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Elektronische Sicherung mit Temperaturschutz auf nur 9 mm2 PCB-Fläche : Ausgabe 17/2015, 21.10.2015

Schutz vor Überstrom und Übertemperatur

Silego stellt in seinem jüngsten Applikationsbericht einen interessanten Schaltungsvorschlag für eine elektronische Sicherung plus Temperaturschutz vor, die auch hohen Ansprüchen genügen sollte. Das Referenzdesign beansprucht dabei nur eine knapp reiskorngrosse Leiterplattenfläche.

Autor: Henning Wriedt, USA-Korrespondent

Bilder: Silego

Silego konfiguriert seinen GreenPAK3 CMIC (Configurable Mixed Signal IC) SLG4T4788 als Zustandsmaschine (State Machine) für eine elektronische Sicherung, die für 3,3 V/5 A oder 3,3 V/10 A ausgelegt ist. Zusammengeschaltet wird dieser IC mit dem CurrentPAK-Leistungsschalter SLG6M6201V (3,3 V/10 A/3,8 mΩ). Im Abschaltmodus verbraucht diese Schaltungskombination nur sehr wenig Strom.

Wiederholung des Startvorganges automatisch nach Stromfehler

Die Kombination dieser beiden ICs stellt eine flexible elektronische Sicherung dar, die sich bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V für Applikationen mit 5 oder 10 A programmieren lässt. Die in den CMIC integrierte Zustandsmaschine lässt sich für zwei Funktionen konfigurieren. Nach einem Fehler mit Überstrom (OC = Over Current) startet der Leistungsschalter SLG6M6201V wieder manuell oder die Wiederholung des Startvorganges wird nach dem Stromfehler automatisch ausgeführt. Im manuellen Betriebsmodus ist eine Intervention vom Prozessor her nötig, um die elektronische Sicherung nach jedem erfassten Überstromfehler zurückzusetzen. Beim Auto-Restartmodus unternimmt die Zustandsmaschine drei Versuche in Intervallen von einer Sekunde, den SLG6M6201V wieder anzustossen. In beiden Funktionen wird der Open-Drain-Ausgang INT# bei einer OC-Fehlerbedingung gesetzt.

Manueller Restart

Befindet sich der RESTART-Pin auf Low, wird der SLG4T4788 den SLG6M6201V abschalten und INT# beim Stromfehler aktiv setzen. Der CMIC hält den Leistungsschalter so lange ausgeschaltet, bis der Prozessor das ENABLE-Signal des CMIC wieder umschaltet, um den ECB zurückzusetzen.

Auto-Restart

Sobald der RESTART-Anschluss «hoch» ist, wird der CMIC bei Überstrom zunächst den Leistungsschalter abschalten. Die Zustandsmaschine beginnt dann zuerst eine automatische Restart-Schleife mit drei Zyklen, durch die der Leistungsschalter eingeschaltet, aber bei bestehendem Überstrom sofort wieder abgeschaltet wird, bis die Fehlerbedingung nicht mehr vorhanden ist oder aber beseitigt wurde. Wenn die drei Versuche nicht zum Erfolg führen, wird per INT# die Intervention durch den Prozessor benötigt.

Thermischer Schutz

Mit einem externen PTC-Thermistor, der direkt bei der Last positioniert ist, lässt sich ein Übertemperaturschutz realisieren. Sobald der PTC-Thermistor eine Lasttemperatur von über +85 °C feststellt, schaltet die Zustandsmaschine den Leistungsschalter ab und setzt INT#. Um die elektronische Sicherung zurückzusetzen, muss der Prozessor den ENABLE-Eingang umschalten. Solange das LOAD_OT-Signal anzeigt, dass die Schaltungstemperatur unter +85 °C liegt, wird die ECB-Operation wieder zugelassen. Im vorliegenden Schaltungsdesign kam ein TFPT1206L1002FV PTC-Thermistor mit einem 28,7-kΩ-«Pull-up»-Widerstand als OT-Trigger der Lastschaltung für den CMIC zur Anwendung.

Demo-Board mit Layout

Um diese Schaltung schnell in den Griff zu bekommen, findet man im Applikationsbericht genaue Layout-Hinweise für die Versuchsplatine mit Schablonenvorlagen sowie mit der entsprechenden Stückliste. Weitere Anmerkungen erleichtern die Implementierung. 

Applikationsbericht:

Infoservice

Silego Technology
1515 Wyatt Drive, Santa Clara, CA 95054, USA
www.silego.com



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