Zaštitni krug od prenapona, prekomjerne struje, privremenog napona i obrnutog polariteta pomoću regulatora vruće izmjene rt1720 s timerom kvara

Često je u elektroničkom krugu nužno koristiti posebnu zaštitnu jedinicu za zaštitu kruga od prenapona, prekomjernog struje, privremenog napona i obrnutog polariteta i tako dalje. Dakle, kako bi zaštitio krug od tih prenaponskih udara, Richtek Semiconductor predstavio je RT1720A IC koji je prejednostavna zaštitna IC dizajnirana da zadovolji potrebe. Jeftina mala veličina i vrlo malo zahtjeva za komponentama čine ovaj sklop idealnim za upotrebu u mnogim različitim praktičnim i ugrađenim aplikacijama.

Dakle, u ovom ću članku dizajnirati, izračunati i testirati ovaj zaštitni krug i napokon će biti detaljan video koji prikazuje rad kruga, pa krenimo. Također, provjerite naše prethodne zaštitne krugove.

IC RT1720

Riječ je o jeftinom IC-u za zaštitu dizajniranom za pojednostavljivanje implementacije. Zabavna činjenica o IC-u je da je veličina ovog IC-a samo samo 4,8 x 2,9 x 0,75 mm. Dakle, nemojte se zavarati slikom, ovaj IC je izuzetno malen, a korak pin-a samo je 0,5 mm.

IC RT1720 Značajke:

Širok ulazni radni raspon: 5V do 80V
Negativna ocjena ulaznog napona na -60V
Podesivi napon izlazne stezaljke
Podesiva zaštita od prekomjerne struje
Programabilni timer za zaštitu od kvarova
Niska struja isključenja
Unutarnja pumpa za punjenje N-MOSFET pogon
Brzo isključenje MOSFET-a od 80 mA za prenaponski napon
Oznaka izlaza kvara

Popis značajki i parametri dimenzija preuzeti su iz tablice podataka.

Kružni dijagram

Kao što je ranije spomenuto, ovaj se krug može koristiti za:

Privremeni prigušivač napona
Zaštitni krug od prenapona
Zaštitni krug od prekomjerne struje
Sklop prenaponske zaštite
Krug zaštite od obrnutog polariteta

Također, provjerite naše prethodne zaštitne sklopove:

Uključite ograničenje struje pomoću NTC termistora
Zaštitni krug od prenapona
Zaštitni krug kratkog spoja
Krug zaštite od obrnutog polariteta
Elektronički prekidač

Komponente potrebne

Sl.br.	Dijelovi	Tip	Količina
1	RT1720	IC	1
2	MMBT3904	Tranzistor	1
3	1000pF	Kondenzator	1
4	1N4148 (BAT20J)	Dioda	1
5	470uF, 25V	Kondenzator	1
6	1uF, 16V	Kondenzator	1
7	100.000, 1%	Otpornik	4
8	25mR	Otpornik	1
9	IRF540	Mosfet	2
10	Jedinica napajanja	30 V, istosmjerno	1
11	Konektor 5mm	Generički	2
10	Cladboard	Generički	1

Kako funkcionira ovaj zaštitni krug?

Ako pažljivo pogledate gornju shemu, možete vidjeti da postoje dva terminala jedan za ulaz i drugi za izlaz. Ulazni napon napaja se kroz ulazni priključak.

100K izvlači se otpornik R8 povlači SHDN pin visoka. Dakle, postavljanjem ove visoke igle omogućuje IC.

25mR otpornik R7 postavlja trenutni limit tog IC. Ako želite znati kako sam dobio vrijednost 25mR za trenutni osjetnik otpora, možete ga pronaći u odjeljku za izračun ovog članka.

Tranzistor T1, dioda D2, otpor R6 i MOSFET Q2 svi zajedno čine krug zaštite od obrnutog polariteta. Općenito, kada se na VIN pin kružnog napona primijeni napon, napon prvo povuče SHDN pin High i napaja IC preko VCC pina, a zatim teče kroz trenutni osjetnik otpora R6, sada je dioda D2 u stanju prednapona, ovo uključuje tranzistor T1 i struja prolazi kroz tranzistor što čini MOSFET Q2 na kojem je također uključen Q1 i sada struja može teći pravo kroz MOSFET na teret.

Sada, kada se na VIN terminal primijeni obrnuti napon, dioda D2 je u stanju obrnutog prednapona i sada ne može teći kroz MOSFET. Otpornici R3 i R4 tvore djelitelj napona koji djeluje kao povratna sprega koja omogućuje zaštitu od prenapona. Ako želite znati kako sam izračunao vrijednosti otpornika, možete ga pronaći u odjeljku za izračun ovog članka.

MOSFET Q1 i Q2 čine vanjski N-MOSFET prekidač opterećenja. Ako napon poraste iznad postavljenog napona koji je postavljen vanjskim otpornikom povratne sprege premašuje napon praga, RT1720 IC linija regulira pomoću MOSFET-a vanjskog opterećenja, sve dok se podesivi mjerač vremena kvara ne isključi i isključi MOSFET radi sprječavanja pregrijavanja.

Kada opterećenje povuče više od trenutne zadane vrijednosti (postavljeno vanjskim osjetnikom otpornika spojenim između SNS-a i VCC-a), IC kontrolira prekidač opterećenja MOSFET kao izvor struje kako bi ograničio izlaznu struju, sve dok se tajmer kvara ne isključi i isključi MOSFET. Također, izlaz FLT-a pada, signalizirajući kvar. Prekidač opterećenja MOSFET ostaje uključen sve dok VTMR ne dosegne 1,4 V, što daje vrijeme za održavanje sustava prije nego što se MOSFET isključi.

Izlaz PGOOD s otvorenim odvodom RT1720 raste kada se prekidač opterećenja u potpunosti uključi i MOSFET-ov izvor približi svom odvodnom naponu. Ovaj izlazni signal može se koristiti za omogućavanje nizvodnih uređaja ili za signaliziranje sustava koji sada može započeti normalan rad.

SHDN ulaz IC-a onemogućava sve funkcije i smanjuje VCC struju mirovanja na 7μA.

Napomena: Pojedinosti o unutarnjoj funkcionalnosti i shemi preuzete su iz podatkovne tablice.

Napomena: Ovaj IC može podnijeti obrnuti napon napajanja do 60V ispod zemlje bez oštećenja

Izgradnja kruga

Za demonstraciju, ovaj zaštitni krug od prenapona i prenapona konstruiran je na ručno izrađenoj pločici uz pomoć sheme; Većina komponenata korištenih u ovom vodiču su površinski montirane komponente, a PCB je obvezan za lemljenje i spajanje.

Bilješka! Sve su komponente postavljene što je moguće bliže kako bi se smanjio parazitski kapacitet, induktivnost i otpor

Proračuni

Tehnički list ovog IC daje nam sve detalje potrebne za izračunavanje mjerača kvarova, zaštite od prenapona i prekomjerne struje za ovaj IC.

Izračun kondenzatora mjerača kvara

U slučaju duže greške, GATE će se više puta uključiti i isključiti. Tajmingom uključivanja i isključivanja (tGATE_ON i tGATE_OFF) upravljaju TMR struje punjenja i pražnjenja (iTMR_UP i iTMR_DOWN) i razlika napona između TMR pragova zasuna i otključavanja (VTMR_L - VTMR_UL):

t _{GATE_ON} = C _TMR * (_{VTMR_L} - _{VTMR_UL}) / (i _{TMR_UP}) tGATE_ON = 4,7uF x (1,40V - 0,5V) / 25uA = 169 mS t _{GATE_OFF =} C _{TMR *} (V _{TMR_L -} V _{TMR_UL}) / (i _{TMR_DOWN}) tGATE_OFF = 4,7uF x (1,40V - 0,5V) / 3uA = 1,41 S

Proračun otpornika trenutnog osjeta

Otpor osjetnika struje može se izračunati prema sljedećoj formuli

Rsns = VSNS / ILIM = 50mV / 2A = 25mR

Napomena: Vrijednost 50mV data u tehničkom listu

Proračun zaštite od prenapona

IZLAZ_OVP = 1,25V x (1+ R2 / R1) = 1,25 x (1+ 100k / 10k) = 1,25 x (11) = 13,75V

Ispitivanje kruga zaštite od napona i struje

Za testiranje kruga koriste se sljedeći alati i postavke,

Napajanje 12V u modu prekidača (SMPS)
Meco 108B + Multimetar
Hantech 600BE USB PC osciloskop

Za konstrukciju kruga koriste se 1% metalni otpornici i tolerancija kondenzatora se ne uzima u obzir.

Tijekom ispitivanja sobna temperatura bila je 22 Celzijeva stupnja.

Postavljanje testa

Sljedeća postavka koristi se za ispitivanje sklopa

U svrhu demonstracije koristio sam pretvarač za promjenu ulaznog napona kruga

Otpornici snage 10 Ohma djeluju kao opterećenja,
Prekidač je tu da brzo doda višak tereta. Možete ga promatrati u video prilogu dolje.
Mecho 108B + prikazuje ulazni napon.
Mecho 450B + prikazuje struju opterećenja.

Kao što vidite na gornjoj slici, povećao sam ulazni napon i IC počinje ograničavati struju jer je sada u kvaru.

Ako vam princip rada kruga nije jasan, pogledajte video.

Napomena: Imajte na umu da sam u svrhu demonstracije povećao vrijednost za mjerač kvarova.

Prijave

Ovo je vrlo korisna IC i može se koristiti za mnoge programe, od kojih su neki navedeni u nastavku

Zaštita od prenapona u automobilskoj / avionskoj industriji
Hot-swap / umetanje uživo
Prekidač s bočne strane za sustave na baterije
Primjene vlastite sigurnosti
Zaštita od obrnutog polariteta

Nadam se da vam se svidio ovaj članak i naučili ste nešto novo. Nastavite čitati, nastavite učiti, nastavite graditi i vidimo se u sljedećem projektu.