¿Es un transitorio de sobretensión de 9,6 µs lo suficientemente largo como para freír mi circuito (detalles en el interior)?

Estoy diseñando una placa para un entorno automotriz de 12 V, con una variedad de transitorios de voltaje de entrada que incluyen volcado de carga y sobrevoltaje permanente de 24 V. Estoy usando un TVS en la entrada para sujetar alrededor de 60 V seguido de un TI LM5060, un supervisor de fuente de alimentación, que en caso de sobretensión por encima de 18 V (o sobrecorriente) cortará la alimentación de mi circuito usando un 60 V externo MOSFET. La hoja de datos del LM5060 especifica un retraso de 9,6 microsegundos desde el inicio de una condición de sobretensión hasta que se apaga la compuerta MOSFET. En el otro lado del LM5060 tengo mi condensador a granel y la cantidad de reguladores lineales y otros circuitos integrados que en su entrada pueden tolerar hasta alrededor de 30 V (o 45 V según las partes que elija).

Así que mi pregunta es, durante los 9,6 µs que tarda el LM5060 en activarse, ¿cómo puedo asegurarme de que nada de lo malo se fríe? ¿Es suficiente un condensador a granel suficientemente grande (220uF?) para absorber ese transitorio? ¿O sería mejor usar un pequeño zener? ¿Cómo elegiría un valor para este zener/condensador?

Si alguien sabe de una alternativa mejor/más barata que LM5060, hágamelo saber. Solo lo necesito para proporcionar protección contra sobretensiones de hasta alrededor de 60V.

Puede retrasar la llegada de la corriente de entrada al LM5060 utilizando una bobina adecuada.
¿Cuánta corriente consume tu circuito? Existen varias técnicas económicas, pero varían según la cantidad de corriente que deben pasar.
mi circuito consume un máximo de 1.4A.

Respuestas (2)

Solo lanzando esto: la respuesta típica de FET se mide en nanosegundos.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Vshutdown > VzZD1 + VgthFET1

If VzZD1 = 50V and VgthFET1 = 3V then Vshutdown > 53V

Como se muestra, FET1 puede (intentará) destruirse a sí mismo para proteger la carga. Determine los tamaños de las resistencias de la siguiente manera:

R1 protects FET1  
(R2 > R1) ensures lower-impedance path through FET than load

Tamaño R2 según la ley de Ohm con Vout "grounded":

E = I * R
Edrop = Vin - Vout = 12V - 0V = 12V
R = Edrop / I
R = 12V / 1.4A = 8.57ohm

Si Vzd1 = 12V y VgthFET1 = 3V, entonces Vshutoff = 15V:

Ir2 = E / R
Ir2 = 15V / 8.57ohm = 1.75A

FET1 pasará Vin - Vzd1 - VgthFET1 cuando esté activo.
Si R1 = 0 y Vin = 50V:

VdsFET1 = 50V - 12V - 3V = 35V
I = E / R
I = 35V / 25mOhm = 1400A //Zap!

Si R1 = 4 ohmios ("menos" que R2) y Vin = 50V:

VdsFET1 = 50V - 12V - 3V = 35V
I = E / R
I = 35V / (4 + 25mOhm) = 8.70A
EdropR1 = 8.70A * 4Ohm = 34.8V
EdropFET = 8.70A * 0.025Ohm = 0.2V
P = I * E
PFET = 8.70A * 0.2V = 1.74W
PR1 = 8.70A * 34.8V = 302.76W //Warm
No estoy seguro de entender. Mi circuito consume 1.4A. ¡Eso significa que la caída de voltaje en la resistencia de 200 ohmios en su circuito será de 1.4 * 200 = 280 V! y R1 y ese MOSFET también tendría que ser enorme.
"Las resistencias necesitan un tamaño adecuado": PI agregó información adicional sobre el tamaño.
Además, si Vin = 12 V, con una resistencia de 200 ohm y una carga de 200 ohm, cada resistencia caería 6 V a 15 mA. Dado que 200 es demasiado grande, su carga no podría "demandar" 1.4A de ella. 1.4A es el máximo que pretende solicitar de la fuente de alimentación.
¿Los diodos Zener no necesitan tener una corriente que fluya a través de ellos para realmente dejar caer un voltaje? Sin una resistencia desplegable entre el Zener y el suelo, no estoy seguro de cómo funcionaría esto. ¿Quizás mi entendimiento está mal?
Para regular un voltaje estable, sí. Para este propósito, solo estamos tratando de descargar el sobrevoltaje a tierra y solo deberíamos necesitar sesgar la puerta por un momento.

Aunque la pregunta tiene tres años, no se dio una respuesta adecuada.

La hoja de datos del LM5060 especifica un retraso de 9,6 microsegundos desde el inicio de una condición de sobretensión hasta que se apaga la compuerta MOSFET. Así que mi pregunta es, durante los 9,6 µs que tarda el LM5060 en activarse, ¿cómo puedo asegurarme de que nada de lo malo se fríe?

" Delay from OVP Pin > OVPTH to GATE low " no significa necesariamente que durante este intervalo el voltaje de salida aumente considerablemente. El aumento del voltaje de salida depende de la operación de la bomba de carga, por lo que puede calcular cuánta carga puede entregar una bomba débil de 24 uA en la puerta mosfet durante 9.6 us (pista: 0.23 nC). Con esta cantidad de carga inyectada, el voltaje de la fuente de la puerta aumentará en una fracción de voltios (consulte el diagrama de carga de la puerta del mosfet), por lo que en realidad su desventaja es segura.

Obviamente, Cdv/dt es otra fuente de inyección de carga de compuerta, y se deben tomar medidas para que la inyección también sea insignificante durante el intervalo discutido.

¿Es un transitorio de sobretensión de 9,6 µs lo suficientemente largo como para freír mi circuito (detalles en el interior)?
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