Bunun gibi doğrusal bir sürücü kullanarak akım sınırlandırmayla ilgili bir sorun, sürücünün enerjiyi üzerinden düşürülen voltajla orantılı olarak dağıtmasıdır. Yük voltajın çoğunu düşürürse, sürücü hayatta kalmak için inşa edilebilir. Ancak, yük 20 Amper'de sadece birkaç volt düşerse, sürücü büyük miktarda enerji dağıtacaktır.
20 Amper ve 12 voltta devre Güç = V x I = 12 x 20 = 240 Watt dağıtır. Bu önemli bir miktar.
20 A'ya 10 V düşürürseniz, sürücü kalan 2 Volt'u düşürmelidir. Bu nedenle yük dağılımı 10V x 20 A = 200 Watt ve sürücü dağılımı 2V x 20A = 40 Watt. 40 Watt bir Darlington içine çok fazla sıcak almak için oldukça önemli bir soğutucu gerekir. Hızlı bir şekilde kapatırsanız ve bunlardan yalnızca bir veya ikisi bu moddaysa, "ondan kurtulabilirsiniz". Ancak bir miktar yük bir süre sınır akımında kalırsa "sorunlar olacaktır".
Bir çözüm, 10 Amperi aştığımda tamamen kapanan, bir süre bekleyip tekrar deneyen bir denetleyiciye sahip olmaktır. Bununla ilgili sorun, 20A'ya kadar her şeyin iyi olmasıdır, ancak yük 20 A'dan fazla almaya çalışırsa, 20A patlamaları ile sınırlıdır = 20A ortalamasından çok daha azdır.
Bir çözüm, akım sınırlayıcıyken anahtarı "PWM" - yalnızca anahtar açık veya kapalı - ve o / kapalı oranını ortalama = 20A olacak şekilde ayarlamaktır. Bunu yapmak için devre, kulağa göre daha ucuz ve basit olabilir. Bir devre veya devre başına ve birkaç pasif bileşen. Ya da bir CMOS Schmitt kapı paketi ve bazıları oynuyor.
En iyi yol, 20 A ile sınırlanan ve sadece gerektiğinde mevcut enerjiyi kapatan bir anahtar modu sürücüsü kullanmaktır. Bunlar aynı zamanda minimalist formda basit 92 transistör olabilir) ancak devre başına can sıkıcı bir indüktöre ihtiyaç duyar.
Gösterildiği gibi sonuç ÇOK yanlış olacaktır çünkü Darlington transistör çiftinin mevcut kazancı çok kesin olmayacaktır. Testi seçmediğiniz sürece (örn. Bir temel potansiyometre ile taban direncini ayarlayın) çok yanlış ve yine de uzun vadede iyi olmayacaktır. Akım sınırlayıcı bir sürücü için size ucuz devreler verebilirim. ama önce sorunun nereye gittiğini görelim.
Evet, endüktif ise polarite yük boyunca bir diyot gerekir, polarite genellikle çalışmaz.
Denetleyicide dağılma ve neden:
12V ve yük ve kontrolörden toprağa akım akışı
R, belirli bir seri yoldaki tüm dirençlerin toplamıdır.
12V'de 20A için
- R = V / I = 12/20 = 0,6 ohm.
20A için akım sınırlaması yaparsanız, yük 0,6'dan düşükse, devredeki toplam R'yi otomatik olarak 0,6 ohm'a ayarlayan elektronik olarak değişken bir R yaparsınız.
Yük 0,6 ohm'dan daha fazla ise, akım 20A'dan az olduğu için kontrolör sert kalır.
0.1R ateşleyicili bir örnekte, kontrolör 0.6-0.1 = 0.5 ohm eklemelidir.
Kontrolör 'ısınıyor ":-).
PWM akım sınırlaması:
PWM = darbe genişlik modülasyonu, süreyi% 100-X için kapalıysa fos% X diyerek yükü tamamen açar
Yükü 1: 5 çalışma döngüsüyle tamamen açar ve sonra tamamen kapatırsanız, ortalama akım 20 A olacaktır.
I açık = 12 / 0.1 = 120 A!
Kapalı = 0
(1 x 120 A + 5 x 0 A) / 6 = 20 Ortalama
Akünün 120A piklerini verebilmesi gerekir.
Yük ve bir "yakalama diyot" ile seri olarak bağlanan endüktör ekleme "zıt gerilim dönüştürücü" örneğin içine devreyi kapatır böyle
Anahtar Nth açıksa, voltaj çıkışı Vin'nin 1 / N'si olacaktır.
Normal yaklaşım, Iout'u izlemek ve maksimum akımı istenen şekilde sınırlandırmak için açma süresini ayarlamaktır.
İşte bunu yapan bir örnek.
Bu tam olarak istediğiniz şey değil, prensibi gösterir. Bu, Richard Prosser tarafından sağlanan bir röle sürücü devresi. L1 için uygun bir indüktörün değiştirilmesi ve yükün L1'in hemen altına yerleştirilmesi akım sınırlı bir besleme sağlar. Bu istediğiniz için biraz "meşgul" oluyor.
Korumalı bir akım sınırlayıcı MOSFET kullanımı
Akım ve sıcaklık limitine sahip ON Semiconductor NCV8401 korumalı düşük taraf sürücüsü gibi akım korumalı bir MOSFET kullanımı önerilmiştir
NCV8401'in forte değeri, yüksek bir arıza akımı korunursa kapanmak ve bir arıza oluştuğunda akabilecek maksimum akımı sınırlamaktır. Bunun gibi cihazlar bunu iyi yapar, ancak sınırlayıcı akımın uzun süre korunmasına izin vermek amaçlanmamıştır. Böyle bir cihazı doğrudan bir akü üzerinden denedim ve açtım. Sorun değil - sadece sınırlamaya girerler ve aşırı yük durumu kaldırıldığında normal çalışmaya geri dönerler.
Bunlar muhteşem cihazlardır ve yerinde son derece yararlıdırlar, ancak orijinal olarak belirtilen, yükün içine 20 amperlik bir akımı sabit tutma hedefini karşılamazlar. sürücüde 12V x 20A = 240 Watt'a kadar güç kaybı, en kötü durumda. NCV8401, 1,6 C / Watt ve maksimum 150 C'lik birleşme sıcaklığı direncine yönelik bir kavşağa sahiptir. 25C ortamdaki maksimum soğutucuya (0 C / W) bile maksimum (150-25) / 1.6 = 78 Watt. Uygulamada, son derece yetenekli bir soğutucu sistemiyle bile yaklaşık 40 Watt çok iyi olurdu.
Spesifikasyon iyi bir değişiklikse, ancak sınırlı bir 20A'yı sürekli olarak (durdurulana veya patlayana kadar) kaynaklamak istiyorsanız, sadece iki yol vardır. ya
(1) Sürücü 12 V x 20A = 240 W toplam dağılımını kabul edin, sürücü yükün ne almadığını ya da
(2) Sürücünün yük için gereken voltajda 20A sağlayabilmesi için anahtar modu enerji dönüşümü kullanın. Sürücü sadece verimsiz dönüşümden gelen enerjiyle ilgilenir. Örneğin, yük 0.2 Ohm ise, o zaman 20A'da, Vload = I x R = 20A x 0.2 = 4 Volt. Yük gücü ya I ^ 2 x R = 400 x 0.2 = 80 Watt, VEYA = V x I = 4V x 20 A = 80 Watt (yine elbette).
Bu durumda, 4V,% z verimli olan bir anahtar modu dönüştürücüsünden kaynaklanıyorsa (0 <= Z <= 100). Pload = 80 Watt olan yukarıdaki örnekte, dönüştürücü Z = 70 (%) olarak adlandırılırsa, anahtar modu dönüştürücü yalnızca (100-Z) / 100 x P yükü = 0,3 x 80W = 24 Watt'ı dağıtır. Bu hala önemlidir, ancak doğrusal bir sınırlayıcı ile dağıtılacak olan 240-80 = 160 Watt'tan çok daha azdır. Yani ...
Anahtarlama regülatörü akım sınırlayıcısı
Bu, nihai çözümden başka bir örnek olarak düşünülmüştür. Hizmete alınabilir, ancak bu prensibe dayanan bir temel tasarımı yapmak daha iyi olurdu.
Neredeyse tam olarak ne istediğinizi yapacak bir devre, örneğin şekil 11a veya 11b devresindeki bir MC34063 kullanılarak burada MC34063 veri sayfasını kullanarak kurulabilir
Muhtemelen burada yapılan döngü algılaması ile döngü yerine gerçek yük akımı algılaması yapabileceğinize benzer bir şey uygulamak için bir karşılaştırıcı paketi kullanmak (örneğin, LM393, LM339 vb.) Kolay olacaktır, ancak bu işe yarayacaktır.
Referans verilen MC34063 devreleri, istenirse bir N Kanal veya P Kanal harici MOSFET kullanacak şekilde değiştirilebilir (muhtemelen kullanacağım şey budur). FET'lerin gerçekten kısa devre yapma alışkanlığı vardır. Başarısız olursa nadiren onlara sahip olmak için tasarlamak bu daha az sorunlu hale getirir :-).
Burada çıkış gerilimi "yüksek" olarak ayarlanabilir, çünkü peşimizde olduğumuz enerji dönüşümü ve akım sınırlamasıdır. örneğin yük 0.4R ve kavramsal hedef voltaj 12V ise, akım sınırlayıcı gerçekte ne olduğunu sınırlar. Döngü sınırlayıcı ile döngü yerine veya bunun yanı sıra, düşük bir yan yük akımı hissi ekleyebilir ve bunu, hedef yük akımının sağlanması için sürücü voltajını sınırlamak için kullanabilirsiniz.
Kademeli direnç doğrusal sınırlayıcı
En kolay yöntem, yük akımını 20A ile sınırlamak için ikili anahtarlamalı bir anahtarlı dirençler bankası sağlamak olabilir. Sayaç, akım çok yüksekse direnç değerini yukarı, çok düşükse aşağıyı sayar. Yük 0,6R'den az olduğunda güç dağılımı 20A'da 240 W'tır, ancak dirençler işi yapar ve yük anahtarları olarak kullanılan bipolar transistörler veya FET'ler soğumaya çalışır. Yapmak çok zor değil ama "sinir bozucu kaba" bir yaklaşım :-).
