Как грамотно подобрать предохранитель?

Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
taicho
Родился
Сообщения: 13
Зарегистрирован: Вт май 08, 2018 17:02:53

Электронный предохранитель

Сообщение taicho »

Есть мысля сделать электронный предохранитель

Требования
0) Ток срабатывания предохранителя настраивается
1) Мощность нагрузки до 250Вт
2) Напряжение в цепи +12в
3) Разрыв цепи идет по плюсу питания
4) На предохранителе должно быть минимальное падение напряжения
5) Высокое быстродействие
6) После срабатывания - перезапуск вручную
7) Индикация срабатывания


Если посмотреть интернет то есть готовые микросхемы, но только на малые токи, до 5А 14В.


TPS259573
Изображение

TPS25926
Изображение


Пока мои мысли кончились на том что в разрыв цепи ставится шунт, с него ОУ усиливаем сигнал, далее на компаратор, где регулируя опорное напряжение настраиваем ток срабатывания.....
А вот дальше чет никак
Аватара пользователя
Николай_С
Друг Кота
Сообщения: 6187
Зарегистрирован: Вт сен 25, 2012 23:13:41
Откуда: г.Дзержинск Нижегородской обл.
Контактная информация:

Re: Электронный предохранитель

Сообщение Николай_С »

Не всё так просто.
Дело в том, что шунт можно поставить только снаружи ИМС, а мосфет, который отсекает нагрузку, стоит внутри. Тут надо искать какие-то другие решения.
Спасение утопающих дело рук самих утопающих.
bolek
Сверлит текстолит когтями
Сообщения: 1178
Зарегистрирован: Пт авг 21, 2009 03:22:12

Re: Электронный предохранитель

Сообщение bolek »

Есть мысля сделать электронный предохранитель

Требования
0) Ток срабатывания предохранителя настраивается
1) Мощность нагрузки до 250Вт
2) Напряжение в цепи +12в
3) Разрыв цепи идет по плюсу питания
4) На предохранителе должно быть минимальное падение напряжения
5) Высокое быстродействие
6) После срабатывания - перезапуск вручную
7) Индикация срабатывания

Пока мои мысли кончились на том что в разрыв цепи ставится шунт, с него ОУ усиливаем сигнал, далее на компаратор, где регулируя опорное напряжение настраиваем ток срабатывания.....
А вот дальше чет никак

А что еще нужно дальше? Блок схемы готовых eFuse показывают такое же устройство. Если найти готовый eFuse с внешним транзистором не получится, то развивать свою мысль дальше.
1. Выбрать полевик для ключа. Исходя из максимального тока и рассеиваемой мощности, например:
Pmax = 1 Вт, Imax = 21 А -> Rканала <= 1/21 = 47 мОм
2. P или N канальный:
- Р-канальным проще управлять, но они дороже и сопротивление канала обычно выше чем у N-канальных
- N-канальному нужно будет соорудить вольтодобавку, чтобы напряжение на затворе в открытом состоянии превышало выходное напряжение (на истоке) на величину порогового напряжения полевика (то, что на картинке подписано ChargePump).
3. Триггер с установкой в определенное состояние после подачи питания, при котором предохранитель включен, перекидыванием при срабатывании предохранителя и переводом в исходное состояние кнопкой.
4. Усилители, компараторы...

Можно поискать схемы зарядных устройств для автоаккумуляторов, возможно, какие-то куски схем можно будет взять из них.
taicho
Родился
Сообщения: 13
Зарегистрирован: Вт май 08, 2018 17:02:53

Re: Электронный предохранитель

Сообщение taicho »

Вот пока на управлении N мосфетом и застрял.
Обычно драйвера рассчитаны на управление ШИМ сигналом, между импульсами которого перезаряжается вольтдобавочный кондер.
Аватара пользователя
Ivanoff-iv
Друг Кота
Сообщения: 7077
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2016 05:48:09
Откуда: Сердце Пармы

Re: Электронный предохранитель

Сообщение Ivanoff-iv »

тут либо полевик в минусовую шину ставить, либо для его питалова брать пульсацию в другом месте (т.е. эту вольтодобавку делать отдельным самостоятельным блоком)
Для тех, кто не учил магию мир полон физики :)
Безграмотно вопрошающим про силовую или высоковольтную электронику я не отвечаю, а то ещё посадят за участие в (само)убиении оболтуса...
Аватара пользователя
dr.doc
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1368
Зарегистрирован: Вс мар 28, 2010 12:52:22
Откуда: Беларусь

Re: Электронный предохранитель

Сообщение dr.doc »

В ноутбуках применяется схема "зарядового насоса" - ШИМ от контроллера дежурного напряжения (в Вашем случае хоть 555, хоть мультивибратор) идет на цепочку из диодов и конденсаторов, формируя 15 вольт. Это напряжение делается из +5 для управления ключами, коммутирующими линии +3,3 и+5 вольт.
Сделайте что-то подобное и для себя.
«Еще я хотел бы, чтобы наши ученые изобрели какой-то новый источник энергии, чтобы мы на коленях не ползали даже перед нашими братьями, умоляя их и выпрашивая тонну нефти или кубометр газа», — рассказал белорусский президент.
Аватара пользователя
olegators68
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2253
Зарегистрирован: Пн ноя 01, 2010 12:19:31
Откуда: Серпухов

Re: Электронный предохранитель

Сообщение olegators68 »

У "IR" хвирмы поищи полевики, обычно на К оканчивается обозначение, даташитово 10мкс держат КЗ, делал, работали на сетевом 315В, было давно, схема не сохранилась.
Вот блин, опять в галерее картину малевича вверх ногами повесили.
Аватара пользователя
RadioHAM-433
Вымогатель припоя
Сообщения: 546
Зарегистрирован: Ср дек 09, 2015 17:02:31
Откуда: Мухосранск
Контактная информация:

Re: Электронный предохранитель

Сообщение RadioHAM-433 »

3) Разрыв цепи идет по плюсу питания

:))) а что тебя кто то оттролил схемой с разрывом по -? Тут как бы конечно - общий но всё же и + может бывать.

Могу подсказать простое решение для управления N канальным но это всё при невысоком напряжении управления, тупо повышалка и обычный драйвер N канала, в открытом состояние на затворе будет повышенное-питание, если взять полевик с 4.5В на затворе и 20В то вполне можно до 15В управлять.
Такие IRF9310PBF лучше не видел пока, в принципе неплохие ключи задавать тут с N-каналом смысла то, методику управления P-канальным 2-мя транзисторами знаешь (не путай с эмитерными повторителями)? Если нет то можешь глянуть в даташите на MC34063 по моему но или могу залить. Схема может быть оочень простой с использованием МК всё можно настраивать на лету.
А так же автору замечание про ток а не мощность, для ключей тут мощность вообще параллельно, 3-4 таких ключа 50А без каких либо падений обеспечат, а еще можно без доп шунтов прямо на ключе измерять падение, я такую технологию применял отлично работает. Тут не схема тут программа уже на первом плане. А быстродействие выше 1мс тебе врятли пригодится или случится следующее: ты влетишь в постоянное срабатывание и будешь долго искать причину почему вдруг щелкает постоянно, время зарядов капов надо учитывать. Заряд капов будет кз как на таких напряжениях не используют ограничение токов не путай с девайсами 220VAC. Еще можно сделать токовый лимит линейный если надо в случае его наступления подождать и отсекать, тут инерционность будет 0 но надо учитывать рассеиваемую мощность, ёмкости зарядятся без бросков.

У меня в универсальном БП для ЦСУ 3 таких ключа стоят, там правда предохранители на выходе на каждый канал 4А ставил там 12В свинцовые АКБ, но ключи без проблем предохранитель отсекают но надо учесть провода толще 0.75кв при 1-2м не применял и сопротивление уже большое, но там КЗ конечно вариант нештатный так что предохранителей хватит если и сработают пару раз то сильно не деградируют, у меня мелкие срабатывают часто не там конечно пока что не заметил деградации. Но бросок тока конечно большой инерционность у них высокая. Тесты на КЗ были на мекете реальный БП не коротил только перегружал слабый канал лампочкой, 6А лампа 2.5А предохранитель отсечка наступала после 2-3 секунд.
Потому если защита от КЗ можно просто предохранитель их выбор большой раз 50 отработает без каких либо проблем.

СпойлерПопытка от портативного БП запустить 100Вт авнтоинвертор без нагрузки обернулась неудачей, только с подключением капа на 100000мкф всё работает идеально и даже выдаёт 25Вт AC максимальная мощность для БП около 30Вт до 3А в любом случае. Только инвертор тырк напруга падает и инвертор в защиту а там лимит тока шустрый аналоговый, SEPIC с дом лимитом только ёмкость в 470мкф выходная ёмкость буфер, так что тут не всё так просто. У тебя в этом видно опыта 0.
Это я привёл пример идеального токовой защиты (по факту токовой лимит там настоящий можно как драйвер LED использовать, такой режим есть) что не есть гуд для нагрузок требующих напряжение, но вот обеспечить большие кратковременные мощности он не способен физически уже.
taicho
Родился
Сообщения: 13
Зарегистрирован: Вт май 08, 2018 17:02:53

Re: Электронный предохранитель

Сообщение taicho »

а что тебя кто то оттролил схемой с разрывом по -?

Минус разорвать не выйдет, их много

Накалякал такую схему, надо с компонентами и номиналами разобраться.
SW1 - кнопка с фиксацией. Когда нагрузка включилась - отжимаем кнопку

Изображение
Аватара пользователя
RadioHAM-433
Вымогатель припоя
Сообщения: 546
Зарегистрирован: Ср дек 09, 2015 17:02:31
Откуда: Мухосранск
Контактная информация:

Re: Электронный предохранитель

Сообщение RadioHAM-433 »

Я не понял тебе нужна отсечка в случае превышения или стаб тока? На твоей схеме токовый лимитёр которые еще и возбудится. Про включение вообще молчу.
Разберись хот как работает транзистор, а потом ОУ, а сейчас только мультивибраторы собирай с такими то познаниями в данной области.
taicho
Родился
Сообщения: 13
Зарегистрирован: Вт май 08, 2018 17:02:53

Re: Электронный предохранитель

Сообщение taicho »

Было бы у меня достаточно познаний я бы собрал давно и пользовался.

P-MOSFET взял потому что легче им рулить.
Напряжение с шунта усиливается ОУ U1, включенным как дифф. усилитель.
Усиленное напряжение идет на компаратор U2, где сравнивается с опорным (R8,R9,D1).
Если напруга ну шунте больше опорной - то на выходе компаратора 0. Значит Q2 закрыт и затвор полевика притянут к +.

Забыл резистор в базу Q2 нарисовать.

:dont_know:
Аватара пользователя
vlasovzloy
Друг Кота
Сообщения: 20067
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 16:44:29
Откуда: Таксимо

Re: Электронный предохранитель

Сообщение vlasovzloy »

Существуют интеллектуальные ключи у многих производителей. И на манах мерседесах стоят и в 12 вольтовых тоже. Они умеют и как предохранитель и при превышении напряжения и много чего еще. Цены не такие и большие
Мои поставщики запчастей с отличной репутацией
texnomag.ru
radioremont.com
pl-1.org
4ip.info
elitan.ru
harvester_030
Открыл глаза
Сообщения: 49
Зарегистрирован: Пт апр 29, 2011 17:21:47

Re: Электронный предохранитель

Сообщение harvester_030 »

Воистину, народ не ищет легких путей! Здесь еще МК не хватает, мяу :shock:
Вот простейший триггер, если не злоупотреблять емкостью С10, то скорость будет до 100нс. К нему осталось приделать полевик и все.
Вложения
только триггер-1.jpg
(33.4 КБ) 441 скачивание
taicho
Родился
Сообщения: 13
Зарегистрирован: Вт май 08, 2018 17:02:53

Re: Электронный предохранитель

Сообщение taicho »

Воистину, народ не ищет легких путей! Здесь еще МК не хватает, мяу :shock:
Вот простейший триггер, если не злоупотреблять емкостью С10, то скорость будет до 100нс. К нему осталось приделать полевик и все.

1) Мощность нагрузки до 250Вт
2) Напряжение в цепи +12в
4) На предохранителе должно быть минимальное падение напряжения

и чего мне с этим тригером делать? 0.1 Ом шунт? я на 0.002-0.004 расчитываю. Или вообще измерять падение на открытом переходе полевика
harvester_030
Открыл глаза
Сообщения: 49
Зарегистрирован: Пт апр 29, 2011 17:21:47

Re: Электронный предохранитель

Сообщение harvester_030 »

Это как пример, поставьте 0.002 (но это нереально, оно соизмеримо с сопротивлением точки пайки). Этот триггер срабатывает при 0.4-0.5в. Ловить сотые доли вольта, так помехи больше будут... будут ложные срабатывания. Вы понимаете какое напряжение падения и нестабильность БП вам нужны? Отвечу по падению - порядка 0.05в! Закон Ома в помощь.
Аватара пользователя
vlasovzloy
Друг Кота
Сообщения: 20067
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 16:44:29
Откуда: Таксимо

Re: Электронный предохранитель

Сообщение vlasovzloy »

BTS740S2 такой например
Мои поставщики запчастей с отличной репутацией
texnomag.ru
radioremont.com
pl-1.org
4ip.info
elitan.ru
taicho
Родился
Сообщения: 13
Зарегистрирован: Вт май 08, 2018 17:02:53

Re: Электронный предохранитель

Сообщение taicho »

Это как пример, поставьте 0.002 (но это нереально, оно соизмеримо с сопротивлением точки пайки). Этот триггер срабатывает при 0.4-0.5в. Ловить сотые доли вольта, так помехи больше будут... будут ложные срабатывания. Вы понимаете какое напряжение падения и нестабильность БП вам нужны? Отвечу по падению - порядка 0.05в! Закон Ома в помощь.

Вот поэтому и нужен ОУ.
а терять 0.5В из 12 на резисторе и рассеивать на нем >10Вт это просто ни в какие рамки
Аватара пользователя
RadioHAM-433
Вымогатель припоя
Сообщения: 546
Зарегистрирован: Ср дек 09, 2015 17:02:31
Откуда: Мухосранск
Контактная информация:

Re: Электронный предохранитель

Сообщение RadioHAM-433 »

Было бы у меня достаточно познаний я бы собрал давно и пользовался.

Не могу не помочь конечно.
Но тогда что могу предложить: программу для МК AVR. Схема в принципе за тобой но могу и тоже помочь но там всё элементарно. Программа работает с ADC так что пофиг как ты ток будешь мерить. Сложного писать нет желания а простое ядро могу кинуть дальше сам разбирайся. Я конечно же предлагаю измерять падение на ключе и только. При 100А будет ~120мВ если применить 4 ключа которые я написал. Я конечно не бездельник и мне не платят за написание демо программ потому если хочешь такого решения то я помогу, а наперёд не чего писать и рисовать не буду. детали: МК в принципе любой AVR, токосенсор на ОУ или специальный, стаб питания МК ёмкость 220-470мкф, пара диодов, и собственно ключи, логика работы любая без ограничений, ясно дело и напряжение питания и температура всё может участвовать в работе. Ни на каких триггерах и компараторах ты такого не сделаешь и интеллектуальные ключи тут и в сравнение не идут! Обычый деффиринциальный усилитель это не есть гуд, токовый измерить чуть более сложная схема он он лучше вот пример LT6106HS5
LT6106HS5.pdf
(244.78 КБ) 306 скачиваний
, но можно к обычному ОУ добавить транзюк так же.

Закон Ома точно в помощь и он говорит что от сопротивления шунта зависит только падение на нём, и все шумы и пульсации будут иметь одинаковое отношение. В любых современных решениях сопротивление шунтов сравнимо с пайкой, измеряют на толстой проволоке или дорожке, тут всё от усилителя зависит его шумы играют роль и только, но фильтров не кто не отменял. Вдобавок быстродействие выше 3-10мс вообще тут не в тему, заряд ёмкости будет приводить к срабатыванию. А если надо мгновенное то тут уже токовый лимитёр нужен а не отсечка. ЗЫ у меня при измерении напряжения на ключе порядка 2мОм ни одного ложного срабатывания. В DC-DC такую технологию тоже применяют что бы избавиться от доп шунтов.

Интересное решение с триггером с шунтом по минусу конечно тут проводимость можно поменять и всё перекинуть но вот напряжение открывания ключа это конечно ух ё!
Последний раз редактировалось RadioHAM-433 Вс май 20, 2018 01:32:11, всего редактировалось 2 раза.
bolek
Сверлит текстолит когтями
Сообщения: 1178
Зарегистрирован: Пт авг 21, 2009 03:22:12

Re: Электронный предохранитель

Сообщение bolek »

...
Вот простейший триггер, если не злоупотреблять емкостью С10, то скорость будет до 100нс. К нему осталось приделать полевик и все.

И все будет плавать от температуры...
diplodok
Мудрый кот
Сообщения: 1760
Зарегистрирован: Чт авг 10, 2017 20:57:51

Re: Электронный предохранитель

Сообщение diplodok »

Изображение

1. При изменение нагрузки с 1.2А до 23А напряжение на верхнем выводе R4 меняется с 1,34В и до 11,7В
2. Триггерный еффект - za счет напряжение Сток-Исток транзистора.
3. Будет реагировать на заряд конденсаторов при включение - упоминалось выше. Лечение - конденсатор 510p - 1n...? в паралел R4. Можно обойтись и "длителном" нажатие S1 - пока S1 нажата(замкнута) схема не реагирует на перегрузку.
4. Резистор R2 лучше заменить на источник тока, но посколько у нас одно напряжение (12В) - поставил резистор. По той же причине простое токовое зеркало, а не зеркало Уилсона.
5. Если нет BCV62: Для зеркало нужны подобранные пары транз. Я подбирал по напряжение перехода BE и h21E. Склеивал их вместе для темп. стаб.

6. Схему в реале не делал.
Ответить

Вернуться в «Питание»