1. Пасивні елементи захисту на дискретних елементах
2. Електронні запобіжники e-Fuse
3. Електронні запобіжники eFuse з вбудованим ключем
4. Резервування джерел живлення
5. ORing-контролери TI
6. Контролери для «гарячого» підключення змінних модулів (Hot Swap)
7. Hotswap-контролери із зовнішнім ключем
8. Контролери «гарячого» підключення харчування на негативне напруга
9. Мікросхеми для моніторингу струму
10. Висновок
11. Про компанію Texas Instruments

У джерелах живлення будь-якого типу важливим є захист ланцюгів харчування від перевантажень по струму і напрузі, а також безпечне підключення джерел живлення до навантаження. Серед пропонованих компанією Texas Instruments рішень для безпечної комутації та моніторингу ланцюгів харчування є як вироби для роботи з зовнішніми транзисторами, так і вироби нового покоління - електронні запобіжники eFuse, що містять вбудований силовий ключ.

Схема ланцюга живлення електронного пристрою складається з джерела живлення і підключається навантаження. Для безпечної і надійної роботи пристрою джерело живлення повинен забезпечувати нормальний режим по струму і напрузі в ланцюзі. При аварійних ситуаціях в ланцюзі харчування можуть відбуватися як короткочасна, так і довготривала перевантаження по струму, перенапруження або подача недостатнього для коректної роботи напруги живлення, а також помилкова зміна полярності напруги в результаті неправильного підключення джерела живлення до навантаження. Всі ці події можуть викликати вихід з ладу питомого пристрої (навантаження), а також силових ланцюгів джерела живлення, привести до локального перегріву і навіть загоряння пристроїв. Міжнародні стандарти регламентують обов'язкове використання в ланцюгах харчування електронних пристроїв запобіжних приладів, що забезпечують гарантоване відключення пристрою від мережі живлення при перевантаженнях для запобігання загоряння в процесі експлуатації.

Перевантаження по струму і по напрузі в основному виникають в процесі підключення або відключення джерела живлення від навантаження. Основна причина струмового перевантаження при підключенні харчування - підвищений пусковий струм (inrush current), значення якого може на порядок перевищувати номінальний струм. Типовий приклад: момент підключення мережевого AC / DC-адаптера до електронного блоку, ємність вхідних ланцюгів харчування якого може складати декілька тисяч микрофарад. Високий пусковий неконтрольований ток здатний спалити запобіжник в ланцюзі харчування (кращий варіант з позиції безпеки), вивести з ладу вхідні кола питомого електронного блоку, а також привести до виходу з ладу вихідних силових транзисторів джерела живлення. Високі пускові струми можуть виникати і в ланцюгах харчування потужних електроприводів. Проблема захисту живлення від перевантажень особливо актуальна для наступних класів електронних пристроїв:

• електронні прилади з живленням від зовнішніх мережевих AC / DC-адаптерів;
• електронні системи з «гарячим» (hotswap) підключенням змінних модулів (наприклад, телекомунікаційне стоечное обладнання);
• периферійні комп'ютерні пристрої, що підключаються до шини USB (наприклад, зовнішні накопичувачі на жорсткому диску);
• системи і прилади з резервними або альтернативними джерелами живлення (літієвий акумулятор, мережевий адаптер, бортова мережа автомобіля);
• джерела безперебійного живлення, системи з його резервуванням.

У всіх цих пристроях при роботі можливе виникнення небезпечних перехідних процесів в ланцюгах харчування.

Пасивні елементи захисту на дискретних елементах

Пасивні захисні елементи в ланцюгах харчування електронної апаратури використовуються вже кілька десятків років і продовжують активно використовуватися в даний час. До них відносяться:

• плавкі запобіжники (захист по струму);
• відновлювані запобіжники (захист по струму);
• стабілітрони (захист від перенапруги).

Причиною поширеності і популярності пасивних запобіжників є в першу чергу низька ціна і простота застосування. Однак ці компоненти мають певними недоліками.

Мал. 1. Залежність часу спрацьовування плавких запобіжників від протекаемого струму

Основні недоліки плавких запобіжників

• Непередбачуваний момент спрацьовування внаслідок впливу багатьох невизначених у часі чинників. В першу чергу від температури навколишнього середовища, ресурсу роботи запобіжника і режимів роботи. В результаті струм спрацьовування може сильно відрізнятися від номінального, зазначеного на запобіжнику.
• Повільне спрацьовування. Є швидкі (fast) і повільні (slow) плавкі запобіжники. Процес розплавлення проводить зволікання надструми може статися за час від одиниць до десятків мілісекунд для fast і до кілька сот мілісекунд для запобіжників slow. Час спрацювання залежить від рівня струмового перевантаження (див. Малюнок 1). Чим більше струм - тим швидше відбувається розплавлення зволікання. Для запобіжника з номінальним струмом 0.5 А час спрацьовування дорівнює 1 мс при триразовому перевищенні струму.
• Залежність порога струму від навколишньої температури. Чим більше зовнішня температура, тим менше енергії потрібно на розплав зволікання, і тим при меншому струмі спрацює захист.
• Потрібна заміна перемички після спрацьовування.
• Живиться пристрій після спрацьовування запобіжника залишається без харчування.

Основні недоліки самовідновлюються запобіжників

• Значний опір в штатному режимі при номінальних токах. Робота запобіжника пасивного типу заснована на локальному перегрів омічний структури надструми, в результаті чого збільшується опір і відбувається обмеження струму. Втрати енергії на них в два рази вище, ніж на звичайних плавких вставках.
• Низька стійкість до імпульсних перенапруг і надструмів. У міру впливу таких імпульсів на запобіжник PolySwitch, відбувається деградація елементів, зміна їх важливих параметрів (опору у відкритому стані і струму спрацьовування) і вихід з ладу.
• Зміна токового порога спрацьовування згодом внаслідок неминучою деградації структури.
• Значна залежність струму спрацьовування від температури навколишнього середовища (див. Рисунок 2). Поріг спрацьовування одного і того ж запобіжника може коливатися в діапазоні від 40 до 140% від номінального струму, в залежності від температури (крива С на малюнку 2).
• Опір запобіжника збільшується після кожного спрацьовування, що призводить до подальшого збільшення втрат потужності.

Мал. 2. Залежність струму спрацьовування самовідновлюються запобіжників від температури

Електронні запобіжники e-Fuse

Недоліків, властивих пасивним схемами захисту, повністю позбавлені активні або, як їх ще називають, електронні запобіжники серії eFuse виробництва компанії Texas Instruments. По суті, електронний запобіжник являє собою схему польового ключа з низьким опором відкритого каналу, інтегрованої схемою управління і ланцюгами моніторингу рівня проходить струму і вхідної напруги. Структурна схема електронного запобіжника eFuse приведена на малюнку 3.

Мал. 3. Структура електронного запобіжника eFuse

Схема включається в розрив ланцюга харчування і забезпечує захист ланцюгів навантаження від підвищеного пускового струму, струму короткого замикання, кидків вхідної напруги, зниженої напруги, а також від помилкової зміни полярності напруги на вході.

Пороги можуть встановлюватися зовнішніми ланцюгами (резисторами або резистивним дільником напруги) або, наприклад, з вихідного порту мікроконтролера, який здійснює моніторинг стану ланцюгів живлення пристрою або системи. Спрацьовування електронного запобіжника відбувається автоматично при виявленні одного із заданих тривожних подій: перевищення заданого рівня струму, зниження рівня вхідної напруги нижче норми, перевищення рівня напруги вище норми, помилковою полярності напруги на вході.

Випускаються електронні запобіжники як з вбудованим ключем, що забезпечує роботу в ланцюгах з струмом до 12 А, так і для застосування з зовнішнім силовим транзистором. Запобіжник eFuse із зовнішнім ключем забезпечує більший рівень комутованого струму. Крім того, в залежності від заданого типу захисту в запобіжниках може бути використаний один з сценаріїв захисту: автоматичне відновлення комутації після зникнення аварійної ситуації або ж засувка аварійної події. У другому випадку для повернення в нормальний режим роботи потрібно перезапуск джерела живлення за участю оператора або під управлінням мікроконтролера, яка провадить моніторинг ланцюгів харчування.

Електронні запобіжники eFuse з вбудованим ключем

Запобіжники з вбудованим польовим транзистором призначені для захисту ланцюгів живлення в діапазоні від 2.5 до 20 В з струмом до 12 А. Пристрої даного типу можна розділити на три сегменти: з фіксованим робочим напругою ( TPS2592A / B / Z ), З широким діапазоном робочих напруг ( TPS25910 ) І з можливістю вимірювання протікає через них струму ( TPS24750 / 1 ).

У таблиці 1 наведені основні параметри мікросхем електронних запобіжників e-Fuse з вбудованим MOSFET-транзисторів.

Таблиця 1. Електронні запобіжники з вбудованим ключем

Найменування Макс. ток, А Робоча напруга, В Установка порогового струму Моніторинг Відключення при зниженій напрузі Захист від перенапруг Контроль наростання вих напр TPS2592x 5 5, 12 Зовнішній резистор немає Зовнішня ланцюг Вбудована: 6.1 В; 15 В Зовнішній конденсатор TPS25910 5 2.9 ... 20 Зовнішній резистор, немає Внутрішній компаратор Зовнішня Зовнішній конденсатор TPS2475x 12 2.5 ... 18 Зовнішній резистор, Аналоговий вихід Внутрішній компаратор Внутрішній компаратор Зовнішній конденсатор

На малюнку 4 показана схема застосування простого електронного запобіжника TPS2592х.

Мал. 4. Схема застосування електронного запобіжника сімейства TPS2592x

Рівень порога обмеження струму через транзистор задається резистором Rlim (вхід ILIM). Точність установки порога - 15%. Діапазон регулювання порога обмеження струму 2 ... 5 А. Дільником R1 / R2 задається поріг зниженого напруги (вхід EN / UVLO). Низьким рівнем можна блокувати цей тип захисту. Поріг перенапруги задається внутрішньою схемою в процесі виготовлення. Величина порога визначається версією (індексом) мікросхеми. Для TPS2592Ax поріг перенапруги становить 12 В, а для TPS2592Вx - 5 В. замикання, спрацьовування захисту, наприклад, для версії 5 В відбувається при досягненні 6.1 В на вході. Опір відкритого ключа прохідного транзистора - всього 29 мОм.

Алгоритм роботи, а також основні параметри механізму захисту пристроїв сімейства TPS2592 наведені в таблиці 2.

Таблиця 2. Модифікації електронних запобіжників типу TPS2592 з різними сценаріями захисту

Найменування Нижня межа, В Верхня межа, В Сценарій роботи захисту TPS2592AADRC 8.5 15 автовідновлення штатної роботи TPS2592ALDRC 8.5 15 Засувка; потрібне втручання оператора TPS2592BADRC 4 6 автовідновлення штатної роботи TPS2592BLDRC 4 6 Защелка; потрібне втручання оператора TPS2592ZADRC 4 немає автовідновлення штатної роботи

мікросхеми TPS24750 і TPS24751 (EFuse) являють собою пристрої комплексного захисту навантаження від проблем, викликаних джерелом харчування. Мікросхема захищає навантаження від низького рівня напруги, перенапруги і перевантаження по струму. Силовий МОП-ключ з опором у відкритому стані всього 3 мОм входить до складу мікросхеми. Такі параметри як рівні захисту від перенапруги і перевантаження по струму встановлюються зовнішніми резисторами. Користувач також може задавати час плавного запуску і затримку спрацьовування захисту. Мікросхема має вихід «харчування в нормі». мікросхеми TPS24750 і TPS24751 розрізняються між собою поведінкою після спрацьовування захисту. У мікросхемі TPS24750 стан «відключено» запам'ятовується до відключення живлення всієї системи, а в мікросхемі TPS24751 живлення навантаження відновлюється автоматично в разі зникнення факторів, що викликали спрацьовування захисту. У мікросхемі є вихід для моніторингу значення проходить струму - IMON. Типова схема застосування мікросхеми представлена ​​на малюнку 5.

Мал. 5. Типова схема застосування TPS2475x

Мікросхема випускається в корпусі QFN-36 розміром 3.5х7 мм і розрахована на роботу в діапазоні температур -40 ... 125 ° С.

мікросхеми TPS24752 і TPS24753 відрізняються наявністю виходу «живлення вимкнено».

Резервування джерел живлення

Резервування джерел живлення застосовується для підвищення надійності електроживлення життєво важливого і відповідального обладнання: медичної апаратури, серверів, вузлів зв'язку, диспетчерських центрів і т.п. Для резервування використовуються різні схеми з'єднання джерел живлення: N + 1, 2N, 2N + 1. Перший варіант (N + 1) використовується в модульних ИБП, де резервується тільки частина мережі живлення. Схема резервування 2N найнадійніша, але дорога. У ній резервуються всі джерела живлення. Для особливо важливих додатків використовується комбінована схема резервування - 2N + 1. У таких системах використовується гаряче резервування, причому заміна резервних блоків проводиться в режимі «гарячої заміни» (hotswap) без виключення живлення. Для побудови надійних систем резервування харчування потрібно забезпечити кілька функцій: паралельне включення альтернативних джерел живлення з розв'язкою, захист від перевантажень як в процесі роботи, так і при гарячої зміні блоків живлення в системі.

Для підключення навантаження до декількох джерел живлення одночасно з можливістю роботи тільки від одного з них використовують технологію ORing.

ORing - це монтажне «АБО» кількох джерел живлення для альтернативного харчування навантаження (пристрої). По суті це багатоканальний комутатор силовий шини харчування, що забезпечує розв'язку між джерелами живлення, малі втрати при проходженні струму, безпечне підключення \ відключення будь-якого з джерел і самої навантаження. Така функція використовується в джерелах безперебійного живлення, пристроях підвищеної надійності з резервними джерелом харчування, а також в приладах з автономним (батарейним) харчуванням, які періодично підключаються до зовнішнього ВП.

Зазвичай для цієї функції використовуються діоди, але їм притаманні великі втрати і відсутність додаткових функцій моніторингу. При необхідності відключення у разі перевантаження додатково буде потрібно схема вимірювання струму. На малюнку 6 представлена ​​залежність потужності втрат від струму, що протікає для діодів і польових транзисторів.

На малюнку 7 показана система харчування з гарячим резервуванням. Два джерела живлення підключені до навантаження через розв'язуючи діоди.

Мал. 6. Залежність втрат від струму, що протікає для діодів і FET-транзисторів

Мал. 7. Найпростіший варіант харчування з гарячим резервуванням

Струм в штатному режимі протікає по ланцюгах обох джерел. При відмові одного харчування навантаження здійснюється від другого джерела.

На малюнку 8 показана найпростіша схема комутації кола живлення мобільного пристрою від одного з трьох джерел живлення: мережевого адаптера з вихідною напругою 5.05 В, шини харчування USB-порту з напругою 4.95 В або від трьох елементів живлення з напругою 4.5 В. Розв'язка джерел за допомогою діодів Шотткі дозволяє забезпечити режим пріоритетного харчування від одного з джерел з великою напругою. Наприклад, при одночасному підключенні до всіх трьох джерел живлення основний струм буде проходити з ланцюга мережевого адаптера. Струм від батареї в цьому випадку буде незначним (всього 50 нА).

Мал. 8. Реалізація монтажного «АБО» трьох ІП для харчування портативного USB-пристрої

Однак схема комутації з ісползьованіем діодів володіє певними недоліками:

• при великих токах на діодах буде губитися значна потужність
• напруга живлення буде залежати від величини падіння напруги на діодах
• діоди не забезпечують захист від високих пускових (inrush) струмів при підключенні до навантаження.

Застосування польових транзисторів з низьким опором відкритого ключа замість діодів дозволяє значно скоротити втрати в ланцюгах комутації. Управління ключами в цьому випадку має проводитися схемою контролера комутації, яка зможе забезпечити безпечні режими підключення і відключення джерел. Крім того, в цій схемі можна реалізувати ланцюга захисту як від короткого замикання, так і від пренапряженія / Недонапряженіе. Через ключі можна забезпечити плавний пусковий струм. При виявленні небезпечних подій ключами проводиться відключення навантаження. На малюнку 9 показано схема комутації джерел живлення (мережевого адаптера або акумуляторної батареї) за допомогою ключів польових транзисторів.

Мал. 9. Монтажне «АБО» двох джерел живлення через ключі польових транзисторів

Монтажне «АБО» джерел через комутатори ORing забезпечує десятикратне зменшення втрат енергії на комутації порівняно з реалізацією функції OR на діодах Шотткі.

ORing-контролери TI

ORing-контролери є одним з популярних продуктів в портфоліо компанії TI, призначених для забезпечення захисту при гарячому підключенні джерел живлення з резервуванням. Контролери підкласів N + 1 і ORing призначені для захисту шин харчування hotswap c напругою 12 ... 48 В від підвищених пускових струмів, їх зворотного протікання, підвищеного струму при коротких замиканнях в мережі живлення.

У номенклатурі ORing-контролерів TI є пристрої для комутації джерел живлення як по шіні позітівної полярності (High Side), так и негативною (Low Side). На малюнках 10, 11 наведені схеми включення ORing-контролерів TI для застосування в системах резервування харчування з позитивною і негативною полярністю.

Мал. 10. Схема включення контролерів ORing в системі резервування харчування позитивної полярності

Мал. 11. Схема включення контролерів ORing в системі резервування харчування негативної полярності

У таблиці 3 наведені основні мікросхеми ORing-контролерів TI

Таблиця 3. Основні ORing-контролери TI

Найменування Напруга, В Спеціальні функції Тип управління TPS2458 / 9 3.3; 12 Обмеження струму; вбудований ключ для 3.3 В Гістерезисні TPS2410 / 11 0.8 ... 16.5 Вхідний фільтр Лінійне / Гістерезисні TPS2412 / 13 / 19 0.8 ... 16.5 Настроюваний поріг відключення Лінійне / Гістерезисні LM5050 5 ... 75 Стійкість до викидів 100 В Лінійне LM5051 -6 ... -100 Діагностика транзистора Лінійне

Контролери для «гарячого» підключення змінних модулів (Hot Swap)

Системи високої готовності, такі як сервери, мережеві комутатори, пристрої зберігання даних RAID і інші пристрої комунікаційної інфраструктури розробляються таким чином, щоб забезпечити нульовий час простою протягом всього їх життєвого циклу. Якщо компонент такої системи виходить з ладу або вимагає заміни з іншої причини - він повинен бути замінений без переривання роботи всієї системи. Плата або модуль повинні бути вилучені і замінені, в той час як система залишається включеною і працює. Цей процес називають «гаряче підключення». На підключається пристрої є «контролер гарячого підключення», який забезпечує безпечне вилучення і підключення пристрою до системи, що знаходиться під напругою. Під час роботи цей контролер також забезпечує безперервну захист від короткого замикання і від перевантаження по струму. Компанія TI випускає широку номенклатуру контролерів Hotswap для роботи в системах як з позитивною, так і з негативною полярністю напруги. На відміну від звичайних eFuse, контролери Hotswap мають додаткові функції, зокрема, цифрову шину для моніторингу параметрів харчування керуючим мікро контролером.

Для комутації кола живлення з струмами до 12 А можуть використовуватися контролери Hotswap з вбудованими польовими транзисторами. У таблиці 4 представлені основні контролери Hotswap з вбудованим ключем.

Таблиця 4. Мікросхеми контролерів Hotswap з вбудованим ключем

Найменування Струм, А Напруга, В Спеціальні функції TPS2592 до 6.25 4.5 ... 18 Не вимагає вимірювального шунта TPS2420 / 21 до 5.4 3 ... 20 Не вимагає вимірювального шунта; аналоговий вихід моніторингу струму UCC3915 до 4 7 ... 15 Цифрове управління

Hotswap-контролери із зовнішнім ключем

Контролери Hotswap c зовнішнім N-канальним польовим транзистором забезпечують більший набір функцій і можуть мати розширений діапазон робочих напруг, як наприклад, LM5069 з робочою напругою 9 ... 80 В. В номенклатурі даного класу контролерів є і двоканальні прилади з можливістю комутації двох шин харчування, наприклад, 12 і 5 В. Контролери представлені різними типами виконання по температурному діапазону: для комерційного, індустріального і автомобільного застосування. У таблиці 5 представлені основні Hotswap-контролери з зовнішніми транзисторними ключами.

Таблиця 5. Hotswap контролери з зовнішніми транзисторними ключами

Найменування Напруга, В струмообмеження Захист зовнішнього ключа Моніторинг струму LM5060 2.9 ... 65 Тільки при запуску Ні Ні TPS24700 2.5 ... 18 Тільки при запуску Ні Ні TPS2330 3 ... 13 Завжди Ні Ні LM5069 9 ... 80 Завжди Зона безпечної роботи SOA Немає TPS24720 2.5 ... 18 Тільки при запуску Зона безпечної роботи SOA Аналоговий вихід TPS2483 9 ... 36 Завжди Зона безпечної роботи SOA Інтерфейс I2C TPS2456A 2 каналу; 8.5 ... 15 Завжди Ні Аналоговий вихід

Як приклад розглянемо структуру і схему включення контролера Hotswap LM5069, призначеного для роботи в широкому діапазоні напруги живлення.

Типова схема включення наведена на малюнку 12.

Мал. 12. Типова схема включення Hotswap-контролера з вбудованим захистом і зовнішнім ключем комутації напруги

Основні характеристики

• напруга комутації: 9 ... 80 В;
• режим підключення High-Side з зовнішнім N-FET ключем;
• програмований рівень обмеження потужності через транзистор;
• програмований поріг обмеження струму через навантаження;
• програмований таймер часу аварійного стану;
• індикатор «Power Good» (норма);
• входи дозволу спрацьовування захисту по OV (перенапруження), UV (недостатнього рівня напруги);
• режими засувки або авторестарта після аварії.

Мал. 13. Зони безпечних режимів роботи SOA прохідного транзисторного ключа

Схема захисту забезпечує моніторинг струму і напруги на ключовому транзисторі, щоб забезпечити гарантоване знаходження його в зоні безпечної роботи (SOA) для запобігання перегріву і виходу з ладу. Рівень потужності для транзистора програмується. Вбудований таймер дозволяє контролювати час перебування транзистора в небезпечній зоні. На малюнку 13 показана зона безпечного режиму прохідного транзистора.

Окремо задається поріг сверхтока для навантаження. Схема забезпечує також обмеження пускового струму і м'яке підключення навантаження до шини харчування, що запобігає вихід з ладу вхідних елементів ланцюгів живлення навантаження. Граничні значення захистів встановлюються (програмуються) режимними резисторами. R1, R2 і R3 задають пороги UV і OV. Ct - тривалість перевищення граничного струму, після якого зводиться тригер «аварія». RPWR - установка порогу граничної потужності через транзистор.

Контролери «гарячого» підключення харчування на негативне напруга

Напруга -48 В традиційно використовується для живлення систем телекомунікації. Наприклад, це системи ATC, оптичні мережі, базові станції і блейд-сервери (сервери з високою щільністю компоновки). Спочатку напруга живлення забезпечувалося потужними батареями свинцевих акумуляторів, тому було вибрано напруга -48 В, як досить високу для передачі харчування і сигналу на великі відстані і в той же час досить низька для забезпечення безпеки при роботі. Загальним проводом в таких системах є позитивний електрод. Контролери «гарячого» підключення модулів в стійках телекомунікаційного обладнання забезпечують безпечне підключення і відключення модулів без ризику порушення роботи сусідніх працюючих модулів. В першу чергу забезпечується обмеження пускового струму, що запобігає руйнуванню контактів харчування з'єднувачів при підключенні, а також провали або скачки напруги. У номенклатурі TI представлений широкий набір контролерів Hotswap, що працюють з напругою негативної полярності до -80 В. У захисних елементах контролерів реалізовані різні функції і сценарії роботи захисту: з клямкою або з автовідновлення після аварії по харчуванню. У таблиці 6 представлені основні параметри Hotswap-контролерів компанії TI.

Таблиця 6. Мікросхеми контролерів «гарячого» підключення на негативне напруга

Найменування Діапазон робочих напруг, В Сигнали управління і захисту Обробка помилки TPS2399 -80 ... -36 Enable; PowerGood Автоповтор LM5068 -90 ... 10 Overvoltage; Undervoltage; PowerGood повтор; засувка TPS2398 -80 ... -36 Enable; PowerGood Защелка LM5067 -80 ... -9 Overvoltage; Undervoltage; PowerGood повтор; засувка TPS2394 -80 ... -12 Fault; PowerGood; Overvoltage; Undervoltage Автоповтор TPS2350 -80 ... -12 Fault; PowerGood; Overvoltage; Undervoltage Автоповтор

Мікросхеми для моніторингу струму

Додатково до інтегрованих компонентів для захисту компанія Texas Instruments пропонує кілька окремих рішень, на базі яких можна реалізувати системи захисту по харчуванню з розширеними функціями. Для побудови таких систем може використовуватися підсилювач для Струмовимірювальні шунта INA225 або компаратор струмового захисту INA300 .

Підсилювач сигналу токового шунта INA225

Мікросхема забезпечує контроль струму в ланцюзі навантаження. По суті це диференційний підсилювач сигналу з зовнішнього резистора (токового шунта) з програмованим коефіцієнтом підсилення. Вихідний сигнал, пропорційний струму в ланцюзі навантаження, аналоговий. Оцифровка виробляється АЦП зовнішнього мікроконтролера. На малюнку 14 показана схема включення мікросхеми INA225 .

Мал. 14. Схема застосування INA225

Програмування (вибір) чотирьох коефіцієнтів посилення (25/50/100/200) проводиться двома цифровими розрядами з мікроконтролера. Мікросхема призначена для моніторингу струму в ланцюгах харчування різного устаткування (вимірювального, телекомунікаційного, зарядних пристроїв, джерел живлення). Корпус мікросхеми: MSOP-8. Робочий температурний діапазон: -40 ... 125 ° C. Харчування здійснюється від напруги живлення 2.5 ... 36 В, тобто від ланцюгів контрольованої напруги.

Компаратор струмового захисту INA300

Компаратор забезпечує пороговий моніторинг струму в заданій ланцюга. Він має один цифровий вихід ознаки перевищення сигналом встановленого порога. З боку мікроконтролера можна задати потрібний рівень порогу (задається зовнішнім резистором RLIMIT і програмованим сигналом з виходу ЦАП мікроконтролера). Сигнали управління з боку мікроконтролера: Enable-дозвіл, Latch-режим засувки аварійної події. Зовнішніми ланцюгами можна задати рівень швидкодії компаратора - 10/50/100 мкс. На малюнку 15 показана типова схема включення компаратора.

Мал. 15. Схема включення компаратора для порогового моніторингу струму

Висновок

Для захисту пристроїв від високих пускових струмів, перенапруг, а також для моніторингу параметрів харчування компанія Texas Instruments надає розробникам широку лінійку інтегральних мікросхем.

Новий клас інтелектуальних пристроїв захисту електронних приладів по ланцюгах харчування забезпечує:

• підвищення рівня надійності та безпеки застосування приладів;
• підвищення рівня обслуговування і експлуатації, зниження витрат на обслуговування і ремонт;
• зменшення втрат електроенергії;
• підвищення рівня інтеграції (зменшення габаритів і маси пристроїв, скорочення місця на друкованих платах).

Отримання технічної информации , замовлення зразків , замовлення и доставка .

Про компанію Texas Instruments

У середіні 2001 р компании Texas Instruments и КОМПЕЛ постелили офіційну ДИСТРИБ'ЮТОРСЬКА догоду, Пожалуйста стало результатом трівалої и успішної роботи КОМПЕЛ в якості офіційного дистриб'ютор фірми Burr-Brown. (Як відомо, Burr-Brown увійшла до складу TI так само, як и компании Unitrode, Power Trend и Klixon). З цього часу компанія КОМПЕЛ получила доступ до постачання всієї номенклатури Вироблення компанією TI компонентів, технологій та НАЛАГОДЖУВАЛЬНА ЗАСОБІВ, а також ... читати далі