Защита нагрузки самодельных зарядных утройств. Поругайте мен

[Димон Безпарольный]

Делал я зарядку автомобильную на TPS54331 на 2А. Испытал на КЗ. Одна из трех микросхем сгорела так, что пробило выход-вход на короткую. Нагрузкой был резистор. Для защиты реальной нагрузки разработал вот такую схему. Слева вверху открытые выходы для термодатчика. В качестве термодатчика использовал обычный германиевый диод в обратном включении. Диод приклеивается сверху на микросхему. При перегреве стабилизатора нагрузка отключаеся. Падение на выходном транзисторе при токе 2А составляет 35мв.

Поругайте пожалуйста мою схему. Может кто - то предложит более простой вариант.



Что - то не так с картинкой. Отредактировал, заменил и она стала маленькой.

[Vovk_Z]

Схему не смотрел, но более простой вариант - есть.
Сейчас существуют, и даже есть в продаже (пока недешево) готовые интегральные мелкосхемы - ключ и защита от кз в одном флаконе.
Тип сейчас не подскажу, под рукой нету. Поищу.

[jonpim]

и даже есть в продаже (пока недешево)

Ну если зайти к ремонтникам ноутов и покопаться в хламе запчастей - то почти бесплатно
Первая попавшаяся плата - микросхема защиты USB выхода по питанию 5 в APL3510B ( ток до 2 а )
И много подобных аналогов .

[Димон Безпарольный]

APL3510 не обеспечивает основной функции - отключение нагрузки при ПРЕВЫШЕНИИ напряжения. Защита от преышения тока, от падения напряжения, превышения температуры есть. Но это не совсем то.

[Vovk_Z]

Надо было так и говорить - "ищу защиту от превышения напряжения (вы же по тексту о кз говорили). Схему я не смотрел .
Да, схемы с ТЛ431 пойдут. Только смотреть, чтобы был гистерезис, а то ключ будет греться, ни к чему это.
Ваша схема похожа на искомую, плохо видно, правда. Два нюанса:
1. Если в качестве силового ключа используется мосфет, то биполяр уже ни к чему. Но, для введения гистерезиса - как раз очень удобно наличие биполяра.
2. Не видно резистора, который сделает гистерезис (положительную ОС) для ТЛ431. (что-то типа резистора от 100 кОм до 1 МОм на делитель ТЛ431 (нога №1) с коллектора биполяра).

[Димон Безпарольный]

У меня сказано про кз вход - выход. Явно я конечно не написал от чего защита. Разумеется меня прежде всего интересует превышение напряжения, т.к. защита от кз и от перегрева есть в самой микросхеме.

Гистерезиса нет, это я упустил. Надо добавить. Ключи используются для получения размаха 0В-5В. Сама TL431 при пробое дает уровень примерно 1.8В. Это меня не устраивает. Я боюсь что транзистор до конца не закроется.

Никак не получается большая картинка. Вроде и разрешение в норме, а картинка все маленькая.

[Vovk_Z]

1. Только сейчас заметил, что полевиков там два, один явно лишний?
2. Мосфеты, которые с "Logic Level" (низкими напряжениями срабатывания), должны вполне нормально открываться и закрываться от 5 В (биполяр оставляем), тем более, ток вам нужно коммутировать, говорите, всего 2 А (это не 20 А).

[Димон Безпарольный]

1. Только сейчас заметил, что полевиков там два, один явно лишний?
2. Мосфеты, которые с "Logic Level" (низкими напряжениями срабатывания), должны вполне нормально открываться и закрываться от 5 В (биполяр оставляем), тем более, ток вам нужно коммутировать, говорите, всего 2 А (это не 20 А).

По стокзатворным характеристикам, транзистор открывается при напряжении 1.5В. Так что силовой ключ будучи подключенным непосредственно к TL431 работать не будет. При напряжении на затворе 3.2В и 5В, в последнем случае Rdson падает вдвое. Отсюда и пара ключей появляется. Если мосфет промежуточный выкинуть, фаза окажется развернутой на 180 градусов и вместо включения получим выключение.

Гистерезис дал. Вот схема:





Я эту схему собрал из того хлама, который у меня был.

[Vovk_Z]

А, ну да, вам нужно выключать , сори.
Кажется, гистерезис какой-то неправильный у вас (нужно на первую ножку ТЛ431)
Вот тут описана рабочаая схема. Я делал по ней, только напряжение срабатывания у меня 16 В, и вместо первого мосфета (VT2) - поставил оптрон 817-й, их у меня больше чем маломощных полевиков.
Потом, в железе, нужно будет подобрать только R4, R10 (нумерация по вашей схеме), или по ссылке это R1, R5, до четкого гистерезиса. Хотя, R1 = 180 Ом - оказалось практически то, что нужно.

[Димон Безпарольный]

Гистерезис резистором на управляющий электрод сделать не получится в моем варианте как раз по причине "А, ну да, вам нужно выключать". Схема работает в противофазе приведенной вами. Гистерезис работать будет, а вот резистор действительно придется подобрать. Номинал я от балды взял.

[Vovk_Z]

Гистерезис резистором на управляющий электрод сделать не получится в моем варианте как раз по причине "А, ну да, вам нужно выключать". Схема работает в противофазе приведенной вами. Гистерезис работать будет, а вот резистор действительно придется подобрать. Номинал я от балды взял.

Может я снова ошбаюсь, но мне пока упорно кажется, так как вы включили R10 - он ни на что не может повлиять. А должен немного смещать напряжение делителя ТЛ431 (первую ножку), при срабатывании. Сейчас R10 полностью зашунтирован выходными цепями и др. фигней.

[jonpim]

предложит более простой вариант.

Если зарядники на микросхемах у вас горят каждый день - можно и эту схему делать .
А так все просто - предохранитель на 2 а и стабилитрон одноамперный на нужное напряжение .

[Димон Безпарольный]

Гистерезис резистором на управляющий электрод сделать не получится в моем варианте как раз по причине "А, ну да, вам нужно выключать". Схема работает в противофазе приведенной вами. Гистерезис работать будет, а вот резистор действительно придется подобрать. Номинал я от балды взял.

Может я снова ошбаюсь, но мне пока упорно кажется, так как вы включили R10 - он ни на что не может повлиять. А должен смещать напряжение делителя ТЛ431, при срабатывании.

Правильно кажется - моя ошибка. Сейчас поправлю.

[Димон Безпарольный]

предложит более простой вариант.

Если зарядники на микросхемах у вас горят каждый день - можно и эту схему делать .
А так все просто - предохранитель на 2 а и стабилитрон одноамперный на нужное напряжение .

Был случай - предохранитель стоял. В цепи видеорегистратора. В итоге регистратор не сгорел, но слетела прошивка и карта микроSD заимела тысяч десять эдак битых ячеек.

[jonpim]

предохранитель стоял.

Я про стабилитрон . А если ставить на все защиты , то и на ее саму защиту надо - вдуг молния ударит

В итоге регистратор не сгорел, но слетела прошивка и карта микроSD заимела тысяч десять эдак битых ячеек

Вы думаете от вашей защиты прошивка не слетит и карта не испортится ?

[Димон Безпарольный]

Схема с гистерезисом. Так должна работать.

[Vovk_Z]

Схема с гистерезисом. Так должна работать.

Да, типа того. Остались нюансы (номиналы).

Правильно кажется - моя ошибка. Сейчас поправлю.

Далее, конечно, путем поиска компромисов, схему можно упрощать.
Учитывая небольшой рабочий ток, можно отказаться от промежуточного "инвертирующего" мосфета, если использовать силовой мосфет - обычный, не "лоджик-левел", и давать напряжение на его затвор прямо с третьей ноги ТЛ431. При закрытой ТЛ431 (там 5 Вольт) - мосфет откроется (не на 100%, а на 99%, а нам больше может и не надо), при открытой ТЛ431 (напряжение около 1,9 В) - мосфет практически закроется.

[Димон Безпарольный]

Правильно кажется - моя ошибка. Сейчас поправлю.

Далее, конечно, путем поиска компромисов, схему можно упрощать.
Учитывая небольшой рабочий ток, можно отказаться от промежуточного "инвертирующего" мосфета, если использовать силовой мосфет - обычный, не "лоджик-левел", и давать напряжение на его затвор прямо с третьей ноги ТЛ431. При закрытой ТЛ431 (там 5 Вольт) - мосфет откроется (не на 100%, а на 99%, а нам больше может и не надо), при открытой ТЛ431 (напряжение около 1,9 В) - мосфет практически закроется.

Это страшная мина замедленного действия под названием "практически". Прибор находится в бардачке автомобиля, где бывает и минус 30 и плюс 50. Может не рисковать?

[Vovk_Z]

Там - конечно, лучше не рисковать . Оно и так много места не будет занимать.

Все равно, кажется, VT1 и VT2 - доблируют друг друга. Есть подозрение, что схему все-таки можно соптимизировать на один из этих транзисторов, только сходу не соображу.

[Димон Безпарольный]

Там - конечно, лучше не рисковать . Оно и так много места не будет занимать.

Все равно, кажется, VT1 и VT2 - доблируют друг друга. Есть подозрение, что схему все-таки можно соптимизировать на один из этих транзисторов, только сходу не соображу.

Они не дублируют. VT1 преобразовывает уровень, VT2 - разворачивает фазу на 180.