Покритикуйте схему защиты полумоста, от перегрузок по току Опции

[termik]

Суть такова - эта схема включается между минусом силового выпрямительного конденсатора и нулевой шиной полумоста, и может пропускать или блокировать ток через себя.

В качестве ключевого элемента применен транзистор со считыванием тока IRC840, он подключен в соответствии с даташитом через операционный усилитель. На выходе первого ОУ - отрицательное напряжение, модуль которого пропорционален току через полевик, второй ОУ работает как компаратор, и при превышении тока выше определенного порога, он выдает +15 вольт вместо -15 в обычном режиме, а это напряжение подается на небольшой н-полевик, который выдает ноль, если ток превышен, или hi-z, если не превышен, и подтянут к +5. Итого, в нормальном режиме на выходе полевика +5, а в случае превышения тока - 0. Далее этот сигнал заведен на rs-триггер, который вырубает силовой ключ по превышению тока, и больше уже не включает его до перезапуска модуля.

Потестил эту схему на 12 вольтах - подключаю лампочку, она горит, замыкаю накоротко проволочкой - вырубается, как и надо, ничего не сгорает.

На +310 сразу страшно, решил вот посоветоваться с опытными людьми, что скажете?

Если что, глобально задача звучит так: защитить полумост от сгорания в случае кз нагрузки или сквозняков на транзисторах.

Было бы круто, если бы оказалось, что я изобрел велосипед, повеселил суровых бородатых дядек, и существует какое-нибудь другое более простое, элегантное и надежное решение моей задачи)))

Сообщение отредактировал termik - Jun 27 2014, 17:10

[termik]

В общем, подумал я немного, и решил забить на редкий и плохой транзистор irc840. В итоге сделал на отдельном датчике тока allegro ACS758, у него однополярное питание, не нужно городить минус 15 вольт. К тому же, инициализацию rs-триггера сделал на мк, не люблю я эти rc-цепочки) В планах завести показания с датчика тока на ацп и узнавать мгновенную мощность.
Проверил на на мостовом инвертора на 310 вольтах - защита четко срабатывает при кз на выходе.
Если вдруг кому интересно, вот получившаяся схема.

[shf_05]

имхо- если защита от КЗ а не от перегрузки с точностью +-5%, то можно не применять такой диковинный элемент как ACS758, а снимать напряжение прямо с транзистора, даже при разбросе Rdson в 200% ток КЗ от тока нагрузки отличите однозначно. нужен будет дальше RC фильтр и усилитель (если надо) и компаратор, входы усилителя должны выдерживать до 310В, и работать при входном сигнале от 0В.
сам не люблю подобное колдовство, но пришлось состряпать схему с применением ОУ и компаратором. ведь есть драйверы ключей со встроенными защитами - драйвер не открывает ключи при КЗ и перегрузках, для защиты от пожара все же плавкий предохран. обязателен.

а резисторы по 5 Ом для ограничения тока КЗ?

[Ydaloj]

тестировали в реальном БП или только в модели?

долгая инициализация и большое время реакции не смущает? а то за 4мкс может такоое развиться!...

так-то аллегровские токовые датчики на холле значительно дешевле тех же LEM
но медленность меня смущает сильно. Использую обычные токовые трансформаторы и отсечку на тиристорной структуре из pnp и npn транзисторов

[Integrator1983]

Медленное оно все... ACS+ОУ, да еще и 4 логических элемента непонятных.... Микросекунды набегают! Возможно, балласт спасает или индуктивность какая-то...

[shf_05]

Медленное оно все... ACS+ОУ, да еще и 4 логических элемента непонятных.... Микросекунды набегают! Возможно, балласт спасает или индуктивность какая-то...

посоветуйте, пожалуйста, адекватное быстродействие, 1,2,10,100 мкс??? скажем для мощностей 200-300 Вт.

[Integrator1983]

ТТ либо шунт +компаратор 4-10 нс. Возможно, какая-то промежуточная логика. Если нужно полный ток - ТТ в диагональ или 2 ТТ - на каждый ключ свой. Классика. 100-300 нс в зависимости от исполнения на закрытие.

ЗЫ По схеме стартера - ключи с подтяжкой 1 кОм - тоже не быстрая штука.

[shf_05]

Классика. 100-300 нс в зависимости от исполнения на закрытие.

спасибо!
а как же защита от глитчей?
точно не помню, но я мастерил защиту по ТЗ "наставника" так - срабатывание- несколько мс (или даже десятков) если не изменяет память, "отпускание" 0,2-0,3 с. причина столь заниженного быстродействия была объяснена наличием ВЧ помех, от которых защита то и дело срабатывает ложно. а транзисторы якобы держат несколько мс тааакие токи.

[Integrator1983]

Несколько мс никто не держит. IGBT нормируются на 10 мкс КЗ, и то далеко не все. MOSFET сгорает и того быстрее. Бывает, 400 нс - нормально отрабатывает, 450 - горит. А с помехами борются стандартными средствами ЭМС - правильной топологией, ферритовыми бусинами, игреками - проходниками, экранами и витыми парами и т.д.

[Starichok51]

не время убивает транзисторы, а энергия, которая в них закачивается. в даташитах есть параметр "Avalanche Energy" - лавинная энергия. это, когда наступает необратимый, лавинный, процесс пробоя.

[Integrator1983]

Не путайте потенциальный пробой и работу на КЗ. Аvalanche energy - энергия, которую транзистор может съесть при работе в режиме "стабилитрона" (пробой под действием сильного поля (Uds>VDSmax) при разряженном затворе). При этом работает механизм лавинного пробоя. При работе на КЗ - развивается тепловой пробой (ключ законно открыт, и на нем сеется мощность Uпит*Uпит/rds_on, рассеять которую, как правило, ключ не в силах).

[shf_05]

большое спасибо!