'Voltage Fuse' atau lebih baik

12

Saya memiliki catu daya dengan beberapa output (5v, 12, 24v) Menurut manufaktur (dan setelah pengujian) harus ada beban minimum pada PSU agar dapat memasok tegangan yang dinyatakan. Tanpa beban minimum, tegangan bisa mencapai 37V (yang sangat buruk)

Karena saya tidak dapat menjamin bahwa sistem yang saya bangun akan menggunakan minimum W sepanjang waktu, saya telah menambahkan resistor 'bodoh' untuk melakukan pekerjaan itu. Mereka menjadi sangat panas tapi saya menggunakan resistor 20W ketika saya hanya perlu 'mengkonsumsi' 2W.

Setelah ini, semuanya bekerja dengan baik.

Tetapi agar saya dapat tidur nyenyak di malam hari, saya ingin menjamin bahwa jika salah satu resistor ini gagal karena alasan apa pun, tegangan tinggi tidak akan membakar elektronik.

Saya telah menggunakan PTC untuk membatasi arus di masa lalu tetapi saya ingin menggunakan perangkat serupa untuk membatasi tegangan.

Apakah ada alat seperti itu? Bisakah Anda merekomendasikan solusi yang berbeda? Saya tidak dapat mengubah PSU sekarang karena hanya itu yang tersedia dalam waktu singkat.

power-supply voltage fuses Gilad
sumber

Jawaban:

18

masukkan deskripsi gambar di sini

Catu daya di sirkuit ini + 12V. Tegangan zener dan peringkat arus PTC akan tergantung pada catu daya dan beban spesifik, tentu saja.

Dalam kasus tegangan lebih, dioda Zener mulai melakukan dan menekan tegangan suplai. Pada saat yang sama, arus catu daya naik. Kemudian catu daya diatur, atau sekering PTC terbuka.

Untuk operasi normal, sirkuit ini harus memiliki margin. Tegangan Zener harus sedikit lebih tinggi dari tegangan catu daya nominal. Tegangan maks, yang dapat ditoleransi oleh beban, harus agak lebih tinggi dari tegangan Zener.

(Saya sangat suka sirkuit ini, karena melindungi terhadap: arus berlebih, tegangan lebih, polaritas terbalik. Dan ia melakukannya hanya dengan 2 komponen.)

edit: posting terkait tentang jenis perlindungan tegangan lebih ini.

sirkuit linggis

Berbeda dengan sirkuit penjepit di atas, sirkuit linggis menarik tegangan di bawah level pemicu.

IC perlindungan tegangan lebih dan arus lebih

Ada juga IC perlindungan tegangan lebih dan arus lebih. Ini biasanya chip pengontrol, yang bekerja dengan sakelar FET eksternal. Beberapa contoh dapat ditemukan di sini dan di sini .

IC yang disebut pengendali hot swap kadang-kadang memiliki fungsi tegangan lebih dan arus lebih juga.

Nick Alexeev
sumber
Apakah resistor pemuatan diperlukan untuk tujuan yang ditunjukkan? Kecuali jika catu daya benar-benar rusak, daya yang dihamburkan oleh zener sederhana tidak boleh melebihi persyaratan daya beban minimum, dan catu daya tidak akan mampu memasok arus signifikan di atas tegangan zener.
supercat
@ supercat Resistor beban disebutkan dalam OP. Kekhawatirannya adalah ia bisa gagal terbuka dan catu daya akan keluar dari regulasi. Itu sebabnya saya menambahkan resistor beban ke cuplikan skematik ini. Resistor beban tidak diperlukan untuk skema Fuse + Zener, jelas. Kalau dipikir-pikir itu, tempat yang lebih baik untuk resistor beban bisa hilir Fuse + Zener. Maka resistor beban itu sendiri akan dilindungi, jika catu daya gagal dan menghasilkan tegangan output yang terlalu tinggi.
Nick Alexeev
1
Upaya yang bisa dihabiskan untuk melindungi terhadap kemungkinan perangkat beban pasif gagal terbuka bisa lebih baik dihabiskan hanya untuk memastikan itu tidak terjadi. Kecuali jika tegangan pengaturan yang diinginkan sangat dekat dengan tegangan maksimum yang dapat diterima, zener tidak perlu melakukan arus berkelanjutan yang substansial dan karenanya tidak boleh gagal kecuali kegagalan pasokan dengan cara yang jauh lebih buruk daripada skenario tanpa-beban-tegangan-lebih.
supercat
Saya mencoba ini di bangku barusan dengan sekering 1A (tipe otomotif ATO, kalau ada yang penasaran) dan dioda TVS SMCJ43 (tegangan keluaran 43V). Saya mencapai batas 61V pada suplai saya dan mendapat arus DC hanya 100mA. Tak perlu dikatakan, sekeringnya masih sehat. Ada beberapa pelajaran di sini: 1) Sirkuit ini tidak akan berfungsi jika tegangan lebih dari bentuk perlahan naik. 2) Apa pun yang Anda lindungi harus memiliki banyak margin untuk kelebihan tegangan di atasnya. Setidaknya x2.
PKL