Smart-ключ или чем заменить реле.

[skanch]

Чем заменить реле? Речь пойдет о смарт-ключах для
коммутации постоянного напряжения при допустимых токах нагрузки от 3 А до 21 А от производителя Infineon (https://www.infineon.com/cms/en/product/solutionFinder.html?channel=db3a30433f764301013f7a befcbc265c#!showAllParameters=false&5546d4694909da48014909dc0d1e0208_remark=5546d46949 09da48014909dc76eb05b1&sort=group&sortField=SMALLEST).
Я пользуюсь такими ключами достаточно давно и нареканий с моей стороны нет — одни только положительные эмоции... Эти микросхемы могут заменить реле, предохранитель, контролировать изменение в нагрузке. И все это в маленьком корпусе.

http://pccar.ru/attachment.php?attachmentid=45568&stc=1&d=1479659925




Итак первая микросхема BTS50080-1TMA . На сайте производителя. (http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BTS50080-1TMA-DS-v01_00-EN.pdf?fileId=5546d4625a888733015aa435d7fe1153)

http://pccar.ru/attachment.php?attachmentid=45556&stc=1&d=1479651507

Рабочее напряжение (напряжение коммутации) Vbb(on) - 5.5 .. 38 В
Защита от перенапряжения Von(CL ) - 39 В
Сопротивление в открытом состоянии при 150°C RDS(on) - 16 мОм
Номинальный ток нагрузки IL(nom) - 9.5 А
Ток нагрузки (ISO) IL(ISO) - 37.5 А
Ограничение тока IL6(SC) - 90 А
Ток в режиме ожидания Ibb(выкл)- 6 мкА

Встроенные функции защиты:
Защита от короткого замыкания с блокировкой
Защита от перегрузки
Ограничение тока
Защита от перегрева с повторным включением
Защита от перенапряжения
Защита от электростатического разряда (ESD)
Управляется ключ замыканием контакта «IN» на корпус (GND).




Цена в России (http://www.elitan.ru/price/item1030076). Цена на Alli. (https://ru.aliexpress.com/item/BTS50080-1TMA-IC-SWITCH-PWR-HISIDE-TO220-7-BTS50080-1T-Technologies-50080-BTS50080-50080-BTS5008-50080/32297576003.html?spm=2114.13010608.0.0.iWKvpD)




Следующий ключ BTS640S2G.
На сайте производителя. (http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BTS640S2G-DS-v01_01-EN.pdf?fileId=5546d4625a888733015aa3c7d8901018)

http://pccar.ru/attachment.php?attachmentid=45558&stc=1&d=1479651927


Рабочее напряжение (напряжение коммутации) Vbb(on) - 5.0 .. 34 В
Защита от перенапряжения Von(CL ) - 43 В
Сопротивление в открытом состоянии при 150°C RDS(on) - 30 мОм
Номинальный ток нагрузки IL(nom) - 12.6 А
Ограничение тока IL6(SC) - 24 А
Ток в режиме ожидания Ibb(выкл)- 15 мкА

Защитные функции аналогичны предыдущему ключу.
Управляется ключ подачей логического положительного напряжения на контакт «IN».



Цена в России. (http://www.elitan.ru/price/index.php?find=BTS640S2&delay=-1&mfg=all&seenform=y&utf=1) Цена на Alli. (https://ru.aliexpress.com/af/BTS640S2.html?ltype=wholesale&d=y&origin=n&isViewCP=y&catId=0&initiative_id=AS_20161120034713&SearchText=BTS640S2&blanktest=0)





Следующий ключ BTS441RG . На сайте производителя. (http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BTS441RG-DS-v01_21-EN.pdf?fileId=5546d4625a888733015aa9afe3e135e1)

http://pccar.ru/attachment.php?attachmentid=45560&stc=1&d=1479652267

Рабочее напряжение (напряжение коммутации) Vbb(on) - 4.75 .. 41 В
Защита от перенапряжения Von(CL ) - 43 В
Сопротивление в открытом состоянии при 150°C RDS(on) - 20 мОм
Номинальный ток нагрузки IL(nom) - 21 А
Ограничение тока IL6(SC) - 65 А
Ток в режиме ожидания Ibb(выкл)- 10 мкА

Защитные функции аналогичны предыдущему ключу.
Управляется ключ подачей логического положительного напряжения на контакт «IN».




Цена в России. (http://www.elitan.ru/price/index.php?find=BTS441RG&delay=-1&mfg=all&seenform=y&utf=1) Цена на Alli. (https://ru.aliexpress.com/af/BTS441RG.html?ltype=wholesale&d=y&origin=n&isViewCP=y&catId=0&initiative_id=SB_20161120063206&SearchText=BTS441RG&blanktest=0)


Следующий ключ BTS724G.На сайте производителя. (http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BTS724G-DS-v01_00-EN.pdf?fileId=5546d4625a888733015aa3a2f1030ff1)

http://pccar.ru/attachment.php?attachmentid=45562&stc=1&d=1479652637
Имеет в распоряжении 4 канала с независимым управлением.

Характеристики каждого канала:
Рабочее напряжение (напряжение коммутации) Vbb(on) - 5.5 .. 40 В
Защита от перенапряжения Von(CL ) - 43 В
Сопротивление в открытом состоянии при 150°C RDS(on) - 90 мОм
Номинальный ток нагрузки IL(nom) - 3.3 А
Ограничение тока IL6(SC) - 12 А
Ток в режиме ожидания Ibb(выкл)- 20 мкА
Управляется ключ подачей логического положительного напряжения на контакты «IN1»,«IN2»,«IN3»,«IN4».




Цена в России. (http://www.elitan.ru/price/index.php?find=BTS724G&delay=-1&mfg=all&seenform=y&utf=1) Цена на Alli. (https://ru.aliexpress.com/af/BTS724G.html?d=y&origin=n&blanktest=0&jump=afs&SearchText=BTS724G&initiative_id=SB_20180326232718&isViewCP=y&catId=0)





http://pccar.ru/picture.php?albumid=309&pictureid=2090

[basurman]

хорошие наверно штуки, но у меня не пошли)))
начинился калиновских блоков "комфорта", там стоят такие, горят за милую душу.
я выдираю из иностранщины - VN02, VN05N, VND810SP, VNQ660SP и еще дофига подобных.
хотя, кому что нравится.

[skanch]

Уверяю - неплохие штуки... Не знаю, какие стоят в калининских блоках, но те , о которых я рассказал работают без проблем. Может конечно без мощных нагрузок, но в рамках параметров не горят...
"VN02, VN05N, VND810SP, VNQ660SP и еще дофига подобных."- что сказать повезло тебе, имеешь доступ...
Если обобщить - такие ключи точно могут заменить реле для коммутации. Малый размер, широкий спектр токовой нагрузки и коммутируемого напряжения, не требуют элементной обвязки... Но соглашусь с тобой: "Кому,что нравится".

[basurman]

Не знаю, какие стоят в калининских блоках
Bts5242

[skanch]

Bts5242

Такими не пользовался по причине управления только логикой (3,3 В и 5 В совместимые логические выводы). Выбирал для себя с более широкими возможностями ( например BTS640S2 - Входное напряжение управления (DC) Vin -10 ... +16 V). Или еще проще (BTS50080-1TMA) - по замыканию на корпус (GND)...

[skanch]

начинился калиновских блоков "комфорта", там стоят такие, горят за милую душу.

Заинтересовало - почему горят...? Полазил по интернету, оказывается проблема широко известная - конструктивная не доработка АВТОВАЗА - производителя "Калины". "АВТОВАЗ признал что эта проблема существует с блоком ЦБКЭ 2190-3840080-10 в комплектации "Норма" и 2190-3840080-20 в комплектации "Люкс". В связи с этим после устранения этих проблем с июля 2015 г. АВТОВАЗ стал устанавливать ЦБКЭ вместо 2190-3840080-10 усовершенствованные 2190-3840080-50ИУ." Источник (http://autoprogs.ru/diagnostika-otechestvennyh-avto-remont-elektroniki-274/kalina-2-cbke-9903/).

Это я так - в защиту Infineon...

[basurman]

Это я так - в защиту Infineon...

Да кто ж против))) Только забугорцы почему то до сих пор не подружились с силовыми приборами этой фирмы. Максимум что встречалось, это LDO, ну и процы конечно.

[skanch]

Спорить не буду - все равно сравнить мне не с чем...

[iddqd1]

Заинтересовало - почему горят...?[/URL].


Первая причина на мой взгляд в Калина-1 - уроды проектировщики. Жгут к задним дверям перетирается в стойке об острый край панели и начинает коротить. Пока я его там изолировал - порезал все пальцы.
Дальше уже - сгорают эти микрухи на плате ("забыли" защиту развести наверное).
Лично сам я на второй год эксплуатации поменял данный блок два раза и один раз (после окончания гарантии) ремонтировал его у электронщика.

[skanch]

.
Современный подход в разработке / производстве всего и вся - работоспособность до окончания гарантийного срока (в идеале). От запаса прочности и долговечности современный рынок/производитель отказался намеренно...

[AL98]

skanch, а почему в Вашей схеме не используются диагностические выводы в BTS724 (именно по ним определяются проблемы с нагрузкой) и отсутствуют керамические емкости непосредственно на выводах 1117?
У меня в машинке стоят BTS840 (по сути - то же самое), моторолловский контроллер определяет обрыв или к.з. в цепи нагрузки и шлет по CAN-шине информацию в PCM.
Сами ключи, если их правильно использовать, очень надежны.
Обратите внимание на BTS660P. Он имеет сопротивление в открытом состоянии всего 9 мОм. При номинальном токе в 44А на ключе выделяется 17Вт
А у BTS555P вообще сопротивление 2.5мОм.
Уникальная цифра, практически близкая с сопротивлению контактов механического реле.

[skanch]

Нагрузка на канал не превышает 1,8 А - поэтому не вижу смысла использовать диагностический вывод. Микросхема работает почти в холостом режиме, ну если даже и произойдет короткое замыкание на выходе (что в данном случае маловероятно), то срабатывает внутренняя защита и проблемный канал отключится до устранения замыкания.
Для 1117 использую танталы (исправил схему) на входе и выходе - работает без проблем. Да и стабилизатор используется только для запуска BTS640S2 ...

[basurman]

У меня в машинке стоят BTS840 (по сути - то же самое), моторолловский контроллер определяет обрыв или к.з. в цепи нагрузки и шлет по CAN-шине информацию в PCM.
А тут можно по подробнее))) С завода стоят, или сам поставил? что за контроллер определяет и шлет...
И нафига он шлет чето в ПСМ, если самодельное.

[skanch]

Обратите внимание на BTS660P. Он имеет сопротивление в открытом состоянии всего 9 мОм. При номинальном токе в 44А на ключе выделяется 17Вт
А у BTS555P вообще сопротивление 2.5мОм.
Уникальная цифра, практически близкая с сопротивлению контактов механического реле.
BTS660P уже не выпускается - замена (https://infineon.product-discontinuation.com/Pdf/2007/pcnpd07063a/Cpd_pcn07063a.pdf) BTS50055-1TMB ( корпус для моих поделок не подошел).

[AL98]

Это у меня штатное. BTS840 (тоже, кстати снятое с производства по infineon-ски, но успешно новым продаваемое на aliExpress) стоит в блоках 4х4 и SJB, возможно - и ABS (не разбирал). В первом подключает передний мост (включая электромагнитную муфту), во втором - выполняет много задач, например включение БС, ДС, ДХО (БС с 85% ШИМ), поворотников и контроля исправности этих цепей. Ford Explorer, 2008MY.

[basurman]

Только забугорцы почему то до сих пор не подружились с силовыми приборами этой фирмы. Максимум что встречалось, это LDO, ну и процы конечно.
Я тут поштудировал немного и понял, что нехило так ошибался по поводу инфиниона))).
Лепят его оказывается куда ни попадя)))

Но как ни крути, а сгс-томсон я пока доверяю больше.

[skanch]

Решил провести стресс-тест для самого "горячего" из выше перечисленных мною ключей - BTS441RG. Нагрузил его двумя галогеновыми лампами на 12V/50W каждая, подключенных параллельно - ток нагрузки составил 7,8А. В рабочем режиме в течении 30 минут температура на микросхеме поднялась до +70 градусов и выше не двигалась... Затем на выходе микросхемы устроил "коротыш" - замкнул "+" и "-"... Микросхема отработала по фирменному описанию - сначала сработала внутренняя защита и пропало напряжение на выходе. Резко поднялась температура на корпусе микросхемы до +137 градусов. В этом режиме она находилась минут 30-35 - температура выше не поднялась. Убрал "коротыш" - тут же микра вернулась в рабочий режим-появилось напряжение на выходе (лампочки жарко засветились), температура постепенно стала падать, дошла до +74 градуса и больше не опускалась...
Прав AL98- для серьезных нагрузок необходим контроль выхода через диагностические выводы микры. Думаю, что нужно при превышении определенных параметров просто отключать через контроллер управляющий PIN микросхемы. Это решаемо...

[Asterdam]

можно более подробно описать алгоритм работы "информационного" пина?
не совсем понял - он дискретный или аналоговый?
просто например ситуация, используется X канальная сборка на смартах. где то нагрузка КЗ(условно), 5-10-12А и тд.
я в таких случаях всегда применяю полевик + токовый датчик, соответственно, на свое усмотрение всегда могу задать порог срабатывания.

[skanch]

"Информационный" пин на ключах Infineon не использую. Если нужно использовать настройки порога по току, то проще "программируемые" ключи IR3310 (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir3310.pdf), IR3313(S) (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir3313spbf.pdf).
Порог срабатывания задается резистором R ifb, который рассчитывается по формуле
R ifb = (4.5 * Ratio)/(Id).
Где R ifb – нужный нам резистор, Ratio – параметр из даташита (для 3310 и 3313 равен 8800). Id – ток нагрузки.

Пример расчета на 10А для ключа IR3310.
R ifb = (4.5*8800) / (10) = 3960 Ом (3.9К).

Еще эти ключи очень полезны при подключении нагрузки, которая в момент включения имеет скачок по току - например электродвигатели.
В таком случае защита уже двухступенчатая.
Расчет нужно делать для двух токовых параметров Ifb_min и Ifb_max по вышеуказанной формуле.
Расчет RC-цепочки производится по формуле:
RC=T/(In*Vin/Vgstn).

Все параметры расчетов здесь. (http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1118.pdf)

[Asterdam]

спасибо за информацию.
не вижу преимуществ(для своих целей) по сравнению со связкой полевик+холл. где я программно могу изменить любые пределы, как пороговые, так временные границы переходных процессов, плюс при желании получить информацию о протекающем токе в данной цепи(например реализация сообщений об обрыве, или кз).
возможно в тривиальных цепях или при производстве на потоке такой вариант будет весьма кстати.

[skanch]

Очень мало пользователей (а точнее-единицы) этого форума могут что-то сделать "программно"(я в том числе). Далеко не все знакомы с системами управления питания (или еще чего-нибудь) средствами контроллеров, формирователями входных/выходных сигналов ... А тривиальные схемо-решения мне понятны и поэтому для меня предпочтительнее.

[Asterdam]

не спорю, о чем в своем посте и написал. каждый выбирает "россыпуху" под свои задачи и возможности. просто думал возможно есть у данной МС преимущества перед "мои решением". уточнил.

[skanch]

Уверен, что смарт-ключи от Infineon могут больше, чем просто коммутировать нагрузку. Просто я с этим не разбирался, поскольку использую их только в качестве маленьких мощных заменителей реле.
Ниже стандартная схема (https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Power_PROFET_Smart_Hig-Side_Power_Switches_PB-PB-v01_00-EN.pdf?fileId=5546d46253f6505701545be27b5e33ea) подключения ключа.

[(vS)]

а где ты этими ключами затариваешься?

[skanch]

а где ты этими ключами затариваешься?

В основном на Aliexpress (https://ru.aliexpress.com/af/BTS640s2.html?d=y&origin=n&blanktest=0&jump=afs&SearchText=BTS640s2&initiative_id=SB_20180408234303&isViewCP=y&catId=0)...

[(vS)]

логично )) думал, мож какие еще места, заговоренные )
спасибо