정상 상태에서 낮은 저항으로 가장 간단하고 저렴하며 빠르며 최소 풋 프린트 전류 제한 회로

공칭 전압이 24V DC 인 하이 사이드 드라이버로 구동되는 디지털 출력이 있습니다. 부하 전류는 일반적으로 100mA 미만입니다. 출력이 모니터링되므로 부하 측에서 단락이 감지되면 신속하게 끌 수 있습니다. 문제는 드라이버 자체가 보호되지 않고 단락으로 인해 많은 연기가 발생한다는 것입니다. 그래서 필요한 것은 드라이버 출력의 간단한 회로입니다.

• 출력 전류가 100mA 미만인 경우 10Ω 미만의 낮은 저항
• 500mA 이하의 레벨에서 드라이버 전류를 제한하기 위해 저항을 빠르게 증가시킵니다.
• 단락 전류에서 견딜 수있는 기능은 단락을 감지하고 드라이버를 끄려면 20ms 이상이어야합니다.
• 작동 전압이 50V 이상
• 최소 구성 요소와 저렴한 가격 (채널당 최대 $ 0,20)
• 단일 소스 공급 업체가 아님

PTC 재설정 가능 폴리 퓨즈를 시도했지만 너무 느립니다. Microchip의 FP0100은 양호하지만 비용이 많이 듭니다 (PCB에 60 개 이상의 채널이 필요합니다). Bourns TBU 시리즈도 괜찮지 만 비싸다.

다른 옵션이 있습니까?

UPD1. 현재 출력 회로는 74HC594 시프트 레지스터로 구동되는 MIC2981 / 82입니다. 각 출력에는 Littelfuse 1206L012 PTC가 있습니다. 내 보드에는 이와 같은 64 채널이 필요하며 이것은 작은 시리즈 보드이므로 채널 당 총 가격과 설치 공간이 중요합니다.

일반적인 이중 트랜지스터 전류 제한 기가 최선의 방법 일 수 있습니다. 아래는 상단 및 하단 버전입니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

이 회로에는 약 1V의 전압 강하가 있습니다.

단일 6 핀 패키지로 듀얼 트랜지스터를 구입하십시오.

작은 저항은 전류가 Vbe에 도달 할 때 전류가 접히도록합니다. 다른 저항은 기본 전류를 설정하며 Hfe를 고려하여 충분한 콜렉터 전류를 생성하도록 계산해야합니다.

그러나 트랜지스터는 전류를 임계 값으로 만 제한하기 때문에 단락 기간 동안 몇 와트를 처리해야합니다.

ProFET 하이 사이드 드라이버 IC를 살펴보십시오. 이 장치는 출력 과전류를 포함하여 모든 종류의 것들로부터 보호 할 수있는 스위칭 가능한 하이 사이드 드라이브를 제공합니다.

유통 업체에서 ProFET를 쉽게 찾아서 선택할 수 있습니다.

저렴하고 작으며 3.3V 또는 5V 로직에서 직접 구동 할 수있는 BSP752T를 살펴보십시오.

Trevor의 탁월한 답변을 바탕으로 :

정전류 소스 (또는 싱크) 인 반도체 장치가 있습니다. 이들 중 다수는 내부적으로 Trevor의 회로와 똑같이 보입니다 (온도 보상 요소 몇 개를 추가 할 수 있음).

하나의 매우 단순한 장치 (정확한 2 개의 핀을 가진 정전류 싱크, 전압 <= 50V 및 최대 / 정전류 350mA로 설계됨 )는 NSI50350AD 입니다. 내부적으로 무엇을하는지 모르겠지만 데이터 시트는이를 "자체 바이어스 트랜지스터"라고 부릅니다. 따라서 일부 바이폴라 트랜지스터, JFET 및 내부에 몇 개의 저항이 결합되었을 수 있습니다.

이제 50V 한계가 실제로 아파요. 그 전압에서 작동하는 통합 전류 소스를 찾기가 어렵습니다. 더 작은 전류의 경우 자체 바이어스 JFET가 작동 할 수 있지만 100mA에서는 비용이 많이 듭니다.

따라서 몇 가지 권장 사항이 있지만 Trevor의 솔루션을 실제로 사용합니다.

• 단순히 오류 감지 속도를 높일 수 없는지 확인하십시오. 문제가 해결 될 것입니다.
• (내가 아는 한 – 내가 틀렸다면 바로 잡아라) 트랜지스터 배열 (어려운 노력과 보드 공간을 줄여야하는 경우 선호)에 의해 얻기가 어렵 기 때문에 구성 요소에 조금 더 투자하고 싶을 수도있다 Q4의 NPN이 아니라 여러 비교기가있는 장치를 사용하여 픽앤 플레이스 비용을 절약 할 수 있습니다. 운 좋게도 수백 대에 구입할 때 4x 비교기 및 4x opamp의 가격은 약 13ct이므로 채널당 opamp는 약 3ct입니다. opamp / comparator를 사용하여 R2의 전압을 일정한 기준 전압 (여기서는 간단한 제너가 할 수있는)과 비교하고 Q3을 구동하십시오. 더 이상 모든 단일 채널에 대해 R3이 필요하지 않습니다. (Q5 / Q6의 하이 사이드 접근법에도 동일하게 적용됨)
• 열 저항이 허용되는 개별 저항 대신 저항 배열을 사용하십시오.

$I_\text{Load}$

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

옵토 커플러의 저렴한 후보는 Lite-On CNY17 입니다.

이것은 $ 0.2 / port x16 https://ca.mouser.com/ProductDetail/NXP-Freescale/MCZ33996EKR2?qs=sGAEpiMZZMuCmTIBzycWfKe9ppy40BrEybgj5eCsa3I%3d

다음은 SCR 회로에 대한 기본 아이디어입니다. 올바른 저항 값을 얻으려면 PTC1과 직렬로 저항을 추가해야 할 수 있습니다. Q1의베이스 이미 터 접합과 병렬 인 총 저항은 트립 전류를 설정합니다. Q1이 작동하기 시작하면 SCR이 작동 한 다음 PTC가 트립 될 때까지 부하가 ​​보호됩니다. Q1은 SOT-23이 될 수 있습니다. R3과 R4는 추측 일뿐입니다. Q1에 대한 과전류 손상을 방지하기 위해 바로 있습니다. 대부분의 SCR은 종류가 큽니다. 귀하의 요구에 맞는 작은 제품을 찾을 수 있는지 확인해 드리겠습니다.

참고 : SCR이 실행되면 레일을 아래로 내리기 전에 전원 공급 장치의 전원을 차단해야합니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

나는 직렬 이중 트랜지스터 회로를 제안하려고했지만 Trevor_G 는 이미 그 일을 훌륭하게 수행했습니다.

대신 PTC 퓨즈 옵션을 다시 살펴볼 가치가 있다고 생각했습니다. 속도가 너무 느리다고 말하지만, 대신 전원 공급 장치 설계가 제한적일 수 있습니다.

Littelfuse RXEF017을 고려하십시오. 500mA에서 트립하는 데 8 초가 걸릴 수 있지만 단락 보호 기능이 작동하기에 충분한 전류입니까? 2A 트립 시간은 <0.2s이며, 이는 24V 시스템에서 큰 에너지가 아닙니다. 실제로 퓨즈의 포인트는 회로에서 전류에 가장 민감한 구성 요소가되어야하므로 퓨즈 전에 연기가 발생하지 않을 우려가 있습니다.

나는 당신이 500mA 이하의 좁은 창으로 전류를 제한하는 데 어려움을 겪을 것이라고 두려워하고 캡을 충전하거나 펄스 또는 무언가를 구동하기에 충분한 돌입 전류를 끌어들일 수 없기 때문에 다른 것들이 한계가 있음을 알게됩니다.