Защита цепи Current Sense Опции

[stas00n]

Коллеги, доброго времени суток. Покритикуйте идею пожалуйста. Имеется произвольный current mode конвертер, например flyback, с датчиком тока - резистором. При повреждении силового ключа, естественно, этот резистор выгорает следом, с эффектным бабахом и синим дымом. Следом идет контроллер по выводам драйвера и CS. Образовавшаяся в результате сажа и распыленный металл на плате запросто может начать проводить ток, достаточный для сильного разогрева платы, дальше в лучшем случае имеем много дыма и прогоревшую плату, в худшем - пламя и пожар..
Идея состоит в том, чтобы параллельно шунту поставить TVS диод или даже один-два обычных диода. По замыслу диоды должны сгореть КЗ, а не обрывом, и вызвать срабатывание предохранителя, без дыма, пламени и прочих спецэффектов.. Дополнительным бонусом будет небольшой шанс на выживание контроллера.
Никогда не встречал такого решения, поэтому интересуюсь почему так не делают? Из-за банальной экономии, или есть какие-то подводные камни?

[Oxygen Power]

На шунте падение немногим более 1В. Диод скорее всего будет в проводящем состоянии. Ставьте быстродействующие предохранители с правильным номиналом. Пожара удастся избежать.

[stas00n]

По падению на шунте - в моем случае пиковое 500 мВ, т.е. 2 последовательно включенных диода открываться не будут (может только при броске тока истока в момент открывания ключа, - не страшно). Кроме того можно поставить например 5-вольтовый TVS, который совсем не будет влиять на штатно работающую схему.
По быстрым предохранителям с правильным номиналом думаю следующее: - на сеть такой не поставишь - пусковые токи, кратковременные перенапряжения вызовут отказ. А даже если поставить второй быстрый пред непосредственно в цепь стока, - шунты горят намного быстрее самого быстрого предохранителя (у меня шунт 2шт. 1206) посему опять получу неразорванную аварийную цепь. Быстрый предохранитель в цепь стока, как дополнение к защите шунта супрессором - согласен, должно помочь.

P.S.: Да, еще по предохранителям в цепь силового ключа - на напряжение >250 В надо еще постараться найти Есть конечно, но ценник совсем негуманный...

Сообщение отредактировал stas00n - Dec 22 2013, 09:17

[_Pasha]

Не к флаю будь сказано.
Имеется возможность перенести весь GND устройства непосредственно в исток полевика, а минус который снимается с электролитов DC-звена - как раз ко второму выводу шунта. Измерительную цепь при этом и защитить как следует. Тогда при отгорании шунта ничего особенного не происходит, если плазма не попадает на другие компоненты, но это уже оффтоп. Всё понятно? Картинки не нада?

[stas00n]

Не к флаю будь сказано.

В данном частном случае речь именно о нем

Имеется возможность перенести весь GND устройства непосредственно в исток полевика, а минус который снимается с электролитов DC-звена - как раз ко второму выводу шунта. Измерительную цепь при этом и защитить как следует.

Понятно, есть у меня inverse buck на NCL30100

Тогда при отгорании шунта ничего особенного не происходит, если плазма не попадает на другие компоненты, но это уже оффтоп. Всё понятно? Картинки не нада?

Никакой не оффтоп, речь как раз об этом - о попадании "плазмы" от испарившегося шунта на плату, что может вызвать возгорание...

[Александр Козлов]

Это не предмет для обсуждения а давно установившаяся практика.
Пожар предотвращается установкой предохранителя в цепи питания преобразователя.
Используйте проволочный резистор в качестве датчика тока (он уцелеет при перегрузке).
На выходе драйвера подключите стабилитрон или трансил, тогда максимум откажет резистор в цепи затвора.

[_Pasha]

Используйте проволочный резистор в качестве датчика тока (он уцелеет при перегрузке).

А вот это уже скорее из области ВРЕДНЫХ советов. Во-первых он совершенно не обязан уцелеть, во-вторых индуктивность этого резистора под вопросом. Шунт например OARS-1, - это еще понятно.
--
2ТС
Что до плазмы от сгоревшего шунта. Я не о про возгорания - предотвращение оных делается предохранителем, как уже говорилось. Я о том, что плазма, попадающая на целый компонент делает его "нецелым" Т.е. чем менее взрывоопасны дорожки и вообще чем лучше локализация таких мест - тем здоровее сон.

[velkarn]

При повреждении силового ключа, естественно, этот резистор выгорает следом, с эффектным бабахом и синим дымом.

а почему вы думаете, что вперёд сгорит резистор шунта, а не общий предохранитель? или это проверяли?

[stas00n]

А вот это уже скорее из области ВРЕДНЫХ советов. Во-первых он совершенно не обязан уцелеть, во-вторых индуктивность этого резистора под вопросом. Шунт например OARS-1, - это еще понятно.
--

Согласен про индуктивность. Проволочный не годится. Надо помнить что это еще и индуктивность в цепь затвора - что вредно по определению...

2ТС
...Я не о про возгорания - предотвращение оных делается предохранителем.

Вот это утверждение я считаю заблуждением. Предохранитель спасет от пламени только если заставить его вовремя перегореть, чего я собственно и хочу добиться сохранив целостность цепи для протекания тока, достаточного для срабатывания предохранителя. У меня, например полыхал в прототипе 200-Омный резистор плавного пуска - просто не было такого тока чтобы сжечь предохранитель. Теперь предположим что стоит пред на 1А, и в результате распыления шунта на плате образутеся некоторое сопротивление - те же 200 Ом. Предохранитель не сработает либо никогда либо через очень продолжительное время (минуты-часы, что в общем равноценно "никогда") В это время имеем 200 Вт приложенные к площади несколько квадратных миллиметров -> возгорание возможно, если не неизбежно.

а почему вы думаете, что вперёд сгорит резистор шунта, а не общий предохранитель? или это проверяли?

Ну не то чтобы специально - но проверял Бывает так - рука дрогнет со щупом...

Это не предмет для обсуждения а давно установившаяся практика.
Пожар предотвращается установкой предохранителя в цепи питания преобразователя.

Наличие предохранителя и не обсуждается. Обсуждается именно предмет того как заставить его сработать, чтобы защитить от возгорания. Выше писал что просто наличие предохранителя еще ничего не гарантирует.

Используйте проволочный резистор в качестве датчика тока (он уцелеет при перегрузке).
На выходе драйвера подключите стабилитрон или трансил, тогда максимум откажет резистор в цепи затвора.

По проволочному шунту писал выше. Трансил имеет емкость сопоставимую с емкостью затвора а то и выше - сильно затормозит переключение. Основная задача все-таки сжечь предохранитель, а выживание драйвера - лишь дополнительный бонус (необязательный). Для этого и предлагается поставить трансил параллельно шунту. Вопрос лишь в том имеются ли какие-то противопоказания? Почему не ставят другие?

[Oxygen Power]

Не хочу никого обидеть, но рассматриваются вопросы "плохого проектирования". Используйте там, где необходимо PTC термисторы или другие компоненты, которые предназначены для защиты. Надеюсь вы не собираетесь отдельно сертифицировать нестандартные узлы защиты, примененные в Вашей схеме?

[MikeSchir]

Это не предмет для обсуждения а давно установившаяся практика.

А так же требование стандартов безопасности (например МЭК950). Именно как мера защиты от пожара.

[halfdoom]

Идея состоит в том, чтобы параллельно шунту поставить TVS диод или даже один-два обычных диода. По замыслу диоды должны сгореть КЗ, а не обрывом, и вызвать срабатывание предохранителя, без дыма, пламени и прочих спецэффектов.. Дополнительным бонусом будет небольшой шанс на выживание контроллера.
Никогда не встречал такого решения, поэтому интересуюсь почему так не делают? Из-за банальной экономии, или есть какие-то подводные камни?

TVSов на датчике тока не встречал, а обычные 1N47xx ставим в те источники, где ремонт желательно свести к замене полевика и этих стабилитронов. Проверено не однократно - при пробое ключа, стабилитрон параллельный датчику тока уходит в КЗ, и далее просто выгорает предохранитель. Иногда пробивает и стабилитрон на затворе. Контроллеры в 100% случаев выживали.

[Ydaloj]

почему бы просто не обернуть резистор датчика тока в термоусадку, или спроектировать плату так, чтобы он стоял в стороне, или за радиатором транзистора, который закрывал бы его от компонентов платы?
делают же так и с варисторами, и предохранителями. сгорели - сгорели внутри своей оболочки, и не затронули никого.