Jump to content

    
Sign in to follow this  
LexaryStyle

Схемы защиты токовых петель от КЗ

Recommended Posts

(Попытка телепатии). Подозреваю, что у автора темы 24-вольтовый источник как раз питает датчик с токовым выходом, ибо приёмнику такое напряжение ни к чему - во всяком случае, нагрузочный резистор рассчитан так, что максимальное напряжение на входе АЦП равно 3 В (в штатном режиме). А КЗ случается между токовым входом и +24В. Тривиальное решение - поставить нагрузочное сопротивление помощнее, чтобы выдержало 24 В (почти 4 Вт... пожалуй, не годится). Решение с ограничением тока по +24 В (отдельно по каждому датчику) выглядит оптимальным.

Входы АЦП придётся защитить цепочками резистор-стабилитрон в любом случае.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пресловутые резисторы, которыми автор с лёгкостью пренебрёг и выжег, обычно где-то в среднем по 7 долларов за штуку. Ну 1 доллар — это самый минимум для них. И естественно, что на их защите никто никогда не экономит. Так что в этой задаче, для начала, просто непонятная бухгалтерия.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Пресловутые резисторы, которыми автор с лёгкостью пренебрёг и выжег, обычно где-то в среднем по 7 долларов за штуку. Ну 1 доллар — это самый минимум для них. И естественно, что на их защите никто никогда не экономит. Так что в этой задаче, для начала, просто непонятная бухгалтерия.

А я знаю места подороже, каждый шунт где-то по $30 получается :) http://www.campbellsci.com/curs100

Но фишка в том, что защищая шунт всякими там детальками в параллель- люди заведомо гробят точность, причем любой полупроводник гробит ее нелинейно. Тогда конечно, 0.01% и 0.8ppm/C шунта уже никого не интересуют, можно и резистор 0.1% за 30 центов поставить. Разве что последовательные цепи, ограничивающие ток, можно приклеить без потери точности (быстродействующий электронный предохранитель?)

 

Лично мне никогда не приходилось видеть или разрабатывать схем защиты именно токового шунта. Подразумевается что это расходный материал в случае форс-мажорных ситуаций, обеспеченных пользователем. По этой причине некоторые производители вообще делают его внешним, цепляющимся на клеммник прибора, как в приведенной мной ссылке. Само собой, сами входные цепи прибора защищены от всего, от чего нужно, но вот шунт торчит наружу без всяких защит. Но это всего лишь то что я вижу вокруг себя, думаю ситуации разные бывают.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но фишка в том, что защищая шунт всякими там детальками в параллель- люди заведомо гробят точность, причем любой полупроводник гробит ее нелинейно.

а зачем в параллель? токовая защита должна быть последовательной :)

другое дело, что не ставят в целях удешевления, а если пользователь спалил, то сам себе злобный буратино, случай не гарантийный, а производителю дополнительные продажи :)

 

PS: в даташите на tl431 типовая схема Constant Current Source, рассчитатать на 30-40ма и будет ТС счастье :) проблемы могут быть только на низких напряжениях питания, все таки падение напряжения может быть до 3В

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но фишка в том, что защищая шунт всякими там детальками в параллель- люди заведомо гробят точность, причем любой полупроводник гробит ее нелинейно.

тут приходится выбирать - точность или устойчивость.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да зачем же 100мА, когда генератор тока делается на 20мА? Больше 20мА он никогда не отдаст. Без всяких излишних потуг с придумыванием лишней работы для МК и вороха ненужных компонентов.

Или тут не все вникли, что речь идет таки о генераторе тока, а не напряжения, мощности или еще как? Генератор тока в принципе не боится никаких коротких замыканий, это же его штатный режим работы!

Хорошее уточнение, про генератор тока все верно, думаю его и надо ставить.

 

Но не кажется ли вам логичным, вырубить источник тока при обнаружении КЗ + сказать об этом "наверх", нафига нам рассеивать наши 25-30ма * 24в и ждать пока кто-то обнаружит дефект?

 

Я для таких целей применял источник тока на LM317, одна МС + резистор на 30 мА, если на канале измеряем более 30 мА. то авария. Правда в таком случае на каждый вход по своему источнику, что в данном случае может быть затратно.

Вот и я о том же, надо бы как то по экономнее что ли :laughing:

Edited by LexaryStyle

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но не кажется ли вам логичным, вырубить источник тока при обнаружении КЗ + сказать об этом "наверх", нафига нам рассеивать наши 25-30ма * 24в и ждать пока кто-то обнаружит дефект?

Смотря в какой аппаратуре.

Токовая петля сама по себе - не Красноярская ГЭС и если ее отказ непосредственно не угрожает жизни людей или концом света, то не стоит на каждый чих городить кучу прерываний. Все равно, надежная аппаратура строится совершенно другими способами.

 

Тут потеря связи рано или поздно обнаружится косвенными признаками. Полватта мощности вроде никому ничем особо не угрожают.

Сделать компактно управляемый умненький источник и протестировать в полном объеме ПО Вы все равно не сможете. А вот кучу потенциальных отказов в этих дополнительных "надежных" цепях неожиданно получите.

Проблема в большей части надумана. Токовая петля появилась задолго до большинства тутошних форумчан. Как-то же люди ее использовали уверенно до появления эмбеддеров и МК? Посмотрите как она по-нормальному строится. Не с ограничительными резисторами - точно.

Генератор тока нужен. И, потом, что-то там о том, что вся петля своя, источник свой внутренний. Может, я не все понял в стартовом сообщении, но Вам-то и 24вольта, возможно не нужны. Вам ток 4-20мА нужен. Вот от этого и отталкивайтесь.

Напряжение 24 вольта выбрано исходя из километровой линии и ее сопротивления. А внутриприборную петлю можно и меньшим напряжением 20мА прокачать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сделать компактно управляемый умненький источник и протестировать в полном объеме ПО Вы все равно не сможете. А вот кучу потенциальных отказов в этих дополнительных "надежных" цепях неожиданно получите.

Дык ПО для того и пишется, чтобы оно работало а не зависало :)

И куча решений на предмет слетевшего кварца или помехи по питанию фунциклируют.

От схемы требуется обеспечить безопасность в моменты, когда управляющие пины в Z-состоянии

--

Тут еще прочел про 7 баксов за резистор... Это ж хто такой маладэц гонять по сабжу сигналы с более чем 10 бит точностью? Имхо, это уже экзотика должна быть на сегодня.

Edited by _Pasha

Share this post


Link to post
Share on other sites
Напряжение 24 вольта выбрано исходя из километровой линии и ее сопротивления. А внутриприборную петлю можно и меньшим напряжением 20мА прокачать.

 

Вынужден согласиться, но так же нужно иметь ввиду минимальный порог напряжения, который как правило равен 6-7 вольтам, это указывается на самом драйвере датчика(тот же XTR117). У себя просто поставлю источник тока на 5ма, так как мой датчик работает в диапазоне 0,1-1ма токовой петли.

 

Спасибо.

 

Тут еще прочел про 7 баксов за резистор... Это ж хто такой маладэц гонять по сабжу сигналы с более чем 10 бит точностью? Имхо, это уже экзотика должна быть на сегодня.

Это больше маркетинг и реклама чем по делу, хотя в ОЧЕНЬ редких случаях и бывает нужно...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вынужден согласиться, но так же нужно иметь ввиду минимальный порог напряжения, который как правило равен 6-7 вольтам, это указывается на самом драйвере датчика(тот же XTR117). У себя просто поставлю источник тока на 5ма, так как мой датчик работает в диапазоне 0,1-1ма токовой петли.

Ну, будем говорить, что это жульничесчтво, однако достаточно изящное :)

Если в этом стыке никто из внешней (покупной, чужой) аппаратуры не работает, то почему бы, сохранив все преимущества токового сигнала, не пошевелить немного стандартные параметры? Хватает 7 вольт? Ну так можно запитать 12-ю, а не 24. В конце концов, мышь питается от интерфейса, хотя в стандарте интерфейса такие вольности не предусмотрены.

Опять не пойму только одного: почему мыслится источник на 5мА, если используется всего 1мА?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Опять не пойму только одного: почему мыслится источник на 5мА, если используется всего 1мА?

Это ориентировочно, пресловутый запас.

 

Я вот до чего додумался, ведь получается для наших целей можно поставить ОДИН! транзистор без какой либо обвязки, например 2SK3666 соеденив затвор с истоком, получается ограничитель тока до 3.2ма при 24в! Аналогично и для 20ма...

Edited by LexaryStyle

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я вот до чего додумался, ведь получается для наших целей можно поставить ОДИН! транзистор без какой либо обвязки, например 2SK3666 соеденив затвор с истоком, получается ограничитель тока до 3.2ма при 24в! Аналогично и для 20ма...

 

Проблема в том что JFET имеют разброс параметром на порядок. Придется индивидуально подбирать транзисторы из большой кучи с нужным током. Или ставить с бОльшим током и подбирать резистор в истоке.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Конечно, зависит от культуры производства и модели, читал на другом форуме, человек перемерил кучку, разброс 0.2% в нулевой точке, возможно правда, нужно проверить.

 

Пресловутые резисторы, которыми автор с лёгкостью пренебрёг и выжег, обычно где-то в среднем по 7 долларов за штуку. Ну 1 доллар — это самый минимум для них. И естественно, что на их защите никто никогда не экономит. Так что в этой задаче, для начала, просто непонятная бухгалтерия.

Что-то дорого, я беру обычные МЕЛФ 0201 + калибровка.

Edited by LexaryStyle

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для 1 мА датчика, к роялю, достаточно одной таблЭтки. КилоОм на 10.

С учётом падения напряжения на датчике, в линии и на входе прибора.

Edited by Mike18

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как много оказывается можно написать на достаточно простую тему, особенно, если советующие в ней разбираются по принципу "слышал звон, да не знаю, где он".

Есть несколько несложных способов решить задачу.

1. Если не полениться, и провести беглый анализ выпускаемых разными фирмами двухпроводных датчиков с выходным сигналом 4-20 мА (трехпроводных и с сигналом 0-20 мА касаться не будем, их еще поискать нужно нынче), то выяснится, что для подавляющего большинства датчиков минимально допустимое напряжение питания составляет 12 В. Существует некоторое количество моделей с минимальным напряжением питания 9 В, ну есть и вывихи до 18 В. Следовательно, при напряжении источника питания 24 В можно безболезненно поставить в сигнальную цепь такой резистор, чтобы суммарное сопротивление его, линии связи и токосъемного резистора в приемнике не превышало 12 В/22 мА. 22 мА - это чтобы была возможность отследить перегрузку. Конечно, и защитный резистор, и токосъемный резистор должны иметь мощность рассеивания соответствующую, а не выбраны по принципу "миниатюризация любой ценой".

2. Включить в цепь сигнала самозащищенный ключ на двух транзисторах и двух резисторах с током срабатывания защиты при минимальной эксплуатационной температуре около 25 мА. Транзистор придется взять в корпусе ТО-126, а то и ТО-220.

3. Применить микросхему MAX14626/

4. Использовать многоканальный блок питания, предназначенный специально для питания датчиков, с током срабатывания защиты и током короткого замыкания в пределах 30-60 мА.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this