使用帶有故障定時(shí)器的RT1720熱插拔控制器的過壓,過流,瞬態(tài)電壓和反極性保護(hù)電路
通常在電子電路中,絕對有必要使用特殊的保護(hù)單元來保護(hù)電路免受過壓、過流、瞬態(tài)電壓和反極性等影響。因此,為了保護(hù)電路免受這些浪涌的影響,Richtek半導(dǎo)體推出了RT1720A IC,這是一種過度簡化的保護(hù)IC,旨在滿足需求。低成本、小尺寸和極少的組件要求使該電路非常適合用于許多不同的實(shí)際和嵌入式應(yīng)用。
因此,在本文中,我將設(shè)計(jì),計(jì)算和測試這個(gè)保護(hù)電路,最后,將有一個(gè)詳細(xì)的視頻展示電路的工作原理,讓我們開始吧。另外,請檢查我們之前的保護(hù)電路。
IC RT1720
它是一種低成本的保護(hù)IC,旨在簡化實(shí)現(xiàn)。關(guān)于IC的一個(gè)有趣的事實(shí)是,這個(gè)IC的尺寸僅為4.8 x 2.9 x 0.75 mm。所以,不要被圖像所迷惑,這個(gè)IC非常小,引腳間距只有0.5mm。
IC RT1720特點(diǎn):
?寬輸入工作范圍:5V ~ 80V
?負(fù)輸入電壓額定為?60V
?輸出箝位電壓可調(diào)
?可調(diào)過流保護(hù)
?可編程定時(shí)器故障保護(hù)
?低關(guān)機(jī)電流
?內(nèi)部電荷泵N-MOSFET驅(qū)動(dòng)
?過電壓快速80mA MOSFET關(guān)斷
?故障輸出指示
功能列表和尺寸參數(shù)取自數(shù)據(jù)表。
線路圖
如前所述,該電路可用于:
?瞬態(tài)電壓浪涌抑制器
?過壓保護(hù)電路
?過流保護(hù)電路
?浪涌保護(hù)電路
?反極性保護(hù)電路
另外,檢查我們之前的保護(hù)電路:
?使用NTC熱敏電阻限制浪涌電流
?過電壓保護(hù)電路
?短路保護(hù)電路
?反極性保護(hù)電路
?電子斷路器
組件的要求
這個(gè)保護(hù)電路是如何工作的?
如果仔細(xì)觀察上面的原理圖,您可以看到有兩個(gè)端子,一個(gè)用于輸入,另一個(gè)用于輸出。輸入電壓通過輸入端子饋電。
100K上拉電阻R8將SHDN引腳拉高。因此,通過使這個(gè)引腳高使IC。
25mR電阻R7設(shè)置了這個(gè)IC的電流限制。如果你想知道我是如何得到電流檢測電阻的25mR值的,你可以在本文的計(jì)算部分找到它。
晶體管T1、二極管D2、電阻R6和MOSFET Q2一起構(gòu)成反極性保護(hù)電路。一般來說,當(dāng)電壓電路電壓的VIN銷第一把SHDN通過VCC銷銷高和權(quán)力IC然后現(xiàn)在流經(jīng)電流檢測電阻R6二極管D2在正向偏壓條件下,這使得T1,電流流經(jīng)晶體管使也使Q1的MOSFET Q2現(xiàn)在目前可以流穿過MOSFET到負(fù)載。
現(xiàn)在,當(dāng)反向電壓施加到VIN端子時(shí),二極管D2處于反向偏置狀態(tài),現(xiàn)在不能流過MOSFET。電阻R3和R4形成一個(gè)分壓器,作為反饋,使過壓保護(hù)。如果您想知道我是如何計(jì)算電阻值的,您可以在本文的計(jì)算部分找到它。
MOSFET Q1和Q2形成外部N-MOSFET負(fù)載開關(guān)。如果電壓高于外部反饋電阻設(shè)定的設(shè)定電壓,超過RT1720 IC線使用外部負(fù)載開關(guān)MOSFET調(diào)節(jié)的閾值電壓,直到可調(diào)故障定時(shí)器跳閘并關(guān)閉MOSFET以防止過熱。
當(dāng)負(fù)載超過電流設(shè)定點(diǎn)(由連接在SNS和VCC之間的外部檢測電阻設(shè)置)時(shí),IC控制負(fù)載開關(guān)MOSFET作為電流源限制輸出電流,直到故障定時(shí)器跳閘并關(guān)閉MOSFET。此外,F(xiàn)LT輸出變低,表示有故障。負(fù)載開關(guān)MOSFET保持打開,直到VTMR達(dá)到1.4V,在MOSFET關(guān)閉之前為任何系統(tǒng)維護(hù)提供時(shí)間。
當(dāng)負(fù)載開關(guān)完全打開并且MOSFET的源極接近漏極電壓時(shí),RT1720的漏極PGOOD輸出上升。該輸出信號可用于使能下游設(shè)備或向系統(tǒng)發(fā)出信號,現(xiàn)在可以開始正常操作。
IC的SHDN輸入禁用所有功能,并將VCC靜態(tài)電流降低至7μA。
注:關(guān)于內(nèi)部功能和原理圖的詳細(xì)信息取自數(shù)據(jù)表。
注意:該IC可以承受高達(dá)60V的反向電源電壓而不會(huì)損壞
電路結(jié)構(gòu)
為了演示,該過壓和過流保護(hù)電路在原理圖的幫助下在手工PCB上構(gòu)建;本教程中使用的大多數(shù)組件都是表面安裝組件,因此,PCB是焊接和放置在一起的必要條件。
注意!所有的元件都盡可能地放置在一起,以減少寄生電容、電感和電阻
計(jì)算
該IC的數(shù)據(jù)表為我們提供了計(jì)算該IC的故障定時(shí)器,過壓保護(hù)和過流保護(hù)所需的所有細(xì)節(jié)。
故障定時(shí)器電容計(jì)算
在長時(shí)間故障的情況下,GATE將反復(fù)打開和關(guān)閉。通斷時(shí)間(tGATE_ON和tGATE_OFF)由TMR充放電電流(iTMR_UP和iTMR_DOWN)和TMR鎖存和鎖存閾值(VTMR_L - VTMR_UL)之間的電壓差控制:
電流檢測電阻計(jì)算
電流檢測電阻可由下式計(jì)算
注:50mV值由數(shù)據(jù)表給出
過電壓保護(hù)計(jì)算
過電壓和電流保護(hù)電路測試
為了測試電路,使用以下工具和設(shè)置:
1.12V開關(guān)電源(SMPS)
2.Meco 108B+萬用表
3.漢科600BE USB PC示波器
為了構(gòu)建電路,使用了1%的金屬膜電阻,并且不考慮電容器的公差。
測試時(shí)室溫為22攝氏度。
測試設(shè)置
下面的設(shè)置用于測試電路
為了演示,我使用降壓轉(zhuǎn)換器來改變電路的輸入電壓
?10歐姆的功率電阻作為負(fù)載,
?開關(guān)的作用是迅速增加多余的負(fù)荷。你可以在下面的視頻中觀察到。
?mecho 108B+顯示輸入電壓。
?mecho 450B+顯示負(fù)載電流。
現(xiàn)在,正如您在上圖中看到的,我已經(jīng)增加了輸入電壓,并且IC開始限制電流,因?yàn)樗F(xiàn)在處于故障狀態(tài)。
注意:請注意,為了演示目的,我增加了故障計(jì)時(shí)器的值。
應(yīng)用程序
這是一個(gè)非常有用的IC,可用于許多應(yīng)用,其中一些列在下面:
?汽車/航空電子電涌保護(hù)
?熱交換/生活插入
?用于電池供電系統(tǒng)的高側(cè)開關(guān)
?本質(zhì)安全應(yīng)用
?反極性保護(hù)
本文編譯自circuitdigest