使用带故障定时器的RT1720热插拔控制器的过电压、过电流、瞬态电压和反极性保护电路

通常在电子电路中，绝对有必要使用特殊的保护单元来保护电路免受过电压、过电流、瞬态电压和反极性等的影响。因此，为了保护电路免受这些浪涌的影响，Richtek Semiconductor推出了RT1720A IC，这是一种过于简单的保护IC，旨在满足需求。低成本的小尺寸和很少的组件要求使该电路非常适合用于许多不同的实际和嵌入式应用。

所以，在这篇文章中，我将设计、计算和测试这个保护电路，最后，将有一个详细的视频显示电路的工作情况，让我们开始吧。此外，请查看我们以前的保护电路.

集成电路RT1720

这是一种低成本的保护IC，旨在简化实现。关于IC的一个有趣的事实是，这个IC的尺寸只是4.8 x 2.9 x 0.75毫米。所以，不要被图像所欺骗，这个IC非常小，引脚间距仅0.5毫米。

IC RT1720功能：

• 宽输入操作范围：5V至80V
• 负极输入电压额定值至−60V
• 可调输出箝位电压
• 可调过电流保护
• 用于故障保护的可编程定时器
• 低停机电流
• 内部电荷泵N-MOSFET驱动器
• 80mA MOSFET过电压快速关断
• 故障输出指示

特征列表和尺寸参数取自数据表.

电路图

如前所述，该电路可用于：

1. 瞬态电压浪涌抑制器
2. 过电压保护电路
3. 过流保护电路
4. 浪涌保护电路
5. 反极性保护电路

此外，请检查我们以前的保护电路：

• 使用NTC热敏电阻限制浪涌电流
• 过电压保护电路
• 短路保护电路
• 反极性保护电路
• 电子断路器

所需组件

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序号	部分	类型	量
1.	第1720页	集成电路	1.
2.	毫米BT3904	晶体管	1.
3.	1000华氏度	电容器	1.
4.	1N4148（蝙蝠20j）	二极管	1.
5.	470华氏度，25伏	电容器	1.
6.	1uF，16伏	电容器	1.
7.	100K，1%	电阻器	4.
8.	25毫米	电阻器	1.
9	红外f540	Mosfet晶体管	2.
10	电源装置	30伏直流电	1.
11	连接器5mm	通用的	2.
10	复合板	通用的	1.

这个保护电路是如何工作的？

如果你仔细看上面的示意图，你可以看到有两个端子，一个用于输入，另一个用于输出。输入电压通过输入端子馈送。

这个10万上拉电阻器R8型将SHDN引脚拉高。因此，通过使该引脚为高电平，可以启用IC。

这个25毫米电阻器R7型设置此IC的电流限制。如果你想知道我是如何得到电流感应电阻器的25mR值的，你可以在本文的计算部分找到它。

晶体管时间T1，二极管第2页，电阻器R6，和MOSFET问题2所有这些共同构成反极性保护电路通常，当电压被施加到万电路引脚，电压首先将SHDN引脚拉高，并通过VCC公司引脚，然后流经电流感应电阻器R6型现在是二极管第2页处于正向偏置状态，这使得晶体管时间T1导通，电流流过晶体管，从而形成MOSFET问题2这也使得问题1现在电流可以直接通过MOSFET流到负载上。

现在，当反向电压施加到万二极管端子第2页处于反向偏置状态，并且现在不能流过MOSFET。电阻器R3和R4型形成a分压器其作为能够进行过电压保护的反馈。如果你想知道我是如何计算电阻值的，你可以在本文的计算部分找到它。

MOSFET晶体管问题1和Q2形式外部N-MOSFET负载开关。如果电压上升到由外部反馈电阻器设置的设置电压以上，超过阈值电压，则RT1720 IC线路使用外部负载开关MOSFET进行调节，直到可调节故障定时器跳闸并关闭MOSFET以防止过热。

当负载消耗的电流超过电流设定点（由连接在SNS和VCC之间的外部感测电阻器设定）时，IC控制负载开关MOSFET作为电流源来限制输出电流，直到故障计时器跳闸并关闭MOSFET。此外，FLT输出变低，发出故障信号。负载开关MOSFET保持导通，直到VTMR达到1.4V，从而在MOSFET关断之前为任何系统内务提供时间。

当负载开关完全导通并且MOSFET的源极接近其漏极电压时，RT1720开路漏极PGOOD输出上升。该输出信号可用于启用下游设备或向系统发出信号，表明现在可以开始正常操作。

IC的SHDN输入禁用所有功能，并将VCC静态电流降至7μA。

注：有关内部功能和原理图的详细信息，请参阅数据表.

注意：该IC可以承受地下高达60V的反向电源电压而不会损坏

电路结构

为了证明，这种过电压和过电流保护电路在手工PCB在示意图的帮助下；本教程中使用的大多数组件都是表面安装的组件，因此，PCB必须用于焊接和放置。

笔记所有部件都尽可能靠近放置，以减少寄生电容、电感和电阻

计算

该IC的数据表为我们提供了计算该IC的故障定时器、过电压保护和过电流保护所需的所有细节。

故障定时器电容器计算

如果发生长时间故障，GATE将反复打开和关闭。通断定时（tGATE_on和tGATE_off）由TMR充电和放电电流（iTMR_UP和iTMR_DOWN）以及TMR锁存和解锁阈值之间的电压差（VTMR_L-VTMR_UL）控制：

吨<sub>门（_O）=CTMR公司* (VTMR_语言–VTMR_UL（V）)/（iTMR_向上)
tGATE_ON=4.7uF x（1.40V-0.5V）/25uA=169毫秒
吨闸门关闭=CTMR公司*（五）TMR_L–五、TMR_UL公司)/（iTMR_关闭)
tGATE_OFF=4.7uF x（1.40V-0.5V）/3uA=1.41 S

电流检测电阻器计算

电流感测电阻器可以通过以下公式计算

Rsns=VSNS/ILIM
=50mV/2A=25mR

注：数据表给出的50mV值

过电压保护计算

VOUT_OVP=1.25伏x（1+R2/R1）
=1.25 x（1+100k/10k）
=1.25 x（11）
=13.75伏

测试过电压和过电流保护电路

为了测试电路，使用了以下工具和设置，

1. 12V开关电源（SMPS）
2. Meco 108B+万用表
3. 汉科600BE USB PC示波器

为了构建电路，使用1%的金属膜电阻器，并且不考虑电容器的公差。

测试期间，室温为22摄氏度。

测试设置

以下设置用于测试电路

为了进行演示，我使用了降压变换器改变电路的输入电压

• 10欧姆功率电阻器用作负载，
• 开关是用来快速增加多余负载的。你可以在下面的视频中观察到。
• 机械108B+显示输入电压。
• 机械450B+显示负载电流。

现在，正如你在上图中看到的那样，我已经增加了输入电压，IC开始限制电流，因为它现在处于故障状态。

如果您不清楚电路的工作原理，请观看视频。

注意：请注意，出于演示目的，我增加了故障计时器的值。

应用

这是一个非常有用的IC，可以用于许多应用，其中一些如下所列

• 汽车/航空电子浪涌保护
• 热插拔/带电插入
• 蓄电池供电系统的高压侧开关
• 本质安全应用
• 反极性保护

我希望你喜欢这篇文章，并学到一些新东西。继续阅读，继续学习，继续建设，我会在下一个项目中见到你。