защита от переполюсовки + OVP, покритикуйте, пожалуйста Опции

[shf_05]

добрый день, коллеги.
прошу совета.
необходимо защитить некое изделие от неправильного подключения батареи (110 В), током в 2-3 А. Плюс защититься от случая подключения батареи на 220 В.

пока не глядя на номиналы элементов и параметры транзистора - есть ли в схеме упущения?
для снижения "обратного тока" при неправильном подключении и снижения тепла планирую вот такие стабилитроны http://www.onsemi.ru.com/pub_link/Collater...MSZ4678T1-D.PDF

может быть что пооригинальнее посоветуете?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ydaloj]

что мешает полевому транзистору беспрепятственно пропускать через себя минус через боди-диод?

[shf_05]

что мешает полевому транзистору беспрепятственно пропускать через себя минус через боди-диод?

прошу прощения но как?

[Ydaloj]

если схема начерчена по общепринятым правилам, то есть - слева входная цепь, справа - выходная, то ток течёт следующим образом:
Filtered_in+ -> X6 -> нагрузка -> X2 -> боди-диод -> Filtered_in-

и ему ничто не будет мешать беспрепятственно течь в этом направлении.

[shf_05]

если схема начерчена по общепринятым правилам, то есть - слева входная цепь, справа - выходная, то ток течёт следующим образом:
Filtered_in+ -> X6 -> нагрузка -> X2 -> боди-диод -> Filtered_in-

и ему ничто не будет мешать беспрепятственно течь в этом направлении.

все понял!
это не от переполюсовки, а призакрытом полевике - слона то я и не заметил...

может тороплюсь, но это? не, опять не то...

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ydaloj]

конечно не то.
во-первых, зачем остался VT8, если от него толку окромя вольта падения напряжения нет?
во-вторых, как закроется VT10, если запирающий его транзистор замкнёт затвор со стоком, что создаст падение на переходе примерно Vth=2-4В?

токи-то - 2-3А - небольшие, защиту от переполюсовки можно и простым диодом сделать.

[shf_05]

токи-то - 2-3А - небольшие, защиту от переполюсовки можно и простым диодом сделать.

на диоде будет около 2 Вт, надо радиатор, если транзистор 0,1-0,2Ом, то нагрева меньше будет.

два транзистора - лишнее, можно и вправду уже убрать VT8, если не надо защиты от перполюсовки.

[Ydaloj]

параллельное включение диодов снижает падение напряжения и распределяет тепловыделение на корпусах. Вполне реально добиться 0,5В падения, а полтора ватта тремя корпусами рассеить - легко.

Кроме того, 110В на 3А - 300Вт мощность, полтора ватта потери невелики по сравнению с ней.
Ставьте реле, нагрева нет.

D3 на наименьшее напряжение на батарее
D2 на напряжение OVP

Эскизы прикрепленных изображений

 

[shf_05]

параллельное включение диодов снижает падение напряжения и распределяет тепловыделение на корпусах. Вполне реально добиться 0,5В падения, а полтора ватта тремя корпусами рассеить - легко.

спасибо за советы.
дело в том, что 300Вт- где то там, пусть себе греют, а мне надо небольшую схемку с меньшим тепловыделением и меньшим числом габаритных элементов.
реле не могу поставить поставить - проблема в том, что не каждое реле коммутирует 110/220VDC 2A.

D3 на наименьшее напряжение на батарее
D2 на напряжение OVP

только наверно наоборот их поставить?

[Plain]

Задача никак не примитивная — требуется сперва однозначно определить тип источника/нагрузки, и только после этого подключать.

[Ydaloj]

только наверно наоборот их поставить?

Да, в спешке рисовал. Развернуть наоборот.

[MikeSchir]

Задача никак не примитивная — требуется сперва однозначно определить тип источника/нагрузки, и только после этого подключать.

Да и вообще, при таких напряжениях при переключении должны возникнуть проблемы с ОБР (область безопасной работы) МОП-транзистора. До 50 В эти проблемы могут не проявляться.

[Plain]

Да, здесь требуется создать т.н. интеллектуальный ключ, а они строятся по схеме источника тока, потому и нормально живут.

Вообще же, защиту от дурака всегда выгоднее переводить в юридическую область, т.е. чтобы в десятикратном размере платили все те, кто втыкает не то и не туда.

[shf_05]

Задача никак не примитивная — требуется сперва однозначно определить тип источника/нагрузки, и только после этого подключать.

источник- свинцовая АКБ 110В или 220В размером с автомобиль.
цель- не подать 220В в "гаджет", который питается от 110В при его подключении к 220В и не пальнуть его источник питания переполюсовкой.
нагрузка- если примитивно, то это телекоммуникационное оборудование, в котором ИБП не защищен от подобных неприятностей.

по области безопасной работы- один раз отключить (точнее не включить) нагрузку.

юридическую область к сожалению обсуждать не приходится.

Да и вообще, при таких напряжениях при переключении должны возникнуть проблемы с ОБР (область безопасной работы) МОП-транзистора. До 50 В эти проблемы могут не проявляться.

в теории с ОБР в статическом режиме я знаком, а вот насчет ОБР при переключении надо погрызть гранита науки.

[MikeSchir]

источник- свинцовая АКБ 110В или 220В размером с автомобиль.
цель- не подать 220В в "гаджет", который питается от 110В при его подключении к 220В и не пальнуть его источник питания переполюсовкой.
нагрузка- если примитивно, то это телекоммуникационное оборудование, в котором ИБП не защищен от подобных неприятностей.

Вопрос не о том, что за оборудование, а о том с чего начинается вход питания устройства: с ёмкости, индуктивности или... (напримар NTC-резистор) Включать ключ на ёмкость плохо, на индуктивность - можно подумать, а NTC-резистором - КПД -?
У меня тоже есть подобная задачка: некое переносное устройство иногда включают на 380 В вместо 220-ти В.

...по области безопасной работы- один раз отключить (точнее не включить) нагрузку.

Но на 110 В, ведь приходится включать каждый раз А самое главное не знаешь в каком состоянии ключ после очередного включения (может быть он замкнулся навсегда ).

[wim]

надо погрызть гранита науки.

Зачем же так себя истязать? Траекторию переключения можно посмотреть в симуляторе в координатах V-I.

[shf_05]

Зачем же так себя истязать? Траекторию переключения можно посмотреть в симуляторе в координатах V-I.

в PCPICE (оркад) задать произведение ток-напряжение на ключе?

можно ли пользоваться этим графиком?
т.е. речь об комментариях к рис. 15 http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-558.pdf или о dv/dt как здесь http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-9065.pdf чего бояться когда ключ "на 30 А", а нагрузка 3 А?

ИБП аппаратуры с NTC, но точных характеристик ИБП нет, поэтому NTC еще в схеме стоит (не показан до ключей).

Но на 110 В, ведь приходится включать каждый раз А самое главное не знаешь в каком состоянии ключ после очередного включения (может быть он замкнулся навсегда ).

я или вы меня немного не поняли - цель не подать на вход ИБП 110 В от питания 220 В, т.е. ставим на входе ИБП защиту, "настроенную" скажем на 160В.
ключ должен включиться если на вход защиты пришло <160В и не включиться, если >160 В (подключили к 220), в ходе работы питание неизменно.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[wim]

в PCPICE (оркад) задать произведение ток-напряжение на ключе?

По умолчанию ось X - время, но туда можно задать любую другую переменную, например, напряжение сток-исток. А по оси Y - ток. И сравнить с

этим графиком

т.е. речь об комментариях к рис. 15 http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-558.pdf

Да.

или о dv/dt как здесь

Нет, тут боди-диод закрыт.

[MikeSchir]

в PCPICE (оркад) задать произведение ток-напряжение на ключе?


...можно ли пользоваться этим графиком?
... чего бояться когда ключ "на 30 А", а нагрузка 3 А?

Да.
Можно.
И шкалу в PSPICE можно сделать логарифмическую, только смотреть нужно не в координатах время -амплитуда, а В-А.
Бояться нужно того, чтобы при коммутации не выскочить за пределы этого графика по вертикали и горизонтали.

ИБП аппаратуры с NTC, но точных характеристик ИБП нет, поэтому NTC еще в схеме стоит (не показан до ключей).


я или вы меня немного не поняли - цель не подать на вход ИБП 110 В от питания 220 В, т.е. ставим на входе ИБП защиту, "настроенную" скажем на 160В.
ключ должен включиться если на вход защиты пришло <160В и не включиться, если >160 В (подключили к 220), в ходе работы питание неизменно.

Я всё прекрасно понял. Ещё раз повторю: "При подключении аккумулятора к устройству ключ (МОП-транзистор) должен включиться!". Потому, как если он не включится, то ничего не будет работать. А влючается он на 110 В и при включении возникает ток во сколько-то Ампер, и это должно быть для него безопасно. И посмотреть всё это в PSPICE и сравнить с рис. 15.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Apr 21 2014, 13:41

[Plain]

точных характеристик ИБП нет, поэтому NTC еще в схеме стоит

Чего ж тут ещё и моделировать, если налицо худший случай — короткозамкнутая нагрузка.

Кстати, столько было разговоров про нежелание кипятить, а лишний утюг сами же ставите запросто. И при "соизмеримых с автомобилем габаритах" — потребность жутко экономить место.

[shf_05]

Кстати, столько было разговоров про нежелание кипятить, а лишний утюг сами же ставите запросто. И при "соизмеримых с автомобилем габаритах" — потребность жутко экономить место.

одно дело кипятить NTC, к нему ни радиатора ничего не надо, другое дело полупроводники.
габариты акб несоизмеримы с устройством, т.к. акб стоит в отдельном помещении, питает целую массу аппаратуры, а мне нужен некий маленький "приборчик" для защиты входов питания приборов.

Я всё прекрасно понял. Ещё раз повторю: "При подключении аккумулятора к устройству ключ (МОП-транзистор) должен включиться!". Потому, как если он не включится, то ничего не будет работать. А влючается он на 110 В и при включении возникает ток во сколько-то Ампер, и это должно быть для него безопасно. И посмотреть всё это в PSPICE и сравнить с рис. 15.

значит я не понял ваших слов. теперь все понятно, спасибо.

Чего ж тут ещё и моделировать, если налицо худший случай — короткозамкнутая нагрузка.

я так понимаю, особое внимание надо уделить динамике включения? ведь когда транзистор включится - напряжение на СИ будет около 0 В, а в начале открывния наоборот - ток мал, а напряжение велико ?

[MikeSchir]

shf_05, а гляньте сюда: http://www.onsemi.ru.com/pub_link/Collateral/AND9093-D.PDF там внутри есть ещё ссылки.
Может пригодится. Меня смущает, что в реальных применениях коммутируемые напряжения не велики и не превышают 50 В.
Удачи!

Нашёл. Обсуждалось: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=117746

[shf_05]

shf_05, а гляньте сюда: http://www.onsemi.ru.com/pub_link/Collateral/AND9093-D.PDF там внутри есть

спасибо, то что надо!

еще вопрос по МОП транзисторам, я слегка отстал от современности т.к последнее время занимался другими темами, и прошу прощения за вопросы для начинающих, но помню со школьной скамьи, что если МОП подключать, заменив сток на исток, то работать будет, но эффективность прохода электронов будет несколько ниже, чем при "правильном" включении, что приведет к снижению крутизны, росту Rdson и проч. , в общем к большим потерям.
как насчет таких http://www.fairchildsemi.com/ds/FC/FCB36N60N.pdf и им подобных супер современных транзисторов, как устроены их каналы стоит ли думать об этом?

[Herz]

У меня тоже есть подобная задачка: некое переносное устройство иногда включают на 380 В вместо 220-ти В.

Фантастика! Это же как можно сделать, кроме случая сознательной диверсии?

[shf_05]

Фантастика! Это же как можно сделать, кроме случая сознательной диверсии?

извините за офф, но из своего личного опыта-
а как на подстанции включают перфоратор в сеть 1000 В причем на вилке написано 1000В !!!
как электрики которым за 50 скручивают медь и алюминий?
как подают DC на AC реле?
как вставляют провода от сварочника, на которых нет даже вилки- просто два провода в розетку, рядом оборудования на миллионы, потом вышибает автоматы, чернеют вилки, меняют проводку на "только сданном объекте"
как не подключают землю, потому что забыли?
и никогда не найти виноватых - 5 подрядчиков, 10 субподрядчиков, проект потерян, проектной конторы нет.

имхо- защита от дурака в нашем государстве должна быть самой надежной из всех защит. иначе не было бы топика...

[Plain]

налицо худший случай — короткозамкнутая нагрузка

я так понимаю, особое внимание надо уделить динамике включения? ведь когда транзистор включится -

...дыма будет много, т.е. неправильно поняли, а точнее, вообще не поняли.

Ключ может быть туп только если позволяет нагрузка, т.е. если она известна. Не может быть никакого тупого ключа для неизвестной нагрузки, т.е. неизвестного тока. Для такой нагрузки коммутацию можно сделать только по схеме источника тока, линейной или импульсной.

[SNGNL]

Фантастика! Это же как можно сделать

Очень просто, банальный обрыв нейтрали при наличии несимметричной нагрузки.

имхо- защита от дурака в нашем государстве должна быть самой надежной из всех защит.

Неужели

[cant]

я не вижу проблемы: диодный мост - спасет от переплюсовки (можно подобрать диоды с запасом, например МВ506)
дальше полевик с отсечением по напряжению, при желании можно преобразователь замутить в 110В, тогда вообще все-равно куда включать будут, главное, что будет работать

Сообщение отредактировал cant - Apr 22 2014, 21:33

[shf_05]

Ключ может быть туп только если позволяет нагрузка, т.е. если она известна. Не может быть никакого тупого ключа для неизвестной нагрузки, т.е. неизвестного тока. Для такой нагрузки коммутацию можно сделать только по схеме источника тока, линейной или импульсной.

т.е. вы предлагаете сделать некий аналог NTC на транзисторе в лин. или импульсном режиме?
импульсный конечно лучше, но линейный проще.

я не вижу проблемы: диодный мост - спасет от переплюсовки (можно подобрать диоды с запасом, например МВ506)
дальше полевик с отсечением по напряжению, при желании можно преобразователь замутить в 110В, тогда вообще все-равно куда включать будут, главное, что будет работать

можно и один диод, хотелось снизить нагрев "выпрямителя", а "дальше полевик с отсечением по напряжению".
преобразователь в 110В на 200-300 Вт замутить куда сложнее, чем схему защиты не так ли?

[MikeSchir]

Неужели

Без коментариев

т.е. вы предлагаете сделать некий аналог NTC на транзисторе в лин. или импульсном режиме?
импульсный конечно лучше, но линейный проще.

Вы не дочитали материалы, которые я предложил?

еще вопрос по МОП транзисторам, я слегка отстал от современности т.к последнее время занимался другими темами, и прошу прощения за вопросы для начинающих, но помню со школьной скамьи, что если МОП подключать, заменив сток на исток, то работать будет, но эффективность прохода электронов будет несколько ниже, чем при "правильном" включении, что приведет к снижению крутизны, росту Rdson и проч. , в общем к большим потерям.

Помоему Вы путаете с биполярным транзистором. На "перевёрнутом" МОПе можно только синхронный выпрямитель сделать, но сигнал на затвор только относительно истока. Учите матчасть

как насчет таких http://www.fairchildsemi.com/ds/FC/FCB36N60N.pdf и им подобных супер современных транзисторов, как устроены их каналы стоит ли думать об этом?

Это новые транзисторы и ознакомиться с их технологией нужно, но не сильно заморачиваться (если это не является целью).

Сообщение отредактировал MikeSchir - Apr 23 2014, 10:03

[Plain]

т.е. вы предлагаете сделать некий аналог NTC на транзисторе в лин. или импульсном режиме?

Я такого не предлагал, но, будучи наслышан о кротовых норах в пространственно-временном континууме, и прочем подобном, допускаю, что Вы сможете уговорить практически любой NTC стать источником тока 3 А.

[shf_05]

Я такого не предлагал, но, будучи наслышан о кротовых норах в пространственно-временном континууме, и прочем подобном, допускаю, что Вы сможете уговорить практически любой NTC стать источником тока 3 А.

))))
конечно же я имел ввиду не прямую аналогичную замену NTC.

[shf_05]

Вы не дочитали материалы, которые я предложил?
Помоему Вы путаете с биполярным транзистором. На "перевёрнутом" МОПе можно только синхронный выпрямитель сделать, но сигнал на затвор только относительно истока. Учите матчасть

изучаю ваши материалы, спасибо.
я имею ввиду конечно управление по цепям ЗИ, но движение электронов в N канальном транзисторе от стока к истоку и шунтирование обратного диода "открытым" каналом, насколько хуже будет его эффективность, чем при правильном включении транзистора.
это я к чему - если Rdson вырастет и не даст выигрыш по теплу, тогда уберу МОП и ставлю диод.

пс- поступило предложение включить МОП в "+" провод, и при этом сделать схему управления "положительнее" чем "+" питания, буду весьма благодарен, если посоветуете максимально простое надежное решение.

[MikeSchir]

пс- поступило предложение включить МОП в "+" провод, и при этом сделать схему управления "положительнее" чем "+" питания, буду весьма благодарен, если посоветуете максимально простое надежное решение.

Самому было бы интересно увидеть такое решение, причем "простое и надежное", но кроме появления дополнительных источников для питания затвора другого пока не вижу. Применение Р-канальных МОП ограничено их малым напряжением С-И.

[shf_05]

Самому было бы интересно увидеть такое решение, причем "простое и надежное", но кроме появления дополнительных источников для питания затвора другого пока не вижу. Применение Р-канальных МОП ограничено их малым напряжением С-И.

есть высоковольтные, но Rdson велико.

дополнительных источников для питания затвора другого пока не вижу. П

вот этот источник то и хотелось бы...

[Plain]

конечно же я имел ввиду не прямую аналогичную замену NTC

И я, конечно же, не имел ввиду, что Вы имели ввиду это, а имел ввиду то, что Вы всё ещё имеете ввиду решить задачу одной-двумя чудо-деталями, вроде термоядерной одноатомной батарейки и прочей большой политики.

[wim]

было бы интересно увидеть такое решение, причем "простое и надежное"

Простое - вот:
http://www.infineon.com/dgdl/Reverse-Bater...22615&ack=t
А надежное - реле.

[MikeSchir]

Простое - вот:

Так с такого же топик начался

А надежное - реле.

Спасибо

[wim]

Так с такого же топик начался

Ну так ТС же не хочет моделировать, поэтому занимаемся перестановкой одних и тех же деталей на схеме. Вот на Fig. 3 N-канальный полевой транзистор в плюсовой цепи. Если правильно подключить конденсатор к затвору, может быть даже будет работать.

движение электронов в N канальном транзисторе от стока к истоку и шунтирование обратного диода "открытым" каналом, насколько хуже будет его эффективность, чем при правильном включении транзистора.

В той области ВАХ, которая интересна ТС, открытый канал МОП-транзистора это резистор. Сопротивление резистора не зависит от направления протекающего через него тока.

[shf_05]

Ну так ТС же не хочет моделировать, поэтому занимаемся перестановкой одних и тех же деталей на схеме. Вот на Fig. 3 N-канальный полевой транзистор в плюсовой цепи. Если правильно подключить конденсатор к затвору, может быть даже будет работать.

В той области ВАХ, которая интересна ТС, открытый канал МОП-транзистора это резистор. Сопротивление резистора не зависит от направления протекающего через него тока.

напротив моделирую.
посоветуйте как учесть нагрев транзистора, никогда не делал тепловой анализ в QrCad или TinaTI, получится ли учесть в модели нагрев транзистора под воздействием тока?
примерно так как инфенион и хочется сделать.
возьму пока паузу поработаю с материалом...

[wim]

как учесть нагрев транзистора

У Вас же ток постоянный - можно просто на калькуляторе посчитать.
Один из вариантов формулы, аппроксимирующей зависимость Rdson от тем-ры, здесь:
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-9010.pdf

[MikeSchir]

Ну так ТС же не хочет моделировать, поэтому занимаемся перестановкой одних и тех же деталей на схеме. Вот на Fig. 3 N-канальный полевой транзистор в плюсовой цепи. Если правильно подключить конденсатор к затвору, может быть даже будет работать.

Это ж только от переполюсовки. На 110 В напрямую не пойдет (даже моделировать не стоит). Ещё подумать нужно
Да и главная то проблема - OVP!

[shf_05]

У Вас же ток постоянный - можно просто на калькуляторе посчитать.
Один из вариантов формулы, аппроксимирующей зависимость Rdson от тем-ры, здесь:
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-9010.pdf

это да, а может ли PSpice и подобное ПО смоделировать рост температуры компонентов и уход их параметров в зависимости от режима работы элементов в схеме?, может вопрос глупо звучит, но ни разу сам не пробовал

Это ж только от переполюсовки. На 110 В напрямую не пойдет (даже моделировать не стоит). Ещё подумать нужно

я понял, что предлагают только принцип, а не копирование этого конкретного решения.

[wim]

может ли PSpice и подобное ПО смоделировать рост температуры компонентов и уход их параметров в зависимости от режима работы элементов в схеме?

Temperature (Sweep). Все расписано в руководствах, например:
http://ikit.edu.sfu-kras.ru/files/18/lab.pdf
В модели резисторов и конденсаторов уже встроены температурные коэффициенты.
Для полевых транзисторов некоторые производители добавляют в библиотеки тепловые модели. Неэлектрические величины PSpice не моделирует, поэтому тепловые модели построены в виде эквивалентных им электрических схем.

[_gari]

shf_05, можете как-то определить допустимые потери по теплу. Понятно, что, чем меньше -тем лучше, но и сложность схемы растет или уменьшается почти прямо пропорциональна потерям.
Т.е. где сейчас установлен порог "жадности" 1,3,5 Вт ?

Сообщение отредактировал _gari - Apr 24 2014, 18:49

[shf_05]

порог "жадности" 1,3,5 Вт ?

порог "жадности" = 0,5-1 Вт без учета нагрева NTC, если он будет. применяя это http://www.fairchildsemi.com/ds/FC/FCB36N60N.pdf это http://www.fairchildsemi.com/ds/FC/FCPF36N60N.pdf или это http://www.fairchildsemi.com/ds/FC/FCA76N60N.pdf вроде бы достижимо

http://ikit.edu.sfu-kras.ru/files/18/lab.pdf

спасибо

[_gari]

Да, применение NTC вызывает сомнение, т.к. требование руководства "Повторное включение допускается не ранее чем через минуту." похоже в этой стране читает только разработчик руководства и нормоконтроль (если имеет место быть).