Làm thế nào để thực hiện một mạch ngắt / bảo vệ quá dòng đơn giản cho 12V 1-2A?

Chúng tôi đang phát triển một lá chắn I / O cho Arduino (loại) và có bốn đầu nối đầu ra được điều khiển FET với mỗi tải xấp xỉ 12V 1-2A. Tôi cần tất cả bốn đầu ra này để được bảo vệ ngắn mạch và các sự cố như vậy được phát hiện bởi một chân đầu vào khác trên Arduino.

Vì chúng tôi đang sử dụng bản sao Arduino Olimexino-STM32, chúng tôi chỉ có 3v3 trên các chân CPU. Do đó, chúng tôi đã gắn một LM39 điều khiển 12 V giữa pin CPU và FET kênh P điều khiển đầu ra 1-2A. Khá giống như thế này, nhưng với LM339 thay vì bóng bán dẫn:

Nhưng vì bốn đầu ra 1-2A này sẽ điều khiển bốn tải riêng lẻ, chúng tôi không muốn toàn bộ mạch bị cháy trong trường hợp ngắn mạch. Lý tưởng nhất là đoản mạch trên một đầu ra duy nhất sẽ không gây ra và xáo trộn cho các đầu ra khác, nhưng báo cáo lại cho CPU (sử dụng chân đầu vào khác) bị mất và sau đó CPU có thể cảnh báo hệ thống ngắn mạch cấp cao hơn.

Bảng mạch được điều khiển bởi một nguồn 12V và các đầu ra cũng sẽ cần 12V nên giải pháp sẽ phải có điện áp bỏ qua thấp.

Tôi đã tìm thấy một số giải pháp đơn giản sử dụng JFE với Cổng và Nguồn bị ràng buộc, nhưng tôi không chắc mức giới hạn hiện tại thực tế là gì, hoặc thậm chí nếu nó có thể áp dụng trong dự án của chúng tôi vì nó chủ yếu được sử dụng làm trình điều khiển dòng không đổi cho đèn LED:

BIÊN TẬP:

Cảm ơn rất nhiều cho tất cả các anwers! Chúng tôi đã thực hiện một số thay đổi cho thiết kế ban đầu của mình, nhưng đề xuất của bạn thực sự hữu ích trong các trường hợp khác. Đây là cách chúng tôi đã làm:

Để giữ cho nó vừa đơn giản vừa rẻ, chúng tôi đã thay đổi điện áp cung cấp tổng thể thành 24v và triển khai bộ điều chỉnh công tắc hiệu quả cao giai đoạn đầu tiên đưa điện áp lên ~ 14,5V và sau đó chúng tôi đã thêm một bộ điều chỉnh tuyến tính đơn giản (dẫn xuất LM7812) cho mỗi đầu ra ổn định nó thành 12 V và làm cho mỗi đầu ra độc lập với các đầu ra khác. Bộ điều chỉnh tuyến tính có ngắn mạch và bảo vệ quá dòng tích hợp.

Các giải pháp giới hạn dòng PTC biến đổi oxit kim loại này thường được sử dụng trong các trung tâm USB và các ứng dụng ô tô như động cơ kính chắn gió và có chi phí rất thấp. Người ta chọn dòng Giữ hoặc dòng ngắt theo thiết kế để bảo vệ khỏi quá tải nhiệt vì các thiết bị thường sẽ nóng lên đến 85'C và ngắt nhanh hơn các thiết bị bạn cần bảo vệ. Giữ các thiết bị hiện tại trên các thiết bị giống như nắp xuyên tâm cần đối lưu không khí miễn phí để hoạt động. Có một số nguồn SM, nhưng tự nhiên bị giới hạn trong các thiết kế đặc biệt do các vấn đề về chu trình nhiệt của chip PTC cứng đối với bảng mạch.

Các bộ phận nằm trong khoảng từ 6mA ~ 30A với dòng điện ngắt từ 12mA đến 50A.

Tôi khuyên bạn nên mua một loại giá trị và giữ cho các nguồn năng lượng của bạn để bảo vệ mỗi trình điều khiển cầu không bị rán. Vì chúng là bảo hiểm giá rẻ, bạn có thể xem xét chèn một số giá trị khác nhau và sử dụng bộ nhảy khi bạn có niềm tin rằng bạn có thể chuyển PTC hiện tại thấp hơn để dựa vào PTC cấp cao hơn tiếp theo khi bạn muốn phục hồi năng lượng nhỏ bị lãng phí trong PTC cho thiết kế của bạn.

Nó gần giống như có nguồn cung cấp phòng thí nghiệm giới hạn hiện tại có thể điều chỉnh của riêng bạn và chạy nó gần điểm ngắt trong quá trình phát triển cho đến khi bạn xác định được rủi ro đối với các chuyến đi quá dòng với tải trọng động và ngăn chặn những thất bại đó theo thiết kế. Nó sẽ không bảo vệ bạn khỏi các mạch ngắn phát ra các rãnh silicon trong một phần nghìn giây nhưng chúng có thể hoạt động nhanh hơn so với các lỗi "quá tải nhiệt" nhất và giúp bạn tiết kiệm được một loạt các trình điều khiển cầu Arduino cho đến khi bạn thoát khỏi các lỗi do bắn-thru, dây dài và không kiểm soát thời gian chết.

Khi bạn chọn xếp hạng hiện tại, hãy so sánh R của PTC với ESR động cơ và công tắc điều khiển Ron của bạn để xem tổn thất điện năng được phân phối và tổn thất / tăng nhiệt độ hiệu quả trong các điều kiện khác nhau của tải tĩnh và động. Xếp hạng lớn hơn có xu hướng có thời gian chuyến đi dài hơn. Nhưng trong các xếp hạng nhỏ như 1A, một phần như vậy có dòng hành trình 2A với tối thiểu rưỡi / tối đa 180 ~ 270 mOhm với thời gian chuyến đi ~ 14 giây được xếp hạng 120Vmax, trong khi phần 1206 SMD là 55 ~ 133 mOhm và các chuyến đi trong 0,3s nhưng 6Vmax. Sử dụng tìm kiếm bộ lọc để tìm các phần tốt nhất. (trong kho)

Từ mô tả của bạn, một thiết bị như Philips BUK9MNN-65PKK có thể phù hợp với mục đích của bạn.

• Kênh đôi, vì vậy bạn sẽ chỉ cần 2 trong số chúng cho 4 kênh của mình.
• Giới hạn hiện tại và ý nghĩa, cảm giác nhiệt độ đường giao nhau
• Vds 65 Volts
• Id 7.1
• Các kênh độc lập, nói chuyện chéo tối thiểu

Các dòng Sense hiện tại sẽ cung cấp thông tin hiện tại / quá dòng cho các đầu vào tương tự trên MCU của bạn.

Nếu phần cụ thể này không hoạt động cho mục đích của bạn, có những phần liên quan, "tương tự nhưng khác biệt", có lẽ đáng để khám phá.