非一時的な過電圧から回路を保護するための推奨される方法は何ですか？

12Vのバッテリー駆動のポータブル照明コントローラーを設計していますが、ランタイムの改善についてよく尋ねられます。最も簡単な方法は、2つ目のバッテリーを並列に追加することですが、ユーザーが誤解し、バッテリーを直列に接続して、代わりに24Vを供給するのではないかと心配することがよくあります。

このような過電圧状態からデバイスを保護するための最良/推奨される方法は何ですか（一時的なものとは見なされない時間の間、2倍の電圧が印加されます）？

この場合、この特定のコントローラーは大量の電流を供給するのではなくLEDを点滅させるだけなので、コントローラーは100mA以下を使用します。最大15Vの入力しか処理できない2つの電圧レギュレータがあります。

ツェナーダイオードと過渡電圧サプレッサー（TVS）を実験してきましたが、結果はまちまちです。サーキットブレーカー（PTCヒューズ）をトリップさせ、電圧レギュレーターとマイクロコントローラーを保護するために、過電圧状態（24V印加など）が望ましいです。誰かがデバイスを主電源（120V）に接続した場合、彼らは一人でいます！

このようなものがうまくいくはずです：

12Vツェナーを使用し、ゲートスレッショルドが低く、できればVth <3V、Vgs <12Vで、高い瞬時電流が可能なMOSFETを選択します。

電圧Vinが12Vを超えると、MOSFETのゲートにVin-Vzが現れます。この電圧がしきい値電圧を超えると、mosfetがオンになり、ヒューズを介して入力をグラウンドに短絡すると、ヒューズが溶断します。

もう1つの考えとして、MOSFETのドレインに小さな抵抗を取り付けて、過電流から保護することができます。抵抗値は、MOSFETの24V / R <Imaxとなるように十分に高くする必要がありますが、ヒューズが24V / R> Ifuseを切断するのに十分に低い必要があります。

ヒューズの代わりにPTCを使用できますが、これらは遅くなる傾向があるため、おそらくより強力なmosfetが必要になります。

PTCの場合、ツェナーとmosfetがPTCのドロップを調整するだけでツェナーが少しだけ伝導し、mosfetが少しだけ開いて、外側から見ると、回路は問題なく動作するため、「バッテリー接続不良」の表示LEDが役立つと思いました。

一方、mosfetはおそらくこの場合の最良の解決策ではありません。SCRはラッチするのでより良いでしょう。

あなたは正しい軌道に乗っています。唯一の解決策は、過電圧から負荷を分離することです。これを実現するには多くの方法があり、ヒューズ（使い捨てまたはリセット可能なPTC）は従来のアプローチの1つです。ツェナー/ TVSは、過電圧の存在下でヒューズが作動するのに十分な電流が回路に流れるようにします。SCRを使用して電源をクローバーにし、ヒューズをトリップさせることもできます。

より洗練されたアプローチには、高電圧トランジスタを使用して負荷を電源からアクティブに分離することが含まれます。これにより、応答が速くなり、残りのコンポーネントへのストレスが軽減されます。