Защита входа интеллектуального переключателя нагрузки на стороне высокого напряжения

Я разрабатываю схему защиты входа для моего интеллектуального переключателя нагрузки (TPS27SA08).

Эта схема предназначена для обеспечения защиты от обратной полярности и защиты от перенапряжения:

входная защита

Входное напряжение схемы 12В, максимальный ток 8А.

D1 представляет собой двунаправленный TVS-диод с максимальным напряжением фиксации 17,1 В при 10 А и рабочем напряжении 12 В.

Q1 представляет собой P-канальный МОП-транзистор с максимальным напряжением Vgs +-20 В и Vds -55 В.

Входное напряжение интеллектуального переключателя нагрузки составляет от 8 до 36 В.

У меня есть 2 вопроса:

  1. Мне нужно добавить быстродействующий предохранитель на входе для ситуации перегрузки по току или с телевизорами достаточно?
  2. Выдержит ли МОП-транзистор сценарий перегрузки по току и перенапряжению? Имея в виду максимальное напряжение зажима TVS и максимальное напряжение Vgs MOSFET.

Ответы (1)

Чтобы полностью ответить на этот вопрос, вы должны определить, от каких электрических угроз вы пытаетесь защитить свою цепь. Например, вы использовали двунаправленный TVS на входе, но с какой предполагаемой угрозой должен иметь дело TVS?

Вы должны решить это. Тогда вам может понадобиться добавить предохранитель или цепь лома или что-то еще. Я бы, конечно, использовал защитный стабилитрон на затворе-истоке, и вам не нужно ничего вроде 2-ваттного резистора, питающего затвор.

Мне нужно добавить быстродействующий предохранитель на входе для ситуации перегрузки по току или с телевизорами достаточно?

Если это угроза электростатического разряда, то вам, конечно, не понадобится предохранитель, потому что события электростатического разряда четко определены по уровням энергии и пиковым токам, а большинство устройств TVS предназначены для работы с электростатическим разрядом. Однако, если «угрозой» являются непрямые грозовые перенапряжения, вам, возможно, придется установить предохранитель, если диод TVS «сработает», но произойдет короткое замыкание. Тем не менее, 1N6384 — зверь, он может справиться с 600-ваттным «сбросом» в течение 10 мс, т. е. он определенно хорошо подходит для некоторых непрямых грозовых разрядов. Но, дьявол кроется в деталях.

Повторяю - определите угрозы.

Большое спасибо, Энди!! Ну, мои темы будут, если я правильно понимаю, перенапряжение (более 20 В, например 100 В) и перегрузка по току (более 10 А, например, 25 А).
Нет, вам нужно определить угрозы с точки зрения распознанных реальных событий, которые имеют источник напряжения и импеданс. Например, модель человеческого тела в соответствии с IEC61000-4-2 или непрямой удар молнии в соответствии с IEC61000-4-5, например. Не зная точного характера угрозы, вы не можете определить, выживет ли конкретный TVS.
Затем для каждого из них вам необходимо определить номинальное сопротивление источника высокого напряжения вашей конструкции, например, для непрямого молнии . Теперь, если вы можете это сделать, вы можете правильно спроектировать правильный диод TVS, MOV или GDT, и вы сможете определить, какой номинал предохранителя применим.
Видите ли, если вы говорите, что ваша угроза составляет 100 вольт, это будет каждый раз перегорать телевизор или предохранитель каждый раз, так что вам нужно подумать об этом немного больше. Сигнал угрозы в значительной степени формируется и заканчивается за несколько десятков микросекунд, следовательно, у вас есть это преимущество, т. е. защитное устройство должно выдерживать скачок напряжения только в течение ограниченного периода времени. Но у вас могут быть «другие угрозы», специфичные для вашего приложения. Электростатический разряд и молния являются общими угрозами и хорошо задокументированы во всем мире.
отличное объяснение! большое спасибо Энди!