Sa paglipas ng boltahe, sa kasalukuyang kasalukuyan, pansamantalang boltahe at baligtarin ang proteksyon ng polarity circuit gamit ang rt1720 hot swap controller na may timer timer

Kadalasan sa isang elektronikong circuit, talagang kinakailangan na gumamit ng isang espesyal na yunit ng proteksyon upang maprotektahan ang circuit mula sa sobrang lakas, overcurrent, pansamantalang boltahe, at baligtarin ang polarity at iba pa. Kaya, upang maprotektahan ang circuit mula sa mga surge na ito, ipinakilala ng Richtek Semiconductor ang RT1720A IC na isang napakalubhang proteksyon na IC na idinisenyo upang matugunan ang mga pangangailangan. Ang murang maliit na sukat at napakakaunting mga kinakailangan sa sangkap na ginagawang perpektong circuit na ito upang magamit para sa maraming iba't ibang mga praktikal at naka-embed na application.

Kaya, sa artikulong ito, magdidisenyo ako, makakalkula, at susubukan ang circuit ng proteksyon na ito at sa wakas, magkakaroon ng isang detalyadong video na nagpapakita ng pagtatrabaho ng circuit, kaya't magsimula tayo. Gayundin, suriin ang aming nakaraang mga circuit ng proteksyon.

IC RT1720

Ito ay isang low-cost protection na IC na idinisenyo upang gawing simple ang pagpapatupad. Ang isang nakakatuwang katotohanan tungkol sa IC ay ang laki ng IC na ito ay 4.8 x 2.9 x 0.75 mm lamang. Kaya, huwag maloko ng imahe, ang IC na ito ay napakaliit, at ang pin pitch ay 0.5mm lamang.

Mga Tampok ng IC RT1720:

Malawak na Saklaw ng Operasyon ng Input: 5V hanggang 80V
Negatibong Marka ng Pag-input ng Boltahe sa −60V
Naaayos na Boltahe ng Output Clamp
Naaayos na Over-Kasalukuyang Proteksyon
Programmable Timer para sa Proteksyon ng Fault
Mababang Kasalukuyang Shutdown
Panloob na Charge Pump N-MOSFET Drive
Mabilis na 80mA MOSFET Shut-off para sa Overvoltage
Pahiwatig ng Output ng Fault

Ang listahan ng mga tampok at ang mga parameter ng dimensyon ay kinuha mula sa datasheet.

Diagram ng Circuit

Tulad ng nabanggit nang mas maaga ang circuit na ito ay maaaring gamitin para sa:

Pansamantalang boltahe na suppress suppressor
Circuit ng proteksyon ng sobrang lakas
Overcurrent na circuit ng proteksyon
Surge protection circuit
Baligtarin ang circuit ng proteksyon ng polarity

Gayundin, suriin ang aming mga nakaraang mga circuit ng proteksyon:

I-inrush ang Kasalukuyang Paglilimita gamit ang NTC Thermistor
Circuit sa Proteksyon ng Overvoltage
Short-Circuit Protection Circuit
Reverse Polarity Protection Circuit
Electronic Circuit Breaker

Kinakailangan ang Mga Bahagi

Sl. Hindi	Mga Bahagi	Uri	Dami
1	RT1720	IC	1
2	MMBT3904	Transistor	1
3	1000pF	Kapasitor	1
4	1N4148 (BAT20J)	Diode	1
5	470uF, 25V	Kapasitor	1
6	1uF, 16V	Kapasitor	1
7	100K, 1%	Resistor	4
8	25mR	Resistor	1
9	IRF540	Mosfet	2
10	Power Supply Unit	30V, DC	1
11	Konektor 5mm	Generic	2
10	Cladboard	Generic	1

Paano gumagana ang Protection Circuit na ito?

Kung titingnan mo nang mabuti ang iskemat sa itaas, maaari mong makita na mayroong dalawang mga terminal para sa pag-input at iba pa para sa output. Ang input boltahe ay pinakain sa pamamagitan ng input terminal.

Ang 100K pull-up risistor R8 ay hinihila ang SHDN pin mataas. Kaya, sa pamamagitan ng paggawa ng mataas na pin na ito ay nagbibigay-daan sa IC.

Ang 25mR risistor R7 ay nagtatakda ng kasalukuyang limitasyon ng IC na ito. Kung nais mong malaman kung paano ko nakuha ang halaga ng 25mR para sa kasalukuyang risistor ng kahulugan, mahahanap mo ito sa seksyon ng pagkalkula ng artikulong ito.

Ang Transistor T1, diode D2, risistor R6, at ang MOSFET Q2 ay magkasama na bumubuo sa reverse polarity protection circuit. Sa pangkalahatan, kapag ang boltahe ay inilapat sa VIN pin ng circuit ang boltahe ay unang hinila ang SHDN pin Mataas at pinapagana ang IC sa pamamagitan ng VCC pin pagkatapos ay dumadaloy ito sa pamamagitan ng kasalukuyang sense resistor R6 ngayon ang diode D2 ay nasa pasulong na bias na kondisyon, ito Ginagawa ang transistor T1 sa at kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng transistor na gumagawa ng MOSFET Q2 kung saan ginagawa din ang Q1 at ngayon ay maaaring dumaloy mismo sa MOSFET papunta sa load.

Ngayon kapag ang isang reverse boltahe ay inilapat sa VIN terminal ang diode D2 ay nasa reverse bias na kondisyon at ngayon ay hindi maaaring dumaloy sa pamamagitan ng MOSFET. Ang risistor R3 at R4 ay bumubuo ng isang divider ng boltahe na gumaganap bilang feedback na nagbibigay-daan sa proteksyon ng overvoltage. Kung nais mong malaman kung paano ko kinakalkula ang mga halaga ng risistor, mahahanap mo ito sa seksyon ng pagkalkula ng artikulong ito.

Ang MOSFET Q1 at Q2 ay bumubuo ng isang panlabas na switch ng paglo-load ng N-MOSFET. Kung ang boltahe ay tumataas sa itaas ng itinakdang boltahe na itinakda ng panlabas na risistor ng feedback ay lumampas sa boltahe ng threshold ang linya ng RT1720 IC na kinokontrol gamit ang panlabas na load switch MOSFETs, hanggang sa maiakma ang mga biyahe ng timer timer at pinapatay ang MOSFET upang maiwasan ang sobrang pag-init.

Kapag ang load ay nakakakuha ng higit sa kasalukuyang set-point (itinakda ng panlabas na risistor ng kahulugan na konektado sa pagitan ng SNS at VCC) kinokontrol ng IC ang switch switch na MOSFET bilang isang kasalukuyang mapagkukunan upang limitahan ang kasalukuyang output, hanggang sa ang timer ng biyahe ay papatayin at patayin MOSFET. Gayundin, ang output ng FLT ay bumaba, sumisenyas ng isang pagkakamali. Ang load switch MOSFET ay mananatili hanggang sa maabot ng VTMR ang 1.4V, na nagbibigay ng oras para sa anumang system housekeeping na maganap bago patayin ang MOSFET.

Ang output ng RT1720 open-drain PGOOD ay tumataas kapag ang switch ng load ay ganap na nakabukas at ang mapagkukunan ng MOSFET ay papalapit sa boltahe ng kanal. Ang output signal ay maaaring magamit upang paganahin ang mga aparatong pang-ibaba o upang mag-signal ng isang system na ngayon ay maaaring magsimula ang normal na operasyon.

Hindi pinagana ng input ng SHDN ng IC ang lahat ng mga pagpapaandar at binabawasan ang kasalukuyang quiescent ng VCC hanggang sa 7μA.

Tandaan: Ang mga detalye tungkol sa panloob na pag-andar at eskematiko ay kinuha mula sa datasheet.

Tandaan: Ang IC na ito ay makatiis ng mga pabalik na boltahe ng suplay hanggang sa 60V sa ibaba ng lupa nang walang pinsala

Paggawa ng Circuit

Para sa pagpapakita, ang labis na boltahe na ito at higit sa kasalukuyang proteksyon circuit ay itinayo sa isang Handmade PCB sa tulong ng eskematiko; Karamihan sa mga sangkap na ginamit sa tutorial na ito ay mga sangkap na naka-mount sa ibabaw kaya't, isang PCB ay sapilitan para sa paghihinang at isama ang lahat.

Tandaan! Ang lahat ng mga bahagi ay inilagay nang malapit hangga't maaari upang mabawasan ang capacitance ng parasitiko, inductance, at paglaban

Kalkulasyon

Binibigyan kami ng datasheet ng IC na ito ng lahat ng mga detalyeng kinakailangan upang makalkula ang Fault Timer, ang sobrang proteksyon, at ang labis na proteksyon para sa IC na ito.

Pagkalkula ng Fault Timer Capacitor

Sa kaganapan ng isang mahabang kasalanan, paulit-ulit na i-on at i-off ng GATE. Ang mga naka-on at off na oras (tGATE_ON at tGATE_OFF) ay kinokontrol ng mga singil ng TMR at paglabas ng mga alon (iTMR_UP at iTMR_DOWN) at ang pagkakaiba-iba ng boltahe sa pagitan ng mga latch ng TMR at mga unlatch threshold (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

Pagkalkula ng Kasalukuyang Sense Resistor

Ang kasalukuyang resistor ng pang-unawa ay maaaring kalkulahin ng sumusunod na formula

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

Tandaan: Ang halagang 50mV na ibinigay ng datasheet

Pagkalkula ng Over-Voltage Protection

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

Pagsubok Sa Boltahe at Kasalukuyang Proteksyon ng Circuit

Upang subukan ang circuit, ginagamit ang mga sumusunod na tool at pag-setup,

12V Switch Mode Power Supply (SMPS)
Meco 108B + Multimeter
Hantech 600BE USB PC Oscilloscope

Upang maitayo ang circuit, ginagamit ang 1% Metal Film Resistors at ang pagpapaubaya ng mga capacitor ay hindi isinasaalang-alang.

Ang temperatura ng kuwarto ay 22 degree Celsius habang sinusubukan.

Ang Setup ng Pagsubok

Ang sumusunod na pag-set up ay ginagamit upang subukan ang circuit

Para sa layunin ng pagpapakita, gumamit ako ng isang buck converter upang maiiba ang input boltahe ng circuit

Ang 10 Ohms power resistors ay kumikilos bilang maraming,
Ang switch ay naroroon upang mabilis na magdagdag ng labis na pag-load. Maaari mong obserbahan ito sa video na ibinigay sa ibaba.
Ang mecho 108B + na nagpapakita ng boltahe ng pag-input.
Ang mecho 450B + na nagpapakita ng Kasalukuyang Pag-load.

Ngayon tulad ng nakikita mo sa imahe sa itaas ay nadagdagan ko ang input boltahe at nagsisimula ang IC na limitahan ang kasalukuyang dahil nasa kondisyon ito ng pagkakasala ngayon.

Kung ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng circuit ay hindi malinaw sa iyo mangyaring panoorin ang video.

Tandaan: Mangyaring tandaan na para sa mga layunin ng pagpapakita ay nadagdagan ko ang halaga para sa timer ng kasalanan.

Mga Aplikasyon

Ito ay isang napaka-kapaki-pakinabang na IC at maaaring magamit para sa maraming mga application, ang ilan sa mga ito ay nakalista sa ibaba

Proteksyon ng Automotive / Avionic Surge
Hot-Swap / Live Insertion
High-Side Switch para sa Mga Sistema na Pinapatakbo ng Baterya
Mga Application sa Ligtas na Intrinsic
Baliktarin ang Proteksyon ng Polarity

Inaasahan kong nagustuhan mo ang artikulong ito at may natutunan na bago. Patuloy na basahin, patuloy na matuto, magpatuloy sa pagbuo at makikita kita sa susunod na proyekto.