Ограничение тока в быстром "твердотельном реле", Помогите выбрать оптимальное решение для ограничения тока Опции

[Rockstein]

Добрый день форумчане! Делаю лабораторный прибор, состоящий из 24-рех токовых каналов, модулируемых частотой (0...500Гц) с изменяемой скважностью. Нагрузка каждого канала будет мощная светодиодная матрица около 60Ватт, ток до 5А при 12В. В общем, если по простому 24 твердотельных релюшки. Каждому каналу соответственно по два гнезда "банан". Чтоб не парится с полярностью решил сделать каналы биполярными. Плюс к этому каналы запитывают разными источниками, как придется. Так что пришлось каналы гальванически отвязывать через DC-DC преобразователь. В качестве ключей выбрал два nmos полевика с малым RdsOn (типа IPD60N10S4) и управляет ими драйвер ADP3630. Хоть и частота не большая, скважность может быть пол процента от частоты. И тут уже нужны хорошие фронты. Прибор не серийный, (для внутренних лабораторных нужд ) так что применение драйверка более иль менее обоснованно. Набросок схемы вот:



Теперь о проблеме. Так как руки кривые, бп мощьные, а полевики очень хорошо открываются, то кз не исключено. В целях защиты проводов нужно ограничить ток через канал скажем при превышении 6А. Ограничивать постоянно не имеет смысла и нет возможности. Оптимально хотелось по превышении тока на секунду закрывать канал. Потом опять открывать и так до тех пор, пока пользователь не уберет кз.

Сначала сделал на шунте из печатной дорожки и усилителе шунта типа ina181 со сдвигом ноги "реф" + компаратор, который тянет "shutdown" ногу драйвера. Потом посмотрел на "common mode" и понял что так не пойдет. Так как у меня масса посередине полевиков, то у меня "common mode" улетает в негатив. Поэтому идею с шунтом отбросил и решил использовать RdsOn самого канала. Так как полевики соединяются истоками на массе, то на RdsOn одного из них будет положительное напряжение, которое сдвигается диодом и подается на инв. вход компаратора. На неинв. вход подается тоже сдвинутое другим диодом напряжение + еще немного. Диоды в одном корпусе и Vf плавает одинаково. Все бы ничего, но при открытом канале имеется а) ложное срабатывание б) на очень много наводок от длинных проводов. В попытке это побороть в момент закрытия канала (драйвер тянет затвор на землю) я попытался блокировать дерганье ногой "shutdown". Вышло как-то не очень.

Теперь хочу вместо RdsOn полевика использовать шунт или сопротивление предохранителя и тем же макаром сдвигать и на компаратор. Но чувствую что там тоже облажаюсь.
Помогите советом. Как красиво реализовать такую защиту от кз на канале. Точность не нужна. Проблема в биполярности и если нагрузка индуктивная, то может сгореть вход. (напряжение может подскочить до +60-80 вольт)

[Plain]

Нагрузка ... светодиодная ... если нагрузка индуктивная

Устраните неразрешимые противоречия.

[Rockstein]

Устраните неразрешимые противоречия.

))) в голове противоречия. Конечно, там индуктивной нагрузки нет, но паранойя ее выдумывает, а вдруг пользователь подключит динамик сдуру.

Если серьезно, то хотелось бы, чтоб схема не сгорела от небольшой индуктивности в цепи, которая может быть на 5-10 метрах свернутого в баранку провода. Разряжаться она будет на TVS диод. Я бы выбрал со срезом около 60В, потому что транзисторы на 80.

Сообщение отредактировал Rockstein - Jul 9 2018, 21:10

[Plain]

Нагрузка ... при 12В

транзисторы на 80

[Rockstein]

12В это постоянное напряжение выставленное на блоке питания. Так что там до 36В возможно.
80В это макс. допустимое напряжение между стоком и истоком выбранных мною транзисторов. Можно, конечно, и 60В, но экономия не большая получается.

[Plain]

Вы уже пробовали потреблять 500 Гц 5 А от типового лабораторного БП? Или это какие-то специальные БП?

[Rockstein]

Вы уже пробовали потреблять 500 Гц 5 А от типового лабораторного БП? Или это какие-то специальные БП?

Еще нет, но думаю будет еще та какафония. Напряжение будет прогибаться и стабилизатор в бп просто не справится, потому что медленный.

[Александр1]

Если БП не выдаст 5-6 А, то и защиту ключей делать не нужно: функция защиты ляжет на БП.

[Rockstein]

Если БП не выдаст 5-6 А, то и защиту ключей делать не нужно: функция защиты ляжет на БП.

К сожалению я не могу повлиять на выбор бп. Один БП на много каналов, соответсвенно ток 20-30А
Я ключи не защищяю. Они если проводят, то и 50А без проблем. Провода защищаю и контакты.

[Plain]

Тогда к чему эта тема? Незащищённые ключи будут гореть, как свечки, а свой участок работ Вы выполнили — провода защищены плавким предохранителем.

[Егоров]

))) в голове противоречия. Конечно, там индуктивной нагрузки нет, но паранойя ее выдумывает, а вдруг пользователь подключит динамик сдуру.

Так особо продвинутый пользователь и пиропатрон вместо лампы подключить сможет.
Тема выглядит как куча на свалке. Разгребите и разложите полезное в одну сторону, надуманное - в другую.
По крупному - нужно делать источник с токовым выходом. Вам это сделать будет трудновато, возьмите готовый светодиодный драйвер. Примените разъемы, исключающие ошибку полярности при стыковке.
Примените, наконец, провода нужного сечения. Так, чтобы при максимальном токе нагрузки душа за провода не тревожилась.