Un semplice switch hot-swap per la protezione termica a basso costo
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Dalla rivista:
Elettronica Oggi
È spesso difficile progettare uno schema di protezione termica davvero efficace nel minimizzare i rischi in caso d’incendio. Layout del sistema e posizionamento dei componenti sono oltremodo complicati da decidere perché a ciascun dispositivo è legato un diverso rischio d’infiammabilità e, quindi, possono crearsi sulle schede stampate PCB più focolai d’incendio variamente dislocati. In molti casi, tuttavia, per abbattere i rischi di guasto può essere utile uno switch hot-swap opportunamente posizionato in modo tale da togliere l’alimentazione al sistema o a una sua porzione non appena è rilevato ai suoi sensori l’innalzarsi della temperatura oltre un certo limite di sicurezza.
Fig. 1 -Un sensore di temperatura pur a basso costo, ma sapientemente posizionato può permettere di distogliere l’alimentazione dal sistema al verificarsi di eventi di eccesso di temperatura
Il circuito illustrato nella figura 1 utilizza uno switch hot-swap per monitorare le condizioni di sovratensione, sottotensione e sovracorrente. In pratica, quando la temperatura ambiente supera una predeterminata soglia il sensore integrato IC1 forza il controllore hot-swap IC2 a disconnettere l’alimentazione al sistema. Con questa soluzione si può anche fare in modo di usare molti switch di temperatura e isolare così tutte le zone più a rischio termico. Questo robusto approccio circuitale non richiede l’uso di un microcontrollore, né quello di un integrato specifico per il monitoraggio della temperatura e, inoltre, consente di togliere l’alimentazione ai punti critici in modo non distruttivo, economico e ripetibile. Considerando la tipica condizione di eccesso di temperatura riportata nella figura 2, si vede che l’evento termico sulla traccia di sopra causa la commutazione dell’LM26 e ciò forza l’LM25069 a disconnettere l’alimentazione dal sistema (come si vede nelle tracce sottostanti). Quando la temperatura del sistema scende sotto il punto di soglia dell’LM26 allora l’alimentazione sul sistema viene ristabilita.
Fig. 2 – Quando la temperatura sale sopra la soglia dell’IC1 (traccia superiore) l’uscita del sensore di temperatura (traccia mediana) scende bruscamente forzando lo switch hot-swap IC2 a disconnettere l’alimentazione (traccia inferiore) dal circuito
Bisogna fare attenzione perché talvolta è lo scorretto posizionamento dei componenti a causare eccessi di temperatura che però non sono sintomo d’incendio. Queste condizioni anomale sono però rare e facilmente prevedibili dal progettista. Come s’intuisce, l’uso di un economico sensore di temperatura e di un semplice controllore hot-swap limitatore di potenza possono far scendere i costi dell’intera soluzione a non più di 2 $ anche per modesti volumi di produzione.
Donald Schelle, National Semiconductor
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