Zmniejszenie napięcia mocującego diody TVS


12

Kontynuacja mojego poprzedniego pytania .

Projektuję produkt zasilany z zasilacza 5V, który zasila go do LDO TLV1117LV33 . Typowy pobór prądu dla projektu wynosi mniej niż 500 mA, ale regulator jest tani i stabilny z ceramicznymi nasadkami wyjściowymi, więc do tej pory mi się podobał. W każdym razie doradzono mi w poprzednim pytaniu, aby umieścić trochę ochrony ESD i przejściowej na linii Vin, co ma dla mnie sens, więc rozwiązaniem, o którym myślę, jest szeregowy polifuse PTC, a następnie standardowa jednokierunkowa dioda TVS do ziemia.

Jednak wszystkie diody, na które patrzyłem (np. Littelfuse SP1003 , Vishay GSOT05C ) mają dość wysokie napięcie zaciskowe. Rozumiem, że jest to standard, tzn. Że maksymalne napięcie cęgowe diody TVS będzie znacznie wyższe niż jej maksymalne odwrócenie. Zdaję sobie również sprawę, że niższe napięcie zaciskania i niższy opór dynamiczny są uważane za zaletę diod TVS.

Jednak zakres bezpiecznego działania mojego regulatora wynosi do 5,5 V (maks. 6 V absolutnie). Te diody mają 5 V odwrotną izolację i zazwyczaj ~ 7 V napięcie zaciskowe przy 1 A (~ 12 V przy 30 A). To z łatwością usmaży mój regulator! Widziałem urządzenia o niższych napięciach zaciskowych, ale kiedy mówię „niższy”, mam na myśli 10 V w przeciwieństwie do 12 V (przy 30 A). Jak zmniejszyć napięcie zaciskające, aby, jeśli przejściowy stan indukcyjny pojawi się na mojej szynie 5V (lub coś podobnego), mój regulator przetrwa?

Urządzenia takie jak MOV wydają się mieć jeszcze wyższe napięcia zaciskania, o ile wiem, nie jest to lepsze rozwiązanie. Słyszałem też trochę o wielostopniowej ochronie przed wyładowaniami elektrostatycznymi, ale nie ma porady, jak to zrobić. Czy coś przemyślam?

Odpowiedzi:


3

Możesz patrzeć na diody Zenera zamiast diod TVS, aby sprawdzić niższe napięcia cęgów (ale gorszą obsługę mocy).

Jak zły skok wejściowy na szynie 5 V chciałbyś się martwić? A może masz wyższe napięcie wejściowe? Możesz ustawić regulator inny niż LDO o wysokim napięciu znamionowym (jak LM350 lub cokolwiek innego) przed 5V, aby 5V było już dobrze regulowane. Normalny TVS ustabilizuje się znacznie poniżej znamionowego napięcia wejściowego 35 V LM350.

Jeśli jednak twój pobór mocy, który może zawierać skok, musi wynosić 5V, to nie zadziała.

Inną opcją jest rezystor / Zenera. Rezystor 2 Ω spadnie o 1 V przy 500 mA. Następnie zastosuj Zenera 5,1 V i regulator, poprzedzając je TVS, a uzyskasz nieco bardziej solidny system. TVS zajmuje się naprawdę złymi skokami; rezystor + Zener dba o to, aby napięcie „było w zakresie” bez wysadzenia, a regulator może wówczas regulować.

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Uwaga: Jestem hobbystą. Jeśli ktoś, kto robi to na życie, powie mi inaczej (i dlaczego / jak), chętnie przyznam, że się mylę :-)

Rozważmy więc skok o wartości 7 V, który mija TVS. Oznacza to, że Zener musi zostać oceniony na czasowe rozproszenie 1A, aby przetrwać.


Moje urządzenie jest zasilane z zasilacza w stylu ładowarki telefonicznej, więc jest ustawione na 5 V @ 1A. Regulatory łączenia łańcuchowego będą prawdopodobnie wiązały się ze zbyt dużym zanikiem, ponieważ nie ma zbyt dużego zapasu między 5 V a 3,3 V. Rezystory szeregowe również nie wchodzą w rachubę - jeśli jest wystarczająco duży, aby złagodzić skok, spowoduje również duże straty mocy i popchnie LDO do odpadnięcia. Jeszcze jedno - gdybym mógł użyć wyższego napięcia wejściowego, prawdopodobnie nie zawracałbym sobie głowy regresem liniowym. Po około 8 V straty ciepła byłyby na tyle wysokie, że dostałbym przełącznik, który byłby w stanie wytrzymać wejście 12 V.
tummychow

Idea wtórnego zenera jest jednak interesująca. Czy ktoś miał doświadczenie z tą techniką?
tummychow

Twoje założenie, że rezystor szeregowy spowoduje utratę spadku wtórnego regulatora, jest sprzeczne z prawem Ohma. Istnieje rezystor, w którym maksymalny pobór twojego urządzenia (500 mA) obniży napięcie wejściowe (5 V) mniej niż bezpieczny margines dla LD117V33. 2 Ohm jest bezpieczny, ponieważ możesz się zweryfikować. Śledź drugiego Zenera i jesteś dobry!
Jon Watte,

2 omy powodują spadek napięcia o 1 V na linii. W połączeniu z różnicami w specyfikacji zasilania USB (tak niskie, jak 4,75 V jest uważane za dopuszczalne, i nie zdziwiłbym się, gdyby moje fałszywe zasilanie ścienne USB zwisało do 4,5 V), regulator może teraz zostać przesunięty do pracy krańcowej. Przy 500mA jego zanik jest w przybliżeniu połową tego, co jest przy 1A, tj. ~ 250mV, więc 3,5V Vin zdecydowanie przycina to zbyt blisko jak na mój gust.
tummychow

Dlaczego więc martwisz się o duże skoki napięcia? Dodaj kondensator 220 uF i Zenera 5,1 V na wejściu i jesteś w porządku dla wszystkich normalnych zastosowań w opisanym przypadku użycia.
Jon Watte
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.