Como protejo um circuito de 3V DC contra danos, se alguém acidentalmente se conectar a uma fonte de alimentação de 12v? O circuito consumirá muito menos que 1 amp.
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dc
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Respostas:
Uma coisa não especificada pela pergunta original é se eles estão procurando por proteção de sinais de E / S ou conexões de fonte de alimentação.
Se as proteções forem necessárias para os sinais de E / S, os circuitos de diodo zener sugeridos ou outros métodos, incluindo TVS (surpressor de tensão transiente), diodos de fixação são as formas úteis de proteção.
Ao proteger as conexões da fonte de alimentação, existem vários esquemas que podem ser utilizados. O fusível poli ou outro tipo mencionado anteriormente, projetado para disparar com uma sobrecarga de tensão, é viável, mas geralmente tem um tempo de atraso de entrada em que o circuito é momentaneamente exposto à condição de alta tensão.
Minha abordagem sugerida é usar um projeto que use um circuito regulador de entrada de faixa de tensão ampla e um diodo de proteção de polaridade. Isso fornece uma "proteção" bastante razoável para tensões que um usuário provavelmente aplicará por engano à entrada da fonte de alimentação. Aqui está um diagrama de blocos da abordagem sugerida.
Essa abordagem também se torna a fonte de alimentação do próprio dispositivo. Para dispositivos que operam com baixa potência, essa abordagem pode utilizar reguladores lineares simples, como a série 78xx. Eles protegerão para tensões de entrada de até 35 volts ou mais. Dispositivos de alta potência desejarão utilizar um amplo regulador do tipo comutador de faixa de tensão de alimentação. Existem tensões de vários dispositivos de fornecedores como TI e National (agora atualmente parte da TI) que podem suportar tensões de entrada de até 60V e, em alguns casos, até 80V.
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O que você precisa é de um circuito de pé de cabra para proteger seu circuito contra sobretensão. Esse é um dos métodos padrão usados em fontes de alimentação e dispositivos como proteção contra sobretensão.
Um circuito simples de pé de cabra é mostrado abaixo.
O circuito acima protegerá o seu circuito / dispositivo no Vo, queimando o fusível em caso de sobretensão. Lembre-se de que este é um circuito genérico que descreve o método de proteção.
Leitura adicional:
1. Circuito de pé-de-cabra
2. Fundamentos da proteção contra sobretensão
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Se você estiver disposto a ter um fusível, um circuito de braçadeira funcionaria. O objetivo não é tentar regular a tensão de entrada para 3 V, mas queimar deliberadamente o fusível, desconectando a energia de entrada, se essa energia exceder algum limite. O fusível pode ser um polifusível que se redefine após a remoção da energia, mas que adiciona alguma resistência em série à fonte, mesmo em operação normal. Se isso é aceitável depende dos parâmetros que você não nos informou.
Portanto, você deseja um circuito que, idealmente, atue aberto até que a tensão atinja algo como 3,5 V e, em seguida, atue como um curto. Em teoria, um diodo zener faz isso, mas não tem a capacidade atual de queimar o fusível. Você pode usar um zener para ligar um transistor, que faz o trabalho pesado. Ou você pode usar algo como um TL431 como referência de tensão para ativar um transistor.
Uma abordagem totalmente diferente é ter um interruptor ativo em série com a fonte de alimentação. Um circuito somente ativaria o comutador quando a entrada estiver abaixo do limite e desconectaria quando estiver acima. Não será capaz de reagir instantaneamente; portanto, seu circuito deve ser capaz de tolerar provavelmente pelo menos alguns µs de sobretensão. Um filtro LC pode limitar a inclinação da tensão de entrada, mas isso está começando a ficar muito complicado.
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Bem, na verdade você precisa de um pé de cabra. Esse circuito basicamente reduz (quase) a fonte de alimentação e, com sorte, sinaliza o problema, ou seja, apaga um fusível ou aciona uma fonte de corrente limitada para, bem, o limite de corrente. O link do Wiki tem os princípios, o axotron tem algumas soluções (genéricas e boas).
http://en.wikipedia.org/wiki/Crowbar_%28circuit%29
http://axotron.se/index_en.php?page=26
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O que você está procurando é "Circuito de proteção contra sobretensão".
Uma maneira é usar um diodo Zener na polarização reversa.
O diodo Zener sempre fornecerá uma tensão de saída constante, independentemente da tensão de entrada (mas verifique a folha de dados para Vmax)
Você também pode usar CIs como NCP372 ou MAX16126 / MAX16127
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