Идеальный диод с ограничением тока⁠⁠

Простое устройство реализующее функцию идеального дида с ограничением тока. Пропускает ток в одном направлении и отключается на время при превышении током заданного порога. Сделано давно.

Сделано для работы с солнечными панелями. Выполнено на дискретных компонентах из-за работы с относительно высоким напряжением, для 12 В солнечной панели. Для низких напряжений до 5.5 В давно есть идеальные диоды от Texas Instruments и от WCH. У Texas Instruments это LM66100 и LM66200. У WCH это CH213. Есть ещё DK5V45R10 и им подобные, но они не работают на постоянном токе.

Ниже фотография платы и схема с описанием.

Непосредственно идеальный диод выполнен на транзисторах VT2 и VT5, диоде VD2, резисторах R6 и R7. Задача идеального диода не пропускать ток из нагрузки (разъём XP2) обратно к панели (XP1). Стабилитрон VD3 ограничивает напряжение между затвором и истоком VT2.

При прохождении тока в прямом направлении он течёт через диод транзистора VT2 и чрез диод VD2. Ток через VD2 закрывает транзистор VT5. И затвор транзистора VT2 соединён с землёй через резистор R7 и открывается. При обратном направлении тока диод транзистора и диод VD2 закрыт. База транзистора VT5 соединена с землёй через резистор R6, транзистор открыт. Напряжение через VT5 поступает на затвор VT2 и закрывает его.

Схема ограничения тока выполнена на VT1, VT3, VT4, VT6. Резисторы R1, R2, R3, R4, R5, R8,R9. Конденсатор С1. Стабилитрон VD3 ограничивает напряжение между затвором и истоком VT1. Резистор R1 это шунт, при достижении напряжения на нём 0.6 - 0.7 В откроется транзистор VT3. При 1 Оме это будет при токе 0.6 - 0.7 А. Дальше откроется транзистор VT6, он откроет транзистор VT4 и разрядит конденсатор C1. Транзистор VT4 соединит затвор и сток транзистора VT1. Конденсатор C1 нужен для того, что бы транзистор VT4 не закрылся сразу при снижении тока ниже порога. Это даёт время на которое схема будет выключена. А большое число каскадов даёт большое усиление и за счёт этого есть только два состояния схемы: включено или выключено. И схема при превышении тока не надолго включается и затем выключается. Это сделано, что бы не получить режим ограничения тока, когда эти 0.6 - 0.7 А будут протекать через транзистор и нагревать его. Только ключевой режим, включено или выключено.