是否存在过压、过流和反接保护IC?

电器工程 保护 限流 极性
2022-01-20 06:48:35

我正在设计一个具有以下保护要求的电路:

  • 反极性
  • 过电压(最大 60v)
  • 过电流(约 1A)

输入电压范围相当大,10v 到 60v。

48v 是标称的,消耗大约 150mA。在 10vin 时,它消耗大约 750mA。


我制作并测试了以下电路以满足条件:(值有效但未证明是最佳的) 保护电路 00

M1 是我反极性的起点,然后添加齐纳二极管、分压器和 M2 以防止过压。

我发现在制作面包板时需要 D1,这让我很烦恼,因为我想避免太多的电压降。(我闻到冗余......)

保险丝是最令人沮丧的元素。如果出现故障(甚至是外壳中的保险丝),我不想更换任何组件,所以我使用的是 PTC 可复位保险丝。这不仅有一个可怕的跳闸时间(约 4 秒!),它还在 PCB 上占用很大的空间;恐怕对我来说太大了:(

我认为监控电流并关闭 FET 对我来说比在发生此类故障时屏蔽电路更有益。

我的问题是...

A) 有没有可以处理这三个元素的 IC?我一直在寻找电池充电器保护 IC,但我还没有找到任何东西。

B) 有没有人建议在没有保险丝的情况下在我的电路中加入过电流要求?我最初的想法是使用检测电阻、比较器和另一个 FET,但我不禁认为整个电路可以大大简化。

感谢您的关注。

4个回答

如果您希望您的电路能够承受过压,则必须指定最高电压,因为您的保护电路必须能够承受该电压。

如果您负担得起压降,那么二极管电桥是一种与极性无关的可靠方法。您可以通过使用继电器来消除下降。

对于过电流,您必须决定在检测到过电流时要做什么。将电流限制在最大值?这意味着一个线性元件,因此(大量)功率耗散!另一种选择是切断小工具的电源,直到断电。这意味着一些存储元件,晶闸管可以方便地用于此目的。

请注意,您希望不使用保险丝会在成本上产生巨大差异:否则保险丝 + 功率齐纳二极管会进行反向和过压保护,而电流触发的晶闸管撬棒会产生过流。

您似乎对串联二极管的下降不满意。您必须意识到,几乎任何形式的电流监测都需要一些电压降,而较低的电压降需要更复杂的电路。

有些芯片确实提供过电压检测或过电流检测功能。不过,构建自己的电路可能非常便宜。在线 EDN 中有一篇相当不错的文章,它描述了一个分立元件电路,如下所示:

在此处输入图像描述

上述电路的一个简洁特点是它像断路器一样工作,并从故障输入中移除负载。在通过轻触开关复位或输入电源被移除之前,它会一直保持移除状态。

我的建议是,最好通过 Vin+ 电源线中的串联肖特基二极管来提供反极性保护。我还建议您设计过压检测器和过流检测器,使电路的 GND 完好无损。有一天,当您的项目想法变成真正的产品时,您必须将其带到实验室进行发射和抗扰度测试,您会非常喜欢使用保留单个 GND、GND 平面和机箱/外壳参考的设计技术。

是的。您可以找到满足您要求的大量 IC。以下是 Linear Technologies 的LTC4361所有 LTC43 系列都是一种或另一种保护 IC。您可以浏览以下 IC 的数据表,并根据您的要求设计相应的外围设备。 在此处输入图像描述

试试这个 IC: http ://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 和 -2 - 浪涌抑制器特性

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

您应该注意,之前推荐的 LT4361 IC 类似,但不支持您的输入电压范围要求;许多 IC 旨在支持低压电源总线的保护,较少支持您寻求的更高电压范围。LTC4361-1/LTC4361-2 - 过压 / 过流保护控制器特性

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