มีแรงดันไฟฟ้าเกิน, ป้องกันกระแสเกิน, และป้องกันกระแสไฟฟ้ากลับขั้วหรือไม่?

ฉันกำลังออกแบบวงจรที่มีข้อกำหนดการป้องกันดังต่อไปนี้:

• ขั้วกลับ
• มากกว่าแรงดัน (สูงสุด 60v)
• มากกว่าปัจจุบัน (ประมาณ 1A)

มีช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตค่อนข้างใหญ่ช่วง 10v ถึง 60v

48v เป็นเพียงเล็กน้อยวาดประมาณ 150mA ที่ 10vin มันจะดึง 750mA อย่างแน่นอน

ฉันทำและทดสอบวงจรต่อไปนี้เพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไข: (ค่ากำลังทำงาน แต่ไม่ได้รับการพิสูจน์ว่าเหมาะสมที่สุด)

M1 เป็นจุดเริ่มต้นของฉันสำหรับการกลับขั้วจากนั้นซีเนอร์ตัวหาร & M2 ถูกเพิ่มสำหรับแรงดันไฟฟ้าเกิน

ฉันพบว่าจำเป็นต้องใช้ D1 เมื่อฉันใช้งานเกินระดับความรำคาญของฉันเพราะฉันต้องการหลีกเลี่ยงแรงดันไฟฟ้าตกมาก (ฉันได้กลิ่นความซ้ำซ้อน ... )

ฟิวส์เป็นองค์ประกอบที่น่าผิดหวังที่สุด ฉันไม่ต้องการเปลี่ยนชิ้นส่วนใด ๆ หากมีข้อผิดพลาด (แม้แต่ฟิวส์ในตัวเรือน) ดังนั้นฉันจึงทำงานกับฟิวส์ PTC ที่ตั้งค่าใหม่ได้ สิ่งนี้ไม่เพียงมีเวลาสะดุดที่น่ากลัว (~ 4 วินาที!) แต่ก็มีรอยขนาดใหญ่บน PCB ใหญ่เกินไปสำหรับฉันฉันกลัว :(

ฉันคิดว่ามันมีประโยชน์กับฉันมากกว่าในการตรวจสอบกระแสและปิด FET ตัวอย่างเช่นเพื่อชะแง้วงจรหากความผิดดังกล่าวเกิดขึ้น

คำถามของฉันคือ ...

A) มี IC ที่สามารถดูแลองค์ประกอบทั้งสามนี้ได้หรือไม่? ฉันดูที่การป้องกันเครื่องชาร์จแบตเตอรี่แล้ว แต่ฉันยังไม่พบอะไรเลย

B) ใครบ้างมีข้อเสนอแนะเกี่ยวกับการรวมเกินความต้องการปัจจุบันในวงจรของฉันโดยไม่ต้องฟิวส์? ความคิดเริ่มต้นของฉันคือการใช้ตัวต้านทานความรู้สึกตัวเปรียบเทียบและตัว FET อื่น แต่ฉันอดไม่ได้ที่จะคิดว่าวงจรทั้งหมดนั้นจะง่ายขึ้นอย่างมาก

ขอบคุณที่มอง

ลอง IC นี้: http://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 และ -2 - คุณสมบัติตัวหยุดไฟกระชาก

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

คุณควรทราบว่า LT4361 IC ที่แนะนำก่อนหน้านี้คล้ายกัน แต่ไม่รองรับข้อกำหนดช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตของคุณ มีไอซีจำนวนมากที่ออกมาเพื่อสนับสนุนการป้องกันบัสแรงดันไฟฟ้าต่ำและสนับสนุนช่วงแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นที่คุณต้องการน้อยลง LTC4361-1 / LTC4361-2 - คุณสมบัติควบคุมการป้องกันแรงดันเกิน / กระแสเกิน

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

ถ้าคุณต้องการให้วงจรของคุณมีความทนทานต่อแรงดันเกินคุณจะต้องระบุถึงแรงดันไฟฟ้าใดเพราะวงจรป้องกันของคุณจะต้องสร้างขึ้นเพื่อทนต่อแรงดันไฟฟ้านั้น

หากคุณสามารถจ่ายได้ที่สะพานไดโอดเป็นวิธีที่แน่นอนที่จะเป็นอิสระจากขั้ว คุณสามารถกำจัดการตกโดยใช้รีเลย์

สำหรับกระแสเกินคุณจะต้องตัดสินใจว่าจะทำอย่างไรเมื่อคุณตรวจจับกระแสเกิน จำกัด กระแสเป็นค่าสูงสุดหรือไม่ นั่นหมายถึงองค์ประกอบเชิงเส้นและด้วยเหตุนี้การกระจายอำนาจ (มากมาย)! อีกทางเลือกหนึ่งคือลดกำลังไฟให้แกดเจ็ตของคุณจนกว่าพลังงานจะถูกลบ นี่หมายถึงองค์ประกอบหน่วยความจำบางอย่างไทริสเตอร์จะสะดวกสำหรับวัตถุประสงค์นี้

โปรดทราบว่าความปรารถนาของคุณที่จะไม่มีฟิวส์ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากในด้านค่าใช้จ่าย: ไม่เช่นนั้นฟิวส์ + ซีเนอร์ไดโอดพลังงานจะทำการป้องกันแรงดันย้อนกลับและแรงดันไฟฟ้าเกิน

คุณดูเหมือนจะไม่พอใจกับการลดลงของไดโอดแบบ คุณต้องตระหนักว่าเกือบทุกรูปแบบของการตรวจสอบในปัจจุบันจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าตกและหยดน้ำที่ต่ำกว่านั้นต้องใช้วงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น

มีชิปที่ใช้สำหรับฟังก์ชั่นตรวจจับแรงดันเกินหรือตรวจจับกระแสเกิน มันค่อนข้างจะไม่แพงเลยที่จะสร้างวงจรของคุณเอง มีบทความที่ดีพอสมควรใน EDN ออนไลน์ซึ่งอธิบายวงจรส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องตามที่แสดงด้านล่าง:

คุณสมบัติที่เป็นระเบียบของวงจรด้านบนคือมันทำงานเหมือนเบรกเกอร์และลบโหลดออกจากอินพุตที่มีความผิดปกติ มันจะยังคงอยู่จนกว่าจะรีเซ็ตผ่านสวิตช์ชั้นเชิงหรือพลังงานอินพุตถูกลบออก

มันเป็นข้อเสนอแนะของฉันที่จะให้การป้องกันกระแสไฟฟ้าย้อนกลับได้ดีที่สุดผ่านทาง Schottky diode ใน Vin + supply line ฉันยังแนะนำให้คุณออกแบบตัวตรวจจับแรงดันเกินและตัวตรวจจับกระแสเกินในลักษณะที่ทำให้ GND ของวงจรไม่เสียหาย สักวันหนึ่งเมื่อความคิดโครงการของคุณเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์จริงที่คุณต้องเดินทางไปที่ห้องปฏิบัติการเพื่อทดสอบการปล่อยและการสร้างภูมิคุ้มกันคุณจะต้องชื่นชมกับการใช้เทคนิคการออกแบบที่เก็บเครื่องบิน GND, GND และการอ้างอิงโครงเครื่อง / ตัวเครื่อง

ใช่. คุณสามารถค้นหาจำนวนไอซีมากมายสำหรับความต้องการของคุณ ด้านล่างเป็นเชิงเส้นสำหรับเทคโนโลยีLTC4361 LTC43 ซีรี่ส์ทั้งหมดเป็นหนึ่งในไอซีป้องกันแบบอื่น ๆ คุณสามารถผ่านแผ่นข้อมูลของ IC ด้านล่างและออกแบบอุปกรณ์ต่อพ่วงตามความต้องการของคุณ