Circuito limitador de corriente más simple, económico, rápido y mínimo con baja resistencia en estado normal

Su típico limitador de corriente de doble transistor puede ser su mejor opción. A continuación se muestran las versiones superior e inferior.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Tenga en cuenta que hay una penalización de aproximadamente una caída de voltios con este circuito.

Compre transistores duales en un solo paquete de 6 pines.

La pequeña resistencia hará que la corriente retroceda cuando llegue a Vbe. La otra resistencia establece la corriente base y debe calcularse para producir suficiente corriente de colector teniendo en cuenta Hfe.

SIN EMBARGO: tenga en cuenta que el transistor necesita manejar unos pocos vatios durante el corto, ya que solo limita la corriente a su valor de umbral.

Eche un vistazo a los circuitos integrados de controlador de lado alto ProFET. Estos dispositivos le brindan una unidad de lado alto conmutable con protección contra todo tipo de cosas, incluida la sobrecorriente de salida.

Puede encontrar y seleccionar ProFET fácilmente de los distribuidores.

Eche un vistazo al BSP752T, que es económico, pequeño y se puede controlar directamente desde una lógica de 3,3 V o 5 V.

Para construir sobre la excelente respuesta de Trevor :

Hay dispositivos semiconductores que son fuentes (o sumideros) de corriente constante; muchos de estos se verán internamente exactamente como el circuito de Trevor (tal vez agregando algunos elementos de compensación de temperatura).

Un dispositivo muy simple (sumidero de corriente constante con exactamente dos pines, diseñado para voltajes <= 50 V y una corriente máxima/constante de 350 mA) es el NSI50350AD . No sé qué hace internamente, pero la hoja de datos lo llama "transistor autopolarizado", por lo que es probable que sea una combinación de algunos transistores bipolares, un JFET y un par de resistencias internas.

Ahora, su límite de 50 V realmente duele: es difícil encontrar fuentes de corriente integradas que funcionen con ese voltaje. Para corrientes más pequeñas, un JFET autopolarizado podría funcionar, pero a 100 mA será costoso.

Entonces, realmente seguiría la solución de Trevor, aunque podría recomendar algunas cosas:

• Compruebe si no puede simplemente aumentar la velocidad de detección de fallas. Eso resolvería el problema.
• Debido a que (hasta donde yo sé, corríjame si me equivoco) es difícil encontrar conjuntos de transistores (que preferiría si necesita reducir el esfuerzo y el espacio de la placa), es posible que desee gastar un poco más en el componente que solo un NPN para Q4, pero ahorre en el costo de recoger y colocar al usar un dispositivo con múltiples comparadores en un solo caso. Afortunadamente, los comparadores 4x y los amplificadores operacionales 4x cuestan alrededor de 13 ct cuando se compran por cientos, por lo que son aproximadamente 3 ct en amplificador operacional por canal; use el opamp/comparator para comparar el voltaje sobre R2 con un voltaje de referencia constante (aquí, un simple zener podría funcionar) y para controlar Q3. Tenga en cuenta que ya no necesita un R3 para cada canal. (lo mismo se aplica para el enfoque de lado alto con Q5/Q6)
• Utilice conjuntos de resistencias en lugar de resistencias individuales, si el diseño térmico lo permite.

Otro enfoque relativamente loco sería usar una resistencia de 8.2Ω de lado alto antes de su carga. Después de eso, inserte un divisor de corriente entre su carga y el lado del LED de un optoacoplador de salida de transistor, con una resistencia en serie adecuada. Diseñe esa resistencia en serie de modo que para 100 mA$I_\text{Load}$, el transistor está saturado, pero para 500 mA, se pellizca significativamente. Ponga el CE de la salida del optoacoplador en serie de lado bajo con su carga:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Un candidato barato para el optoacoplador sería Lite-On CNY17 .

Este funciona a $0.2/puerto x16 https://ca.mouser.com/ProductDetail/NXP-Freescale/MCZ33996EKR2?qs=sGAEpiMZZMuCmTIBzycWfKe9ppy40BrEybgj5eCsa3I%3d

Aquí está la idea básica para el circuito SCR. Es posible que deba agregar una resistencia en serie con PTC1 para obtener el valor correcto de resistencia. La resistencia total en paralelo con la unión del emisor base de Q1 establecerá la corriente de disparo. Una vez que Q1 comience a conducir, el SCR se disparará y luego la carga estará protegida hasta que se dispare el PTC. Q1 puede ser un SOT-23. R3 y R4 son solo suposiciones. Solo están ahí para evitar daños por sobrecorriente en Q1. La mayoría de los SCR son algo grandes. Te dejaré mirar para ver si puedes encontrar uno lo suficientemente pequeño para satisfacer tus necesidades.

Nota: Una vez que se dispara el SCR, probablemente tendrá que desenergizar la fuente de alimentación antes de que deje de tirar hacia abajo del riel.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Iba a sugerir el circuito de doble transistor en serie, pero Trevor_G ya ha hecho un excelente trabajo al respecto.

En cambio, pensé que valía la pena revisar la opción de fusible PTC. Usted dice que eran demasiado lentos, pero eso sugiere que podría tener un diseño de fuente de alimentación marginal en su lugar.

Considere el Littelfuse RXEF017. Si bien puede tomar 8 segundos para disparar a 500 mA, seguramente esa es una corriente lo suficientemente baja para que su protección contra cortocircuitos tenga tiempo de activarse. A 2A, el tiempo de disparo es <0,2 s, que no es una gran cantidad de energía en un sistema de 24 V. De hecho, el objetivo de un fusible es ser el componente más susceptible del circuito a la corriente, por lo que es un poco preocupante que algo más pueda emitir su humo antes que el fusible.

Solo temo que se tome la molestia de limitar la corriente a una ventana estrecha por debajo de 500 mA, y luego descubra que otras cosas se vuelven marginales porque no pueden extraer suficiente corriente de entrada para cargar tapas o impulsar un pulso o algo así.