Защита от короткого замыкания для сильноточных носимых устройств: предохранитель, поливыключатель, ТБУ, автоматический выключатель, что-то еще?

РЕДАКТИРОВАТЬ 1: См. ниже дополнительную информацию о вашей реализации и текущей поездке, чтобы поместить внутрь или плотно прикрепить к аккумуляторной батарее, чтобы предотвратить пожары или взрывы. Только сейчас увидел, что вы дали ссылки.

---

200 Вт светодиода... вы будете ярче костров. В любом случае, будьте осторожны и наслаждайтесь. (о, и часто совершаемая ошибка: убедитесь, что к каждому компоненту в оболочке подключен кусок очень гибкого провода, обычный одножильный тестовый провод отломится. Провод для наушников может быть доступен, мне нравится этот материал)

Что вам нужно сделать, так это защитить батареи с помощью платы или чипа управления ячейками. Многие аккумуляторы более высокого класса, предназначенные для конкретного автомобиля/самолета/вертолета, на самом деле уже имеют их внутри, потому что это очень важно всегда и везде.

В дешевых упаковках eBay/Alibaba их не будет, даже если говорят, что они есть.

Затем добавьте любой тип защиты с жестким переключением в 1,5 раза больше предела защиты.

Что делает такая система, так это измеряет:

1. Ток, поступающий при зарядке
2. Ток уходит при разрядке
3. Напряжение ячейки каждой батареи

А иногда, а может даже часто, еще и балансируют элементы по окончании зарядки.

Вы можете сделать свое собственное электронное отключение по току с помощью полевого транзистора, резистора с малым сопротивлением и операционного усилителя от сети к сети. Или двойной операционный усилитель, если расчеты должны быть немного проще. Просто убедитесь, что вы используете балансировочное зарядное устройство, если хотите использовать его как можно чаще. К сожалению, мне нужно бежать сейчас, иначе я мог бы добавить полную схему в качестве бонуса.

---

РЕДАКТИРОВАТЬ 1, содержание: сначала немного болтовни о батареях и преобразователях постоянного тока (перейдите к следующему заголовку, если он вас утомляет, но может оказаться полезным).

Чтобы представить некоторые вещи в перспективе, вы должны понимать, что аккумуляторная батарея имеет емкость всего 4,8 Ач, и часто, если не всегда, это энергоемкость измеряется при относительно низком токе разряда, может быть, в данном случае около 2,4 А. Если вы нарисуете в десять раз больше, полезная емкость заметно снизится.

Но давайте будем оптимистами и скажем, что вы получите ток 20 А и сохраните полезную емкость 4,5 Ач. Это будет означать, что это будет длиться только 4,5 Ач / 20 А = 0,225 часа = 13,5 минут. Я не могу сказать, будете ли вы довольны этим, но я просто хотел убедиться, что вы видели цифры. И помните, что 4,5 Ач, вероятно, будет весьма оптимистично.

Что касается преобразователя постоянного тока, я совершенно не смог получить фактические графические или, в противном случае, табличные данные о требованиях или спецификациях диапазона ввода-вывода, поэтому я буду исходить из заявленной «минимальной эффективности», хотя у меня нет информации, является ли это с 0,2 В между входом и выходом или минимум 2 В, в последнем случае преобразователь может работать хуже, когда батарея начинает садиться.

Итак, из кривой средней литий-полимерной батареи я собираюсь очень грубо обобщить среднее напряжение 7,1 В в течение срока службы батареи, чтобы упростить расчеты. Для информации: ячейка переходит от 2,5 В к 4,25 В в течение цикла заряда и обратно в течение цикла разрядки, точные кривые и плотности снова зависят от общего тока, поэтому это быстро становится сложным набором дифференциалов, и поскольку это только «для вашего информация», я собираюсь обобщить это до «скажем, 7,1 В в среднем при постоянном токе».

Учитывая все, если DC-DC выдает 20 А при 5 В, это выходная мощность 100 Вт. Эти 100 Вт при минимальной указанной эффективности составляют 82% входной мощности. Таким образом, входная мощность должна быть: 100 Вт * (100/82) = 122 Вт. Имейте в виду, это означает, что внутри преобразователя находится 22 Вт = хотнесс! Держите его снаружи одежды и достаточно проветриваемом. 122 Вт означает: 122 Вт/7,1 В = 17,2 А. С 4,5 Ач (с небольшим снижением номинала, как указано выше) это 4,5 Ач/17,2 А = 0,262 часа = 15,72 минуты = 15 минут и 43,2 секунды.

В качестве примечания: вы можете повысить эффективность в нескольких точках, установив элемент 3S на 11,1 В, чтобы дать аккумуляторной батарее более низкое потребление тока и преобразователю постоянного тока больше места для эффективной работы. (Или другой DC/DC с блоком на 22,2 В, который действительно уменьшит потребление тока в блоке, но, по-видимому, они не так доступны, если вы не покупаете 200 штук за раз).

---

А теперь немного текущих триповых расчетов! Ура!

---

Теперь, если вы хотите быть в безопасности, вы берете ток отключения 25 А на аккумулятор. Это уже может их нагреть, даже если они могут выдержать 140А, так что приготовьтесь решить небольшой дискомфорт. На самом деле, если вы сделаете это правильно, вы ожидаете худшего: выход из строя защиты и взрыв и ношение батарей снаружи с двумя или тремя слоями прочной джинсовой ткани между вами и ними, возможно, тонким слоем более мягкой ткани между двумя слоев для распределения давления. Просто предосторожность, не помешает, верно?

Я проведу расчеты после принципиальной схемы, используя 25А. Если вы хотите 40 А или выше, на свой страх и риск вы можете заменить этот ток на 25 А и выполнить расчеты и поиски, чтобы найти новые компоненты. (Или, если вам когда-либо понадобится отключение 4А от батареи, это возможно с теми же инструкциями).

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Теперь, как будто это недостаточно многословно, есть еще!

ОУ:

Во-первых: поиск подходящего операционного усилителя. Это немного сложно, потому что либо поставщик не включает интересный параметр, такой как указание стоимости (заставляя вас переходить между сайтами поставщика и обратно), либо нет широкого поиска, вынуждая вас погружаться в небольшие подпункты. -категории. Я несколько произвольно выбрал Texas Instruments. Со стратегией «Нажимайте на наибольшее число, пока не дойдете до поиска по параметрам». Как я уже сказал, этим людям нужно еще немного научиться поиску.

Итак, я пришел сюда: предварительно настроенный параметрический операционный усилитель TI.

Я вставил:

• Общее напряжение питания мин <= 4,5 В (очень низкий заряд батареи)
• Максимальное общее напряжение питания >= 10 В (пиковые скачки заряда, допускается напряжение на несколько вольт выше напряжения батареи Vmax)
• GBW(MHz) >= 0,152 (Gain BandWidth — это, для упрощения, точка, в которой усилитель перестает усиливать, 152 кГц по-прежнему допускает реакцию значительно ниже 1 мс, 1 мс должно быть в порядке, поэтому нам не нужна многоМГц GBW.
• Iq(perChannel) <= 0,45 мА (это ток питания на ампер. 1/10000 емкости батареи, вероятно, будет значительно ниже саморазряда батареи, поэтому это максимальное значение должно быть в порядке.
• Vos <= 3 мВ (это довольно консервативно/ограничительно, но дает много результатов. Чем ниже это значение, тем лучше, но 3 мВ уже достаточно прилично. Vos, снова упрощая, представляет собой напряжение, ниже которого усилитель может «не заметить» разница входного напряжения. Я выбрал целевое значение срабатывания 125 мВ, поэтому 3 мВ будет равносильно 2%. См. выбор резистора для получения дополнительной информации.)

Затем я отсортировал его по стоимости за единицу (сначала самая низкая) и прокрутил вниз, пока не нашел двухканальную модель «rail-to-rail». Rail-to-rail означает, что выходы и/или входы могут полностью подключаться к напряжению питания. Обычные операционные усилители не всегда позволяют вам пройти весь путь до любого напряжения питания с надежной выходной характеристикой. Rail to rail значительно экономит на тестировании, пробах и чтении всего за 1 доллар. Я говорю: Стоит это приложение! Тем более, что вы хотите как можно сильнее надавить на ворота мосфета (подробнее об этом далее).

Итак, я пришел к TLC2262 со смещением 1 мВ, низким входным током смещения, приличной полосой усиления и т. д. И в техническом описании (всегда проверяйте это!) ясно сказано, что «синфазное входное напряжение» включает отрицательную шину. Это означает, что операционный усилитель позволит нам измерять очень низкие напряжения на резисторе.

---

РЕЗИСТОР R1:

Далее идет измерительный резистор R1. Я выбрал верхнее напряжение срабатывания 125 мВ. Чем ниже вы идете, тем меньше энергии вы тратите. Но если вы сделаете слишком низкое значение, вы получите безумные номиналы резисторов. Я думаю, возможно, 5 мОм уже очень мало для конструкции DIY, но, вероятно, некоторые из них будут иметь надежные соединения. Что вам понадобится, так это резистор с каким-либо способом подключения пути тока к двум основным контактам и подключение измерения в двух точках, где именно начинается резистор. Потому что провода резистора быстро исказят ваши измерения. Представьте себе такой силовой резистор:

^{смоделируйте эту схему}

Если вы измеряете на концах проводов, вы измеряете более 9 мОм, где вы ожидаете 5 мОм, это почти вдвое больше! Таким образом, вы подключаете операционный усилитель как можно ближе к реальному резистору, оставляя между ним всего лишь проводник с током.

Теперь мы выбрали 5 мОм. При пиковом токе 25 А мы можем рассчитать рассеиваемую мощность резистора по формуле: P = I ^ 2 * R = 25 А * 25 А * 0,005 Ом = 3,125 Вт. На схеме для уверенности указано 5 Вт.

Я предполагаю в следующих расчетах, что вы можете получить надежные соединения. Если нет, вы можете проверить с помощью сильноточного лабораторного источника питания (например, 10 А) и приличного мультиметра, чтобы увидеть, какое напряжение будет на 25 А (в 2,5 раза больше, чем вы измеряете при 10 А).

Итак, при R = 0,005 Ом (5 мОм) мы можем рассчитать падение напряжения следующим образом: V = I * R = 25 А * 0,005 Ом = 0,125 В = 125 мВ. Позже мы назовем это V(r1).

---

ДИОД

Затем нам нужно посмотреть на D1. Если мы оценим напряжение на D1 примерно в 0,5 В, мы можем рассчитать ток через него, используя наше расчетное среднее напряжение батареи в 7,1 В и резистор R4 в 120 кОм: V(r4) = Vbat - Vdiode = 7,1 - 0,5 = 6,6 В. Iдиод = I(r4) = 6,6 В / 120 кОм = 55 мкА. (красиво и низко). Теперь, чтобы правильно закончить расчеты, нам нужно взглянуть на таблицу данных 1N4148. 1N4148 от Vishay дешев, легко доступен и очень хорош для этой цели, поэтому мы смотрим на: 1N4148

На странице 2, на рисунке 2, мы можем видеть, что такое прямое напряжение (Vdiode) для прямого тока. К сожалению, график идет только до 100 мкА, но поскольку диод хорошо и плавно реагирует в нижней области, приближаясь к определенной асимптоте при 0,00001 мкА, мы можем экстраполировать примерно Vf(диод) = 0,45 В при 55 мкА. Кажется, мы ошиблись примерно на 50 мВ. Мы можем продолжать повторять, но резистор довольно большой, как и напряжение на нем, поэтому в итоге мы будем «достаточно близки» для окна отключения от 24 до 27 А, так сказать. На рисунке 1 мы видим, что Vf (диод) уменьшается с повышением температуры, поэтому, если батареи нагреваются, текущий монитор отключается раньше, звучит как хорошая функция.

---

Функция OP-AMP и математика

Теперь в качестве компаратора используется операционный усилитель OA1-B (2-я часть двойного операционного усилителя TLC). Нет обратной связи между выходом и входом. Это означает, что если отрицательный (-) входной сигнал становится выше положительного (+), выходной сигнал усилителя будет низким. Когда + выше, усилитель будет колебаться высоко. Таким образом, если напряжение, поступающее от OA1-A, немного выше (подключено к входу -), чем напряжение диода 0,45 В (подключено к входу +), операционный усилитель отключит МОП-транзистор.

Пока не обращайте внимания на R8, R9, LED1 и Q1, на данный момент они вообще не имеют достаточно существенного влияния.

А вот и волшебная математика OpAmp для OA1-A. Операционный усилитель в его простейшем определении (которое мы можем разумно предположить в этом конкретном случае OA1-A) пытается получить на своем отрицательном (-) входе то же напряжение, что и на его положительном (+) входе, регулируя выход.

Таким образом, если активируется отключение по току, напряжение резистора V(r1) составляет 125 мВ, как мы рассчитали перед использованием значения резистора и тока отключения. Предполагая, что на этом этапе вход операционного усилителя + будет на 125 мВ выше, чем отрицательный полюс батареи. Теперь операционный усилитель пытается привести V- к тому же напряжению. Предполагая, что это будет достигнуто, напряжение на резисторе R2 также составит 125 мВ. Теперь операционный усилитель не может подавать значительный ток на свои входы или на свои входы, поэтому ток должен поступать с выхода операционного усилителя через резистор обратной связи R3. Таким образом, ток через R2 и R3 (примерно) одинаков.

R2 и R3 (как продолжение OP-Amp Math)

Ток через R2 и R3:

I(r3) = I(r2) = V(r2) / R2 = V(r1) / R2 = 125 мВ / 7,5 кОм = 16,7 мкА. (V(r2) можно заменить на V(r1) из-за желания операционного усилителя получить на входе - и + одинаковое напряжение).

Теперь мы хотим, чтобы выходное напряжение стало таким же, как напряжение диода в точной точке срабатывания, так что небольшое превышение отключит полевой МОП-транзистор. Итак, напряжение на R3 должно быть:

V (r3) = Vf (диод) - V (r2) = Vf (диод) - V (r1) = 0,45 В - 0,125 В = 0,325 В (опять же замена из-за поведения обратной связи операционного усилителя).

Что дает: R3 = V(r3) / I(r3) = 0,325 В / 16,7 мкА = 19,5 кОм.

Таким образом, отношение между R3 и R2 равно R3/R2 = 2,6.

поэтому на приведенной выше схеме мы можем заменить данные значения любыми стандартными/находимыми значениями, которые отличаются друг от друга в 2,6 раза, потому что это сохранит тот же баланс. Но старайтесь держать R2 между 1 кОм и 10 кОм, чтобы вы оставались в области малой утечки, но приемлемого сигнала (от 10 мкА до 150 мкА). Можно было бы 1,5кОм и 3,9кОм, или 2,0кОм и 5,2кОм, или, возможно, 10кОм и 26кОм.

---

ПОЧЕМУ R5?

R5 на 220 Ом — это просто предосторожность. Это позволяет избежать быстрой попытки операционного усилителя подать большой ток на затвор, защищая как операционный усилитель, который вы когда-либо использовали, так и полевой МОП-транзистор.

---

МОП-транзистор

МОП-транзистор: это снова немного сложно. Выбор мощного полевого МОП-транзистора основан на многолетнем опыте разработки. 10-15 лет назад я мог бы сказать: «Взгляните на биполярные транзисторы, потому что они, возможно, лучше подходят», но в наши дни для стабильной сильноточной проводимости: МОП-транзистор!

Теперь, что вам нужно в первую очередь: Низкое сопротивление (R(ds)-on) в ваших условиях эксплуатации. Чем выше сопротивление, тем больше энергии вы будете выбрасывать в MOSFET. Отбрасывание силы = неблагоприятно. Итак, если вы можете получить 0 в своем бюджете, получите 0. Конечно, получить 0 невозможно, и в вашем бюджете ограничение вполне может подтолкнуть вас к 3 мОм R(ds)On в оптимальном режиме или от 10 мОм до 20 мОм R( ds)On с максимальным достижимым напряжением затвора около 7В. Чем выше напряжение затвора (до предела: в каждом техническом описании указано, при каком напряжении затвора он сломается «V(gs) Max»), тем лучше. Таким образом, с батареей 3S вместо батареи 2S вы также получите лучшую проводимость MOSFET.

Затем вы хотите убедиться, что он действительно может проводить токи, которые вы хотите пропустить через него, и что у вас есть пакет, который вы чувствуете себя комфортно с охлаждением, если это необходимо. В этот момент я выбрал International Rectifier, потому что я никогда не покупал IR MOSFET и расстроился, как только начал его использовать. По моим ощущениям, они действительно соответствуют спецификациям и графикам, которые они предоставляют, так что это хорошее качество, когда вы хотите пропустить через что-то большие токи.

Итак, я пошел сюда: таблица International Rectifier "StrongIRFET"

Теперь у IR есть разные серии, и другая серия вполне может дать вам более доступные варианты, чем я, но я оставлю вам некоторые исследования (на данный момент я занимаюсь 3 часа) :-). Шансы с названием «СтронгИРФЕТ» мне понравились и результаты не разочаровали.

Итак, я отсортировал по R(ds)On, потому что нужно что-то выбрать, и в данном случае это ничуть не хуже.

Затем я прокрутил вниз, чтобы найти хороший пакет, с 20-летним опытом игры на скрипке, мои глаза почти мгновенно фильтруют имена пакетов на «Это SMD», «Это сквозное отверстие» и «Это чепуха» (и многие подкатегории) . Но сделать небольшой грубый путеводитель, если там написано "ТО2**?", где * - цифры, а ? либо нет, либо буква, скорее всего, это сквозной корпус с красивым отверстием под винт для крепления к металлу, чтобы избавиться от тепла. Это, вероятно, ваш лучший выбор для тех, кто начинает с МОП-транзисторов. Щелкните один из них, проверьте техническое описание, проверьте цену мыши, проверьте, достигли ли вы баланса счастья между $$$ и HAWT-HAWT-HAWT. Как? Легко!...-иш.

Пример MOSFET: IRFP7430 . В техническом описании (<-- click ) на странице 2 написано что-то совершенно потрясающее. Вторая таблица (для 25°С), третья строка, R(ds)On составляет 1,2 мОм с Id = 50А и Vgs = 6В. Это звучит достижимо! Но в дизайне электроники вы вынуждены вести пессимистическую жизнь, поэтому мы ищем графики. Графики — наши друзья.

На странице 4 сравните рис. 3 и рис. 4. Если горячее, то проводимость зашкаливает! Что ж, там происходит кое-что, о чем я не буду вдаваться, но в принципе, если мы используем график для 25 градусов по Цельсию, то, скорее всего, все в порядке.

Так. Мы предполагаем, что самое низкое напряжение нашей батареи составляет 5 В, поэтому V(gs) будет около отметки 4,8 В. По сути, пессимизм снова заставляет нас использовать кривую 4,8 В (один вверх от нижнего). Затем на рис. 3 показано, что при 20 А в худшем случае мы «сбросим» 0,25 В. Это много! Но помните, в этом случае батарея уже практически разряжена, так что в любом случае это ненадолго.

Расчет потерянной мощности: P = I * V = 20 А * 0,25 В = 5 Вт. Поэтому вам понадобится радиатор или другой кусок металла, чтобы избавиться от части тепла.

Теперь, во время «средней работы», при 7,1 В V (gs), вероятно, достигнет около 6,8 В. Поскольку 6,0 В и 7,0 В не так уж далеко друг от друга на графике, мы оценим примерно посередине между ними. Проблема. Ток по отношению к напряжению выходит за пределы нашего верхнего предела в 25 А.

Но мы можем сделать оценку, что при логарифмическом масштабе обеих осей и слегка сублинейном поведении при 25А падение напряжения будет около 55мВ. Я делаю это с помощью линейки и небольшого количества интерполяции человеческого мозга (художники называют это воображением, но я думаю, что это звучит размыто). Таким образом, в рабочей области среднего тока отключения он будет рассеивать: P = V * I = 0,055 В * 25 А = 1,38 Вт. Это лучше, чем крошечный резистор, который мы выбрали. Потрясающие!

Итак, теперь к мышелову (просто указание): IRFP7430PBF

Фу! 6,86 долларов? Может быть приемлемо, но все же, СЛЕДУЮЩИЙ! (кстати, вы можете сначала сделать мышь, если у вас ограниченный бюджет, экономит много графиков, но для приличного примера я решил сделать это наоборот).

---

Следующий МОП-транзистор: irfp7537

Выглядит красиво и мясисто. Мы извлекли уроки из своей ошибки, мышелов первым.

Mouser: IRFP7537PBF

Хм, 3,22 доллара. Намного лучше.

Теперь графики, щелкните ссылку выше для таблицы данных (после «Следующий МОП-транзистор»). Сравнивая рис 1 этого с рис 1 предыдущего, уже понятно, почему этот вдвое дешевле. Это двойное сопротивление! Но все же несколько быстрых вычислений с использованием показанных ранее методов:

Сверхнизкий уровень заряда батареи, V(gs) = 4,8 В, расчетное среднее между 4,5 В и 5,0 В линии, наихудший случай при 20 А: V(ds) = 0,25 В. Эй! Одно и тоже! Таким образом, эти МОП-транзисторы имеют некоторые общие черты. Итак, снова добавляем металл.

Средняя батарея: V(gs) = 6,8 В, график где-то между 6,0 В и 7,0 В. На этот раз фронт составляет 30 А с 0,1 В, поэтому 25 А, вероятно, составляет около 0,08 В вместо 0,055 В. Таким образом, в этом случае среднее рассеивание тока отключения составляет: P = 0,08 В * 25 А = 2 Вт. Все равно меньше резистора!

Таким образом, на самом деле вы также можете выбрать второй вариант, потому что преобразователь постоянного тока в постоянный, провода, внутренний резистор батареи и измерительный резистор, вместе взятые, потребляют гораздо больше энергии, чем ваш полевой МОП-транзистор.

---

R6, R7, R8, R9, Q1, SW1

Осталось решить только одну проблему: как только отключается ток, МОП-транзистор отключается, и это хорошо. Но тогда тока больше нет. Таким образом, операционный усилитель OA1-A снова переходит в режим «без измерения перегрузки по току». Это будет означать, что операционный усилитель OA1-B затем снова включает полевой МОП-транзистор. Но очень быстро. В промежутке долей миллисекунды. Таким образом, он начнет колебаться и эффективно ограничивать ток непрерывно, но быстро увеличивает нагрев полевого МОП-транзистора.

Чтобы решить эту проблему, Q1 и некоторые резисторы добавлены в качестве «памяти». Если операционный усилитель OA1-B переходит в низкий уровень, чтобы отключить полевой МОП-транзистор, транзистор Q1 открывается. Затем Q1 подает ток на отрицательный вывод операционного усилителя OA1-B и светодиод через R9. R8 следит за тем, чтобы это не беспокоило операционный усилитель OA1-A (поскольку OA1-A хочет, чтобы на его выходе было 0 В).

Эта ситуация означает, что операционный усилитель OA1-B продолжает видеть гораздо более высокое напряжение на своем входе -, чем на входе +, сохраняя низкий выходной сигнал и отключая полевой МОП-транзистор. Кроме того, светодиод загорается, чтобы уведомить вас: «Я спровоцировал перегрузку по току!». (Используйте светодиод с низким током или высокой яркостью, так как я решил сохранить небольшой ток).

Теперь, если вы нажмете SW1, вы соедините базу Q1 с батареей +, тем самым выключив транзистор и вернув схему в нормальное состояние. Если перегрузки по току все еще нет, в этом случае нажатие переключателя вызовет колебание, описанное ранее. Так что на всякий случай не рекомендуется держать кнопку нажатой слишком долго.

ПРИМЕЧАНИЕ 1. Система может случайно включить Q1 при первом подключении батареи, быстрое нажатие кнопки должно это исправить.

ПРИМЕЧАНИЕ 2: В идеальных условиях вы также можете заряжать аккумулятор через полевой МОП-транзистор, но во избежание странного поведения операционных усилителей лучше всего заряжать аккумулятор напрямую, без этой промежуточной схемы переключения.

НЕТ РЕЗЮМЕ ...... Я УСТАЛА! Снова 6:10 утра.

Я планировал резюмировать все формулы, но, поскольку я занимаюсь этим постом уже более 5 часов, думаю, я оставлю это читателю.

Защита каждой подсхемы имела бы НАМНОГО больше смысла.
Даже светодиоды, включенные вместе, могут иметь собственную проводку в нескольких цепях. Вес провода примерно одинаков, диаметр жгута из N проводов больше, чем у 1 провода с такой же допустимой нагрузкой по току, и МОЖЕТ быть немного больше изоляции. Гибкость N проводов будет лучше.

Быстродействующие предохранители, рассчитанные примерно на рабочий ток, должны быть достаточно хорошими, вероятно [tm].
Сильно перегруженный предохранитель сгорит за 10 миллисекунд.
Столы доступны.

Вы можете жестко ограничить ток для каждой подсхемы - опционально с контролем тока и электронным отключением. Звучит сложнее (так и есть), но не намного, и результат лучше. Вы можете установить перегрузку по току с временным профилем и отключить так быстро, как пожелаете. Для каждой схемы требуется полевой МОП-транзистор (скажем) для подачи питания, резистор для измерения тока, операционный усилитель / компаратор и общий источник опорного напряжения. Упрощенно вы можете иметь RC-задержку на входе датчика тока, чтобы дать вам небольшую задержку перегрузки по току, НО светодиоды не имеют импульсного тока, поэтому в действительности они не нужны.

У вас может быть как ограничение тока, так и отключение по перегрузке по току. Например, если для выбранной цепи требуется 4 А, вы можете установить ограничение тока на 5 А и отключение по максимальному току на 4,5 А с небольшой задержкой. В общем, не очень сложная схема, и НАМНОГО дешевле, чем иметь дело с Burning Man.

---

Опасность!:

Горящий человек! Очень уместно. Увы.
40A при близком контакте с кожей может привести к потребностям на уровне больницы и, возможно, даже к смерти.

Откуда я это знаю (помимо того, что это очевидно для более разумных людей, чем я)?

Я закорачивал несколько ключей AA NimH plus и монет в карманах «несколько» раз, и у меня были только болезненные и забавные переживания. Сразу приходят на ум два таких.

Когда во время ланча фотограф вдруг быстро заземляет камеру и начинает лихорадочно вытаскивать содержимое кармана брюк и выбрасывать его куда угодно, пытаясь оторвать карман от ноги, люди замечают [tm].

Когда делал машину пассажиром только жена видела - но так же "прикольно".
Больше никогда.