อะไรคือวิธีที่แนะนำในการป้องกันวงจรจากแรงดันเกินที่ไม่ได้เกิดขึ้นชั่วคราว?

ฉันกำลังออกแบบตัวควบคุมแสงแบบพกพาที่ใช้แบตเตอรี่ 12V และถูกถามบ่อยเกี่ยวกับการปรับปรุงเวลาการทำงาน วิธีที่ง่ายที่สุดคือการเพิ่มแบตเตอรี่ก้อนที่สองในแบบคู่ขนาน แต่ฉันมักจะกังวลว่าผู้ใช้จะได้รับมันผิด, ขอแบตเตอรี่ในซีรีส์และให้ 24V แทน

อะไรคือวิธีที่ดีที่สุด / แนะนำในการปกป้องอุปกรณ์จากสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าเกินเช่นนี้ (ที่แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้เป็นสองเท่าในช่วงระยะเวลาที่ฉันจะไม่พิจารณาเป็นชั่วคราว)?

ในกรณีนี้คอนโทรลเลอร์ใช้ไม่เกิน 100mA เนื่องจากตัวควบคุมนี้เพียงแค่กะพริบไฟ LED แทนแหล่งจ่ายกระแสไฟจำนวนมาก มีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าสองสามตัวที่สามารถจัดการอินพุตได้ถึง 15V เท่านั้น

ฉันทดลองกับไดโอดซีเนอร์และตัวต้านแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว (TVS) แต่มีผลการผสมที่หลากหลาย ฉันต้องการสถานการณ์ที่แรงดันไฟฟ้าเกิน (เช่นใช้กับ 24V) เพื่อเดินทางไปตัดวงจร (ฟิวส์ PTC) และปกป้องตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและไมโครคอนโทรลเลอร์ หากใครบางคนเชื่อมต่ออุปกรณ์กับไฟ (120V) พวกเขาเป็นของตัวเอง!

สิ่งนี้ควรใช้งานได้:

ใช้ 12V zener เลือก mosfet ที่มีเกต gate ต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่ง Vth <3V, Vgs <12V และสามารถกระแสสูงทันที

หากแรงดันไฟฟ้า Vin สูงกว่า 12V, Vin - Vz จะปรากฏขึ้นที่ประตูของ mosfet เมื่อแรงดันไฟฟ้านี้สูงกว่าระดับแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ mosfet จะเปิดและเสียบอินพุตกับพื้นผ่านฟิวส์ฟิวส์จะระเบิด

ในความคิดที่สองตัวต้านทานขนาดเล็กอาจถูกวางลงบนท่อระบายน้ำของ mosfet เพื่อป้องกันกระแสเกิน ค่าตัวต้านทานควรสูงพอที่ 24V / R <Imax สำหรับ mosfet แต่ต่ำพอที่ฟิวส์จะระเบิด 24V / R> Ifuse

คุณสามารถใช้ PTC แทนฟิวส์ได้ แต่สิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะช้ากว่าดังนั้นคุณอาจต้องใช้มอสเฟตเนื้อวัวมากขึ้น

ฉันคิดว่าในกรณีที่มี PTC อาจมีสถานการณ์เมื่อซีเนอร์และ mosfet เพียงแค่ควบคุมการลดลงของ PTC เพื่อให้ซีเนอร์ดำเนินการเพียงเล็กน้อยและ mosfet เปิดเพียงเล็กน้อยมองจากภายนอกมันอาจจะเห็น วงจรใช้งานได้ดีเลยฉันคิดว่า LED บ่งชี้ "การเชื่อมต่อแบตเตอรี่ไม่ดี" อาจเป็นประโยชน์:

ในอีกทางหนึ่ง mosfet อาจไม่ใช่ทางออกที่ดีที่สุดในกรณีนี้ SCR น่าจะดีกว่าเพราะมันสลัก

คุณมาถูกทางแล้ว ทางออกเดียวคือแยกโหลดออกจากแรงดันไฟฟ้าเกิน มีหลายวิธีในการทำเช่นนั้นและฟิวส์ (PTC แบบใช้ครั้งเดียวหรือตั้งค่าใหม่ได้) เป็นวิธีการแบบดั้งเดิมอย่างหนึ่ง ซีเนอร์ / TVS ทำให้แน่ใจว่าวงจรดึงกระแสไฟออกมาเพียงพอเมื่อมีแรงดันเกินเพื่อเดินทางฟิวส์ นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้ SCR เพื่อจัดหาแหล่งจ่ายไฟและฟิวส์

วิธีที่นักเล่นรวมถึงการใช้ทรานซิสเตอร์แรงดันสูงเพื่อแยกโหลดจากแหล่งจ่าย สิ่งนี้สามารถตอบสนองได้เร็วขึ้นลดความเครียดในส่วนที่เหลือของส่วนประกอบ