Lindungi Sirkuit DC dari terlalu banyak tegangan

13

Bagaimana cara melindungi sirkuit 3v DC dari kerusakan, jika seseorang secara tidak sengaja menyambungkan catu daya 12v? Sirkuit akan menarik kurang dari 1 amp.

flamingpenguin
sumber
2
Bagaimana dengan dioda Zener? Tapi itu tergantung seberapa besar tegangannya. Dioda Zener tidak dapat menyelamatkan Anda dari tegangan lebih besar yang disebabkan oleh petir dll.
Al Kepp
2
Fuse + zener atau (mengatur ulang sendiri) polyfuse + zener.
Wouter van Ooijen
@flamingpenguin Inilah skema di sepanjang garis Zener + fuse [apa yang dikatakan Wouter].
Nick Alexeev
2
Adakah yang bisa mengomentari penggunaan konverter dc-dc buck dalam peran ini (mis. Jika saya mendesain sistem agar secara normal ditenagai dengan pasokan 5V yang diundurkan dengan konverter buck ke 3V)? Konverter uang masih akan memasok 3V jika saya memasukkan pasokan 12V secara tidak sengaja ...?
flamingpenguin

Jawaban:

10

Satu hal yang tidak ditentukan oleh pertanyaan asli adalah jika mereka mencari perlindungan sinyal I / O atau koneksi catu daya.

Jika perlindungan diperlukan untuk sinyal I / O maka sirkuit dioda zener yang disarankan atau metode lain termasuk TVS (transient voltage surpressor), klem dioda adalah cara yang berguna menuju perlindungan.

Saat melindungi pada koneksi catu daya ada sejumlah skema yang dapat dimanfaatkan. Sekering poli yang disebutkan sebelumnya atau tipe lain yang dirancang untuk trip pada tegangan berlebih bisa diterapkan tetapi seringkali memiliki waktu tunda kick-in di mana sirkuit terpapar sejenak ke kondisi tegangan tinggi.

Pendekatan yang saya sarankan adalah menggunakan desain yang menggunakan rangkaian pengatur input rentang tegangan lebar dan dioda perlindungan polaritas. Ini memberikan "perlindungan" yang sangat masuk akal untuk voltase yang kemungkinan besar keliru diterapkan pada input catu daya. Berikut adalah diagram blok dari pendekatan yang disarankan.

masukkan deskripsi gambar di sini

Pendekatan ini juga menjadi catu daya untuk perangkat itu sendiri. Untuk perangkat yang beroperasi dengan daya rendah pendekatan ini dapat menggunakan regulator linier sederhana seperti seri 78xx. Ini akan melindungi tegangan input hingga 35 volt atau lebih. Perangkat daya yang lebih tinggi akan ingin menggunakan regulator jenis switcher kisaran tegangan yang luas. Ada berbagai tegangan perangkat dari vendor seperti TI dan Nasional (sekarang sebenarnya bagian dari TI) yang dapat mendukung tegangan input hingga 60V dan dalam beberapa kasus bahkan 80V.

Michael Karas
sumber
2
Terima kasih. Saya mencoba melindungi koneksi catu daya.
flamingpenguin
Apakah sesuatu yang mirip dengan AMS1117 sesuai?
flamingpenguin
Namun mungkin memerlukan tegangan input yang lebih tinggi untuk mengkompensasi penurunan tegangan dioda. Jika seseorang bermaksud menggunakan LDO, sepertinya itu bukan solusi yang baik.
gstorto
9

Yang Anda butuhkan adalah sirkuit linggis untuk melindungi sirkuit Anda dari tegangan lebih. Ini adalah salah satu metode standar yang digunakan dalam catu daya dan perangkat sebagai perlindungan untuk kelebihan tegangan.

Sirkuit linggis sederhana digambarkan di bawah ini.

linggis ckt

Sirkuit di atas akan melindungi sirkuit / perangkat Anda di Vo dengan meniup sekring jika terjadi kondisi kelebihan tegangan. Perlu diingat bahwa ini adalah rangkaian umum yang menjelaskan metode perlindungan.

Bacaan lebih lanjut:
1. Linggis Circuit
2. Dasar-dasar Perlindungan Over-tegangan

Chetan Bhargava
sumber
2
Tidak mengerti -1 jawaban ini. Apa yang salah dengan jawaban ini?
Chetan Bhargava
2
Bit penting yang hilang di sini adalah bahwa peringkat sekring harus kurang dari SCR ("triac") agar ini berfungsi. powerelectronics.com/site-files/powerelectronics.com/files/…
Fizz
1
Ini juga dikatakan dalam dokumen chip OVP yang lebih rumit / khusus yang dapat menggantikan TL431 dalam skema itu, misalnya lihat halaman 6 di onsemi.com/pub_link/Collateral/MC3423-D.PDF
Fizz
@ChetanBhargava Apa yang ditawarkan linggis yang tidak ditawarkan oleh sekering seri dan paralel paralel? Contoh: ( imgur.com/8hwb44l )?
Bort
3
@Bort: jika beban normal beberapa amp, maka sekering, dan Anda mungkin tidak akan menemukan zener yang cukup besar untuk melakukan pekerjaan itu. Sirkuit ini dapat diberi peringkat yang sesuai.
Brian Drummond
6

Jika Anda bersedia melakukan pukulan sekering, maka rangkaian penjepit akan berfungsi. Intinya bukan untuk mencoba mengatur tegangan input turun ke 3 V, tetapi untuk sengaja meniup sekering, sehingga memutuskan daya input, jika daya itu melebihi ambang batas. Sekeringnya bisa berupa polyfuse yang kemudian mereset sendiri setelah daya dilepas, tetapi itu akan menambah beberapa resistansi seri terhadap pasokan meskipun dalam operasi normal. Apakah itu dapat diterima tergantung pada parameter yang Anda belum memberi tahu kami.

Karena itu Anda ingin sirkuit yang secara ideal bekerja terbuka sampai tegangan yang mencapai mencapai 3,5 V, kemudian bertindak seperti pendek. Secara teori zener diode melakukan ini, tetapi tidak akan memiliki kemampuan saat ini untuk meledakkan sekering. Anda dapat menggunakan zener untuk menyalakan transistor, yang kemudian melakukan pengangkatan berat. Atau, Anda dapat menggunakan sesuatu seperti TL431 sebagai referensi tegangan untuk menghidupkan transistor.

Pendekatan yang sama sekali berbeda adalah memiliki saklar aktif secara seri dengan catu daya. Sirkuit hanya akan mengaktifkan sakelar ketika input di bawah ambang batas, dan memutuskan sambungan saat di atas. Itu tidak akan dapat bereaksi secara instan, sehingga sirkuit Anda harus dapat mentolerir setidaknya beberapa μs dari tegangan lebih. Filter LC dapat membatasi kemiringan tegangan input, tetapi ini mulai menjadi terlalu rumit.

Olin Lathrop
sumber
2

Yah, Anda benar-benar membutuhkan linggis Cct ini pada dasarnya lebih pendek (hampir) dari catu daya dan mudah-mudahan sinyal masalah yaitu pukulan sekering atau melibatkan pasokan terbatas saat ini untuk, yah, batas saat ini. Tautan Wiki memiliki prinsip, axotron memiliki beberapa solusi (yang umum dan bagus).

http://en.wikipedia.org/wiki/Crowbar_%28circuit%29

http://axotron.se/index_en.php?page=26

pengguna71185
sumber
2

Yang Anda cari adalah "Over voltage protection Circuit".

Salah satu caranya adalah dengan menggunakan Dioda Zener dalam bias terbalik.

Dioda zener akan selalu memberi Anda tegangan output konstan terlepas dari tegangan input (Tapi Periksa Datasheet untuk Vmax)

masukkan deskripsi gambar di sini

Anda juga dapat menggunakan IC seperti NCP372 atau MAX16126 / MAX16127

Swanand
sumber
9
Masalah dengan sirkuit ini adalah, jika perangkat dilengkapi dengan 3 Volt seperti yang dirancang, resistor R akan menyebabkan penurunan tegangan, bervariasi sesuai dengan arus yang ditarik.
Anindo Ghosh
8
@AnindoGhosh Memang. Diagram sirkuit yang dipilih tidak cocok untuk jawaban karena menunjukkan Zener dalam peran regulasi daripada perlindungan.
Kaz