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LTC4365 - controller per la protezione dalle sovra e sottotensioni e la polarità inversa

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LTC4365 di Linear Technology è un dispositivo adatto al controllo dell'alimentazione in tutte le applicazioni in cui la tensione di alimentazione può assumere valori troppo alti, troppo bassi, o persino negativi.

LTC4365 - Descrizione

Il dispositivo esegue la protezione della tensione di alimentazione controllando le tensioni di gate di una coppia di MOSFET a canale N esterni, in modo tale da assicurare che l'uscita rimanga all'interno di un range di valori operativi prefissati. La tensione di alimentazione presente all'ingresso del componente può assumere qualunque valore compreso tra -40V e 60V, mentre il range operativo di tensione è compreso tra 2.5 e 34V, con un assorbimento durante il funzionamento normale di soli 125 μA. Due comparatori in ingresso permettono di configurare le soglie di intervento per le condizioni di sovratensione (OV, overvoltage) e di sottotensione (UV, undervoltage) utilizzando un partitore resistivo esterno. E' inoltre presente un pin di controllo esterno tramite il quale è possibile abilitare/disabilitare i MOSFET, portando conseguentmente il dispositivo in uno stato di shutdown caratterizzato da un basso assorbimento di corrente (10 μA). Un pin di output fornisce inoltre l'indicazione di errore (stato fault), corrispondente allo stato presente sui gate dei MOSFET. Questo stato viene raggiunto sia quando il componente si trova in modalità shutdown, che quando la tensione in ingresso si trova al di sopra della soglia di OV o al di sotto della soglia di UV.

LTC4365 - Caratteristiche tecniche

Le principali caratteristiche tecniche dell'LTC4365 possono essere così sintetizzate:

  • ampio range di tensioni operative, compreso tra 2.5V e 34V
  • protezione contro i transitori di sovratensione fino a 60V
  • protezione contro l'inversione di polarità della tensione di alimentazione fino a -40V
  • blocco delle frequenze 50Hz e 60Hz provenienti da un'alimentazione in corrente alternata (AC)
  • non necessita di condensatore in ingresso o di diodo TVS (Transient Voltage Suppressor) per la maggiorparte delle applicazioni
  • soglie di intervento delle protezioni di sovratensione e sottotensione programmabili tramite partitore resistivo esterno al componente
  • basso valore di corrente sia in condizioni operative (125 μA) che in condizione di shutdwon (10 μA)
  • doppio MOSFET a canale N per il controllo della tensione in ingresso. Nel caso in cui non interessi la funzionalità di protezione dall'inversione di polarità, è sufficiente un solo MOSFET esterno anzichè due
  • pin di output con indicazione di stato fault
  • disponibile in package compatto ad 8 pin (3mm x 2mm) di tipo DFN oppure di tipo TSOT-23 (ThinSOT)
  • range di temperatura in grado di soddisfare tutti gli impieghi di tipo commerciale, industriale, e automotive

LTC4365 - Applicazioni

L'LTC4365 è particolarmente indicato per tutte quelle applicazioni nelle quali occorra mantenere la tensione di alimentazione all'interno di una "finestra" di valori prestabiliti, evidenziando di conseguenza i valori corrispondenti alle condizioni OV e UV. Tra queste elenchiamo le principali:

  • strumentazione portatile
  • automazione industriale
  • computer e dispositivi portatili
  • applicazioni in ambito automotive

Un esempio di applicazione tipica del componente è mostrato nell'immagine seguente, la quale si riferisce al caso di un'applicazione nel settore automotive. Si noti l'alimentazione in ingresso, con valore pari a 12V, e la presenza di un Si4946, un doppio MOSFET di potenza a canale N. Oltre a quest'ultimo, solo una manciata di resistori completano il numero di componenti esterni richiesti (i resistori sono necessari per formare il partitore e selezionare quindi le soglie UV ed OV). Sulla base dei valori assegnati a questi componenti, la tensione in uscita dal componente (VOUT) risulta protetta dalla seguente finestra di tensioni:

tensione di soglia di overvoltage (OV): 18V

tensione di soglia di undervoltage (UV): 3.5V

Tutti i valori di tensione in ingresso non appartenenti a questo range (o finestra) causeranno la forzatura della tensione in uscita (VOUT) al valore 0.

Molto interessante anche il grafico seguente, che evidenzia in modo immediato la funzionalità di protezione del carico dalle sovratensioni e dalle tensioni inverse.

Con riferimento alle soglie OV e UV del caso procedente, si verifica sul grafico (linea evidenziata in rosso) come la tensione in uscita VOUT venga mantenuta al valore 0 fintanto che la tensione in ingresso VIN assume un valore inferiore alla soglia di undervoltage (3.5V). Superando tale soglia, VOUT "segue" VIN (assume cioè il suo stesso valore in ogni istante) fino a che VIN non supera la soglia di overvoltage (18V). Quando ciò avviene, VOUT viene nuovamente forzata a 0; si ottiene così la finestra di valori di tensione in uscita desiderata, evidenziata nell'immagine con il colore azzurro.

 

 

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