Estoy diseñando un circuito de calefacción que se utilizará en un producto que se producirá en pequeñas y medianas cantidades (cientos a miles de unidades, no decenas de miles). Este calentador será controlado por PWM para mantener una temperatura establecida en el medio calentado, sin embargo, como medida de seguridad adicional, me gustaría incluir un recorte de sobrecalentamiento por separado para evitar incendios o altas temperaturas en la superficie en caso de una falla en el circuito de control. (sensor defectuoso, cambio de FET en cortocircuito, la carga se retira del elemento del calentador, etc.).
El corte debe volver a un estado operativo una vez que se resuelva la condición de sobrecalentamiento (es decir, los fusibles térmicos normales, de disparo una vez no son apropiados). Idealmente, la solución sería lo más simple posible y contendría pocas partes, el dispositivo se usaría en ubicaciones remotas, por lo que la confiabilidad es una preocupación.
El calentador se accionaría a partir de 12V, la potencia máxima sería de 40W (es decir, 3.3A). El corte debe funcionar entre 50 y 60 grados centígrados.
Las opciones que estoy considerando y sus méritos relativos están a continuación:
a. Interruptores bimetálicos normalmente cerrados, colocados en serie con el elemento calentador (por ejemplo, Klixon 7AM ):
- para:
+ Simple, componente único.
+ Parece ser la solución más común para esta aplicación.
+ Significativamente más caro que PTC (> $ 3.00 / pc). - en contra:
- No he podido encontrar ninguna opción de montaje en superficie.
- Tiene partes móviles que aumentan las preocupaciones de confiabilidad en mi mente aunque
Parece que tienen calificaciones de por vida bastante aceptables.
b. Resistores de coeficiente de temperatura positivo (PTC), colocados en serie con el elemento calentador:
- para:
+ Simple, componente único.
+ Sin partes móviles.
+ Montaje en superficie.
+ Barato (menos de $ 0.40 / pc). - en contra:
- Generalmente diseñado para uso en protección contra sobrecorriente y los datos se proporcionan para adaptarse a
p.ej. Los datos disponibles no dan curvas de resistencia vs temperatura.
- El punto de disparo de la temperatura dependería de la corriente a través de la resistencia.
- Pocas opciones disponibles para usar sobre 3A.
c. Interruptor de temperatura IC (p. Ej. Serie analógica ADT650x ) conduciendo un FET:
- para:
+ Sin partes móviles.
+ Superficie de montaje. - en contra:
- Piezas múltiples (fiabilidad).
- Trabajo de diseño adicional (ok, es despreciable pero soy perezoso).
- Requiere fuente de alimentación adicional (5v).
- El costo total de la lista de materiales es similar al interruptor bimetálico.
Mis preguntas son:
- ¿Algún comentario sobre los méritos de estas opciones?
- ¿Alguien puede sugerir opciones alternativas para implementar este límite?
- ¿Alguien está al tanto de las resistencias PTC diseñadas para este uso o aplicaciones actuales más altas?