Чи існує захист від перенапруги, над струмом та зворотною полярністю?

Я проектую схему, яка має такі вимоги захисту:

• Зворотна полярність
• Перенапруга (макс. 60 В)
• Поточний струм (прибл. 1А)

Існує досить великий діапазон вхідної напруги, від 10 до 60 В.

48В номінальний, малюючи приблизно 150mA. При 10vin він притягує грубо 750 мА.

Я створив і випробував наступну схему, щоб задовольнити умови: (Значення працюють, але не виявились оптимальними)

М1 був моєю відправною точкою для зворотної полярності, тоді для надлишкової напруги були додані стабілітра, дільник та М2.

Я виявив, що D1 потрібен, коли я закладав його, до сильного роздратування, оскільки хотів уникнути великого падіння напруги. (Я відчуваю запах надмірності ...)

Запобіжник - найвиразніший елемент. Мені не хочеться замінювати будь-які компоненти, якщо є несправність (навіть запобіжник у корпусі), тому я працював із запобіжником для скидання PTC. Це не тільки жахливий час спрацьовування (~ 4 секунди!), Але також має великий слід на друкованій платі; я боюся занадто великий для мене :(

Я вирішив, що для мене вигідніше слідкувати за струмом і вимкнути, наприклад, БНТ, ніж розгалужувати ланцюг, якщо має місце така несправність.

Моє запитання:

А) Чи існує ІМС, яка може опікуватися цими трьома елементами? Я дивився на захисні пристрої захисту зарядного пристрою, але поки нічого не знайшов.

Б) Чи є хтось із пропозицій щодо включення надмірної вимоги в мою схему без запобіжника? Мої початкові думки полягали в тому, щоб використовувати сенсорний резистор, компаратор та інший БНТ, але я не можу не допомогти, але думаю, що тоді вся схема може бути значно спрощена.

Дякуємо, що подивилися.

Спробуйте це IC: http://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 і -2 - Особливості перешкод перенапруги

Stops High Voltage Surges
Adjustable Output Clamp Voltage
Overcurrent Protection
Wide Operation Range: 4V to 80V
Reverse Input Protection to –60V
Low 7μA Shutdown Current, LT4356-1
Adjustable Fault Timer
Controls N-channel MOSFET
Shutdown Pin Withstands –60V to 100V
Fault Output Indication
Guaranteed Operation to 125°C
Auxiliary Amplifier for Level Detection Comparator or Linear Regulator Controller
Available in (4mm × 3mm) 12-Pin DFN, 10-Pin MSOP or 16-Pin SO Packages

Слід зазначити, що раніше рекомендований ІС LT4361 подібний, але не підтримує ваші вимоги до вхідного напруги; багато ІМС призначені для захисту шин живлення низької напруги, менше підтримують більш високі діапазони напруги, які ви шукаєте. LTC4361-1 / LTC4361-2 - Особливості регулятора захисту від перенапруги / перенапруги

2.5V to 5.5V Operation
Overvoltage Protection Up to 80V
No Input Capacitor or TVS Required for Most Applications
2% Accurate 5.8V Overvoltage Threshold
10% Accurate 50mV Overcurrent Circuit Breaker
<1μs Overvoltage Turn-Off, Gentle Shutdown
Controls N-Channel MOSFET
Adjustable Power-Up dV/dt Limits Inrush Current
Reverse Voltage Protection
Power Good Output
Low Current Shutdown
Latchoff (LTC4361-1) or Auto-Retry (LTC4361-2) After Overcurrent
Available in 8-Lead ThinSOT™ and 8-Lead (2mm × 2mm) DFN Packages

Якщо ви хочете, щоб ваша схема була толерантною до перенапруги, вам доведеться вказати до якої напруги, тому що ваша схема захисту повинна бути побудована, щоб протистояти цій напрузі.

Якщо ви можете дозволити собі падіння, діодний міст - це вірний спосіб бути незалежним від полярності. Усунути падіння можна за допомогою реле.

Для надмірного струму вам доведеться вирішити, що робити при виявленні надмірного струму. Обмежити струм до максимального значення? Це передбачає лінійний елемент, а отже, і безліч розсіювання потужності! Ще один варіант - відключити живлення від вашого гаджета, поки не буде знято живлення. Це передбачає деякий елемент пам'яті, тиристор може бути зручним для цієї мети.

Зауважте, що ваше бажання не мати запобіжника має величезну різницю у вартості: інакше запобіжник + силовий зенеровий діод буде захищати зворотний і перенапружений напруга, а поточна тиргірована ломка спрацьовує надмірно.

Ви, здавалося, були незадоволені падінням на діод серії. Ви повинні усвідомити, що майже будь-яка форма поточного моніторингу потребує певного падіння напруги, а нижчі перепади потребують більш складної схеми.

Існують мікросхеми, які забезпечують функції виявлення над напругою або виявлення над струмом. Хоча побудувати власну схему можна досить недорого. В EDN в Інтернеті є досить хороша стаття, яка описує дискретний компонентний контур, як показано нижче:

Акуратною особливістю вищевказаної схеми є те, що вона працює як автоматичний вимикач і видаляє навантаження з несправного входу. Він залишається видаленим до скидання за допомогою тактового вимикача або відключення вхідної потужності.

Я можу припустити, що захист від зворотної полярності найкраще можна забезпечити через серійний діод Шоткі в лінії живлення Vin +. Я також пропоную розробити свій детектор над напругою та сповіщувач над струмом таким чином, щоб GND ланцюга залишався недоторканим. Коли-небудь, коли ваші проектні ідеї перетворяться на справжній продукт, який ви повинні вивезти в лабораторію для випробувань на викиди та імунітет, ви дійсно оціните, використовуючи дизайнерські методи, що зберігають єдині літаки GND, GND та шасі / корпус.

Так. Ви можете знайти незліченну кількість ІМС для ваших потреб. Нижче наведено LTC4361 лінійних технологій . Усі серії LTC43 є тими чи іншими захисними ІМС. Ви можете пройти таблицю даних нижче ІМС та спроектувати периферійні пристрої відповідно до своїх вимог.