Existe-t-il un circuit intégré de protection contre les surtensions, les surintensités et les inversions de polarité?

Je conçois un circuit qui a les exigences de protection suivantes:

• Polarité inversée
• Surtension (60v max)
• Surintensité (environ 1A)

Il y a une plage de tension d'entrée assez large, de 10v à 60v.

48 V est nominal, consommant environ 150 mA. À 10vin, il consomme grossièrement 750mA.

J'ai réalisé et testé le circuit suivant pour satisfaire aux conditions: (Les valeurs fonctionnent mais ne se sont pas avérées optimales)

M1 était mon point de départ pour l'inversion de polarité, puis le zener, le diviseur et le M2 ont été ajoutés pour la surtension.

J'ai trouvé que D1 était nécessaire lorsque je l'ai monté, à mon grand désagrément car je voulais éviter beaucoup de chute de tension. (Je sens la redondance ...)

Le fusible est l'élément le plus frustrant. Je ne veux pas avoir à remplacer des composants s'il y a un défaut (même un fusible dans un boîtier), donc je travaillais avec un fusible réarmable PTC. Non seulement cela a un temps de déclenchement horrible (~ 4 secondes!), Mais il a également une grande empreinte sur le PCB; beaucoup trop grand pour moi j'ai peur :(

J'ai décidé qu'il était plus avantageux pour moi de surveiller le courant et de désactiver un FET par exemple, que de presser le circuit si un tel défaut devait se produire.

Ma question est...

A) Existe-t-il un IC qui peut prendre en charge ces trois éléments? J'ai regardé les circuits intégrés de protection du chargeur de batterie, mais je n'ai encore rien trouvé.

B) Quelqu'un a-t-il une suggestion concernant l'incorporation de l'exigence de surintensité dans mon circuit sans fusible? Mes premières pensées ont été d'utiliser une résistance de détection, un comparateur et un autre FET, mais je ne peux m'empêcher de penser que l'ensemble du circuit pourrait alors être simplifié considérablement.

Merci d'avoir regardé.

Essayez ce CI: http://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 et -2 - Caractéristiques du limiteur de surtension

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

Vous devez noter que le circuit intégré LT4361 précédemment recommandé est similaire mais ne prend pas en charge vos exigences de plage de tension d'entrée; de nombreux circuits intégrés sont destinés à prendre en charge la protection des bus d'alimentation basse tension, moins prennent en charge les plages de tension plus élevées que vous recherchez. LTC4361-1 / LTC4361-2 - Caractéristiques du contrôleur de protection contre les surtensions et les surintensités

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

Si vous voulez que votre circuit soit tolérant à la surtension, vous devrez spécifier jusqu'à quelle tension, car votre circuit de protection doit être construit pour résister à cette tension.

Si vous pouvez vous le permettre, un pont de diodes est un moyen sûr d'être indépendant de la polarité. Vous pouvez éliminer la chute en utilisant un relais.

En cas de surintensité, vous devrez décider quoi faire lorsque vous détectez une surintensité. Limiter le courant à la valeur maximale? Cela implique un élément linéaire, et donc (beaucoup) de dissipation de puissance! Une autre option consiste à couper l'alimentation de votre gadget jusqu'à ce que l'alimentation soit coupée. Cela implique un élément de mémoire, un thyristor peut être pratique à cet effet.

Notez que votre souhait de ne pas avoir de fusible fait une énorme différence de coût: sinon un fusible + diode Zener de puissance ferait la protection inverse et contre les surtensions, et un pied de biche à thyristor déclenché par courant ferait une surintensité.

Vous sembliez mécontent de la baisse pour une diode série. Vous devez comprendre que presque toutes les formes de surveillance de courant nécessiteront une baisse de tension et que des baisses plus faibles nécessitent un circuit plus complexe.

Il existe des puces qui offrent des fonctions de détection de surtension ou de détection de surintensité. Cependant, il peut être assez peu coûteux de construire votre propre circuit. Il y a un bon article dans EDN en ligne qui décrit un circuit à composants discrets comme indiqué ci-dessous:

Une caractéristique intéressante du circuit ci-dessus est qu'il fonctionne comme un disjoncteur et supprime la charge de l'entrée défaillante. Il reste supprimé jusqu'à sa réinitialisation via un interrupteur tactile ou la puissance d'entrée est supprimée.

Je suggère que la protection contre les inversions de polarité soit mieux assurée via une diode Schottky série dans la ligne d'alimentation Vin +. Je suggère également que vous conceviez votre détecteur de surtension et votre détecteur de surintensité de manière à laisser intact le GND du circuit. Un jour, lorsque vos idées de projet se transformeront en un véritable produit que vous devrez emporter dans un laboratoire pour les tests d'émissions et d'immunité, vous apprécierez vraiment d'utiliser des techniques de conception qui gardent un seul GND, des plans GND et des références de châssis / boîtier.

Oui. Vous pouvez trouver une multitude de circuits intégrés pour vos besoins. Ci-dessous est pour le LTC4361 de Linear Technologies . Toutes les séries LTC43 sont l'un ou l'autre des CI de protection. Vous pouvez parcourir la fiche technique du CI ci-dessous et concevoir les périphériques en fonction de vos besoins.