tiene un tiempo de disparo horrible (¡aproximadamente 4 segundos!), También tiene una gran huella en la PCB; demasiado grande para mi me temo :(

Decidí que es más beneficioso para mí monitorizar la corriente y desactivar un FET, por ejemplo, que apretar el circuito si se produce una falla de este tipo.

Mi pregunta es ...

A) ¿Hay algún IC que pueda ocuparse de estos tres elementos? He estado buscando en los CI de protección del cargador de batería, pero todavía no he encontrado nada.

B) ¿Alguien tiene alguna sugerencia sobre la incorporación del requisito de sobrecorriente en mi circuito sin fusible? Mis pensamientos iniciales fueron usar una resistencia sensorial, un comparador y otro FET, pero no puedo evitar pensar que todo el circuito podría simplificarse mucho.

Gracias por mirar.

    
pregunta raaymaan

4 respuestas

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Prueba este IC: enlace

LT4356-1 y -2 - Surge Stopper Características

Stops High Voltage Surges
Adjustable Output Clamp Voltage
Overcurrent Protection
Wide Operation Range: 4V to 80V
Reverse Input Protection to –60V
Low 7μA Shutdown Current, LT4356-1
Adjustable Fault Timer
Controls N-channel MOSFET
Shutdown Pin Withstands –60V to 100V
Fault Output Indication
Guaranteed Operation to 125°C
Auxiliary Amplifier for Level Detection Comparator or Linear Regulator Controller
Available in (4mm × 3mm) 12-Pin DFN, 10-Pin MSOP or 16-Pin SO Packages

Debe tener en cuenta que el IC LT4361 recomendado anteriormente es similar, pero no admite sus requisitos de rango de voltaje de entrada; muchos circuitos integrados están diseñados para admitir la protección de los buses de suministro de bajo voltaje, menos el soporte de los rangos de voltaje más altos que usted busca. LTC4361-1 / LTC4361-2 - Controlador de protección contra sobretensión / sobrecorriente Características

2.5V to 5.5V Operation
Overvoltage Protection Up to 80V
No Input Capacitor or TVS Required for Most Applications
2% Accurate 5.8V Overvoltage Threshold
10% Accurate 50mV Overcurrent Circuit Breaker
<1μs Overvoltage Turn-Off, Gentle Shutdown
Controls N-Channel MOSFET
Adjustable Power-Up dV/dt Limits Inrush Current
Reverse Voltage Protection
Power Good Output
Low Current Shutdown
Latchoff (LTC4361-1) or Auto-Retry (LTC4361-2) After Overcurrent
Available in 8-Lead ThinSOT™ and 8-Lead (2mm × 2mm) DFN Packages
    
respondido por el whatever102904
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Si desea que su circuito sea tolerante a la sobretensión, deberá especificar hasta qué voltaje, ya que su circuito de protección debe estar construido para soportar esa tensión.

Si puedes permitirte la caída, un puente de diodo es una forma segura de ser independiente de la polaridad. Puedes eliminar la caída usando un relé.

Para sobrecorriente, tendrá que decidir qué hacer cuando detecte sobrecorriente. ¿Limitar la corriente al valor máximo? ¡Eso implica un elemento lineal, y por lo tanto (mucha) disipación de poder! Otra opción es cortar la alimentación de tu dispositivo hasta que se elimine la alimentación. Esto implica algún elemento de memoria, un tiristor puede ser conveniente para este propósito.

Tenga en cuenta que su deseo de no tener un fusible hace una gran diferencia en el costo: de lo contrario, un diodo zener + fusible + haría la protección de reversa y sobretensión, y una palanca de tiristor activada por corriente haría sobrecorriente.

Parecía estar descontento con la caída de un diodo en serie. Debe darse cuenta de que casi cualquier forma de monitoreo de corriente necesitará una caída de voltaje, y las caídas más bajas requieren un circuito más complejo.

    
respondido por el Wouter van Ooijen
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Hay chips que proporcionan funciones de detección de sobretensión o detección de sobrecorriente. Sin embargo, puede ser bastante económico construir tu propio circuito. Hay razonablemente un buen artículo en EDN en línea que describe un circuito de componente discreto como se muestra a continuación:

Una característica interesante del circuito anterior es que funciona como un interruptor automático y elimina la carga de la entrada con falla. Permanece eliminado hasta que se restablece mediante un interruptor de tacto o se elimina la alimentación de entrada.

Mi sugerencia es que la protección de polaridad inversa se puede proporcionar mejor a través de un diodo Schottky en serie en la línea de suministro Vin +. También sugiero que diseñe su detector de sobrevoltaje y el detector de sobrecorriente de manera que deje intacta la GND del circuito. Algún día, cuando las ideas de su proyecto se conviertan en un producto real que debe llevar a un laboratorio para realizar pruebas de inmunidad y emisiones, realmente apreciará el uso de técnicas de diseño que mantengan un solo GND, planos GND y referencias de chasis / envolventes.

    
respondido por el Michael Karas
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Sí. Puede encontrar innumerables números de circuitos integrados para sus necesidades. A continuación se muestra el LTC4361 de Linear Technologies. Todas las series LTC43 son uno u otro IC protectora. Puede ir a través de la hoja de datos del IC siguiente y diseñar los periféricos de acuerdo con sus requisitos.

    
respondido por el Durgaprasad

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