Normal durumda düşük dirençli en basit, en ucuz, hızlı ve minimum ayak izi akımı sınırlama devresi

Nominal gerilimi 24V DC olan yüksek taraf sürücüsü tarafından yönlendirilen bir dijital çıkışım var. Yük akımı normal olarak 100 mA'nın altındadır. Çıkış izlenir, böylece yük tarafında kısa devre tespit edersem hızlı bir şekilde kapatabilirim. Sorun, sürücünün korunmadığı ve kısa devrenin çok fazla duman üretmesini sağlamasıdır. Yani ihtiyacım olan sürücünün çıkışında basit bir devre:

• çıkış akımı 100 mA'nın altındaysa, 10 below değerinin altında düşük dirence sahiptir.
• 500 mA veya daha düşük sürücü akımını sınırlamak için direncini hızla artırır
• kısa devre akımında dayanma kapasitesi, kısa devre algılanması ve sürücü kapatılması için en az 20 ms olmalıdır
• 50V veya daha yüksek çalışma voltajına sahiptir
• minimum bileşenlere ve ucuza sahiptir (kanal başına maks. 0,20 $)
• tek kaynaklı tedarikçi değil

PTC sıfırlanabilir çoklu sigortaları denedim, ancak çok yavaşlar. Microchip'in FP0100'ü iyi olmalı ama pahalı (PCB'imde en az 60 kanala ihtiyacım var). Bourns TBU serisi de iyi, ama aynı zamanda pahalı.

Başka seçenekler var mı?

UPD1. Akım çıkış devrem 74HC594 kaydırma yazmacı tarafından yönlendirilen MIC2981 / 82. Her çıkışta Littelfuse 1206L012 PTC var. Panomda böyle 64 kanala ihtiyacım var ve bu küçük seri karttır, bu nedenle kanal başına toplam fiyat ve ayak izi önemlidir.

Tipik çift transistörlü akım sınırlayıcınız en iyi seçeneğiniz olabilir. Aşağıda üst ve alt taraf versiyonları gösterilmektedir.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Bu devrede volt düşümü cezası olduğuna dikkat edin.

Tek bir 6 pinli pakette çift transistör satın alın.

Küçük direnç akımın Vbe'ye ulaştığında geri çekilmesine neden olur. Diğer direnç baz akımı ayarlar ve Hfe dikkate alınarak yeterli kollektör akımı üretmek için hesaplanması gerekir.

ANCAK: Transistörün kısa süre boyunca birkaç watt işlemesi gerektiğini unutmayın, çünkü akımı sadece eşik değerinizle sınırlar.

ProFET yüksek taraf sürücü IC'lerine bakın. Bu cihazlar, aşırı akım çıkışı da dahil olmak üzere her türlü korumaya sahip değiştirilebilir yüksek taraf sürücüsü sağlar.

ProFET'leri distribütörlerden kolayca bulabilir ve seçebilirsiniz.

Ucuz, küçük ve doğrudan 3.3 V veya 5 V mantıktan sürülebilen BSP752T'ye bir göz atın.

Üzerine inşa etmek Trevor'un mükemmel cevap :

Sabit akım kaynakları (veya lavabolar) olan yarı iletken cihazlar vardır; bunların çoğu dahili olarak Trevor'ın devresine benzeyecektir (belki birkaç sıcaklık dengeleyici eleman ekleyebilir).

Çok basit bir cihaz (<= 50 V gerilimler ve 350 mA maksimum / sabit akım için tasarlanmış tam olarak iki pimli sabit akım lavabo) NSI50350AD'dir . Dahili olarak ne yaptığını bilmiyorum, ama veri sayfası buna "kendinden taraflı transistör" diyor, bu yüzden bazı bipolar transistörler, bir JFET ve dahili olarak bir çift direnç olabilir.

Şimdi, 50 V limitiniz gerçekten acıyor - bu voltajda çalışacak entegre akım kaynakları bulmak zor. Daha küçük akımlar için, kendinden taraflı bir JFET işe yarayabilir, ancak 100 mA'da bu pahalı olacaktır.

Bu yüzden, Trevor'ın çözümüyle gerçekten yuvarlanırdım, ancak birkaç şey önerebilirim:

• Arıza tespit hızınızı arttıramayacağınızı kontrol edin. Bu sorunu çözecektir.
• Çünkü (bildiğim kadarıyla - eğer yanlışsam beni düzelt) transistör dizileriyle gelmek zor (çaba ve tahta alanını azaltmanız gerekiyorsa), bileşen üzerinde biraz daha fazla harcama yapmak isteyebilirsiniz Q4 için bir NPN'den ziyade, bir durumda birden fazla karşılaştırıcıya sahip bir cihaz kullanarak alma ve yerleştirme maliyetinden tasarruf edin. Neyse ki, 4x karşılaştırıcılar ve 4x opamps yüzlerce satın alındığında yaklaşık 13 ct, yani kanal başına opamp yaklaşık 3ct; R2 üzerindeki voltajı sabit bir referans voltajıyla karşılaştırmak için opamp / karşılaştırıcıyı kullanın (burada basit bir zener yapabilir) ve Q3'ü sürmek için. Artık her bir kanal için R3'e ihtiyacınız olmadığına dikkat edin. (aynısı Q5 / Q6 ile yüksek taraf yaklaşımı için de geçerlidir)
• Bireysel dirençler yerine direnç dizileri kullanın, termal tasarıma izin verin.

Bir diğer nispeten çılgın yaklaşım, yükünüzden önce yüksek taraf 8.2Ω direnç kullanmak olacaktır. Bundan sonra, yükünüz ile bir transistör çıkışlı optokuplörün LED tarafı arasına uygun bir seri dirençle bir akım bölücü yerleştirin. Bu seri direncini 100 mA için transistör doygunlukta olacak şekilde tasarlayın , ancak 500 mA için önemli ölçüde sıkışırsınız. Optokuplör çıkışının CE'sini yükünüzle birlikte düşük taraf serilerine yerleştirin:$I_\text{Load}$

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Optokuplör için ucuz bir aday Lite-On CNY17 olacaktır .

Bu, 0.2 $ / bağlantı noktası x16 için çalışır https://ca.mouser.com/ProductDetail/NXP-Freescale/MCZ33996EKR2?qs=sGAEpiMZZMuCmTIBzycWfKe9ppy40BrEybgj5eCsa3I%3d

İşte SCR devresi için temel fikir. Doğru direnç değerini elde etmek için PTC1 ile seri olarak bir direnç eklemek gerekebilir. Q1'in baz verici bağlantısına paralel olarak toplam direnç, açma akımını ayarlayacaktır. Q1 çalışmaya başladığında, SCR patlayacak ve daha sonra PTC tetiklenene kadar yük korunacaktır. Q1 bir SOT-23 olabilir. R3 ve R4 sadece tahminlerdir. Birinci çeyrekte aşırı akım hasarını önlemek için oradalar. Çoğu SCR biraz büyüktür. İhtiyaçlarınıza uyacak kadar küçük bir tane bulabileceğinizi görmenize izin vereceğim.

Not: SCR patladıktan sonra, muhtemelen rayın çekilmesini durdurmadan önce güç kaynağının enerjisini kesmeniz gerekecektir.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Seri çift transistör devresini önerecektim ama Trevor_G zaten mükemmel bir iş çıkardı.

Bunun yerine PTC sigorta seçeneğini tekrar gözden geçirmeye değer olduğunu düşündüm. Çok yavaş olduklarını söylüyorsunuz, ancak bunun yerine marjinal güç kaynağı tasarımınız olabileceğini gösteriyor.

Littelfuse RXEF017'yi düşünün. 500mA'da 8 saniye sürebilirken, kesinlikle kısa devre korumanızın devreye girmesi için yeterince düşük bir akım var mı? 2A'da açma süresi <0.2s'dir, bu 24V sistemde çok fazla enerji değildir. Aslında bir sigortanın amacı, devredeki akıma en duyarlı bileşen olmaktır, bu nedenle sigortadan önce başka bir şeyin dumanından vazgeçebileceği endişesi birazdır.

Akımı 500mA'nın altındaki dar bir pencereyle sınırlama sorununa gideceğinizden korkuyorum ve daha sonra başka şeylerin marjinal hale geldiğini göreceksiniz, çünkü kapakları şarj etmek veya nabız veya bir şey sürmek için yeterince acele akım çizemiyorlar.