Hata zamanlayıcılı rt1720 hot swap kontrolörü kullanan aşırı voltaj, aşırı akım, geçici voltaj ve ters polarite koruma devresi

Çoğu zaman bir elektronik devrede, devreyi aşırı gerilimden, aşırı akımdan, geçici gerilimden ve ters polariteden vb. Korumak için özel bir koruma ünitesi kullanmak kesinlikle gereklidir. Bu nedenle, devreyi bu dalgalanmalardan korumak için Richtek Semiconductor, ihtiyaçları karşılamak için tasarlanmış aşırı basitleştirilmiş bir koruma IC'si olan RT1720A IC'yi tanıttı. Düşük maliyetli küçük boyut ve çok az bileşen gereksinimi, bu devreyi birçok farklı pratik ve gömülü uygulama için ideal hale getirir.

O yüzden bu yazıda, bu koruma devresini tasarlayacağım, hesaplayacağım ve test edeceğim ve sonunda devrenin çalışmasını gösteren detaylı bir video olacak, o halde başlayalım. Ayrıca, önceki koruma devrelerimizi de kontrol edin.

IC RT1720

Uygulamayı basitleştirmek için tasarlanmış düşük maliyetli bir koruma IC'dir. IC ile ilgili eğlenceli bir gerçek, bu IC'nin boyutunun sadece 4,8 x 2,9 x 0,75 mm olmasıdır. Bu yüzden, görüntüye aldanmayın, bu IC son derece küçük ve pin aralığı sadece 0,5 mm'dir.

IC RT1720 Özellikleri:

• Geniş Giriş Çalışma Aralığı: 5V - 80V
• Negatif Giriş Voltaj Derecesi −60V'a
• Ayarlanabilir Çıkış Kelepçe Gerilimi
• Ayarlanabilir Aşırı Akım Koruması
• Hata Koruması için Programlanabilir Zamanlayıcı
• Düşük Kapatma Akımı
• Dahili Şarj Pompası N-MOSFET Sürücü
• Aşırı Gerilim için Hızlı 80mA MOSFET Kapatma
• Hata Çıkışı Göstergesi

Özellikler listesi ve boyut parametreleri veri sayfasından alınır.

Devre şeması

Daha önce belirtildiği gibi, bu devre aşağıdakiler için kullanılabilir:

1. Geçici voltaj dalgalanma önleyici
2. Aşırı gerilim koruma devresi
3. Aşırı akım koruma devresi
4. Aşırı gerilim koruma devresi
5. Ters polarite koruma devresi

Ayrıca, önceki koruma devrelerimizi de kontrol edin:

• NTC Termistör kullanarak Kalkış Akımı Sınırlaması
• Aşırı Gerilim Koruma Devresi
• Kısa Devre Koruma Devresi
• Ters Polarite Koruma Devresi
• Elektronik Devre Kesici

Gerekli Bileşenler

Sl. Yok hayır	Parçalar	Tür	Miktar
1	RT1720	IC	1
2	MMBT3904	Transistör	1
3	1000 pF	Kondansatör	1
4	1N4148 (BAT20J)	Diyot	1
5	470 uF, 25V	Kondansatör	1
6	1 uF, 16V	Kondansatör	1
7	100.000,% 1	Direnç	4
8	25mR	Direnç	1
9	IRF540	Mosfet	2
10	Güç Kaynağı Ünitesi	30V, DC	1
11	Bağlayıcı 5mm	Genel	2
10	Cladboard	Genel	1

Bu Koruma Devresi Nasıl Çalışır?

Yukarıdaki şemaya yakından bakarsanız, biri giriş, diğeri çıkış için olmak üzere iki terminal olduğunu görebilirsiniz. Giriş voltajı, giriş terminalinden beslenir.

100K yükseltme direnci R8 SHDN pin yüksek çeker. Yani bu pimi yüksek yaparak IC'yi etkinleştirir.

25mR direnci R7 bu BM ve akım sınırını belirler. Akım duyu direnci için 25mR değerini nasıl elde ettiğimi öğrenmek isterseniz bu makalenin hesaplama bölümünde bulabilirsiniz.

Transistör T1, diyot D2, direnç R6 ve MOSFET Q2, hepsi birlikte ters polarite koruma devresini oluşturur. Genel olarak, devrenin VIN pinine voltaj uygulandığında, voltaj ilk önce SHDN pinini High çeker ve IC'ye VCC pini aracılığıyla güç sağlar, ardından akım algılama direnci R6'dan akar şimdi diyot D2 ileri-bias durumundadır, bu transistör yapan T1 MOSFET yapar transistor boyunca ve akım geçer Q2 de yapar ile Q1 ve şimdi mevcut yük üzerine MOSFET ile doğru akabilir.

Şimdi VIN terminaline bir ters voltaj uygulandığında, diyot D2 ters öngerilim durumundadır ve artık MOSFET'ten akamaz. Rezistör R3 ve R4, aşırı gerilim korumasını mümkün kılan geri besleme görevi gören bir voltaj bölücü oluşturur. Direnç değerlerini nasıl hesapladığımı öğrenmek isterseniz bu yazının hesaplama bölümünde bulabilirsiniz.

MOSFET Q1 ve Q2, harici bir N-MOSFET yük anahtarı oluşturur. Voltaj, harici geri besleme direnci tarafından ayarlanan ayarlanmış voltajın üzerine çıkarsa, RT1720 IC hattı, harici yük anahtarı MOSFET'lerini kullanarak, ayarlanabilir hata zamanlayıcısı devreye girene ve aşırı ısınmayı önlemek için MOSFET'i kapatana kadar düzenler.

Yük, mevcut ayar noktasından (SNS ve VCC arasına bağlanan harici algılama direnci tarafından ayarlanan) daha fazla çektiğinde, IC, arıza zamanlayıcısı açıp kapatana kadar çıkış akımını sınırlamak için bir akım kaynağı olarak MOSFET yük anahtarını kontrol eder. MOSFET. Ayrıca FLT çıkışı, bir arıza sinyali vererek düşük seviyeye iner. MOSFET yük anahtarı, VTMR 1,4V'ye ulaşana kadar açık kalır ve MOSFET kapanmadan önce herhangi bir sistem temizliğinin gerçekleşmesi için zaman verir.

RT1720 açık tahliye PGOOD çıkışı, yük anahtarı tamamen açıldığında ve MOSFET'in kaynağı boşaltma voltajına yaklaştığında yükselir. Bu çıkış sinyali, aşağı akış cihazlarını etkinleştirmek veya artık normal çalışmanın başlayabileceği bir sisteme sinyal göndermek için kullanılabilir.

IC'nin SHDN girişi tüm işlevleri devre dışı bırakır ve VCC durgun akımını 7μA'ya düşürür.

Not: Dahili işlevsellik ve şematik hakkındaki ayrıntılar, veri sayfasından alınır .

Not: Bu IC, hasar görmeden toprak altında 60V'a kadar ters besleme gerilimlerine dayanabilir

Devre Yapısı

Göstermek için, bu aşırı gerilim ve aşırı akım koruma devresi, şematik yardımıyla bir El Yapımı PCB üzerine inşa edilmiştir; Bu eğitimde kullanılan bileşenlerin çoğu yüzeye monte bileşenlerdir, bu nedenle lehimleme ve hepsini bir araya getirmek için bir PCB zorunludur.

Not! Parazitik kapasitans, endüktans ve direnci azaltmak için tüm bileşenler mümkün olduğunca yakın yerleştirildi

Hesaplamalar

Bu IC'nin veri sayfası bize Hata Zamanlayıcısını, aşırı gerilim korumasını ve bu IC için aşırı akım korumasını hesaplamak için gereken tüm ayrıntıları verir.

Hata Zamanlayıcı Kapasitör Hesabı

Uzun bir arıza durumunda, GATE tekrar tekrar açılıp kapanacaktır. Açma ve kapama zamanlamaları (tGATE_ON ve tGATE_OFF), TMR şarj ve deşarj akımları (iTMR_UP ve iTMR_DOWN) ve TMR mandallama ve açma eşikleri (VTMR_L - VTMR_UL) arasındaki voltaj farkı tarafından kontrol edilir:

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

Akım Duyarlı Direnç Hesaplama

Mevcut algılama direnci aşağıdaki formülle hesaplanabilir

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

Not: Veri sayfası tarafından verilen 50mV değeri

Aşırı Gerilim Koruma Hesabı

VOUT_OVP = 1.25V x (1+ R2 / R1) = 1.25 x (1+ 100k / 10k) = 1.25 x (11) = 13.75V

Aşırı Gerilim ve Akım Koruma Devresinin Test Edilmesi

Devreyi test etmek için aşağıdaki araçlar ve kurulum kullanılır,

1. 12V Anahtarlamalı Güç Kaynağı (SMPS)
2. Meco 108B + Multimetre
3. Hantech 600BE USB PC Osiloskop

Devreyi inşa etmek için% 1 Metal Film Dirençler kullanılır ve kapasitörlerin toleransı dikkate alınmaz.

Test sırasında oda sıcaklığı 22 santigrat dereceydi.

Test Kurulumu

Devreyi test etmek için aşağıdaki kurulum kullanılır

Gösteri amacıyla, devrenin giriş voltajını değiştirmek için bir kova dönüştürücü kullandım

• 10 Ohm güç dirençleri yük görevi görür,
• Anahtar, aşırı yükü hızlı bir şekilde eklemek için oradadır. Aşağıdaki videoda gözlemleyebilirsiniz.
• Giriş voltajını gösteren mecho 108B +.
• Mecho 450B + Yük Akımını gösterir.

Şimdi yukarıdaki görüntüde görebileceğiniz gibi, giriş voltajını arttırdım ve IC, artık arıza durumunda olduğu için akımı sınırlamaya başlıyor.

Devrenin çalışma prensibi sizin için net değilse lütfen videoyu izleyin.

Not: Gösterim amacıyla arıza zamanlayıcı değerini artırdığımı lütfen unutmayın.

Başvurular

Bu çok kullanışlı bir IC'dir ve bazıları aşağıda listelenen birçok uygulama için kullanılabilir.

• Otomotiv / Aviyonik Dalgalanma Koruması
• Çalışır Durumda Değiştirilebilir / Canlı Ekleme
• Pille Çalışan Sistemler için Yüksek Taraf Anahtarı
• İç Güvenlik Uygulamaları
• Ters Polarite Koruması

Umarım bu makaleyi beğenmiş ve yeni bir şeyler öğrenmişsindir. Okumaya devam edin, öğrenmeye devam edin, inşa etmeye devam edin, sizi bir sonraki projede göreceğim.