Reforzar un SSPC de alta corriente casero

Después de establecer que no vamos a usar nuestro banco de carga en modo PWM (ver aquí ), ahora estoy tratando de diseñar un circuito que sería controlado por un µC (Arduino o similar) y un multiplexor ( esto ).

También estoy tratando de proteger la entrada del voltaje inverso y la sobretensión / haciéndola capaz de atender una entrada digital de 1,8-24V.

Bien, aquí está mi pensamiento de diseño

  1. 1N4148 para protección contra voltaje inverso
  2. Diodo Zener de 1,8V para protección contra sobretensiones (capaz de tomar 24V como señal digital)
  3. Resistencia para protección de corriente (500R ==> 10mA@5V)
  4. De este no estoy muy seguro: un 0,1µF para que todo el artilugio no se apague entre dos "ciclos" del multiplexor. Sé que definitivamente sería imposible en una aplicación de cambio rápido, pero ese no es el caso allí... También supongo que el chip MUX no cambiará un estado de salida entre dos ciclos de actualización, pero...

ingrese la descripción de la imagen aquíAsí que de todos modos, espero no estar completamente fuera de lugar en esto y espero sus comentarios.

Hasta aquí lo que me llevo:

  • Mi // diodo es inútil
  • Podría usar un transistor de canal P en lugar de un diodo para protección inversa (evita el diodo Vf). Di algo como esto

Pero también me trae una pregunta a la mente: ¿esta protección de entrada sería compatible con alguna entrada de alta velocidad? ¿El tiempo de subida de este transistor de canal p no se sumaría también a toda la cadena?

  • No puedo usar una resistencia para limitar la corriente ya que mi voltaje de entrada tiene un amplio rango

Donde sigo perdido:

  • ¿Qué debo usar para limitar la corriente? :-)
  • ¿Se usa un diodo zener de esta manera (a través de su voltaje de ruptura) realmente funcionará a 10-40 mA? Si me refiero a la hoja de datos del diodo Zener, el Vz está muy por encima de los 1,7 V nominales cuando está por encima de los 50 µA nominales. Está muy por encima de 3V a solo 10mA
  • ¿Tal vez solo usar un LDO como este resolvería todo eso?

¡Gracias por la ayuda!

Hola a todos,

Bien, todavía no confío en mi protección contra sobretensiones zener...

Después de leer un poco, descubrí que tengo que asegurarme de que el zener siempre conducirá algo de corriente o podría no ser muy efectivo en absoluto... Así que voy a agregar otra resistencia en // con el zener para garantizar esta corriente mínima. No solo completamente seguro de que es la forma correcta de hacerlo.

La última vez que lo comprobé, los Zener funcionan bien en dirección hacia adelante. Podría cortar fácilmente el 1N4148.
Hola Dave. Tienes razón, me perdí por completo esto... ¡Gracias por el comentario!
Solo interés: los Zeners tienden a tener un voltaje directo notablemente más alto que los diodos de silicio estándar. Desde la memoria, la caída de avance de 1V no es inesperada. Con algunos dispositivos, el voltaje más alto puede ser importante (pero casi seguro que no aquí).
Detalle muy pequeño: si hace que el esquema sea horizontalmente más compacto (trazas más cortas y espacio más corto entre componentes, U1/Q1 por ejemplo), la imagen probablemente se verá más grande y más clara. (O puede usar el editor incrustado)

Respuestas (1)

Sus especificaciones: (mi resumen)

Aporte

  1. Entrada desde salida 3.3V o 5V uC.
  2. protección de voltaje inverso de entrada.
  3. Entrada digital 1,8~24V (si es posible)

Producción

  1. Suministro externo de 12 V al interruptor de lado bajo en serie, aislado galvánicamente de la entrada.
  2. Interruptor de salida RdsOn ~0.0012ohm

Características del LED óptico IR

ingrese la descripción de la imagen aquí

Todos los LED se pueden simplificar mediante V F = V t h + I F ∗ mi S R Del gráfico (típico), V t h = 1.36 V   @ T C = 25 ′ C     mi S R = 2.86 Ω   (= 0,1 V/0,035 A)
Sin embargo, existe una gran tolerancia en esto, como se indica en la tabla de la hoja de datos VOM1271 Voltaje directo del LED V F = 1.2 V metro i norte ,   1.4 V t y pag ,   1.6 V metro a X @ I F = 10 metro A    

Comentarios sobre el diseño propuesto en cuestión

  • Es la amplia tolerancia en ESR lo que afecta a Vf frente a If, así como el cambio de temperatura en el voltaje de umbral Vth, lo que hace que el uso de una serie fija R no sea adecuado para un amplio rango de voltaje de entrada cuando se desea un rango de corriente limitado.
  • Es posible una entrada de 3,3 V a 5 V, pero se debe analizar el ESR del voltaje lógico e incluirlo en la caída de voltaje usando Vol/Iol.
  • para la protección contra voltaje inverso en lugar de diodos de derivación, use un diodo Shottky en serie o evite seriamente el voltaje inverso por diseño.

    Recomendación:

Revise las especificaciones de ejemplo para los interruptores laterales bajos inteligentes para automóviles, hay muchos de estos con un mejor rendimiento.
Luego revise sus especificaciones de diseño según lo requerido y comience de nuevo. p.ej.

https://www.digikey.com/product-detail/en/infineon-technologies/BTS500101TADATMA1/BTS500101TADATMA1TR-ND/6565755

https://www.digikey.com/en/product-highlight/i/infineon/high-and-low-side-switches

Hola Tony. Gracias por la respuesta. Sin embargo, un par de precisiones: estoy tratando de hacer que la entrada sea compatible con el voltaje más amplio posible, de 1,8 V a 24 V. Pero como lo veo con el problema de tolerancia de ESR, eso va a ser difícil... Además, los 10 mA fueron casi inesperados, veo que puede tomar hasta 40 mA y, en ese caso, subiré el corriente siempre que no me arriesgue a freírla, también debería acelerar el encendido... Con respecto a la salida, estoy controlando una carga de 36V / 35A que es demasiado alta para estos interruptores automotrices de lado bajo... ¡Qué pena porque son bastante geniales!
Con respecto a la protección contra voltaje inverso, ¿podría explicar de qué manera es superior un schottky en serie a un // diodo de derivación? Supongo que en el diodo de derivación, corre el riesgo de freír el suministro, ¿verdad? Pero en serie, tienes que tragarte el diodo Vf... :/ También estaba viendo esta forma de hacerlo con un pequeño transistor de canal P , ¿cuál es tu opinión?
Correcto. mejor con bajas pérdidas RdsOn
Reforzar un SSPC de alta corriente casero
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