Existiert ein Überspannungs-, Überstrom- und Verpolungsschutz-IC?

Ich entwerfe eine Schaltung mit den folgenden Schutzanforderungen:

• Umgekehrte Polarität
• Überspannung (max. 60 V)
• Überstrom (ca. 1A)

Es gibt einen ziemlich großen Eingangsspannungsbereich von 10 V bis 60 V.

48 V sind Nennwerte und zeichnen ungefähr 150 mA. Bei 10Vin zieht es rauhe 750mA.

Ich habe die folgende Schaltung hergestellt und getestet, um die Bedingungen zu erfüllen: (Werte funktionieren, haben sich aber nicht als optimal erwiesen.)

M1 war mein Ausgangspunkt für die Verpolung, dann wurden der Zener, der Teiler und M2 für die Überspannung hinzugefügt.

Ich stellte fest, dass D1 benötigt wurde, als ich es durchbohrte, sehr zu meinem Ärger, da ich einen starken Spannungsabfall vermeiden wollte. (Ich rieche Redundanz ...)

Die Sicherung ist das frustrierendste Element. Ich möchte keine Komponenten austauschen müssen, wenn ein Fehler vorliegt (sogar eine Sicherung in einem Gehäuse), daher habe ich mit einer PTC-rücksetzbaren Sicherung gearbeitet. Dies hat nicht nur eine schreckliche Auslösezeit (~ 4 Sekunden!), Sondern auch eine große Stellfläche auf der Leiterplatte. viel zu groß für mich, fürchte ich :(

Ich entschied, dass es für mich vorteilhafter ist, den Strom zu überwachen und beispielsweise einen FET auszuschalten, als die Schaltung zu überbrücken, wenn ein solcher Fehler auftreten sollte.

Meine Frage ist...

A) Gibt es einen IC, der sich um diese drei Elemente kümmern kann? Ich habe nach Schutz-ICs für Akkuladegeräte gesucht, aber noch nichts gefunden.

B) Hat jemand einen Vorschlag, wie ich die Überstromanforderung ohne Sicherung in meine Schaltung einbauen kann? Meine anfänglichen Gedanken waren, einen Messwiderstand, einen Komparator und einen anderen FET zu verwenden, aber ich kann nicht anders, als zu glauben, dass die gesamte Schaltung dann erheblich vereinfacht werden könnte.

Danke fürs schauen.

Probieren Sie diesen IC aus: http://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 und -2 - Überspannungsschutzfunktionen

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

Sie sollten beachten, dass der zuvor empfohlene LT4361-IC ähnlich ist, aber Ihre Anforderungen an den Eingangsspannungsbereich nicht erfüllt. Viele ICs sollen den Schutz von Niederspannungsversorgungsbussen unterstützen, weniger die höheren Spannungsbereiche, die Sie suchen. LTC4361-1 / LTC4361-2 - Funktionen des Überspannungs- / Überstromschutz-Controllers

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

Wenn Ihre Schaltung gegenüber Überspannung tolerant sein soll, müssen Sie angeben, bis zu welcher Spannung Ihre Schutzschaltung dieser Spannung standhalten soll.

Wenn Sie sich den Tropfen leisten können, ist eine Diodenbrücke ein sicherer Weg, polaritätsunabhängig zu sein. Sie können den Tropfen mit einem Relais beseitigen.

Bei Überstrom müssen Sie entscheiden, was zu tun ist, wenn Sie Überstrom feststellen. Strom auf Maximalwert begrenzen? Das impliziert ein lineares Element und damit (viel) Verlustleistung! Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Stromversorgung Ihres Geräts zu unterbrechen, bis die Stromversorgung unterbrochen wird. Dies setzt ein gewisses Speicherelement voraus, ein Thyristor kann für diesen Zweck zweckmäßig sein.

Beachten Sie, dass Ihr Wunsch, keine Sicherung zu haben, einen großen Kostenunterschied darstellt: Andernfalls würde eine Sicherung + Leistungs-Zenerdiode den Verpolungs- und Überspannungsschutz und eine durch Strom ausgelöste Thyristor-Brechstange einen Überstrom verursachen.

Sie schienen mit dem Tropfen für eine Seriendiode unzufrieden zu sein. Sie müssen sich darüber im Klaren sein, dass für fast jede Form der Stromüberwachung ein gewisser Spannungsabfall erforderlich ist und für niedrigere Abfälle eine komplexere Schaltung erforderlich ist.

Es gibt Chips, die Funktionen zur Erkennung von Überspannung oder Überstrom bieten. Es kann jedoch recht kostengünstig sein, eine eigene Schaltung zu bauen. Es gibt einen einigermaßen guten Artikel in EDN online, der eine diskrete Komponentenschaltung wie folgt beschreibt:

Ein nettes Merkmal der obigen Schaltung ist, dass sie wie ein Leistungsschalter arbeitet und die Last vom fehlerhaften Eingang entfernt. Sie bleibt entfernt, bis sie über einen Tastschalter zurückgesetzt wird oder die Eingangsspannung unterbrochen wird.

Mein Vorschlag ist, dass der Verpolungsschutz am besten über eine Serien-Schottky-Diode in der Vin + -Versorgungsleitung bereitgestellt werden kann. Ich schlage außerdem vor, dass Sie Ihren Überspannungsdetektor und den Überstromdetektor so konstruieren, dass die GND des Stromkreises intakt bleibt. Wenn Ihre Projektideen eines Tages zu einem echten Produkt werden, das Sie zur Prüfung der Emissionen und der Störfestigkeit in ein Labor bringen müssen, werden Sie die Verwendung von Konstruktionstechniken, bei denen eine einzige GND, GND-Ebene und Gehäuse- / Gehäusereferenz beibehalten wird, zu schätzen wissen.

Ja. Sie finden unzählige ICs für Ihre Anforderungen. Die folgende Abbildung bezieht sich auf den LTC4361 von Linear Technologies . Alle LTC43-Serien sind die einen oder anderen Schutz-ICs. Sie können das Datenblatt des folgenden ICs durchgehen und die Peripheriegeräte entsprechend Ihren Anforderungen gestalten.