Prosty ogranicznik prądu chroni obwód typu otwarty kolektor w układach elektroniki motoryzacyjnej

Fig_2_got

 

Wyjścia typu otwarty kolekto są przydatne do przesyłania buforowanych sygnałów cyfrowych/impulsów do świata zewnętrznego, gdy wymagane jest sterowanie wysokimi sygnałami za pośrednictwem linii komunikacyjnych.
Jednak w trudnych warunkach pracy, takich jak systemy samochodowe, linie przenoszące te sygnały należy chronić przed przypadkowymi zwarciem do dodatniej szyny zasilającej, co spowodowałoby natychmiastowe uszkodzenie tranzystora sterującego.
Wstawienie ograniczającego rezystora szeregowego na wyjściu typu otwarty kolektor ma wady.
Z jednej strony zastosowanie rezystora o wysokiej wartości oporności i małej mocy może spowodować wystarczający spadek napięcia w linii, aby sygnał nie osiągnął niskiego poziomu logicznego napięcia na drugim końcu.
Z drugiej strony, użycie rezystora o mniejszej wartości oporności może wymagać, aby jego moc znamionowa wynosiła kilka watów, aby mógł on wytrzymać ciągłe, długotrwałe zwarcie bez uszkodzenia.
W układach elektroniki motoryzacyjnej, w których napięcie zasilające z akumulatora osiąga nawet 16V, moc rezystora szeregowego o rezystancji 100Ω musiałaby przekraczać 2.5W.
Proste dodanie tranzystora i rezystora do obwodu otwartego kolektora rozwiązuje ten dylemat, ograniczając prąd przepływający przez tranzystor sterujący.
Tranzystor Q2 zapewnia sterowanie obwodu z wyjściem typu otwarty kolektor dla logiki systemowej (patrz rysunek 1).
Rezystor R2 monitoruje prąd sterujący przepływający przez tranzystor wyjściowy Q2. Kiedy napięcie na rezystorze R2 staje się wystarczająco wysokie (około 700mV), tranzystor Q1 rozpoczyna przewodzenie i przekierowuje sterowanie do bazy tranzystora Q2.
To przekierowanie sterowania bazy ogranicza prąd CE (kolektor-emiter) przepływający przez tranzystor Q2, zapobiegając uszkodzeniom nawet przy zwarciu do szyny dodatniej.
Wartość rezystora R2 określa poziom ograniczenia prądu.
Rezystor R2 ma wystarczająco małą wartość, żeby nie hamować zdolności sterowania do osiągnięcia niskiego stanu logicznego.
Na przykład rezystor 75Ω ogranicza prąd przepływający przez tranzystor Q2 do około 10mA.
Oznacza to, że rezystor R2 musiałby rozproszyć tylko 7.5mW mocy, umożliwiając standardowemu rezystorowi o mocy znamionowej 0.125W łatwe sprostanie trwałym zwarciom.
Autor: Vishwas Vaidya

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.