Việc tắt / bảo vệ của Overtem Nhiệt độ được thực hiện cho IC như thế nào?


7

Bảng dữ liệu IC thường cung cấp một số thông tin về bảo vệ quá nhiệt của mạch. Ví dụ: lấy một Microchip LDO (MCP1702):

"... Nếu sự tiêu hao năng lượng trong LDO quá mức, nhiệt độ đường nối bên trong sẽ tăng lên trên ngưỡng tắt máy điển hình là 150 ° C. Tại thời điểm đó, LDO sẽ tắt và bắt đầu làm mát đến đường nối bật tắt thông thường nhiệt độ 130 ° C. Nếu tản điện đủ thấp, thiết bị sẽ tiếp tục làm mát và hoạt động bình thường. Nếu tản điện vẫn ở mức cao, mạch bảo vệ ngắt nhiệt sẽ lại tắt LDO, bảo vệ thiết bị khỏi sự cố thảm khốc. "

Làm thế nào chính xác điều này đạt được ở cấp độ chip? Đặc biệt là hành vi trễ.


Bạn thường tìm kiếm một mạch có thể làm điều này hoặc, bạn đặc biệt quan tâm đến thiết bị này và điều gì xảy ra trên con chip này?
Andy aka

@Andyaka: Nó chỉ có nghĩa là một câu hỏi "không quan tâm" chung chung. Có nhiều khả năng để đạt được điều này, vì vậy nếu ai đó có thể đưa ra một số hiểu biết về cách thực hiện cho một con chip cụ thể thì tốt.
Rev1.0

Câu trả lời:


4

Nói tóm lại: một bộ so sánh với độ trễ so sánh điện áp cố định với điện áp phụ thuộc nhiệt độ và tắt bóng bán dẫn nối tiếp trong khi nó ngắt.

  • Một nguồn điện áp cố định là một phần cơ bản của bất kỳ bộ điều chỉnh điện áp.

  • Một nguồn điện áp phụ thuộc nhiệt độ có thể đơn giản như một diode. Thách thức đối với các nhà thiết kế vi mạch là tạo ra nguồn điện áp độc lập với nhiệt độ!

  • một bộ so sánh với độ trễ là một mạch cơ bản: phản hồi tích cực là chìa khóa.

nhập mô tả hình ảnh ở đây


Cảm ơn bạn đã trả lời. Điều này có vẻ phù hợp với bằng sáng chế của Hoa Kỳ đã được tham chiếu trong một trong những ý kiến. Tôi đã nhận thức được một mạch so sánh, nhưng không bao giờ nhận ra nó dễ dàng mở rộng để bao gồm cả độ trễ.
Rev1.0

Và tôi luôn nghĩ rằng điều hiển nhiên không thể được cấp bằng sáng chế ...
Wouter van Ooijen

Đó là nước Mỹ dành cho bạn ...
Spoon

2

Mạch được sử dụng để đo và hiệu chỉnh nhiệt độ pf, khuôn được gọi là ô tham chiếu bandgap. Cốt lõi của tham chiếu bandgap là mạch PTAT (tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối) và CTAT (bổ sung cho nhiệt độ tuyệt đối). Các mạch này đều tạo ra một dòng điện và khi bạn tổng hợp các dòng điện này, bạn có được dòng điện tham chiếu không đổi theo nhiệt độ. Có các hệ số hiệu chỉnh bậc cao hơn cũng được sử dụng (một tổ hợp PTAT - CTAT đơn giản sẽ có các thuật ngữ bậc hai không được quan tâm chẳng hạn) nhưng không cần thiết để hiểu ở đây.

Bây giờ bạn có các tín hiệu cung cấp cho bạn trạng thái nhiệt độ và trạng thái độc lập với nhiệt độ, bạn có thể dễ dàng thấy rằng điều này bạn có thể thực hiện nhiều điều khiển khác nhau.


Từ những gì tôi hiểu, điều này chủ yếu mô tả nguyên tắc tạo ra một tham chiếu độc lập với nhiệt độ. Mặc dù bạn không thực sự hiểu chi tiết về cách mở rộng điều này để đạt được bảo vệ tắt máy nhiệt, nhưng dù sao thì nó cũng thú vị. Cảm ơn.
Rev1.0

1
Có được một tham chiếu độc lập với nhiệt độ là phần khó, và vì bạn cũng nhận được PTAT (tức là tín hiệu tự do "đo" nhiệt độ). Một khi bạn có những tín hiệu đó, bạn có mọi khía cạnh cần thiết để thực hiện phần còn lại là tầm thường. Vấn đề là, để cung cấp cho bạn một số điều khoản và tài liệu tham khảo để điều tra thêm. Đây là quá rộng của một chủ đề để có thể bao quát trong bất kỳ loại chi tiết.
giữ chỗ

Bạn có thể muốn đưa một phần bình luận của mình vào câu trả lời để làm cho nó trông "hoàn chỉnh hơn". Nói về "điều khoản", câu trả lời của bạn chỉ cho tôi cách đọc khá thú vị này .
Rev1.0

1

Trong nhiều trường hợp, nhiệt độ được cảm nhận bởi một phần tử nằm trên khuôn gần, nhưng tách biệt với phần tử tiếp giáp năng lượng hoặc các phần khác của thiết bị tạo ra nhiệt. Có một số kỹ thuật để cảm nhận nhiệt độ gần đúng mà không phải làm bất cứ điều gì kỳ lạ khủng khiếp; khi mạch cảm thấy rằng khuôn đã quá nóng, nó sẽ tắt các tín hiệu "cho phép" để cung cấp cho các thành phần điều khiển công suất của thiết bị.

Thiết kế như vậy có thể cung cấp một phương tiện rẻ tiền để bảo vệ mạch chống lại các điều kiện bền vững của tình trạng quá tải nhẹ nhưng không quá tải. Trong nhiều trường hợp, chúng có thể bảo vệ chống lại các điều kiện quá tải nghiêm trọng, nếu công suất tiêu tán tối đa có thể được tạo ra trong thiết bị với điện áp hoạt động tối đa đủ thấp để cảm biến quá nhiệt sẽ ngắt trước các phần tử điều khiển công suất Bị phá hủy. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là không phải tất cả các thiết bị đều đảm bảo hành vi như vậy. Tôi đã thấy một IC điều khiển động cơ mà IIRC được thiết kế để chuyển đổi amp và nó sẽ tắt một cách độc đáo nếu nó cố lái một cái chết ngắn trong khi được cung cấp bởi nguồn cung cấp 10-volt 24 volt, nhưng nó sẽ sáng lên như một bùng lên nếu nó cố lái một cái chết ngắn trong khi được cung cấp bởi nguồn cung cấp 100-volt 24 volt. Trong trường hợp trước đây, bản thân nguồn cung cấp chỉ có thể cung cấp đủ năng lượng để làm nóng phần tử chuyển mạch hơi chậm, do đó mạch quá nhiệt sẽ khởi động trước khi phần tử chuyển mạch bị hỏng. Trong trường hợp thứ hai, phần tử chuyển mạch tiêu tán rất nhiều năng lượng nhanh đến mức nó tan chảy trước khi phần tử cảm biến nhiệt độ gần đó có thể phát hiện ra tình trạng và tắt nó đi. Khi điều đó xảy ra, mạch cảm biến nhiệt độ không thể làm bất cứ điều gì để ngăn chặn sự thoát nhiệt, cuối cùng tạo ra đủ nhiệt để kết hợp năng lượng và mặt phẳng trong PCB dưới chip. phần tử chuyển mạch tiêu tán rất nhiều năng lượng nhanh đến mức nó tan chảy trước khi phần tử cảm biến nhiệt độ gần đó có thể phát hiện ra tình trạng và tắt nó đi. Khi điều đó xảy ra, mạch cảm biến nhiệt độ không thể làm bất cứ điều gì để ngăn chặn sự thoát nhiệt, cuối cùng tạo ra đủ nhiệt để kết hợp năng lượng và mặt phẳng trong PCB dưới chip. phần tử chuyển mạch tiêu tán rất nhiều năng lượng nhanh đến mức nó tan chảy trước khi phần tử cảm biến nhiệt độ gần đó có thể phát hiện ra tình trạng và tắt nó đi. Khi điều đó xảy ra, mạch cảm biến nhiệt độ không thể làm bất cứ điều gì để ngăn chặn sự thoát nhiệt, cuối cùng tạo ra đủ nhiệt để kết hợp năng lượng và mặt phẳng trong PCB dưới chip.

Tôi không biết phần nào của IC điều khiển công suất dễ bị tổn thương trước những hành vi như vậy, nhưng đảm bảo rằng có giới hạn về mức độ có thể cung cấp năng lượng cho những con chip như vậy có thể không phải là ý tưởng tồi. Cầu chì có thể thực hiện nhiệm vụ gấp ba, cả hai bằng cách thêm một chút sức cản để giảm lượng điện năng trong trường hợp xấu nhất mà chip có thể tiêu tan, bằng cách làm gián đoạn năng lượng đủ nhanh để ngăn chip bị hỏng ngay cả khi mạch điện của nó không đủ nhanh để bảo vệ nó và trong trường hợp xấu nhất bằng cách dừng một điều kiện chạy trốn nhiệt trước khi chip có thể đủ nóng để làm hỏng PCB hoặc các thành phần khác bên ngoài nó.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.