¿Cómo hacer un circuito simple de protección contra sobrecorriente / disyuntor para 12V 1-2A?

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Estamos desarrollando un escudo de E / S para Arduino (tipo de) y tenemos cuatro conectores de salida controlados por FET con una carga aproximada de 12V 1-2A cada uno. Necesito que todas estas cuatro salidas estén protegidas contra cortocircuitos y los incidentes detectados por otro pin de entrada en el Arduino.

Ya que estamos usando el clon Olimexino-STM32 Arduino, solo tenemos 3v3 en los pines de la CPU. Por lo tanto, adjuntamos un LM339 controlado por 12 V entre el pin de la CPU y el FET de canal P que controla la salida de 1-2A. Más o menos así, pero con LM339 en lugar de transistor:

Perocomoestascuatrosalidas1-2Aimpulsaráncuatrocargasindividualmente,noqueremosquetodoelcircuitosequemeencasodecortocircuito.Idealmente,elcortocircuitoenunasolasalidanocausaríaperturbacionesenlasotrassalidas,peroelinformealaCPU(usandootropindeentrada)sepierde,ylaCPUpodríaalertaralsistemadecortocircuitodelnivelsuperior.

Laplacaestácontroladaporunafuentede12Vylassalidastambiénnecesitarán12V,porloquelasolucióntendráquetenerunbajovoltajedecaída.

HeencontradoalgunassolucionessimplesqueutilizanJFETconGateySourceenlazadas,peronoestoysegurodecuáleselnivelactualdelímiteactual,oinclusosiesaplicableennuestroproyecto,yaqueseusaprincipalmentecomocontroladordecorrienteconstanteparalosLED.:

EDIT:

Muchas gracias por todas las respuestas! Hicimos algunos cambios en nuestro diseño original, pero sus sugerencias son realmente útiles en otros casos. Así es como hemos hecho:

Para mantenerlo simple y barato, hemos cambiado el voltaje de suministro general a 24v e implementamos un regulador de conmutación de alta eficacia de primera etapa que lleva el voltaje a ~ 14.5V y luego agregamos un regulador lineal simple ( LM7812 derivado) para cada salida estabilizándola a 12 V y hace que cada una sea independiente de las demás. El regulador lineal tiene protección contra cortocircuitos y sobrecorriente incorporada.

    
pregunta speakman

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Estos varistor de óxido de metal PTC limitador de corriente Las soluciones a menudo se usan en concentradores USB y aplicaciones automotrices, como los motores de parabrisas, y tienen un costo muy bajo. Uno elige la corriente de retención o la corriente de disparo de acuerdo con el diseño para protegerse de la sobrecarga térmica, ya que los dispositivos generalmente se calientan hasta 85 ° C y se desconectan más rápido que los dispositivos que necesita proteger. Mantener los dispositivos actuales en dispositivos similares a capuchones radiales necesita convección de aire libre para funcionar. Existen algunas fuentes SMD, pero naturalmente están limitadas a diseños especiales debido a problemas de ciclos térmicos de un chip PTC rígido a una placa de circuito.

El rango de piezas de 6mA ~ 30A mantiene la corriente con corrientes de disparo de 12mA a 50A.

Le sugiero que compre una variedad de valores y que tenga a mano sus fuentes de energía para proteger a los conductores de cada puente de la fritura. Como son seguros baratos, puede considerar la posibilidad de insertar varios valores diferentes y usar puentes cuando adquiera confianza de que puede derivar un PTC actual de disparo más bajo para confiar en el PTC de nivel superior siguiente cuando desee recuperar la pequeña potencia desperdiciada en el PTC para tu diseño.

Es casi como tener su propio suministro de laboratorio de limitador de corriente ajustable y ejecutarlo cerca del punto de disparo durante el desarrollo hasta que haya identificado los riesgos de los viajes por sobrecorriente con cargas dinámicas y haya evitado esas fallas por diseño. No lo protegerá de cortocircuitos provocados que frenan las pistas de silicio en un milisegundo, pero pueden funcionar más rápido que las fallas de sobrecarga térmica "más" y ahorrarle un montón de controladores del puente Arduino hasta que obtenga los errores causados por los disparos. Cables largos y sin control de tiempo muerto.

Una vez que elija la clasificación de corriente de mantenimiento, compare las Rs del PTC con el ESR de su motor y el interruptor Ron de su controlador para ver dónde se distribuyen sus pérdidas de energía y las pérdidas / temperaturas efectivas en diversas condiciones de carga estática y dinámica. Las clasificaciones más grandes tienden a tener tiempos de viaje más largos. Pero en clasificaciones pequeñas como 1A, una de esas partes tiene una corriente de disparo de 2A con Rs mín / máx de 180 ~ 270 mOhm con un tiempo de viaje de ~ 14s con una capacidad de 120 Vmax, mientras que la parte de 1206 SMD es de 55 ~ 133 mOhm y viajes en 0.3s pero 6Vmax. Utilice la búsqueda de filtro para encontrar las mejores partes. (en stock)

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Desde su descripción, un dispositivo como Philips BUK9MNN-65PKK podría ser adecuado para sus propósitos .

  • Canal dual, por lo que solo necesitarías 2 de ellos para tus 4 canales.
  • Límite y detección de corriente incorporados, sentido de la temperatura de la unión
  • Vds 65 voltios
  • Id. 7.1 amperios
  • Canales independientes, interferencias mínimas

Las líneas de detección de corriente proporcionarán información de corriente / sobrecorriente a las entradas analógicas en su MCU.

Si esta parte específica no está funcionando para sus propósitos, hay partes relacionadas, "similares pero diferentes", que vale la pena explorar.

    
respondido por el Anindo Ghosh

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