Uso de transistores para evitar el cortocircuito / límite de corriente

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Estoy diseñando un circuito en el que quiero proteger Q1 de la sobrecarga actual y hacer estallar en caso de que Rl sea un corto. La longitud del cable en una situación de cortocircuito es de 0.7 ohmios. Por lo general, Rl es de 10 ohmios (cuando no está en cortocircuito) o algo así, por lo que 1.25A fluye a través de él. RL tiene LEDs, así que necesito mantener 12VDC. He visto un LM513 como una fuente de corriente pero parece que la caída de voltaje de Vin a Vout es demasiado grande.

Un microcontrolador está impulsando la base de Q1

He diseñado el circuito a continuación utilizando transistores 3A, pero sigo haciendo estallar Q1. He verificado que el circuito funciona cambiando el valor de la resistencia Rs y verificando que regula la corriente correctamente.

Elegí las Rs a 0.5 para poder ejecutar un máximo de 1.5A. Con los transistores clasificados en 3A, pensé que esto debería estar bien.

Mi pensamiento es que Q1 está apareciendo demasiado rápido antes de que incluso tenga la posibilidad de apagarse con la corriente instantánea de aproximadamente 10A que fluye a través de él.

¿Debo reemplazar Q1 con un transistor Mosfet?

El esquema está abajo.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta tooclosetosee

4 respuestas

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Por favor regrese y eche un vistazo a su hoja de datos. Un 2N3904 solo está clasificado para una corriente continua de 100 mA (normal) con un máximo absoluto de 200 mA. Estás tratando de dibujar mucho más actual de lo que puede manejar la pequeña cosa pobre.

Además, solo proporcionará ~ 10 mA de corriente base, y suponiendo (a fuerza de ilusiones) que el transistor puede manejar la corriente, cuando usa un BJT como interruptor, lo que está haciendo aquí, debe asumir una ganancia de 10 a 20, con una suposición de 10. Por lo tanto, no está proporcionando una unidad de base adecuada, incluso si su transistor podría manejarlo.

Igual de mal, considera lo que sucedería si tu limitador funcionara como estaba previsto. Estarías limitado actualmente a 1.5 amperios. Obtendrías aproximadamente .75 amperios a través de tu resistencia sensorial, y otro 1 voltio más o menos a través de tu cortocircuito. Luego, el transistor vería unos 10 voltios y, a una corriente de 1,5 amperios, disiparía unos 15 vatios. Ahora vuelva a la hoja de datos y vea cuánta energía realmente puede disipar un 2N3904.

Utilizar un FET en lugar de Q1 parece razonable, pero ten en cuenta algunas cosas -

1) Si el circuito funciona, Q1 disipará 15 vatios, y esto requerirá un disipador de calor mucho más grande de lo que está acostumbrado a usar.

2) Sin analizar el problema, observo que el FET puede no ser amable con su enfoque de limitación de voltaje de compuerta, y es posible que la limitación tome la forma de una oscilación de corriente de gran oscilación.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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He hecho exactamente esto, pero con ~ 2.3A en lugar de 1.5A. Tenía módulos LED de 12 V, pulsados por PWM, con un limitador de corriente de circuito de hardware como se muestra, pero con un MOSFET de canal N como lo sugiere WhatRoughBeast.

Tuve48deestosejecutandoenparalelo,paradar100A+duranteunpulsoparaunaluzestroboscópicaenunrobotmóvil.

Trabajaronfantástico,losrecomiendo!Mepermitióusardeformaseguracualquiersuministrode15Vomás.TengaencuentaquemiRload(enrealidadunaresistenciadedeteccióndecorriente)fuede5W,ymiMOSFETfueunpaqueteFETdeSOIC-8conunaclasificacióndecorrientede8A.Sinembargo,miaplicaciónsignificóquenuncafuiporencimadel10%delciclodetrabajo,porloquesiesperaqueeltiempototaldeencendidodelpulsoseasignificativo,obtengaunFETde30A.EstosignificaquesuresistenciaaRds_onesbajaydisipanmenoscalordurantelaoperación.

Tengaencuentaque,apesardeloqueeslaresistencia"on", el FET actúa más como una resistencia controlada por voltaje lineal durante esa condición de limitación de sobrecorriente. Por lo tanto, cualquier duración prolongada como esta lo hará estallar, especialmente si la diferencia de voltaje entre el riel de suministro y lo que los LED están usando es grande. Verifique la potencia usando P = IV, donde V es el voltaje restante después de la fórmula de la resistencia de detección actual y la caída sobre la carga del LED.

    
respondido por el KyranF
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  1. Si la fuente de 3.3 voltios es la E / S de su microcontrolador, entonces con el R1 de 10 ohmios que describe en su texto (que es muy diferente de los 10k que se muestran en su esquema) habrá 330 miliamperios a través de con V1 alto, no 1,25 amperios, y eso es si la MCU podría conducir una carga de 330 miliamperios, que no puede.

  2. Si la fuente de 3.3 voltios es una E / S del microcontrolador, entonces cada vez que baja, aparecerá como si R1 hubiera sido cortocircuitado a tierra. Eso apagará el Q1, deteniendo el flujo de carga a través de RL, por lo que incluso si el R1 se corta a tiempo completo, es muy improbable que el Q1 salga de la sobrecorriente con el V1 bajo.

  3. De lo que has dicho, parece que lo que estás tratando de hacer es construir un controlador LED limitado y actual. Si ese es el caso, entonces necesita ser más específico para identificar eso como una meta.

respondido por el EM Fields
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Esa parte solo puede disipar 0.5W a 25 grados C (menos cuando está más caliente). Cuando su circuito está limitando, el transistor se está disipando más como 10-15W, por lo que el transistor caducará en muy poco tiempo.

Si desea que pueda soportar un cortocircuito continuo, necesita un paquete más grande y un disipador de calor grande.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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