Over voltage, over current, voltan sementara & litar perlindungan polariti terbalik menggunakan pengawal pertukaran panas rt1720 dengan pemasa kerosakan

Sering kali dalam litar elektronik, sangat mustahak untuk menggunakan unit perlindungan khas untuk melindungi litar daripada voltan berlebihan, arus lebihan, voltan sementara, dan kekutuban terbalik dan sebagainya. Oleh itu, untuk melindungi litar dari lonjakan ini, Richtek Semiconductor memperkenalkan RT1720A IC yang merupakan IC perlindungan yang terlalu mudah yang dirancang untuk memenuhi keperluan. Saiz kecil kos rendah dan keperluan komponen yang sangat sedikit menjadikan litar ini sesuai untuk digunakan untuk pelbagai aplikasi praktikal dan tertanam.

Oleh itu, dalam artikel ini, saya akan merancang, mengira, dan menguji litar perlindungan ini dan akhirnya, akan ada video terperinci yang menunjukkan cara kerja litar, jadi mari kita mulakan. Juga, periksa litar perlindungan kami sebelumnya.

IC RT1720

Ini adalah IC perlindungan kos rendah yang dirancang untuk memudahkan pelaksanaan. Fakta yang menyeronokkan mengenai IC adalah bahawa ukuran IC ini hanya 4,8 x 2,9 x 0,75 mm. Jadi, jangan terpedaya dengan gambar, IC ini sangat kecil, dan pin pin hanya 0.5mm.

Ciri IC RT1720:

• Julat Operasi Input Lebar: 5V hingga 80V
• Penarafan Voltan Input Negatif hingga −60V
• Voltan Pengapit Keluaran Boleh Laras
• Perlindungan Terhadap Arus yang Boleh Diselaraskan
• Pemasa yang Boleh Diprogramkan untuk Perlindungan Kesalahan
• Semasa Penutupan Rendah
• Pemacu N-MOSFET Pump Charge Dalaman
• Matikan 80mA MOSFET pantas untuk Overvoltage
• Petunjuk Output Kesalahan

Senarai ciri dan parameter dimensi diambil dari lembar data.

Rajah Litar

Seperti yang disebutkan sebelumnya, rangkaian ini dapat digunakan untuk:

1. Penekan lonjakan voltan sementara
2. Litar perlindungan voltan berlebihan
3. Litar perlindungan arus lebih
4. Litar perlindungan lonjakan
5. Litar perlindungan kekutuban terbalik

Juga, periksa litar perlindungan kami sebelumnya:

• Batasan Arus Inrush menggunakan NTC Thermistor
• Litar Perlindungan Voltan
• Litar Perlindungan Litar Pendek
• Litar Perlindungan Polariti Terbalik
• Pemutus Litar Elektronik

Komponen Diperlukan

Sl.No	Bahagian	Jenis	Kuantiti
1	RT1720	KAD PENGENALAN	1
2	MMBT3904	Transistor	1
3	1000pF	Kapasitor	1
4	1N4148 (BAT20J)	Diod	1
5	470uF, 25V	Kapasitor	1
6	1uF, 16V	Kapasitor	1
7	100K, 1%	Perintang	4
8	25mR	Perintang	1
9	IRF540	Mosfet	2
10	Unit Bekalan Kuasa	30V, DC	1
11	Penyambung 5mm	Generik	2
10	Papan pelekat	Generik	1

Bagaimana Litar Perlindungan ini Berfungsi?

Sekiranya anda melihat skema di atas dengan teliti, anda dapat melihat ada dua terminal untuk input dan yang lain untuk output. Voltan input dimasukkan melalui terminal input.

The 100K tarik naik perintang R8 menarik yang SHDN pin tinggi. Oleh itu, dengan menjadikan pin ini tinggi membolehkan IC.

The 25mR perintang R7 menetapkan had semasa IC ini. Sekiranya anda ingin mengetahui bagaimana saya mendapat nilai 25mR untuk perintang rasa semasa, anda boleh mendapatkannya di bahagian pengiraan artikel ini.

Transistor T1, diod D2, perintang R6, dan MOSFET Q2 semuanya membentuk litar perlindungan polariti terbalik. Secara amnya, apabila voltan digunakan pada pin VIN litar, voltan pertama menarik pin SHDN Tinggi dan memberi kuasa IC melalui pin VCC maka ia mengalir melalui perintang rasa semasa R6 sekarang dioda D2 berada dalam keadaan bias ke hadapan, ini menjadikan transistor T1 menyala dan arus mengalir melalui transistor yang menjadikan MOSFET Q2 yang juga menjadikan Q1 menyala dan sekarang arus dapat mengalir tepat melalui MOSFET ke beban.

Kini apabila voltan terbalik digunakan pada terminal VIN, diod D2 berada dalam keadaan bias terbalik dan sekarang tidak dapat mengalir melalui MOSFET. Perintang R3 dan R4 membentuk pembahagi voltan yang bertindak sebagai maklum balas yang membolehkan perlindungan voltan berlebihan. Sekiranya anda ingin mengetahui bagaimana saya mengira nilai perintang, anda boleh mendapatkannya di bahagian pengiraan artikel ini.

MOSFET Q1 dan Q2 membentuk suis beban N-MOSFET luaran. Sekiranya voltan meningkat di atas voltan set yang ditetapkan oleh perintang maklum balas luaran melebihi voltan ambang, garis IC RT1720 mengatur dengan menggunakan MOSFET suis beban luaran, sehingga pemasa kerosakan yang boleh dilaras menyala dan mematikan MOSFET untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.

Apabila beban menarik lebih banyak daripada titik titik semasa (yang ditetapkan oleh perintang rasa luaran yang disambungkan antara SNS dan VCC) IC mengawal suis beban MOSFET sebagai sumber arus untuk membatasi arus keluaran, sehingga pemasa kesalahan berhenti dan mematikan MOSFET. Juga, output FLT menjadi rendah, menandakan adanya kesalahan. Suis beban MOSFET tetap hidup sehingga VTMR mencapai 1.4V, memberi masa untuk sebarang pengemasan sistem berlaku sebelum MOSFET dimatikan.

Output PGOOD longkang terbuka RT1720 meningkat apabila suis beban dihidupkan sepenuhnya dan sumber MOSFET mendekati voltan salirannya. Sinyal keluaran ini dapat digunakan untuk mengaktifkan peranti hilir atau untuk memberi isyarat pada sistem yang sekarang operasi normal dapat dimulai.

Input SHDN IC melumpuhkan semua fungsi dan mengurangkan arus senyap VCC hingga 7μA.

Catatan: Perincian mengenai fungsi dalaman dan skema diambil dari lembaran data.

Catatan: IC ini dapat menahan voltan bekalan terbalik sehingga 60V di bawah tanah tanpa kerosakan

Pembinaan Litar

Untuk demonstrasi, litar perlindungan voltan tinggi dan arus lebih ini dibina pada PCB Buatan Tangan dengan bantuan skema; Sebilangan besar komponen yang digunakan dalam tutorial ini adalah komponen yang dipasang di permukaan, oleh itu, PCB adalah wajib untuk menyolder dan meletakkan semuanya bersama-sama.

Catatan! Semua komponen diletakkan sedekat mungkin untuk mengurangi kapasitansi, induktansi, dan daya tahan parasit

Pengiraan

Lembar data IC ini memberi kami semua butiran yang diperlukan untuk mengira Pemasa Sesar, perlindungan tegangan berlebihan, dan perlindungan arus lebih untuk IC ini.

Pengiraan Kapasitor Pemasa Kesalahan

Sekiranya berlaku kerosakan lama, GATE akan dihidupkan dan dimatikan berulang kali. Waktu hidup dan mati (tGATE_ON dan tGATE_OFF) dikendalikan oleh arus cas dan pelepasan TMR (iTMR_UP dan iTMR_DOWN) dan perbezaan voltan antara ambang selak TMR dan ambang penguncian (VTMR_L - VTMR_UL):

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

Pengiraan Resistor Rasa Semasa

Perintang rasa semasa boleh dikira dengan formula berikut

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

Catatan: Nilai 50mV yang diberikan oleh lembaran data

Pengiraan Perlindungan Voltan Lebih

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

Menguji Litar Voltan dan Perlindungan Semasa

Untuk menguji litar, alat dan persediaan berikut digunakan,

1. Bekalan Kuasa Mod Suis 12V (SMPS)
2. Meco 108B + Multimeter
3. Osiloskop PC USB Hantech 600BE

Untuk membina litar, Resistor Filem Logam 1% digunakan dan toleransi kapasitor tidak diambil kira.

Suhu bilik adalah 22 darjah Celsius semasa ujian dijalankan.

Persediaan Ujian

Persediaan berikut digunakan untuk menguji litar

Untuk tujuan demonstrasi, saya menggunakan penukar buck untuk mengubah voltan input litar

• Perintang kuasa 10 Ohms bertindak sebagai beban,
• Suis ada untuk menambah beban berlebihan dengan cepat. Anda boleh memerhatikannya dalam video yang diberikan di bawah.
• Mecho 108B + menunjukkan voltan input.
• Mecho 450B + menunjukkan Arus Beban.

Sekarang seperti yang anda lihat pada gambar di atas, saya telah meningkatkan voltan input dan IC mula menghadkan arus kerana sekarang dalam keadaan rosak.

Sekiranya prinsip kerja litar tidak jelas bagi anda, sila tonton videonya.

Catatan: Harap maklum bahawa untuk tujuan demonstrasi, saya telah menambah nilai untuk pemasa kesalahan.

Permohonan

Ini adalah IC yang sangat berguna dan boleh digunakan untuk banyak aplikasi, beberapa di antaranya disenaraikan di bawah

• Perlindungan Gelombang Automotif / Avionik
• Penyisipan Hot-Swap / Live
• Suis Sisi Tinggi untuk Sistem Bertenaga Bateri
• Aplikasi Keselamatan Intrinsik
• Perlindungan Polariti Terbalik

Saya harap anda menyukai artikel ini dan mempelajari sesuatu yang baru. Terus membaca, terus belajar, terus membina dan saya akan melihat anda dalam projek seterusnya.