[Abell 0]

Требуется защитить данный выход от коротких замыканий нагрузки с самовосстановлением, при условии, что при нагрузке 20мА падение напряжение на всей выходной связке должно быть на больше 1,5В. Максимальная нагрузка, как я сказал - 50мА. При этом защита от КЗ не должна срабатывать.

Пиковый ток транзистора - 1А.

Ограничение тока и защита от КЗ немножко разные задачи. Если в Вашей схеме возможно-таки полноценное КЗ, то при заданных условиях - 1,5В при 50мА - пиковый ток транзистора должен быть не менее 3 А :laughing:

[AlexandrY 3]

Привет.

Как-то не приходит в голову простая схема, а то что тестирую - не работает.

 

Поставить элементарно Kinetis серии KL02 и верхний MOSFET и голова не болит.

Любая логика защиты и еще светодиодом о КЗ можно поморгать.

[syoma 1]

Контроллер для управления выходом в изделие, которое обходится без контроллера вообще? Это конечно круто, но мне кажется через чур.

 

Спасибо всем за схемы, но все-таки хочу обойтись простыми решениями.

 

Как вам такое решение?

Беру транзистор с номинальным током повыше и hfe побольше - например http://www.diodes.com/_files/datasheets/FMMT723.pdf.

Ток базы выбираю таким, чтобы транзистор гарантированно находился в насыщении при коллекторном токе в 1А.

Далее в качестве PTC беру Bourns MF-NSMF012 или аналогичный размерами 1206 с током удержания 0,1А. Согласно характеристикам этих PTC при токе 1А, время срабатывания составляет 0,1-0,2с.

Осталось только ограничить ток на этом уровне в течении этих 0,2с. При этом где-то надо рассеять мощность 24В/1А=24Вт.

На помощь приходят т.н. Surge резисторы. Например в виде thick film 1206. Судя по даташиту при единичном импульсе один такой резистор в течении 0,2с способен выдержать около 12Вт. Т.е. надо две штуки последовательно с общим сопротивлением 24 Ома, с поправкой, что PTC имеет типовое сопротивление 2Ома в открытом состоянии + падение напряжение на переходе - т.е. 12 Ом каждый.

 

Т.е. схема такая - Транзистор в SOT-23 + последовательно два резистора 1206 по 12Ом + PTC 1206. При нормальном режиме и токе нагрузки 50мА, падение напряжения на схеме будет составлять 1,3В + 0,1В на транзисторе. Т.е. условие выполнено с запасом.

По-моему компактнее и проще схемы не придумать.

[twix 0]

А по поводу защиты, не надо чересчур переоценивать простоту схемы и недооценивать значимость схемы защиты, особенно если контроллер стоит сравнимо с парой транзисторов. В конце концов если изделие вылетает раз в неделю, то какой смысл в ее простоте. Но это конечно мое мнение..

Изменено 6 февраля, 2016 пользователем twix

[ШСА 0]

...при токе 1А, время срабатывания составляет 0,1-0,2с.

Т.е. схема такая - Транзистор в SOT-23 + последовательно два резистора 1206 по 12Ом + PTC 1206.

Чтобы гнать 1А через транзистор в SOT-23, на базу надо подать около 50 мА! Мощность на токоограничивающем резисторе в цепи базы - до 24В * 0,05А = 1,2 Вт!

Зато всего три элемента в схеме защиты.

Не спорю, но чтобы снизить требования к источнику питания и выходному ключу, предложу ещё один вариант схемы, сходную по параметрам со схемой из сообщения №8.

R1 определяет ток КЗ;

R2 (вкупе с R1) - максимальный выходной ток;

R3 одновременно насыщает Q4 и запирает Q1;

Управляющий ток (R4) должен обеспечивать насыщение и Q1, и Q4.

Транзисторы - любые, лишь бы одинаковые;

На графике видно - мощность на ключе при КЗ менее 0.1 Вт.

Суммарное падение напряжения на ключе - около 0,7 В;

Кто желает, можете сами в LTspice поиграться:

Protect_SC_4.zip

Шесть элементов в схеме защиты.

(Входной сигнал показан с умышленно затянутыми фронтами, чтобы устройство продемонстрировало поведение во всех режимах. В реальности же такого не будет - в ключевом режиме мощность, выделяемая на ключе, ничтожно мала)

Изменено 9 февраля, 2016 пользователем ШСА

[syoma 1]

Чтобы гнать 1А через транзистор в SOT-23, на базу надо подать около 50 мА! Мощность на токоограничивающем резисторе в цепи базы - до 24В * 0,05А = 1,2 Вт!

Да, есть такое. Но во первых у меня напряжение на базе не 24, а 15В. Так что уже чуть-чуть проще. А во вторых я думал обойтись где-то 10мА. По идее должно хватать на насыщение. А может полевик, какой-нибудь придумать? Только чтобы он негативным напряжением на затворе управлялся. Есть такие в SOT-23, напряжением до 80В и током в 1-2А?

[Baser 5]

А может полевик, какой-нибудь придумать?

А может все же на какой-нибудь из ныне популярных

Smart High Side Switch

посмотрите. Многие фирмы ими сейчас балуются. Например:

Smart Low-Side & High-Side Switches

Все возможные защиты внутри. Старшие модели даже с диагностикой :)

Цена 1-2 Амперных от 0.5 Евро при штучных кол-вах у спекулянтов типа Farnell

[ШСА 0]

... я думал обойтись где-то 10мА. По идее должно хватать на насыщение.

Чтобы хватило на насыщение, коэфф. передачи по току транзистора ключа должен быть не менее 2 * 1A / 10 мА = 200 во всём рабочем диапазоне температур.

Изменено 8 февраля, 2016 пользователем ШСА

[Alexashka 0]

Много лет в самодельном БП использую такую вот простенькую защиту. Ни разу не подводила :)

Срабатывает когда проходной транзистор начинает выходить из насыщения и остается в защите пока не перебросишь питание. Или (как у меня сделано) - нажатием на кнопку на мгновение замыкаем R5. Ток срабатывания подбираем R4.

[Aner 8]

Много лет в самодельном БП использую такую вот простенькую защиту. Ни разу не подводила :)

Срабатывает когда проходной транзистор начинает выходить из насыщения и остается в защите пока не перебросишь питание. Или (как у меня сделано) - нажатием на кнопку на мгновение замыкаем R5. Ток срабатывания подбираем R4.

Требуется защитить данный выход от коротких замыканий нагрузки с самовосстановлением ... без нажатий на кнопку ему нужно, т.е. автомат.

[Abell 0]

Требуется защитить данный выход от коротких замыканий нагрузки с самовосстановлением

Защиту от КЗ сделать достаточно просто, в стабилизаторах делал два порога - ток КЗ и ток удержания. Но при заданных ТС условиях непонятно - КЗ или ограничение тока, и есть-таки неплохой шанс нарваться на генерацию :laughing:

[Alexashka 0]

с самовосстановлением

Ну да, а если так: мультифьюз + источник тока:

Резисторы шунта можно любые 0805 -выделяемая мощность 160мВт.

Падение в нормальном режиме небольшое -в основном на фьюзе -порядка 100мВ.

Остается только проверить чтобы ключ выдерживал 20Вт в течении 0,1с :)

[Alt.F4 0]

Интересно, удалось ли ТС найти какое-то элегантное решение без использования самовосстанавливающихся предохранителей?