¿Existe un IC de protección contra sobrevoltaje, sobrecorriente y polaridad inversa?

Estoy diseñando un circuito que tiene los siguientes requisitos de protección:

• Polaridad inversa
• Sobretensión (60v máx.)
• Sobre corriente (aproximadamente 1A)

Hay un rango de voltaje de entrada bastante grande, de 10v a 60v.

48v es nominal, dibujando alrededor de 150mA. A 10vin, consume 750mA ásperas.

Hice y probé el siguiente circuito para satisfacer las condiciones: (Los valores están funcionando pero no han demostrado ser óptimos)

M1 fue mi punto de partida para la polaridad inversa, luego se agregaron zener, divisor y M2 para sobretensión.

Descubrí que se necesitaba D1 cuando lo embarqué, para mi molestia, ya que quería evitar mucha caída de voltaje. (Huelo redundancia ...)

El fusible es el elemento más frustrante. No quiero tener que reemplazar ningún componente si hay una falla (incluso un fusible en una carcasa), por lo que estaba trabajando con un fusible reiniciable PTC. Esto no solo tiene un tiempo de disparo horrible (¡~ 4 segundos!), Sino que también tiene una gran huella en la PCB; demasiado grande para mí, me temo :(

Decidí que es más beneficioso para mí monitorear la corriente y apagar un FET, por ejemplo, que bloquear el circuito si ocurriera tal falla.

Mi pregunta es...

A) ¿Existe un CI que pueda encargarse de estos tres elementos? He estado mirando los circuitos integrados de protección del cargador de batería, pero todavía no he encontrado nada.

B) ¿Alguien tiene una sugerencia sobre la incorporación del requisito de sobrecorriente en mi circuito sin fusible? Mis pensamientos iniciales fueron usar una resistencia sensorial, un comparador y otro FET, pero no puedo evitar pensar que todo el circuito podría simplificarse mucho.

Gracias por mirar.

Pruebe este IC: http://www.linear.com/product/LT4356-1

LT4356-1 y -2 - Características del tope de sobrevoltaje

Stops High Voltage Surges
Adjustable Output Clamp Voltage
Overcurrent Protection
Wide Operation Range: 4V to 80V
Reverse Input Protection to –60V
Low 7μA Shutdown Current, LT4356-1
Adjustable Fault Timer
Controls N-channel MOSFET
Shutdown Pin Withstands –60V to 100V
Fault Output Indication
Guaranteed Operation to 125°C
Auxiliary Amplifier for Level Detection Comparator or Linear Regulator Controller
Available in (4mm × 3mm) 12-Pin DFN, 10-Pin MSOP or 16-Pin SO Packages

Debe tener en cuenta que el IC LT4361 recomendado anteriormente es similar pero no es compatible con los requisitos de su rango de voltaje de entrada; muchos circuitos integrados están destinados a soportar la protección de los buses de suministro de bajo voltaje, menos el rango de voltaje más alto que busca. LTC4361-1 / LTC4361-2 - Características del controlador de protección contra sobretensión / sobrecorriente

2.5V to 5.5V Operation
Overvoltage Protection Up to 80V
No Input Capacitor or TVS Required for Most Applications
2% Accurate 5.8V Overvoltage Threshold
10% Accurate 50mV Overcurrent Circuit Breaker
<1μs Overvoltage Turn-Off, Gentle Shutdown
Controls N-Channel MOSFET
Adjustable Power-Up dV/dt Limits Inrush Current
Reverse Voltage Protection
Power Good Output
Low Current Shutdown
Latchoff (LTC4361-1) or Auto-Retry (LTC4361-2) After Overcurrent
Available in 8-Lead ThinSOT™ and 8-Lead (2mm × 2mm) DFN Packages

Si desea que su circuito sea tolerante al sobrevoltaje, tendrá que especificar hasta qué voltaje, porque su circuito de protección debe construirse para soportar ese voltaje.

Si puede permitirse la caída, un puente de diodos es una forma segura de ser independiente de la polaridad. Puede eliminar la caída utilizando un relé.

Para sobrecorriente, tendrá que decidir qué hacer cuando detecte sobrecorriente. ¿Limitar la corriente al valor máximo? ¡Eso implica un elemento lineal, y por lo tanto (mucha) disipación de potencia! Otra opción es cortar la energía de su dispositivo hasta que se elimine la energía. Esto implica algún elemento de memoria, un tiristor puede ser conveniente para este propósito.

Tenga en cuenta que su deseo de no tener un fusible hace una gran diferencia en el costo: de lo contrario, un diodo zener fusible + potencia haría la protección inversa y de sobretensión, y una palanca de tiristor activada por corriente haría sobrecorriente.

Parecías descontento con la caída de un diodo en serie. Debe darse cuenta de que casi cualquier forma de monitoreo de corriente necesitará alguna caída de voltaje, y las caídas más bajas requieren un circuito más complejo.

Hay chips que proporcionan funciones de detección de sobretensión o detección de sobrecorriente. Sin embargo, puede ser bastante económico construir su propio circuito. Hay un artículo razonablemente bueno en EDN en línea que describe un circuito de componentes discretos como se muestra a continuación:

Una característica clara del circuito anterior es que funciona como un disyuntor y elimina la carga de la entrada con falla. Permanece eliminado hasta que se restablezca mediante un interruptor táctil o se elimina la potencia de entrada.

Sugiero que la protección de polaridad inversa se puede proporcionar mejor a través de un diodo Schottky en serie en la línea de suministro Vin +. También le sugiero que diseñe su detector de sobretensión y sobrecorriente de manera que deje intacta la conexión a tierra del circuito. Algún día, cuando las ideas de su proyecto se conviertan en un producto real que debe llevar a un laboratorio para pruebas de emisiones e inmunidad, realmente apreciará el uso de técnicas de diseño que mantienen un solo GND, planos GND y referencias de chasis / gabinete.

Si. Puede encontrar innumerables circuitos integrados para sus necesidades. A continuación se muestra el LTC4361 de Linear Technologies . Todas las series LTC43 son uno u otro circuito integrado de protección. Puede consultar la hoja de datos del siguiente CI y diseñar los periféricos de acuerdo con sus requisitos.