Уменьшение напряжения зажима диода ТВС

12

Продолжение моего предыдущего вопроса .

Я разрабатываю продукт с питанием от 5 В, который подает его в TLV1117LV33 LDO. Типовое потребление тока для проекта составляет менее 500 мА, но регулятор дешев и стабилен с керамическими выходными колпачками, так что пока мне это нравится. Как бы то ни было, в предыдущем вопросе мне посоветовали поместить некоторую защиту от электростатических разрядов и переходных процессов в линию Vin, что для меня имеет смысл, поэтому решение, о котором я думаю, - это последовательное соединение с PTC, за которым следует стандартный однонаправленный диод TVS для земля.

Однако все диоды, на которые я смотрел (например, Littelfuse SP1003 , Vishay GSOT05C ), имеют довольно высокое напряжение зажима. Я понимаю, что это стандарт, то есть, что максимальное напряжение зажима диода TVS будет намного выше, чем его максимальное обратное сопротивление. Я также знаю, что более низкое напряжение зажима и более низкое динамическое сопротивление считается достоинством для диодов TVS.

Тем не менее, диапазон безопасного входного сигнала моего регулятора составляет до 5,5 В (максимум 6 В). Эти диоды имеют обратное сопротивление 5 В и, как правило, ~ 7 В зажимного напряжения при 1 А (~ 12 В при 30 А). Это легко поджарит мой регулятор! Я видел устройства с более низким напряжением зажима, но когда я говорю «ниже», я имею в виду 10 В, а не 12 В (при 30 А). Как мне уменьшить напряжение зажима, чтобы, если на моей шине 5 В (или что-то подобное) появился индуктивный переходный процесс, мой регулятор выжил?

У таких устройств, как MOV, зажимное напряжение еще выше, поэтому, насколько я могу судить, это не лучшее решение. Я также немного слышал о многоступенчатой ​​защите от электростатического разряда, но не советовал, как это сделать. Я обдумываю вещи?

tummychow
источник

Ответы:

3

Вы можете посмотреть на стабилитроны вместо диодов TVS для более низкого напряжения зажима (но хуже в управлении мощностью).

Насколько серьезным будет всплеск входного напряжения на шине 5 В? Или у вас более высокое входное напряжение? Вы могли бы поставить регулятор без LDO с высоким номинальным напряжением (например, LM350 или что-то еще) до 5V, так что 5V уже будет хорошо отрегулирован. Обычный TVS будет зажимать значительно ниже номинального входного напряжения 35 В LM350.

Однако, если ваша потребляемая мощность, которая может содержать скачок, должна быть 5 В, то это не сработает.

Другим вариантом является резистор / стабилитрон. Резистор 2 Ом будет падать на 1 В при 500 мА. Следуйте этому с помощью стабилитрона 5.1V и вашего регулятора, а перед ним TVS, и у вас будет несколько более надежная система. TVS заботится о действительно плохих шипах; резистор + стабилитрон позаботится о том, чтобы напряжение «в диапазоне» не взрывалось, и регулятор может затем регулировать.

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Отказ от ответственности: я хобби. Если кто-то, кто делает это для жизни, скажет мне иначе (и почему / как,), я с радостью признаю, что ошибаюсь :-)

Итак, рассмотрим выброс 7В, который проходит мимо TVS. Это означает, что для выживания стабилитрон должен быть оценен как временное рассеяние 1А.

Джон Ватт
источник
Мое устройство питается от зарядного устройства, поэтому оно установлено на 5V @ 1A. Скорее всего, в цепных регуляторах будет слишком много пропадания, потому что между 5 В и 3,3 В не так много места. О последовательных резисторах также не может быть и речи - если он достаточно большой, чтобы ослабить пики, это также приведет к большим потерям мощности и подтолкнет LDO к выходу из строя. Еще одна вещь - если бы я мог использовать более высокое входное напряжение, я бы вообще не стал беспокоиться о линейном режиме. После примерно 8 В потери от тепла были бы достаточно высоки, чтобы получить переключатель, который мог бы выдержать вход 12 В.
животик
Идея вторичного стабилитрона интересна, хотя. Кто-нибудь имел опыт работы с этой техникой?
животик
Ваше предположение, что последовательный резистор вызовет потерю из-за потери вторичного регулятора, противоречит закону Ома. Существует резистор, при котором максимальная потребляемая мощность вашего устройства (500 мА) будет снижать входное напряжение (5 В) меньше безопасного предела для LD117V33. 2 Ом безопасно, как вы можете проверить сами. Следуйте за вторым стабилитроном, и все хорошо!
Джон Уотт
2 Ом влечет падение на 1 В на линии. В сочетании с отклонениями в технических характеристиках USB-питания (допустимым считается всего 4,75 В, и я не удивлюсь, если мой фальшивый настенный USB-накопитель понизится до 4,5 В), регулятор теперь может быть переведен в режим минимальной работы. При 500 мА его падение примерно вдвое меньше, чем при 1 А, т. Е. ~ 250 мВ, так что 3,5 В Вин определенно подрезает его слишком близко, на мой вкус.
животик
Так почему же вы беспокоитесь о больших скачках напряжения? Добавьте конденсатор 220 мкФ и стабилитрон 5.1В на входе, и все в порядке в этом случае.
Джон Уотт