прикидываю схему защиты от КЗ для MOSFET. Напряжение управляемое транзистором 220, ток в районе 2А. Нарисовал идейную схему. Принцип такой: Резистор-датчик тока по мере нарастания тока в нагрузке открывает транзистор (не MOSFET) и когда превышается определенный порог, открываются стабилитроны, и затвор оказывается на земле. скажите, такая схема жизнеспособна?

Сначала поясните, какие свойства от схемы защиты вы желаете получить? Чтобы ток в нагрузке ограничивался или чтобы транзистор не перегревался при к.з в нагрузке?

Модератор.
Тему переместил.

В миру уже давно распространены микросхемы - MOSFET драйверы с ограничением тока транзистора.
На вскидку - IR2121 и транзисторы с датчиком тока
Возможно они решат вашу задачу

Чтобы при привышении тока, транзистор отключался на 10 сек, например. Просто ограниечение тока не подойдет, так как это может быть случайное замыкание выходов.

Ставить драйвер нехочется из-за дополнительных расходов и места.

Речь идет о диммере. MOSFETы на выходе. IR2121 стоит 110 руб. Для диммера такой элемент слишком дорог.

Не. не будет работать.
В схеме будет плавное ограничение тока и рост рассеиваемой мощности до выгорания, если каскад действительно "силовой". Это попытка построить разновидность генератора тока.
Для защиты от коротких замыканий и перегрузок в схеме должен быть дроссель для динамического ограничения крутизны тока и что-то вроде таймера для временного отключения. В стандартных контроллерах это встроено.

Ну унас еще и контроллер есть. При первом же срабатывании защиты на контроллер пойдет сигнал, чтобы он прекратил выдавать открывающие импульсы на завтвор полевика.
Получается как бы две ступени звщиты. Первая это мгновенная, а вторая это снятие управляющего напряжение с полевика.
А так?

Т.е. вам нужна триггерная защита с задержкой выключения. Первое что на ум приходит использовать компаратор или интегральный таймер NE555.

Тогда какое необходимо ограничение? Чтоб за секунду выгорел, а потом выключился на 10 секунд и снова включился



Места и проблем как раз меньше с драйвером.


Тогда вам в хозяйственный магазин, за сумму аналогичного порядка вы его там найдете, да ещё и в красивом корпусе.

Скорее компаратор, т.к. конторллер у нас уже есть в этой схеме.


Чтобы 10мкс продержала защита, а потом и контроллер бы сял напряжение с затвора.



Что проблем будет меньше я не сомневаюсь, ведь это специализированная вещь.


Мы разрабатываем свой диммер, для продаж в хозяйственных магазинах. Для этого и боремся за его себестоимость.

Можете поставить тиристор (маломощный), с датчика тока завести сигнал на управляющий вывод, анод на затвор, катод - "земля". После срабатывания тиристора, затвор "садится" на землю. Возобновление работы возможно лишь после снятия напряжения с затвора.

Кстати, вместо тиристора можно собрать аналог на двух биполярных транзисторах разной структуры и пары резисторов, сам так делал.

Просто ограничить ток может не прокатить, дело в том что если КЗ совпадет с пучностью напряжения (до 310В в пределе), мгновенная мощность выделяемая в кристалле будет такая что хватит и 10мкс чтобы пожечь его. Смотрите графики зон безопасной работы (там где ток-напряжение-время).
Возможно запас есть и контроллер успеет снять сигнал управления

Мы как раз такое решение в каком-то даташите подсмотрели и сейчас пробуем собирать схему. Так что если получится, то на этом решении скорее и остановимся.

Можно попробовать защелку поставить( на операционнике или компараторе и полевике), пока питание не снимите по новой не запустите.

Прошу покритиковать получившуюся схему защиты мосфетов от превышения тока + защиты от коротокого замыкания. Требованием к схеме является: 1) гальваническая развязка контроллерной части от силовой, 2) возможность управлять сбросом состояния защиты с контроллера 3) защита от превышения по току 4) защита от КЗ. Особенностью данной схемы является передача сигнала превышения по току через микросхему ADUM3201 c задержкой 150нс. Это сделано, чтобы перенести триггер состояния защиты на сторону контроллера, тем самым получив возможность управлять им напрямую с контроллера и съэкномив на развязывающих элементах. Как по вашему будет ли эта схема обладать достаточным быстродействием в режиме защиты от КЗ? Ведь есть три эелемента вносящие задержку ADUM3201, компаратор, триггер. Оптимально ли построена общая концепция защиты? Нагрузка 400Ватт.

Сколько ни городи компараторов, контроллеров - защиты принципиально не получится.
В схеме должен быть элемент, ограничивающий скорость нарастания тока до безопасного уровня пока все эти компараторы размышляют.
Это один-единственный известный пока компонент - дроссель. Явно или неявно (паразитно), присутствующий и сдерживающий рост тока.

Спасибо. Приму во внимание. Значит, ставлю дроссель, он первым примет на себя удар, а остальная схема сработает чуть позже.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Модная в последнее время картинка
Раз уж адум вырубить в 3-состояние низзя, может отсюда что-нить взять?

Извиняюсь, но мне трудно сразу въехать в суть схемы. Уровень пока не тот Так местами что-то понимаю, что-то нет..
Эта схема защиты на базе падения напряжения отрытого канала мосфета?

В вашей схеме достаточно одного компаратора, второй можно безболезненно убрать.

Я бы рад. Но ведь тогда отлов превышения тока будет только по одной из полуволн. Т.е. тока только одного напрвления. Ведь если оставить один резистор-датчик тока, то при смнене направления тока( а ток у нас переменный) будет меняться полярность напряжения на резисторе и на компараторе будет неправильная полярность при одном из направлений тока.

Ну и что? Всё равно на отрицательной полуволне нижний транзистор шунтируется встроенным диодом

Не понял взаимосвязь. Вы хотитие сказать, что на одной из полуволн защита так и так не будет работать?

Так я не хочу сказать, защита работать будет. Просто подумалось, что для упрощения схемы достаточно отловить превышение тока на одной половинке.

Ещё подумалось, сравнение двух напряжений на уровне 0,06В в силовой схеме как-то не кошерно.

Одна половинка это 10мс. На слишком долгий период схема остается без защиты. При КЗ транзистор сгорит наверное и за 10мкс.

1. У Вас нижний компаратор неправильно нарисован.
2. Принято еще положительную обратную связь делать.
3. RC-цепочки на входы тоже на всякий случай нужно... Иначе на иголки наколетесь.

Вы имеете ввиду питание не подведено? Если да,то это мелочь



Ок. Я еще хочу гистерезис организовать, чтобы стабильней защита работала.



Спасибо. Учту. В этом случае наверное гистерезис и положительная обратная связь тоже дадут дополнительную помощь.

Нет, не это я имела в виду.
А зачем все это в 50-ти герцовой сети? Почему не тиристор?

Это для того, чтобы сработавшей защитой можно было управлять с контроллера. Если тиристор закрылся, то закрылся пока не снимишь питание.
К тому же если использовать тиристор(если на две полуволны то симистор), то резиторы датчика тока надо брать достаточно большого номинала, чтобы получить нужное падение напряжения, а это большее выделение тепла. У меня маленькое замкнутое пространство.

не проще ли сыграть на сопротивлении ключа и падении напряжения сток-исток ?
в таком случае в качестве компаратора и логики вполне можно обойтись 4093...

Насколько мне известно сопротивление канала нелинейно зависит от температуры и может изменятся в разы. Поэтому точность измерений будет низкая. Лучше взять тогда мосфет с датчиком тока.

Вам защита от КЗ нужна ?
тогда к чему точность измерения ?
MOSFET с датчиком тока не стоит использовать...

Нетолько. Защита по определенному току также.

У Вас Open-Drain Output Comparator. Поэтому диоды на их выходах ни к чему. Более того, так это работать не будет. Нужно соединить выходы по схеме монтажного ИЛИ, сделать подтяжку к питанию и рабочим считать переход из 1 в 0. Соответственно изменить логику работы схемы.
Кроме того, зачем Вам два шунта и два компаратора? Соединив истоки вместе, Вы сможете контролировать ток через общий резистор в обоих полупериодах. По очереди. Одновременно - смысла нет.

Переделал схему. Чтобы не менять логику добавил инвертирующий транзистор.



Не могу понять как это сделать. Ведь ток меняет свое направление, соответственно ЭДС возникающая на токовых резисторах меняет свою полярность относительно условной земли. А на неинвертирующий вход компаратора нужно подавать напряжение одной полярности. Объясните пожалуйста, как вы это видите?

Посмотрите теперь в симуляторе форму напряжения на коллекторе этого транзистора. вы увидите, что появилась дополнительная задержка из-за затянутости фронта.


Это я не внимательно смотрел - думал, у Вас расщеплённый источник. А это Вы не 220В коммутировать так собираетесь? Почему бы тогда не поставить диодный мостик и обойтись одним мосфетом, одним шунтом и одним компаратором? Выйдет дешевле и проще.

Их самых. С мостом у меня такие соображения, во-первых два последовательных диода + канал мосфета дадут большее падение напряжения, чем два последовательных мосфета, а значит нагрев. Ну и место мост займет больше, чем один DPAK транзистор.



А как это можно устранить, резистор в цепи коллектора уменьшить?

В случае с мостом у Вас появляется дополнительное падение напряжения, равное падению на одном p-n переходе. 0.7В. Пусть даже 1В. На фоне 220В - это сущий пустяк. И соответствующий рост нагрева...

Можно уменьшить. Но лучше инвертор поставить.

Если взять падение напряжения 1В и эффективный ток для нагрузки 400Ватт равный 1.8А, то мощность выделяемая на диоде 1,8Ватта. Помоему, очень неприятное дополнительное тепло для устройства объемом со спиченчный коробок в замкнутом пространстве стены.

В общем, чепуха получилась.
1. Как это Вы так красиво собираетесь IRF840 от 5 вольт открывать?
2. Не проще ли использовать дешевенький драйвер со встроенными возможностями, например MC33153 ?
3. Вариант контроля напряжения насыщения все-таки получше будет, мсм.

Это я в курсе. В реальной схеме подберу что-то более подходящее по напряжению затвора.



Мне нужна гибкость в управлении защитой. Например, если сработала защита превышения по току, то этот сигнал нужно передать контроллеру. В этом драйвере "считать" можно только сигнал КЗ.
Дешевенький он тоже условно. + на два транзистора.
Хотя надо еще раз подумать про такого типа драйверы.



Это я пока еще не знаю что за зверь...

Неа. Один на два транзистора и выйдет.
"Зверь" делается двумя диодами, вместо одного - это в ДШ почитайте.