Estoy diseñando una placa que usa una fuente de alimentación de 15 V para la mayoría de los circuitos, pero también incluye una fuente de alimentación de alto voltaje (HV) que puede llegar hasta 140V. Por razones de seguridad, me gustaría detectar cuándo el suministro de HV es superior a 50V.
El circuito para hacer esto es sencillo: use un comparador alimentado por la fuente de 15V para verificar la salida de un divisor de resistencia en la fuente de alto voltaje, y configure la salida para que sea alta cuando la fuente de alto voltaje esté por encima de 50 V.
El único problema es que tanto el suministro de 15 V como el de alto voltaje se encenderán (y apagarán) al mismo tiempo. Es posible que el suministro de HV alcance su valor final antes de que el comparador reciba la alimentación completa de la fuente de 15 V, en cuyo caso el voltaje de la entrada del comparador que está conectada al divisor de resistencia HV puede exceder temporalmente el voltaje de suministro del comparador.
Una solución es conectar un diodo Schottky de la entrada del comparador a su pin de suministro (se menciona esta solución, por ejemplo, here ). El divisor de resistencia también sirve como resistencia en serie limitadora de corriente. A continuación se muestra un esquema con esta solución:
Sin embargo, lo que me preocupa es que solo he visto esta solución utilizada cuando el dispositivo que se está protegiendo ya está encendido. Si el diodo comienza a conducir debido a una sobretensión en la entrada, entonces el comparador se activará a través del diodo en lugar de la alimentación de 15V. Esto podría llevar a una secuencia de inicio inusual para el comparador, lo que parece una mala idea. ¿Hay algún inconveniente para proteger a un comparador de la sobretensión mientras se enciende el comparador al conectar un diodo desde su entrada a su pin de suministro?
También he encontrado una solución alternativa para proteger la entrada del comparador. La idea es desconectar la entrada del comparador del divisor de resistencia HV hasta que la fuente de 15V esté cerca de su valor final. La entrada del comparador se desconecta mediante un relé de estado sólido que está abierto hasta que el riel de 15 V se acerca a su valor final. El SSR se implementa en el siguiente esquema como el \ $ D_2 \ $ LED control \ $ SW_1 \ $. Un Zener de 12V en serie con \ $ D_2 \ $ garantiza que el SSR no se cierre hasta que el riel de 15V alcance aproximadamente 13V:
(Tenga en cuenta que \ $ R_6 \ $ está conectado a la entrada del comparador para proporcionar una ruta para la corriente de polarización de entrada cuando el SSR está abierto. Afecta la relación del divisor, pero los valores de la resistencia en el esquema son valores aproximados en este momento de todos modos.)
El costo de los componentes y el espacio de la placa no es un problema para esta aplicación, por lo que estoy inclinado a utilizar la solución SSR, pero me resisto a rechazar la solución de diodo porque es muy simple. ¿La solución de diodo es suficiente para este caso? ¿Se puede mejorar cualquiera de las soluciones? ¿Hay otra solución mejor?
Notas adicionales:
- Soy flexible en el comparador particular utilizado. Estoy usando el TLV7211 en el tablero, así que esa es una opción posible para la simplicidad, pero No estoy obligado a usarlo.
- Ambos esquemas están configurados para una simulación de barrido de CC en el peor de los casos (el suministro de HV se establece en 140V constantes y el suministro de 15V aumenta de 0V a 15V). Siéntete libre de jugar con la simulación.
