Akım sınırlama ve kısa devre koruması

[sadogan]

İlginiz için sağolun. İthal bir ürünün kartı üzerinden benzer kısmının şemasını çıkarıp düzenleyip uyguladım devre istediğim gibi çalıştı.

(Resim gizlendi görmek için tıklayın.)

Kısa devre olduğunda karuma  nasıl hocam maxsimum akımlamı sınırlıyor ?

[z]

Akım belirlenen sınıra ulaştımı Q48 ve Q53 ile yapılmış tristörümsü devre Q45'i dolayısı ile Q7 yi bloke ediyor.
Sistemi yeniden çalışır hale getirmek için MCUIO hattı low ardından high yapılıyor.

[CLR]

Benim 2. tasarıma çok benzer bir tasarım yapmışlar.

[Erhan YILMAZ]

Güzel bir tasarım yapmışlar. Belirlenen akım değerini aştı mı yada kısa devre durumunda kapatıyor kendini. Tekrar çalışması için I/O hattını açıp kapamak gerekiyor.

[CLR]

Benimde bir power supply projem var, benim teknik çalışma masam ile pc masam arasında 2-3 metre mesafe var, genelde pc'de çalıştığımdan uzaktan erişilebilir ve ayarlanabilir power supply ihtiyacım oluyor. Bu nedenle stm8 ile uzaktan kumandalı bir power supply yapmaya karar verdim.  Aşağıda 3D pcb görüntüsü var. 

Uzaktan kumanda ile kontrol (Bu kumandadan elimde 2-3tane var ve portatif ve şık bulduğum için seçtim)
2 kanal 0-25V dijital olarak ayarlanabilir,
2 kanal 0-3A   dijital olarak ayarlanabilir (Aslında 5A'e kadar dizayn ettim ama biraz garanticiyimdir 3A'e kadar çalıştıracağım)
Her kanalda TPS5450(5A switching IC) var
Donanımsal akım koruma ile çıkış kesilir ve geri bildirim işlemciyede geliyor, o anda oda çıkışı kesiyor(and gate gibi bir yaklaşım), Kumanda ile tekrar aktif ediyorsun.
Çıkış voltajını ve akımını doğrudan yük üzerinden online ölçer.
En güzel özelliğide çıkışı istediğin anda kesip(off)/açmak(on) yapabilecek   

[leblebitozu]

"PTC Resettable Fuse" farklı akım değerleri için bu tarz ürünler var, çıkışa seri bağlanıyor, max akım değeri aşıldığında devreyi kesiyor, soğuyunca tekrar aktif oluyor.

Örnek;
http://www.littelfuse.com/products/resettable-ptcs.aspx

[Erhan YILMAZ]

@CLR Güzel proje olmuş hocam elinize sağlık. Dijital ayarlama için ne kullandınız? Dijital potansiyometre mi kulandınız? Birine lazım olmuştu ama bilgim olmadığı için tam çözüm üretememiştim.

@leblebitozu Şirkette de vardı hocam akıllı sigorta diyorlar. Akıllı deyince bende o ne güzel dedim hiç uğraşmayız. Taktım bitane 0.65 amperlik (o varmış kullandıkları) o açılana kadar mosfet bjt ne varsa yandı gitti. Akü şarj devrelerinde daha çok iş görür gibi ptc'ler. Bu devreyi tavsiye ederim gayet güzel çalışıyor aklınızın bir köşesinde bulunsun.

[CLR]

@CLR Güzel proje olmuş hocam elinize sağlık. Dijital ayarlama için ne kullandınız? Dijital potansiyometre mi kulandınız? Birine lazım olmuştu ama bilgim olmadığı için tam çözüm üretememiştim.

Evet, her kanal için iki adet dijital pot içeren bir IC kullandım ama dijital potlar hiç akıma (genelde dijital potların dayanma akımları max. 1mA ) veya gerilime maruz kalmıyor bu nedenle güvenli bir tasarım.   

[Erhan YILMAZ]

Ne yapıyor peki dijital potlar? Mosfetlerin VGS'sini mi ayarlıyor?

[CLR]

Resetable fuse gerçekten iyidir ama doğru seçmek lazım mesela 1A'lik resetable fuse 1A'de hemen atmaz, hemen atması için 1.5A civarı vermek gerekir. 1.1A'de atması için belki 1dk belki 1saat beklemek gerekebilir.
mesaj birleştirme:: 15 Kasım 2013, 23:04:45
Switching PS'nin feedback'ini ayarlıyor opamp üzerinden yani opampın kazancını kontrol ediyor.

[asma]

Müdahaleyle resetlenen sistem nasıl tam isteğiniz gibi oldu. 
Tristörlü akım koruma devresi bundan çok daha küçük olurdu.
Q46,48,53 ve diyotlara gerek kalmazdı.
Üç elemanla korumaya geçip kendini resetleyen sistem için kafa yoruyorduk.  Bu devre kolaya kaçmak oldu.

Latifeyi bir kenara bırakırsak, işiniz görüldüyse ne mutlu bize. (yardımcı olamasakta takip ettik)

Kolay gelsin.

[Erhan YILMAZ]

@asma
Doğru diyorsunuz aslında denemedim ama tristörlü bir devreyle daha basit olabilirdi. Benimde kilitleme olayından haberim yoktu. Sadece akım sınırlaması isteniyordu. Cihazdan şemayı çıkarınca fark ettik bunu olduğu gibi kullandım.

@CLR
Feedback ile oynayıp akım/gerilim ayarlamak bilinen bi yöntem mi hocam? Profesyonel sistemlerde nasıl yapılıyor bu iş? Referans bir uygulama notu, doküman v.s. var mı?

[skara1214]

@CLR
Feedback ile oynayıp akım/gerilim ayarlamak bilinen bi yöntem mi hocam? Profesyonel sistemlerde nasıl yapılıyor bu iş? Referans bir uygulama notu, doküman v.s. var mı?

aslında digital pota gerek yok dac daha güzel iş görür bence zaten sistem feedback sabit bir sayıya ulaşmısmışmı ulaşmamışmı ona bakıyor.Alınan akım voltaj değeri lm358 gibi bir opampla karşılaştırılır(diğer bacakta dac var) feedback bacağına girerse sistemi ayarlar(ozellikle ayarlanabilir lm2576nın refi 1.23 ttl girdiginizde 0 volt  çıkışı açar 5 voltta kapatır).CLR hocam yanlışım varsa düzeltirmisiniz?
http://www.ottomat.hu/Kapcsrajzok/aramgenerator3.pdf

[CLR]

@skara1214
Bunun bir çok yöntemi var, DAC olur, PWM olur, PGA(programmable gain amplifier) olur, DPOT olur, benim yaptığım sistem aşağıdaki gibi, her yiğidin yoğurt yemesi farklıdır, ben biraz garanticiyimdir. Hem donanımsal hem yazılımsal koruma ekledim. Dijital sistemi kendimce çok sağlam tasarlasamda, dijital sistemlere pek güvenmem bu nedenle analog koruma bana göre şart. DAC'ı işlemci süreceğeği için pek güvenmem açıkçası.
 
Linkini verdiğin devre ilginçmiş, benim yaptığım sistemde simetrik beslemeye gerek yok. Ayrıca o sistemde herşey lm2576'ya bağlı görünüyor.   

@Erhan
Opamplar ve power supply üzerinde biraz çalıştı isen kendin yapabilirsin. Aşağıda mantığı var. Profesyonel sistemlerde genelde donanımsal koruma, eğer işlemci varsa yazılımsal korumada ekleniyor.   

Benim sistemimde mantık şu, Gerilimi ve akımı  ayarlanabilen 2 kanal var, her kanal birbirinin kopyası.

Akımı  smd wattlı direnç üzerinden okuyorum sonrasında RC filtreye sokuyorum amaç ani akım yükselmelerini ( mikrosaniyelik) kırpıyor bu yapıya elektronikte snubber deniyor. Sonrasında opampa giriyorum ve kazancı dijital potla ayarlıyorum, kazancın ne olacağını stm8 söylüyor, tabii bizim UK ile ayarladığımız akım değerine göre. Opampın çıkışında bir karşılaştırıcı var, eğer akım istediğimiz değeri aşarsa hemen TPS5450'i off yapıyor ve aynı anda stm8'de external interrupt oluşturuyor ve stm8'de TPS5450'i off yapıyor. Opamp çıkışı ON olsada, stm8 çıkışı çıkışı OFF'ta tutuyor. Yani hem donanımsal hemde yazılımsal koruma var(donanımsal basit bir and gate var ile hem işlemci hem opamp off yapabiliyor ),

Gerilim kısmıda çok benzer ama o kısım TPS5450'ın feedback'ine bağlanıyor. Ayrıca amplifikatör olarak çalışan opamp çıkışları işlemcinin adc portuna bağlı, online gerilim ve akımı okumak için.

Benim elimde dijital potlar vardı onları kullandım ama dijital pot + opamp yerine microchip PGA 'da kullanılabilir.   
   

[Icarus]

skara1214'nın dediğini yaparsak(doğru feedback yerine komparator koyarsak), sistem PWM yerine pulse skip veya bust mode çalışabilir (%90)
CLR'nin feedback yoluna datasheet'deki gibi direnç yerine dijital pot koyalım tekniği ise beni biraz geriyor çünkü dijital pot'ların çıkışları izole değildir. Eğer ki pot'a kontrol gerilimden daha yüksek bir gerilim gelirse, geriye doğru (kontrol sistemine doğru ki bu durumda stm8 ? ) yüksek gerilim kaçar.
İyi ihtimalle reset en kötü ihtimalle "magic smoke" çıkmaya başlar.
Kanımca normal çözüm konvertörü tekrar dizayn edip, basit Vref'i ayarlı hale getirmektir.