boost convertidor con salida protegida de sobretensión

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En mi dispositivo 6.5V se genera desde 5V USB. Esto se puede hacer con el convertidor de refuerzo, pero si algo sale mal (la división del divisor de voltaje de la resistencia externa), debido a la condición de salida de sobretensión (por ejemplo, 16 V), todas las partes conectadas a la salida del convertidor de refuerzo se destruirán. La salida nunca debe superar los 7V.

Estoy buscando una solución a prueba de balas (por supuesto, bajo costo y cantidad mínima de piezas). La corriente requerida es de unos 100 mA, y la eficiencia no es tan importante, porque esta parte del dispositivo se usa muy poco, y está activa durante un corto período de tiempo (1 segundo).

El más cercano que encontré es tps61220, pero según la hoja de datos, el voltaje de salida máximo es de 6.0 V, mientras que el umbral de protección contra sobretensiones (internamente) está en el rango de 6.0 a 7.5 V. Me temo que, debido a la tensión de salida cercana a los 6,5 V, la condición de sobretensión se activará sin parar.

No me interesan los convertidores de refuerzo en los que la resistencia a la sobretensión está definida por resistencias externas, porque nuevamente las cosas pueden ir mal.

Puedo usar un doblador de voltaje (100 mA) (bomba de carga) de 5.0V (USB) a 10V, y luego regularlo por LDO a 6.5V. O regule 5.0V (USB) a 3.3V por LDO y luego duplíquelo por la bomba de carga a 6.6V.

Editar: Digamos que debido a alguna razón uno de 0603 falla en la resistencia de a bordo. La placa ya no funcionará, pero la falla de esta resistencia no causará ningún otro daño. Después de reemplazar este tablero de resistencia, continuará funcionando normalmente. Hay un LDO (5V de USB a 3.3V o menor voltaje seleccionable por el usuario) en la placa que puede fallar, pero 5V pasados desde el USB directamente no destruirán la placa. Con el convertidor boost, esto no es un caso, y si falla (por cualquier motivo, con sobretensión en la salida) se destruirá (casi) completamente la placa.

    
pregunta josip

2 respuestas

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Primero, ten en cuenta que nada es completamente seguro. Todo lo que puede hacer es disminuir la probabilidad de una falla que cause daño adicional. Puede protegerse contra fallas de componentes específicos, pero eso introduce otros componentes. Por lo general, no se puede garantizar que el fracaso de estos sea inofensivo.

También debe considerar el costo de la falla por la probabilidad de falla, en comparación con el costo fijo en cada unidad de protección contra la falla. Por ejemplo, si la falla explota $ 10 en partes y puede ocurrir en 1 de cada 100,000 unidades durante su vida útil, agregar $ 1 en partes para protegerse contra la falla es una mala economía. Si, por otro lado, una falla significa que una casa de $ 500,000 se incendia, con la posibilidad de matar personas, entonces se justifica más de $ 1.

No nos ha dado ninguna guía en cuanto al costo del fallo que se ajusta a su producto. Por lo tanto, es imposible juzgar la protección adecuada contra la sobretensión del convertidor elevador.

Sin embargo, dado que no hay otra información, y teniendo en cuenta el valor nominal de que la sobretensión vale uno o dos dólares para protegerse, sugiero un circuito de derivación. Este circuito toma toda la corriente disponible cuando el voltaje supera algún umbral. Básicamente, eso es lo que hace un diodo Zener, pero generalmente no pueden disipar la potencia requerida. Hay cosas como el poder de los zeners. Mira a tu alrededor.

Una forma más fácil de hacer una derivación de alta corriente suele ser con un Zener encendiendo un transistor. El Zener hace la detección de voltaje y el transistor hace el trabajo pesado de manejar la mayor parte de la corriente:

Tienes que mirar cuidadosamente la disipación de poder. Encuentre qué corriente máxima puede suministrar el regulador de refuerzo a una salida de 7 V y luego asegúrese de que la combinación Zener / transistor pueda disipar esa potencia. Por ejemplo, digamos que el máximo es de 200 mA a 7 V. Eso equivale a 1,4 W. Eso es suficiente para que un solo transistor en el paquete TO-220 probablemente necesite al menos algo de disipador de calor. Eso costará espacio y dinero. La protección no es gratuita, por lo que las concesiones deben analizarse cuidadosamente.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Puede usar un diodo zener en la salida para limitar una situación de sobretensión a la tensión de ruptura del zener. Para evitar que se queme el zener, debe agregar un fusible de 150 mA entre la salida de refuerzo y el zener.

El 1N5921 es un diodo zener de 6,8 voltios y 3 vatios, pero su tolerancia (5%) puede no ser lo suficientemente ajustada para esta aplicación. Hay 2% de zeners disponibles, pero también puedes usar un circuito de palanca.

    
respondido por el Andy aka

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