Существует ли ИС защиты от перенапряжения, перегрузки по току и обратной полярности?

Попробуйте эту микросхему: http://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 и -2 — функции защиты от перенапряжения

Stops High Voltage Surges
Adjustable Output Clamp Voltage
Overcurrent Protection
Wide Operation Range: 4V to 80V
Reverse Input Protection to –60V
Low 7μA Shutdown Current, LT4356-1
Adjustable Fault Timer
Controls N-channel MOSFET
Shutdown Pin Withstands –60V to 100V
Fault Output Indication
Guaranteed Operation to 125°C
Auxiliary Amplifier for Level Detection Comparator or Linear Regulator Controller
Available in (4mm × 3mm) 12-Pin DFN, 10-Pin MSOP or 16-Pin SO Packages

Следует отметить, что ранее одобренная микросхема LT4361 аналогична, но не поддерживает ваши требования к диапазону входного напряжения; многие ИС предназначены для поддержки защиты шин питания низкого напряжения, меньше поддерживают более высокие диапазоны напряжения, которые вы ищете. LTC4361-1/LTC4361-2 — Функции контроллера защиты от перенапряжения/перегрузки по току

2.5V to 5.5V Operation
Overvoltage Protection Up to 80V
No Input Capacitor or TVS Required for Most Applications
2% Accurate 5.8V Overvoltage Threshold
10% Accurate 50mV Overcurrent Circuit Breaker
<1μs Overvoltage Turn-Off, Gentle Shutdown
Controls N-Channel MOSFET
Adjustable Power-Up dV/dt Limits Inrush Current
Reverse Voltage Protection
Power Good Output
Low Current Shutdown
Latchoff (LTC4361-1) or Auto-Retry (LTC4361-2) After Overcurrent
Available in 8-Lead ThinSOT™ and 8-Lead (2mm × 2mm) DFN Packages

Если вы хотите, чтобы ваша схема была устойчива к перенапряжению, вам нужно будет указать, до какого напряжения, потому что ваша схема защиты должна быть рассчитана на то, чтобы выдерживать это напряжение.

Если вы можете позволить себе падение, диодный мост — это верный способ быть независимым от полярности. Устранить падение можно с помощью реле.

Для перегрузки по току вам придется решить, что делать, когда вы обнаружите перегрузку по току. Ограничить ток до максимального значения? Это подразумевает линейный элемент и, следовательно, (большое) рассеивание мощности! Другой вариант — отключить питание вашего гаджета до тех пор, пока питание не будет отключено. Это подразумевает некоторый элемент памяти, для этой цели может быть удобен тиристор.

Обратите внимание, что ваше желание не иметь предохранителя имеет огромное значение в стоимости: в противном случае предохранитель + силовой стабилитрон будут обеспечивать защиту от обратного и перенапряжения, а тиристорный лом, срабатывающий по току, будет обеспечивать перегрузку по току.

Вы, похоже, были недовольны переходом на последовательный диод. Вы должны понимать, что почти для любой формы контроля тока потребуется некоторое падение напряжения, а более низкие падения требуют более сложной схемы.

Существуют микросхемы, которые обеспечивают функции обнаружения перенапряжения или обнаружения перегрузки по току. Однако построить собственную схему может быть совсем недорого. В сети EDN есть достаточно хорошая статья, в которой описывается схема с дискретными компонентами, как показано ниже:

Отличительной чертой приведенной выше схемы является то, что она работает как автоматический выключатель и снимает нагрузку с неисправного входа. Он остается удаленным до сброса с помощью тактового переключателя или до отключения входного питания.

Я предлагаю, чтобы защита от обратной полярности лучше всего обеспечивалась через последовательный диод Шоттки в линии питания Vin+. Я также предлагаю вам разработать детектор перенапряжения и детектор перегрузки по току таким образом, чтобы заземление цепи оставалось неповрежденным. Когда-нибудь, когда ваши проектные идеи превратятся в реальный продукт, который вы должны будете отправить в лабораторию для испытаний на излучение и помехоустойчивость, вы действительно оцените использование методов проектирования, которые сохраняют единую плоскость GND, GND и ссылки на шасси/корпус.

Да. Вы можете найти бесчисленное количество микросхем для ваших требований. Ниже представлена ​​схема LTC4361 от Linear Technologies . Все серии LTC43 представляют собой одну или другую защитную микросхему. Вы можете просмотреть таблицу данных приведенной ниже ИС и спроектировать периферийные устройства в соответствии с вашими требованиями.