呼叫妇科圣手来会诊一下这个短路保护电路是否能正常工作

rainbow · 发表于 2019-8-4 09:23:22

本帖最后由 rainbow 于 2019-8-6 09:47 编辑

刚刚画了一个简单的短路保护电路，因为是用在AC220V上面，还没敢做实际测试，先分析一下，是否可行，有哪些需要改善。
先谢谢了！
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原理图更新：

zheng8648 · 发表于 2019-8-4 11:18:36

理论上来说是可以的，检测电阻RCS电流增大，电压增大，可控硅SCR导通，mos输入电压降低，mos截止

rainbow · 发表于 2019-8-4 11:20:05

zheng8648 发表于 2019-8-4 11:18
理论上来说是可以的，检测电阻RCS电流增大，电压增大，可控硅SCR导通，mos输入电压降低，mos截止
...

我是担心短路瞬间，电流上升速度太快，一切还都来不及动作就挂了。

heize · 发表于 2019-8-4 11:24:06

我觉得不行，SCR是有最小维持电流的，这个电路的电流太小了。
会造成一直在开关之间切换。

rainbow · 发表于 2019-8-4 11:51:32

heize 发表于 2019-8-4 11:24
我觉得不行，SCR是有最小维持电流的，这个电路的电流太小了。
会造成一直在开关之间切换。 ...

维持电流由Ra1和Ra2来提供，是小了一点，最大可提供1mA左右，手上的SCR可以在0.5mA以下维持，应该不是太大问题。
主要担心这个动作的时间够不够快。

qd118118 · 发表于 2019-8-4 11:58:18

这是什么负载，感觉这短路保护有些多余

rainbow · 发表于 2019-8-4 13:51:13

qd118118 发表于 2019-8-4 11:58
这是什么负载，感觉这短路保护有些多余

实际是的负载是LED。

负载和这个所谓的电源是用活动接头连接的。

gyzzg2030 · 发表于 2019-8-4 14:52:57

如果从整流桥2脚出来到灯的线有一定长度，这个保护是可以的，我们就是这样干的，保护速度非常快，我们是直接手动短接，都看不到火花就保护了，可控硅的方向没错吧？

our2008 · 发表于 2019-8-4 15:10:57

这不就类似个恒流电路！只是把三极管换成了可控硅！

漏保里面也类似这电路，只是是直接触发的可控硅！

rainbow · 发表于 2019-8-4 15:28:09

gyzzg2030 发表于 2019-8-4 14:52
如果从整流桥2脚出来到灯的线有一定长度，这个保护是可以的，我们就是这样干的，保护速度非常快，我们是直 ...

仔细看了一下，是桥堆的方向错了。

rainbow · 发表于 2019-8-4 15:29:15

our2008 发表于 2019-8-4 15:10
这不就类似个恒流电路！只是把三极管换成了可控硅！

漏保里面也类似这电路，只是是直接触发的可控硅！ ...

对，类似。
只是这个功率太大，不能恒流，MOS管的功率顶不住。

qq335702318 · 发表于 2019-8-4 15:34:43

这个电路不可行

rainbow · 发表于 2019-8-4 17:56:01

qq335702318 发表于 2019-8-4 15:34
这个电路不可行

有没有可行的方法，指点一下。

qq335702318 · 发表于 2019-8-4 19:11:30

rainbow 发表于 2019-8-4 11:20
我是担心短路瞬间，电流上升速度太快，一切还都来不及动作就挂了。

自恢复保险丝就可以了

rainbow · 发表于 2019-8-4 19:21:41

qq335702318 发表于 2019-8-4 19:11
自恢复保险丝就可以了

自恢复保险丝不行。
这个方案第一时间就想到了。
目前的PTC，220V工作状态下，最大允许电流500mA左右，这个电路实际工作电流已经是1-1.5A，已经和专业的PTC生产厂商讨论过。

Elex · 发表于 2019-8-4 19:56:16

qq335702318 发表于 2019-8-4 19:11
自恢复保险丝就可以了

你知道PTC的响应时间是多少？我们用过类似楼主位的电路在1.5KW的电机PWM驱动上，都还OK，起码短路不会炸管~
用PTC的话，PTC可能就炸掉了

duanll · 发表于 2019-8-4 20:00:10

QA的G应该有个下拉电阻，同时串一个稳压管抬升一下QA的开启电压会更保险吧。

rainbow · 发表于 2019-8-4 20:00:46

Elex 发表于 2019-8-4 19:56
你知道PTC的响应时间是多少？我们用过类似楼主位的电路在1.5KW的电机PWM驱动上，都还OK，起码短路不会炸 ...

如果功率小还是可以的。比如50W以内。
要选专用的PTC，直流5V那种肯定爆。

lostid · 发表于 2019-8-4 20:02:36

留个爪。

rainbow · 发表于 2019-8-4 20:06:38

Elex 发表于 2019-8-4 19:56
你知道PTC的响应时间是多少？我们用过类似楼主位的电路在1.5KW的电机PWM驱动上，都还OK，起码短路不会炸 ...

鉴于你实际用过类似的电路，麻烦你指导一下哪里还有需要改善的地方以及要注意的地方，我打个电路验证一下，少炸点管子。

zhanan · 发表于 2019-8-4 21:24:43

Ra3要加大到5k-10k

myxiaonia · 发表于 2019-8-4 21:48:21

我也用过这种保护电路，起效非常快，根本感觉不到输出管有发热迹象

Elex · 发表于 2019-8-4 22:41:26

rainbow 发表于 2019-8-4 20:00
如果功率小还是可以的。比如50W以内。
要选专用的PTC，直流5V那种肯定爆。 ...

负载短路的话就相对当PTC直接接电源了，跟负载大小没多大关系了
用可控硅钳位保护的可能响应非常灵敏，一个非常窄的干扰就可能触发了，所以跟图中那样要接RC滤除干扰杂波~
这个保护电路本意应该是要断电才能复位的，但图中EC2储能估计不能维持一个半波，在触发保护后不能维持可控硅锁定所需电流.

rainbow · 发表于 2019-8-4 22:59:28

Elex 发表于 2019-8-4 22:41
负载短路的话就相对当PTC直接接电源了，跟负载大小没多大关系了
用可控硅钳位保护的可能响应非常灵敏，一 ...

SCR的维持电流可以通过适当调整Ra1和Ra2来保持；这个应该可以不是太大问题，我明天搭个电路试试。

Elex · 发表于 2019-8-4 23:13:24

rainbow 发表于 2019-8-4 22:59
SCR的维持电流可以通过适当调整Ra1和Ra2来保持；这个应该可以不是太大问题，我明天搭个电路试试。 ...

那两个电阻起码用1206的封装这么大的吧，太小了怕击穿

rainbow · 发表于 2019-8-4 23:26:09

Elex 发表于 2019-8-4 23:13
那两个电阻起码用1206的封装这么大的吧，太小了怕击穿

至少用1206，1mA，220V，约0.22W，实际可以用3个，保证正常工作时元件温升正常。

gzhuli · 发表于 2019-8-5 01:00:43

rainbow 发表于 2019-8-4 11:51
维持电流由Ra1和Ra2来提供，是小了一点，最大可提供1mA左右，手上的SCR可以在0.5mA以下维持，应该不是太 ...

你整流后是馒头波啊，算一下0.5mA得200V左右，后1/4周期就无法维持了。

rainbow · 发表于 2019-8-5 01:15:13

看到标红了，有点意外。补充一下PTC为什么不适合做为大功率高压环境使用：当小功率时，比如220V／50W左右，PF值为1，电流约230mA，PTC要保证正常工作状态下不能进入保护状态，就要保证其温度不能持续上升，因为温度越高阻值越大，功耗就会更大，温升更快，最终达到高阻保护状态。所以为了让其在工作异常时能直到保护效果，需要有一定的阻值，常规设定是额定电流的2倍，1分钟内保护，算是正常。比如刚刚的50W负载，PTC的常温阻值为5欧左右，当短路时，电流瞬间约40A，功率约近10000W，所以PTC承受的压力很大；如果要保证300W左右的负载工作，PTC的常温阻值应该在0.5欧以下，短路瞬间的电流会超过400A，国内目前的工艺无法让元件承受这样的峰值功率，所以不适合用在高压大功率环境。这段描述希望能对想用PTC自恢复保险丝而又不知道如何选择的朋友有点帮助。手机打字无法分行，凑合看。

rainbow · 发表于 2019-8-5 02:25:46

gzhuli 发表于 2019-8-5 01:00
你整流后是馒头波啊，算一下0.5mA得200V左右，后1/4周期就无法维持了。

这个好半办，可以用一个二极管隔离一下，用个400V的小电解滤波。

WUWEWU · 发表于 2019-8-5 09:02:45

绝对不可行,可控硅关断时间跟不上,而且根据400K与2.2uf电容充电震荡周期反复开通保护，可控硅也是立马挂了

MeiYaLaoHu · 发表于 2019-8-5 10:07:03

rainbow 发表于 2019-8-4 11:51
维持电流由Ra1和Ra2来提供，是小了一点，最大可提供1mA左右，手上的SCR可以在0.5mA以下维持，应该不是太 ...

请问什么型号可控硅维持电流在0.5mA以下维持，我找的都在5mA。

rainbow · 发表于 2019-8-5 11:41:26

MeiYaLaoHu 发表于 2019-8-5 10:07
请问什么型号可控硅维持电流在0.5mA以下维持，我找的都在5mA。

现在测试，在正常工作时，手动触发SCR，可以保持MOS管关闭，SCR的Iak小于500uA时SCR关断。
但是在Rcs过来的信号触发时，就无法保持锁定了。
因为测试的电压比较低，所以只用了100K的Ra来测试。

zhanan · 发表于 2019-8-5 15:10:38

Rb也不能太小，10k。
可控硅选PCR406低维持电流的，TO92封装的，图中看到的可控硅可能不合适。

LM1876 · 发表于 2019-8-5 15:22:30

留个标记看看

javenreal · 发表于 2019-8-5 15:52:53

等待楼主直播....

rainbow · 发表于 2019-8-5 16:15:26

zhanan 发表于 2019-8-5 15:10
Rb也不能太小，10k。
可控硅选PCR406低维持电流的，TO92封装的，图中看到的可控硅可能不合适。 ...

图中的可控硅维持电流已经很小了，500uA左右了。
我把Rb调大一些试试，因为我手工触发的就是随便找了个30K左右的。

rainbow · 发表于 2019-8-5 17:18:54

现在把Rb调整到4.7K，能正常锁定了，没有直接短路测，串了个200W的白炽灯，220V时，动作时间约25uS，170V时动作时间约50uS，不确定直通的时候会不会炸管。

xiaowang · 发表于 2019-8-5 17:24:18

你的负载是LED，那电流波形就不是馒头波，而是有很尖的尖峰，正常工作的时候要考虑峰值电流。
短路保护以后要考虑维持时间，电路不能锁定，如果反复开关很快就挂了。

rainbow · 发表于 2019-8-5 17:42:17

xiaowang 发表于 2019-8-5 17:24
你的负载是LED，那电流波形就不是馒头波，而是有很尖的尖峰，正常工作的时候要考虑峰值电流。
短路保护以后 ...

这种保护电路按正常来讲是允许反复开关的。
所以要保证每次保护动作时的功耗不能太高，要在元件正常的承受范围以内。
工作中短路及短路时通电，这两个状态都要测试通过才算合格。

rube · 发表于 2019-8-5 18:14:36

看看。。。。。。

rainbow · 发表于 2019-8-6 09:02:20

昨天测试，只测到150V，测到瞬间电流已经很大了，超出MOS的安全范围了，今天再测试一下，尽量试到264V能正常工作。

我这的电流探头只有35A的量程，测到40A左右还是准的，再大就不太准了，150V 的时候，测到CS电阻（阻值0.22R）上的电压为9.6V左右，算出电流约43.5A左右。

tangmintm8013TM · 发表于 2019-8-6 09:15:52

这个真是摸你中的经典！

rainbow · 发表于 2019-8-6 09:43:52

本帖最后由 rainbow 于 2019-8-6 09:46 编辑

tangmintm8013TM 发表于 2019-8-6 09:15
这个真是摸你中的经典！

没摸到啊。

更新下原理图。

lb0857 · 发表于 2019-8-6 10:37:03

mos管吸收RC网络直接接地是不是要妥当点讨论一下

cgzasa · 发表于 2019-8-15 16:11:28

收藏，搬凳子学习

ymnymn · 发表于 2019-8-15 16:53:13

留个标记

丅輩孑_变壊 · 发表于 2019-8-15 17:56:46

收藏，学习下

newselect · 发表于 2019-8-16 08:49:25

MCU软保护是否可行? RCS触发电平, MCU中断响应, 马上关mos, 速度应该是够快的, 这样电路体积小

zhanan · 发表于 2019-8-16 10:52:02

newselect 发表于 2019-8-16 08:49
MCU软保护是否可行? RCS触发电平, MCU中断响应, 马上关mos, 速度应该是够快的, 这样电路体积小 ...

RCS上的电压太小，需要用一个三极管，三极管的Vbe作为阀值电压，三极管导通触发MCU中断。
但是MCU的输出电压不高，直接驱动mos管有些困难。

newselect · 发表于 2019-8-16 11:09:18

zhanan 发表于 2019-8-16 10:52
RCS上的电压太小，需要用一个三极管，三极管的Vbe作为阀值电压，三极管导通触发MCU中断。
但是MCU的输出 ...

IO驱动三极管, 拉地就ok啦

zhanan · 发表于 2019-8-17 13:37:46

newselect 发表于 2019-8-16 11:09
IO驱动三极管, 拉地就ok啦

mcu只负责关断不行，mcu有启动时间，负载短路时上电保护不了。

chinaboy25 · 发表于 2019-8-27 17:13:19

为什么用SCR，不用三极管或运放呢?

rainbow · 发表于 2019-8-27 18:19:12

chinaboy25 发表于 2019-8-27 17:13
为什么用SCR，不用三极管或运放呢?

三极管或放这样接会形成一个恒流电流，MOS承受了不这么大的功耗，秒炸。

BOBOD3610 · 发表于 2019-8-27 18:22:05

chinaboy25 发表于 2019-8-27 17:13
为什么用SCR，不用三极管或运放呢?

应该是利用可控硅的自维持特性实现保护锁定

tage · 发表于 2019-8-27 18:52:43

非典型用法不会分析，图看不懂，但感觉不行，电流检测为什么不用小欧姆大功率检测电阻。加三极管之类的就可以了吧。

qq335702318 · 发表于 2019-8-27 19:02:16

rainbow 发表于 2019-8-6 09:43
没摸到啊。

更新下原理图。

要保证MOS完全关断，Vgs其实都比较低
然而短路后还要保证SCR一直维持，但SCR维持电压通常较高
你这个电路即使样板测试通过
也要认真考虑器件兼容性和一致性

chinaboy25 · 发表于 2019-8-28 08:34:54

rainbow 发表于 2019-8-27 18:19
三极管或放这样接会形成一个恒流电流，MOS承受了不这么大的功耗，秒炸。 ...

我还以为你要恒流驱动LED

chinaboy25 · 发表于 2019-8-28 08:36:28

BOBOD3610 发表于 2019-8-27 18:22
应该是利用可控硅的自维持特性实现保护锁定

懂了，谢谢

dz20062008 · 发表于 2019-8-31 12:22:15

估计通电会炸管，因为mos管rc上升曲线驱动，会不够陡峭。开机瞬间工作非饱区域，红热爆炸。

rainbow · 发表于 2019-8-31 15:16:06

dz20062008 发表于 2019-8-31 12:22
估计通电会炸管，因为mos管rc上升曲线驱动，会不够陡峭。开机瞬间工作非饱区域，红热爆炸。 ...

工作中短路能工作，短路状态下再通电应该再分析验证一下。

shiang · 发表于 2019-8-31 16:48:29

经典电路学习了

yanyanyan168 · 发表于 2019-8-31 17:06:02

多谢分享，可控硅是什么型号？

rainbow · 发表于 2019-9-2 12:18:27

yanyanyan168 发表于 2019-8-31 17:06
多谢分享，可控硅是什么型号？

SOT23封装的MCR100-6

陈其旦 · 发表于 2019-9-6 09:00:20

留个MARK，日后学习

cqfeiyu · 发表于 2019-9-6 16:41:47

串个大电感抑制电流速度

rainbow · 发表于 2019-9-6 17:56:01

cqfeiyu 发表于 2019-9-6 16:41
串个大电感抑制电流速度

成本不允许这么干啊。

呼叫妇科圣手来会诊一下这个短路保护电路是否能正常工作

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