Přepěťová ochrana pro skládku automobilového nákladu

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Příspěvek vysvětluje ochranný obvod proti přepětí v podobě automobilové zátěže pro ochranu citlivé a sofistikované moderní automobilové elektroniky před přechodnými stejnosměrnými elektrickými hroty vycházejícími z elektrické energie vozidla.

Přechodná napětí sběrnice jsou významným rizikovým faktorem pro integrované obvody. Maximální průrazné napětí, které může být specifikováno integrovaným obvodem, je dáno jeho stylem a designovým přístupem, který může být u malých zařízení CMOS převážně nízký.



Co je přechodné napětí

Přechodné nebo opakované okolní podmínky napětí, které narušují absolutně nejvyšší napětí IC, mohou zařízení nevratně poškodit.

Nezbytnost bezpečnosti proti přepětí převládá zejména v automobilových 12V a 24V provedeních, ve kterých jsou přechodové špičky „zátěže“ obvykle stejně vysoké jako GOV. Určité strategie zabezpečení zátěže směšují vstup přechodně k zemi prostřednictvím zařízení podobných lavinovým diodám a MOV.



Potíž s metodou bočníku spočívá v tom, že by mohla být nakonec zpracována velká část síly.

Bočníkové techniky jsou obvykle nežádoucí, pokud by existovala povinnost poskytovat nepřetržitou ochranu po celou dobu přepětí (jak se ukazuje u duální baterie).

Design

Ochranný obvod proti přepětí pro odlehčení zátěže automobilu znázorněný na obrázku 1 je perfektní sériový odpojovač nebo sériový odpojovač obvodu, který byl vytvořen tak, aby chránil zátěž spínacího regulátoru, který měl optimální vstupní napětí 24V.

Obvod je určen z úsporných samostatných zařízení a využívá jediné Texas Instruments LMV431AIMF.

Vzhledem k tomu, že tento obvod využívá PFET pass zařízení (Q1), může dojít k marginálnímu poklesu dopředného napětí nebo související ztrátě výkonu.

Kruhový diagram

Přepěťová ochrana pro skládku automobilového nákladu

Obrázek 1

Zdvořilost : Ochranný obvod proti přepětí pro výpis zatížení automobilu

Jak funguje dioda LM431AIMF

Adaptabilní reference LMV431AIMF (D1) funguje nejlépe pro tuto situaci jen proto, že umožňuje levný způsob, jak zjistit pečlivý vypínací bod a sledovat optimální přesnost teploty, která je u zenerovy diody nebo podobně s použitím jiných alternativních možností (1% pro Verze, 0,5% pro verzi B).

Pro zachování této přesnosti a spolehlivosti jsou rezistory R1 a R2 vybrány s tolerancí 1% nebo lze doporučit ještě lepší.

Variabilní referenční napětí lze obvykle nesprávně uvažovat. Vezměme si například: „Co je to za třetí vodič zakončený touto diodou?“

Můžete najít řadu typů odkazů na proměnné napětí. Různé, které mají různé vestavěné nastavené napětí, zatímco jiné s polaritou střídavého proudu.

Všechny z nich lze identifikovat pomocí několika základních (a poměrně významných) fází: Teplotně regulovaná, přesná reference napětí v pásmové mezeře, spolu se zesilovačem chyby zesílení (začleněným jako komparátor do diskutovaného obvodu).

Většina částí vykazuje uni-poIar výsledky začleněním otevřeného kolektoru nebo emitoru. Obrázek 2 ukazuje koncepčně, co lze očekávat uvnitř Texas Instruments LMV431AIMF.

Nastavitelný referenční obvod LM431

Výpočet mezní hodnoty

Vstupní napětí je kontrolováno a řízeno LMV431 pomocí dělič napětí R1 a R2. Obvod podrobně popsaný na obrázku 1 je nakonfigurován tak, aby se aktivoval při 19,2 V, i když lze zvolit libovolné snížení úrovně, které lze zjistit pomocí následujících rovnic:

Vtrip = 1,24 x (R1 + R2 / R1)

R2 = R1 (Vtrip / 1,24 - 1)

Jak to funguje

Výstup LMV431 klesá, jakmile je detekován nastavený referenční kolík nad 1,24V. Katoda LMV431 je schopna snížit na úroveň nasycení přibližně 1,2 V.

Uvedená úroveň může stačit k vypnutí Q2. Q2 byl převážně ručně vybírán, aby nesl zvýšenou prahovou hodnotu brány (> 1,3 V). Nedoporučuje se používat náhradu za Q2, aniž byste to vzali v úvahu.

Provozní podmínky čipu pro D1, Q2 a Q1 jsou uvedeny v tabulce 1 pro stav zahrnující snížení bodu o 19,2 V.

Provozní podmínky obvodů jsou podrobně uvedeny na obrázku 3. Lze očekávat, že pokles hladiny bude přibližně v okolí 2,7 V až GOV. Pod asi 2,7 V může být obvod viděn přecházet do vypnuté situace.

Důvodem je absence dostatečného vstupního napětí k vyrovnání prahových hodnot brány a zdroje Q1 a Q2.

I když je ve vypnutém stavu, obvod nabízí kolem 42 kQ vstupu (klidové zatížení ve vypnutém stavu). Zenerovy diody D2 a D3 mají zásadní význam pro omezení nadproudové brány na zdrojová napětí vyjádřená pomocí Q a Q2 (které nesmí být povoleno překročit 20 V).

D3 rovněž inhibuje katodu D při střelbě nad stanovenou mez 35 V. Rezistor Rd zajišťuje kompromisní předpětí pro Q2, aby mohl ve vypnutém stavu splnit únik Q2.

Je důležité sledovat diodu těla v Q, což znamená, že nepřenáší žádnou ochranu zátěže pro nesprávně připojenou baterii (vstupní napětí s opačnou polaritou).

Aby bylo možné zajistit stav nesprávné polarity baterie, může být vhodné začlenit blokovací diodu nebo může být vyžadován také zesílený alternátor (jeden za druhým) PFET.

Okruh lze vidět přičítán okamžité aktivaci, i když podmínky obnovuje poměrně pomalu. Kondenzátor C, vykazuje rychlé vybíjení na záporný přes LMV431 při snímání sudého přepětí.

Jakmile se situace vrátí do normálu, opětovné připojení je mírně zadrženo proměnnými časového zpoždění R3-C1.

Značný počet zátěží (což mohou být regulátory) využívá značné vstupní kondenzátory, které umožňují časovou prodlevu pro uzavírací obvod potlačením přechodné rychlosti přeběhu.

Pracovní vzorec standardního přechodového jevu a dostupná kapacita se stávají odpovědnými a opravují zamýšlenou dobu odezvy zpoždění.

Vypínací implementace z navrhovaného ochranného obvodu proti přepětí pro výpis zatížení automobilu probíhá přibližně za dvanáct sekund. Očekávané nejvyšší přechodné periody nárůstu jsou ve vyvážené úrovni omezeny na uvedená období pomocí C (zatížení).

Tento obvod byl ověřen s C (zátěží) 1 pF. Větší zátěž je možné vyzkoušet a je v pořádku vzhledem k rychlému rázu, mají být přítomny přechodné impedance zdroje.




Předchozí: Polovodičový střídač / síťové obvody přepínání střídavého proudu pomocí triaků Další: Vytvořte tento obvod SMPS 3.3V, 5V, 9V