Hacer el LM78xx a prueba de fallos contra cortocircuito, abierto, sesgo revertido, flyback, etc.

Question

Quiero utilizar el LM78xx para varias aplicaciones. Lo que me preocupa son sus modos de fallo.

1. No se puede poner en cortocircuito

¡¡No cortocircuitar Vcc a tierra!! Me refiero a poner en cortocircuito V_input con V_output.

Suponga que tiene un equipo electrónico delicado y caro que funciona con 5V. Estás utilizando el LM7805 para reducir el voltaje de 12~13VDC a 5VDC. Por alguna razón tu LM7805 falla en el cortocircuito y tu delicado aparato electrónico ve los 12VDC en lugar de los 5VDC y se fríe. He visto esto en toda la web. ¿Cómo se puede proteger contra esto?

2. Falta de apertura

No es tan crítico como el fallo del cortocircuito. Puede ocurrir como resultado de un exceso de temperatura (temporal) o de un fallo permanente. ¿Qué otras cosas pueden desencadenar esto?

3. Sesgo inverso y descarga inversa

He visto que una cápsula de salida demasiado grande puede provocar una corriente inversa en la entrada. Se recomienda añadir una protección de diodo de descarga inversa. ¿Qué otra cosa puede causar este tipo de tensión de polarización inversa?

De varias hojas de datos:

Con el LM7805, el condensador de salida no debe superar 1mf, ya que valores mayores valores mayores podrían dañar el 7805 debido a la retroalimentación de la corriente cuando se cuando se desconecta la alimentación.

Cuando se aplica al terminal de entrada una tensión superior a la máxima terminal de entrada o cuando se aplica una tensión superior a la del terminal de entrada al terminal de salida, el circuito puede quedar destruido.

4. Flyback

¿El diodo de la imagen anterior también protege contra la corriente de retorno de un inductor? ¿O es mejor añadir un diodo separado a través de la carga de inductancia?

5. ¿Qué más?

¿Cuáles son las otras posibles causas del fallo del LM78xx?

Answer 1

1. Fallo de la palanca de cortocircuito + entrada con fusible (un tiristor y un circuito de disparo) o al menos un TVS. El TVS podría limitar el voltaje a algo así como 8V, con lo que su delicado equipo podría tener una oportunidad de sobrevivir (los nuevos chips con un suministro máximo de 5,5V abs podrían no sobrevivir). Una conexión GND abierta hará que el voltaje de salida aumente, así que asegúrate de que la soldadura es sólida.

2. Fallo de apertura: malas conexiones de soldadura, chip destruido. No dependa de la protección térmica como algo natural.

3. D1 es innecesario para un 7805 o 7806, sólo para los reguladores de mayor tensión (y sólo cuando la tensión de entrada puede ser descargada activamente). Proporciona otro camino posible para el fallo de cortocircuito, por lo que sugiero dejarlo fuera a menos que haya alguna forma de que la salida pueda (digamos) conectarse a una batería de 12V y usted no tenga un TVS o una palanca en la salida.

4. A la fuente de alimentación no le importa la inductancia de la carga - la inductancia sólo tenderá a hacer que la corriente siga fluyendo en la misma dirección. Cualquier tensión flyback aparece a través del interruptor, por lo que se necesita un diodo flyback que se coloca a través del interruptor o de la carga.

5. Es posible que desee poner un diodo de polarización inversa a través de la salida en caso de que dos suministros están conectados en serie y uno es impulsado negativo. Si utiliza un TVS unipolar que puede servir a ambas funciones con una sola pieza.

TL;DR: Poner un fusible poliswitch en serie con la entrada (antes del condensador) y añadir un TVS a la salida, y perder D1 (si 7805/6). Para obtener puntos extra, monta el poliswitch cerca del regulador para que vea el calor.

Answer 2

Si tiene una aplicación en la que el fallo del regulador lineal provoca una tensión de salida más alta, entonces utilice un fusible y un diodo zener (5V6 quizás) o diseñe un pequeño circuito de protección tipo crowbar. Las palancas son prácticamente obligatorias en las fuentes de alimentación conmutadas para evitar una tensión de salida superior a la permitida por la Directiva Europea de Baja Tensión (LVD).

El fracaso de la apertura se me escapa - tal vez usted puede explicar eso.

La polarización inversa la has cubierto bastante bien, excepto en el caso de un cargador de baterías: normalmente hay que tomar precauciones adicionales para evitar daños cuando se retira la energía de carga primaria.

La situación del flyback depende totalmente del circuito objetivo que tengas en mente.

Answer 3

Si está abierto a utilizar otros reguladores, podría considerar reguladores de voltaje lineales para automóviles más robustos, como el Micrel MIC2940A o el MIC2941A.