Esiste un CI di protezione da sovratensione, sovracorrente e inversione di polarità?

Sto progettando un circuito con i seguenti requisiti di protezione:

• Polarità inversa
• Sovratensione (60 v max)
• Sovracorrente (circa 1A)

C'è un intervallo di tensione di ingresso abbastanza ampio, da 10 V a 60 V.

48v è nominale, assorbendo circa 150mA. A 10vin, assorbe approssimativamente 750mA.

Ho realizzato e testato il seguente circuito per soddisfare le condizioni: (I valori funzionano ma non si sono rivelati ottimali)

M1 era il mio punto di partenza per l'inversione di polarità, quindi lo zener, il divisore e M2 sono stati aggiunti per sovratensione.

Ho scoperto che D1 era necessario quando l'ho modificato, con mio grande fastidio perché volevo evitare molta caduta di tensione. (Sento odore di ridondanza ...)

La miccia è l'elemento più frustrante. Non voglio sostituire alcun componente in caso di guasto (anche un fusibile in un alloggiamento), quindi stavo lavorando con un fusibile ripristinabile PTC. Non solo questo ha un tempo di intervento orribile (~ 4 secondi!), Ma ha anche un grande footprint sul PCB; troppo grande per me temo :(

Ho deciso che è più utile per me monitorare la corrente e disattivare un FET, ad esempio, piuttosto che mettere il piede sul circuito in caso di guasto.

La mia domanda è...

A) Esiste un IC che può occuparsi di questi tre elementi? Ho esaminato i circuiti integrati di protezione del caricabatterie ma non ho ancora trovato nulla.

B) Qualcuno ha un suggerimento per incorporare il requisito di sovracorrente nel mio circuito senza un fusibile? Il mio pensiero iniziale era di usare un resistore di rilevamento, un comparatore e un altro FET, ma non posso fare a meno di pensare che l'intero circuito potrebbe essere semplificato molto.

Grazie per aver guardato.

Prova questo IC: http://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 e -2 - Funzionalità di Limitatore di sovratensione

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

Si noti che l'IC LT4361 precedentemente raccomandato è simile ma non supporta i requisiti della gamma di tensione in ingresso; molti circuiti integrati sono destinati a supportare la protezione dei bus di alimentazione a bassa tensione, meno supportano le gamme di tensione più elevate che si cercano. LTC4361-1 / LTC4361-2 - Funzioni del controller di protezione da sovratensione / sovracorrente

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

Se vuoi che il tuo circuito tolleri la sovratensione, dovrai specificare fino a quale tensione, perché il tuo circuito di protezione deve essere costruito per resistere a quella tensione.

Se puoi permetterti la caduta di un ponte a diodi è un modo sicuro per essere indipendente dalla polarità. È possibile eliminare la caduta utilizzando un relè.

Per sovracorrente dovrai decidere cosa fare quando rileverai sovracorrente. Limitare la corrente al valore massimo? Ciò implica un elemento lineare, e quindi (molta) dissipazione di potenza! Un'altra opzione è quella di interrompere l'alimentazione del gadget fino a quando non viene rimossa l'alimentazione. Ciò implica un elemento di memoria, un tiristore può essere conveniente per questo scopo.

Nota che il tuo desiderio di non avere un fusibile fa una differenza enorme nel costo: altrimenti un fusibile + diodo zener di potenza farebbe la protezione da inversione e sovratensione e un piede di porco tiristore innescato da corrente farebbe sovracorrente.

Sembravi insoddisfatto della caduta di un diodo in serie. È necessario rendersi conto che quasi ogni forma di monitoraggio della corrente richiederà una caduta di tensione e che le cadute inferiori richiedono un circuito più complesso.

Esistono chip che forniscono funzioni di rilevamento di sovratensione o rilevamento di sovracorrente. Tuttavia, può essere abbastanza economico costruire il proprio circuito. C'è un articolo ragionevolmente buono in EDN online che descrive un circuito componente discreto come mostrato di seguito:

Una caratteristica ordinata del circuito sopra è che funziona come un interruttore automatico e rimuove il carico dall'ingresso difettoso. Rimane rimosso fino al ripristino tramite un interruttore tattile o l'alimentazione di ingresso viene rimossa.

È mio suggerimento che la protezione da inversione di polarità possa essere fornita al meglio tramite un diodo Schottky serie nella linea di alimentazione Vin +. Suggerisco anche di progettare il rilevatore di sovratensione e rilevatore di sovracorrente in modo da lasciare intatto il GND del circuito. Un giorno, quando le idee del tuo progetto si trasformeranno in un vero prodotto che devi portare in un laboratorio per i test di emissioni e immunità, apprezzerai davvero l'utilizzo di tecniche di progettazione che mantengono un singolo GND, piani GND e riferimenti a chassis / enclosure.

Sì. Puoi trovare un numero infinito di circuiti integrati per le tue esigenze. Di seguito è riportato l' LTC4361 di Linear Technologies . Tutte le serie LTC43 sono una o l'altra CI di protezione. È possibile consultare la scheda tecnica dell'IC sottostante e progettare le periferiche in base alle proprie esigenze.