Транзисторный ключ с защитой по току, коммутация "-" Опции

[alux]

Для разрабатываемого датчика необходима схема коммутации нагрузки. Причем нужно коммутировать как "+", так и "-" питания.
Также нужно обеспечить защиту от короткого замыкания в нагрузке на уровне 0.5А. И, естественно, это должно быть простое и дешевое решение.

Нашел два оптимальных решения:
1) электронный предохранитель с использованием ОУ
http://www.computerbooks.ru/books/CAD/Book...%205/Index0.htm

2) статья Л. И. Ридико "Транзисторный ключ с защитой по току".
http://digit-el.com/files/circuits/highsw/highsw.html

Первое проблематично с точки зрения ограничения входного синфазного напряжения (может подскажите недорогой ОУ с напряжением питания +36В, который подходит под эту задачу, наподобие LM353 ?).

Второе, то, что надо.
Вопрос. Будет ли эта схема (Ридико) работоспособной при изменении полярности элементов для коммутации "-" питания?
Схему прикладываю.

В схеме присутствует защита от перенапряжения и переполюсовки питания.
Сигнал включения нагрузки выдает микроконтроллер. В качестве сигнализации срабатывания защиты будет использоваться оптрон.
Есть ли какие замечания по схеме?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[=AK=]

Для разрабатываемого датчика необходима схема коммутации нагрузки. Причем нужно коммутировать как "+", так и "-" питания.

Очень странное требование. Никогда такого не встречал. То есть, вам надо, чтобы отключенная нагрузка "плавала", не имея определенного потенциала?

В вашей схеме можно выбросить VT12, он совсем не нужен, а нижний конец R16 соединить с коллектором VT7.

VD6 тоже вообще не нужен, это лишняя деталь.

Защита по току нужна только одна, поскольку две сразу никогда не сработают. Вернее, срабатывать всегда будет только одна из двух, причем всегда одна и та же.

[alux]

Очень странное требование. Никогда такого не встречал.

Стандартное требование. Вот, например, здесь показаны схемы подключения датчиков с выходом N-P-N и P-N-P

В вашей схеме можно выбросить VT12, он совсем не нужен, а нижний конец R16 соединить с коллектором VT7.

Согласен. Дельное замечание.

VD6 тоже вообще не нужен, это лишняя деталь.
Защита по току нужна только одна, поскольку две сразу никогда не сработают. Вернее, срабатывать всегда будет только одна из двух.

Вот здесь не согласен. Нагрузка может подключаться по схеме P-N-P (LOAD_1) или N-P-N (LOAD_2) или обе сразу. И защита ключей работает независимо для каждой схемы. Поэтому сигнал ERROR формируется при срабатывании защиты LOAD_1 ИЛИ LOAD_2 ИЛИ обеих одновременно. А диоды VD6 нужны для того, чтобы развязать эти сигналы.

А каково назначение VT2?

Защита от переполюсовки питания.

Обязательны ли диоды VD4, VD5 ? Я так понимаю, они ограничивают выбросы напряжения на нагрузке при коммутации.

[evc]

...Согласен. Дельное замечание...

Я бы сразу выкинул еще и R12 и VT8 + R13, R14, R15 и R16, а затвор VT9 (ну там, общая точка с R21, R17 и VT10) подключил бы к эмиттеру VT7.
А можно вопрос: Вы, это, для себя делаете схемку или по работе?

[alux]

To evc.
И по работе, и для себя.
Еще более упростил схему. Так вы имели в виду?

Еще у меня сомнения, будет ли работать оптрон? Может его включить как-то иначе?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[=AK=]

Неправда ваша. Очень часто встречаются.

Ссылочку приведите, будьте добры. Хочется посмотреть на такое чудо и заодно восполнить пробелы в знаниях.

Еще более упростил схему. Так вы имели в виду?

Все бы ничего, но для этой схемы управляющий сигнал на входе должен иметь амплитуду порядка 20 В. Сомневаюсь, что это то, что вам хотелось.

Кроме того, при срабатывании защиты будет выгорать соседний кусок схемы:
- при срабатывании защиты верхнего МОП транзистора будет пробиваться затвор нижнего
- при срабатывании защиты нижнего МОП транзистора будет пробиваться затвор верхнего
- при срабатывании обеих защит сдохнут транзисторы схем защиты и VT12 от сквозного тока

Еще у меня сомнения, будет ли работать оптрон?

Оптрон-то сам по себе работать будет. А вот схема, в которой он используется - нет, не будет. Какой-то шанс заработать у нее появится, если вы выбросите R18 (вам что, одного R7 мало?), а номинал R7 увеличите хотя бы до 100к.


Вообще же ваши схемы напомнили мне старый анекдот.

Муж вечером ставит на тумбочку в изголовье кровати два стакана, один с водой, а другой пустой. Жена спрашивает:
- Дорогой, зачем ты ставишь эти стаканы?
- Дорогая, ну как ты не понимаешь: а вдруг я проснусь ночью и захочу пить...
- Ну а пустой-то зачем?
- А если проснусь и не захочу пить?!...

[evc]

Ссылочку приведите, будьте добры. Хочется посмотреть на такое чудо и заодно восполнить пробелы в знаниях.

Пожалуйста!

Все бы ничего, но для этой схемы управляющий сигнал на входе должен иметь амплитуду порядка 20 В. Сомневаюсь, что это то, что вам хотелось.

Нет. И 3,3В достаточно (ну даже и 1,7В) будет.

Кроме того, при срабатывании защиты будет выгорать соседний кусок схемы:
- при срабатывании защиты верхнего МОП транзистора будет пробиваться затвор нижнего
- при срабатывании защиты нижнего МОП транзистора будет пробиваться затвор верхнего
- при срабатывании обеих защит сдохнут транзисторы схем защиты и VT12 от сквозного тока

Этого достаточно легко избежать, только поставить резистор в коллекторной цепи VT12...
Насчет R7 и R18 - согласен с вами полностью.

[=AK=]

Пожалуйста!

Спасибо. Жаль только, там даташитов нет. Хотелось посмотреть, как они ухитрились при помощи 4 проводов (из которых 2 - земля и питание, как я понимаю) обеспечить одновременно PNP+NPN+NO+NC

А без даташита всегда существует серьезная вероятность, что "фантастические результаты" появились не вследствие работы инженеров, а вследствие опечатки того (технически не очень грамотного) клерка, который вбивал данные в таблицу. Ну поставил он, например, + вместо /, ему-то какая разница...

Нет. И 3,3В достаточно (ну даже и 1,7В) будет.

"Это вряд ли..." (с) товарищ Сухов, "Белое солнце пустыни"

[evc]

"Это вряд ли..." (с) товарищ Сухов, "Белое солнце пустыни"

А что вы ожидали от уважаемого товарища? У него же специальность другая. /может и у вас? /

...на мой взгляд - плохая идея...

А на самом деле эта "плохая идея" была единственная рабочая в вашей схеме. И работать она будет по той же самой причине, по которой не будет работать ваша, так называемая, "защита по току".

ПП Подключение VT6, это новая (нано-) технология наверное?

[=AK=]

Нет. И 3,3В достаточно (ну даже и 1,7В) будет.

А что вы ожидали

Я ожидаю, что при указанных вами 1.7В на входе схемы, приведенной в посте №15, на эмиттере VT12 (и, соответственно, на затворе N-канального VT9) будет примерно 1.1...1.2 В. Я ожидаю, что при таком напряжении N-канальный VT9, для которого пороговое напряжение на затворе равно 1В, а рабочее 4.5..10 В, не сможет включить нагрузку.

Я ожидаю, что ток коллектора VT12 примерно равен его току эмиттера. Поэтому падение напряжения на R8 будет примерно таким же, как падение напряжения на R16 - которое, как указывалось выше, равно 1.1...1.2 В. Вследствие этого я ожидаю, что напряжение на R8 будет примерно равно напряжению на R16. Следовательно, напряжение затвор-исток Р-канального VT9 будет примерно таким же, как напряжение на затворе N-канального VT9. Вследствие этого, я ожидаю, что P-канальный VT9 тоже будет неспособен включить свою нагрузку.

Ознакомьтесь:

PS. Резисторы R10, R24 можно выбросить. Таким образом, окончательный вариант схемы выглядит так:

Замечания:

1) Напряжение затвор-исток включенного P-канального VT6 будет равно примерно 1/3 напряжения питания, т.е. около 12 В. А напряжение затвор-исток включенного P-канального VT6 будет равно примерно 1/2 напряжения питания, т.е. около 17 В. Вряд ли это сделано намеренно. Криминала в этом нет, но некрасиво как-то, неряшливо. Я бы переключил левый конец R14 непосредственно на коллектор VT12 и одновременно увеличил бы его хотя бы до 33 к (а чего зря бомбить? берегите электроэнергию).

2) Катод VD5 должен быть подключен к той же шине питания, куда включена нагрузка, иначе он не имеет смысла. Я сильно сомневаюсь, что нагрузка включается параллельно VD5. Я думаю, нагрузка подключена к шине питания +35 В. Значит, катод VD5 тоже должен быть подключен именно туда, а не к катоду VD6