„Bezpiecznik napięciowy” lub lepszy

12

Mam zasilacz z wieloma wyjściami (5 V, 12, 24 V). Zgodnie z produkcją (i po testach) zasilacz musi mieć minimalne obciążenie, aby mógł zasilać podane napięcia. Bez minimalnego obciążenia napięcie może wzrosnąć do 37 V (co jest bardzo złe)

Ponieważ nie mogę zagwarantować, że budowany przeze mnie system będzie przez cały czas używał minimalnej W, do wykonania tej pracy dodałem „głupie” oporniki. Robią się naprawdę gorące, ale użyłem rezystora 20 W, kiedy po prostu potrzebowałem „zużyć” 2 W.

Po tym wszystko działa dobrze.

Aby jednak dobrze spać w nocy, chciałbym zagwarantować, że jeśli któryś z tych rezystorów ulegnie awarii z jakiegokolwiek powodu, wysokie napięcie nie poparzy elektroniki.

W przeszłości używałem PTC do ograniczania prądu, ale chciałbym użyć podobnego urządzenia do ograniczenia napięcia.

Czy jest takie urządzenie? Czy możesz polecić inne rozwiązanie? Nie mogę teraz zmienić zasilacza, ponieważ był to jedyny dostępny w bardzo krótkim czasie.

power-supply voltage fuses Gilad
źródło

Odpowiedzi:

18

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Zasilanie w tym obwodzie wynosi + 12V. Oczywiście napięcie Zenera i prąd PTC będą zależeć od konkretnego źródła zasilania i obciążenia.

W przypadku przepięcia dioda Zenera zaczyna przewodzić i zmniejsza napięcie zasilania. W tym samym czasie prąd zasilający rośnie. Wtedy albo zasilacz zostanie uregulowany, albo otworzy się bezpiecznik PTC.

Do normalnej pracy obwód ten powinien mieć marginesy. Napięcie Zenera powinno być nieco wyższe niż nominalne napięcie zasilania. Maksymalne napięcie, które może tolerować obciążenie, powinno być nieco wyższe niż napięcie Zenera.

(Naprawdę podoba mi się ten obwód, ponieważ chroni przed: nadprądem, przepięciem, odwrotną polaryzacją. I robi to tylko z 2 komponentami.)

edytuj: powiązany post na temat tego rodzaju ochrony przeciwprzepięciowej.

obwody łomowe

W przeciwieństwie do powyższego obwodu zacisku, obwód łomu podnosi napięcie poniżej poziomu wyzwalania.

Zabezpieczenia przeciwprzepięciowe i nadprądowe

Istnieją również układy zabezpieczające przed przepięciem i przetężeniem. Są to zazwyczaj układy kontrolera, które współpracują z zewnętrznymi przełącznikami FET. Niektóre przykłady można znaleźć tutaj i tutaj .

Układy scalone zwane kontrolerami typu hot swap czasami mają również funkcje ochrony przed przepięciem i nadprądem.

Nick Alexeev
źródło
Czy rezystor obciążający jest konieczny do wskazanego celu? O ile zasilacz nie jest po prostu zepsuty, moc rozpraszana przez prosty zener nigdy nie powinna przekraczać minimalnego zapotrzebowania na moc obciążenia, a zasilacz nie powinien być w stanie dostarczyć żadnego znaczącego prądu powyżej napięcia zenera.
supercat
@ superuper Rezystor obciążenia został wspomniany w OP. Obawiano się, że może się nie otworzyć i zasilacz przestanie być regulowany. Dlatego dodałem rezystor obciążenia do tego fragmentu schematu. Oczywiście rezystor obciążenia nie jest wymagany w schemacie Fuse + Zenera. Pomyśl o tym, że lepszym miejscem na rezystor obciążenia może być Fuse + Zener. Wówczas sam rezystor obciążenia byłby chroniony, gdyby zasilacz ulegał awarii i generował zbyt wysokie napięcie wyjściowe.
Nick Alexeev
1
Wysiłek, który można by poświęcić na ochronę przed możliwością awarii urządzenia obciążenia pasywnego, można lepiej po prostu zapewnić, aby tak się nie stało. O ile pożądane napięcie regulacji nie jest skrajnie bliskie maksymalnemu dopuszczalnemu napięciu, zener nie będzie musiał przewodzić żadnego znaczącego podtrzymywanego prądu, a zatem nie powinien zawieść, chyba że zasilanie ulegnie awarii w sposób znacznie gorszy niż scenariusz przepięcia bez obciążenia.
supercat
Właśnie próbowałem tego na ławce z bezpiecznikiem 1A (typ motoryzacyjny ATO, jeśli ktoś jest ciekawy) i diodą SMCJ43 TVS (napięcie wyjściowe 43V). Osiągnąłem limit 61 V w swoim zasilaniu i dostałem tylko 100 mA prądu stałego. Nie trzeba dodawać, że bezpiecznik jest nadal zdrowy. Jest tu kilka lekcji: 1) Ten obwód nie będzie działał, jeśli przepięcie ma powoli rosnącą postać. 2) Cokolwiek chronisz, powinno mieć duży margines na przepięcie. Co najmniej x2.
PKL