He estudiado detenidamente las hojas de datos y he leído numerosos artículos sobre protección de circuitos. Entiendo conceptualmente, pero no confío en mi nivel de conocimiento para implementarlo de manera óptima. Quiero ser lo más específico posible para cumplir con las directrices del foro, por lo que solicito un análisis crítico de la protección del circuito en particular, tanto para el LM2931 como para los relés. Componentes específicos seleccionados a continuación con el fundamento para la selección. Hoja de datos con enlaces incluidos. El circuito proporciona un funcionamiento intermitente de un motor de limpiaparabrisas.
Fuente de alimentación. LM2931 acepta hasta 40V (adecuado para sistemas de 12V y 24V), está "diseñado principalmente para sobrevivir en el duro entorno automotriz", y el paquete TO-220 genera mucho menos Calor que un TO-92. Según la hoja de datos, C1 es una tapa de cerámica de 10µF y C2 es una tapa de aluminio de bajo ESR 47µF. El D1 P6KE TVS diodo P6KE20 (standoff 17V) para el 12V y un P6KE39 (standoff 33V) para el sistema de 24V, y un fusible PTC 100mA, proporcionan cierta protección al D1 para polaridad inversa. La carga en el 2931 es un ATtiny85 y dos NPN 2N2222; alrededor de 10-15mA.
Relés. La conmutación se realiza a través de dos relés automotrices Panasonic 20A: CP1-12V o CP1-24V, según corresponda. Los relés tienen un diodo en la bobina y un amortiguador en los contactos C y NO. El amortiguador es una tapa de película metalizada de 0.1µF y una resistencia de 1 / 2Watt de carbono de 100Ω. Los relés están controlados por un 2N2222 NPN con 1kΩ en el emisor, lo que reduce la corriente a tierra y 1kΩ entre la base y el ATtiny. [D6 garantiza que K1 esté energizado si K2 está energizado. Esto evita que M_LO y M_HI estén conectados a tierra simultáneamente.] La alimentación al motor ingresa a la placa desde M_LO o M_HI y sale a través de un fusible de PCB de 6.3A a M_GND. Las trazas de PCB para la corriente del motor son 200mil (100mil en la parte superior y 100mil en la parte inferior con una longitud media.) Capaz de transportar más de 8A. El trazo del motor más largo es de 17 mm.
He operado el circuito con un regulador TO-92 diferente y sin los televisores, fusibles y amortiguadores, y funciona correctamente. Antes de construir otro, agradecería un análisis crítico y una crítica constructiva sobre la protección incorporada.
- ¿El fusible PTC de 100 mA es apropiado para el circuito?
- ¿Es una buena idea o innecesaria la TVS, ya que el LM2931 ya tiene una protección de volcado de carga de 60 V, una protección contra transitorios inversa de -50 V, una limitación de corriente interna y una protección temporal de imagen espejo?
- ¿Es apropiado el fusible 6.3A? (La potencia del motor de M_LO y M_HI está en un fusible de 20 A, demasiado alto para la PCB). El motor puede alcanzar 2A al inicio y aproximadamente 1A mientras está en funcionamiento.
- ¿Son adecuadas las resistencias del emisor (R4 y R8)? No los tenía en el circuito original, pero creo que debería haber algún valor allí para limitar la corriente del emisor a tierra.
- ¿Son necesarios los amortiguadores para un relé de motor 28V / 2A? ¿Selección de componentes de amortiguador aceptable?
- ¿Deberían sustituirse los componentes que no sean el diodo y los relés TVS al construir para uso de 12V (~ 14V) en lugar de 24V (~ 28V)?
