Überlast-Schutz für redundante Bus-Stromversorgungen

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Bei redundant ausgelegten Bus-Stromversorgungssystemen ist es wichtig, separate Überlast-Schutzschaltungen vorzusehen. Einerseits ist die Belastbarkeit der n+x-redundant parallel geschalteten Stromversorgungen im Regelfall höher als der maximal vorgesehene Ausgangsstrom, was bei Kurzschlüssen trotz Strombegrenzung der einzelnen Stromquellen zu unerwarteten Überstrom-Schäden führen kann. Andererseits kann ein Kurzschluss auch nur einer Last das ganze System lahmlegen: die gewünschte Sicherheit durch Redundanz ist verloren.

 

Die Stromversorgungen können mit der Lösung Cool-ORing (Picor; Vertrieb: Hy-Line Power Components) parallel geschaltet werden. Auf der Lastseite wird Cool-Switch als flinke und verlustarme Schutzschaltung integriert, die bei Überlast innerhalb von 120ns reagiert. Hy-Line Power Components bietet Cool Switch mit integriertem oder externem MOSFET an. Bei integriertem MOSFET wird ein Kanalwiderstand ab 8,5mΩ erreicht.

 

Der Controller PI2061 mit einer Grundfläche von 3mm x 3mm kann ein Gate eines externen N-Kanal-MOSFETs mit bis zu 4A Spitzenstrom entladen, um das schnelle Abschalten zu gewährleisten. Auch mehrere parallel geschaltete N-Kanal-MOSFETs lassen sich von einem PI2061 steuern. Er ist für 12-V- und 48-V-Bussysteme optimiert, kann jedoch auch Transienten bis 100V bis zu einer Dauer von 100ms abfangen. Eine integrierte Ladungspumpe erspart externe DC/DC-Wandler in High-Side-Applikationen.

 

Der PI2161 enthält einen Leistungs-MOSFET und kann direkt bis zu 60V und 12A schalten. Er kann direkt als High-Side-Schalter in 48-V-Bussystemen genutzt werden. Dabei belegt er eine Fläche von 7mm x 8mm. Beide Controller liefern im Fehlerfall (Überlast/Unterspannung) zusätzlich ein Active-Low-Steuersignal zur Fehlerdiagnose in komplexen Stromversorgungssystemen.

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