Monoflop discreto de la vida real

En mi proyecto actual, necesito un PMOS de lado alto para desconectar una carga una vez que se detecta una condición de sobretensión o sobrecorriente (aguas abajo). Obviamente, sin un pestillo permanente, una vez que se abre el PMOS, desaparecerá una sobrecorriente y un sobrevoltaje, lo que permitiría que los comparadores vuelvan a cerrar el PMOS. Todo esto está bien ya que generalmente asumo fallas transitorias, que deberían desaparecer después del ciclo de energía. Sin embargo, si ocurriera una falla permanente, el PMOS alternaría rápidamente entre el estado abierto y cerrado, lo que en caso de un corto provocaría una corriente de pulso alta que agotaría las baterías rápidamente.

Por lo tanto, necesito un temporizador de apagado mínimo para mantener el PMOS en estado abierto durante un período corto (20 ms - 50 ms) después de que se haya detectado una falla. Esto permitiría volver al estado operativo para fallas transitorias, al tiempo que minimiza el impacto de las fallas permanentes.

Sé que hay circuitos integrados listos para usar como el LTC4364 y ​​similares de MAXIM, pero estos parecen escasear al menos en pequeñas cantidades y también son bastante caros.

Mi enfoque actual, sin el temporizador de apagado mínimo, se ve así:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Mi primera apuesta fue el venerable temporizador 555 u otro monoflop reactivable de propósito general, pero mi requisito de voltaje de suministro de Vin, max 36V descarta todas las partes que conozco. ¡Por favor, corríjame si estoy equivocado!

Esto me deja con una solución discreta, recurriendo a un monoflop BJT. Es activado por la salida OK de colector abierto del comparador. Cuando ocurre un error, OK baja y C1 se descarga, todo mientras la puerta PMOS es levantada por el PNP del primer esquema. Cuando se abre el PMOS, el comparador también deja de tirar OK bajo, pero la carga lenta de C1 lo mantiene allí durante algún tiempo.

esquemático

simular este circuito

Por favor revise por esquemas! Estoy especialmente inseguro sobre el funcionamiento del monoflop, ya que tengo la sensación de que podría estar usándolo de una manera un poco inusual. Todavía no he probado la cosa, pero solo simulé en LTSpice hasta ahora (que funciona bien).

Aclaración: Vin, max 36V es solo el voltaje máximo soportado por falla. El voltaje máximo de trabajo es de 12V.

Respuestas (2)

Iré al grano y sugeriré una modificación a su diagrama principal: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Use un diodo como se muestra para que la activación de Q1 se realice con bastante rapidez cuando ocurra una "sobrecarga". Para que esto funcione de manera efectiva, Q1 debe ser un FET de canal P; esto permitirá que C1 se cargue casi en el riel de alimentación entrante; de ​​hecho, agregue un diodo zener en R2 para limitar esta carga a 10 V (en caso de que la puerta se dañe por exceso). Voltaje).

R2 se puede elegir para que sea un valor alto que descargue lentamente C1 cuando "OK" vuelva a ser alto.

Agradezco su sugerencia ya que tiene un recuento de partes mucho más bajo. Lo probé en LTSpice pero tengo problemas para estabilizar el sistema. Al simular un cortocircuito permanente, solo el primer apagado es confiable. Los cambios repetidos ven mucha charla y tienen un período de espera mucho más corto. Voy a investigar más a fondo.
Tal vez pruebe Q1 (MOSFET) con un Vgs (umbral) más bajo. ¿Su entrada de 36 V está cayendo cuando la salida está en cortocircuito?
Está bien, intentaré eso. La configuración funciona bien para eventos únicos y también para el apagado inicial de fallas permanentes, pero falla en apagados sucesivos.
¿Dónde recibe OA2 sus rieles de alimentación?
OA2 obtiene energía antes de M1.

Sus voltios de entrada hacen que los circuitos integrados sean más difíciles, PERO podría darse el lujo de desperdiciar 600 mV en condiciones de sobrecorriente, por lo que es razonable colocar una resistencia de bajo valor en la fuente que encendería un SCR cuando se alcanza Vbe. Este SCR podría ser solo dos transistores GP. El uso de dos transistores en lugar de un SCR pequeño brinda una mejor velocidad y más control de parámetros como la retención de corriente. He usado BC337 y BC327 o BC557 y BC547 o BC817 y BC807. Luego usé conjuntos de transistores porque ahora son rentables y ahorran espacio. El ánodo del papel de su propio SCR se conecta a la puerta del canal P a través de una resistencia de puerta de 10 ohmios que lo apaga rápidamente en caso de sobrecorriente. En mi aplicación, me preocupaba la inductancia del cableado, así que coloqué un diodo de rueda libre Schottky para proteger el canal P de los picos de voltaje en el apagado. También me preocupaban los disparos molestos, así que supervisé la conducción del diodo de rueda libre para restablecer automáticamente el fusible electrónico. Finalmente, coloqué una bobina de 100 microhenry en serie con la salida. Esta base de diseño discreto ahora se emplea para la protección del sistema de alimentación de CC.