Automobilių apkrovos išmetimo apsauga nuo viršįtampio

Šiame pranešime paaiškinta per didelę įtampą nutraukianti apsaugos grandinė automobilių išmetimo pavidalu, skirta apsaugoti jautrią ir sudėtingą šiuolaikinę automobilių elektroniką nuo trumpalaikių nuolatinės srovės elektros šuolių, sklindančių transporto priemonių elektrinėse.

Laikinos magistralės įtampos yra reikšmingas integruotų grandinių rizikos veiksnys. Didžiausią sugedimo įtampą, kurią galima nurodyti integruotai grandinei toleruoti, lemia jos stilius ir konstrukcija, kuri gali būti maža mažiems CMOS įrenginiams.

Kas yra laikina įtampa

Laikinos ar pasikartojančios įtampos aplinkybės, kurios nurungia absoliučią IC didžiausią įtampos specifikaciją, gali negrįžtamai pakenkti įrenginiui.

Perteklinės įtampos saugumo būtinumas ypač paplitęs 12V ir 24V automobiliuose, kur didžiausios „apkrovos išmetimo“ pereinamojo laikotarpio trukmės paprastai yra tokios pačios kaip GOV. Tam tikros apkrovos apsaugos strategijos nukreipia įėjimą į žemę per įtaisus, panašius į lavinos diodus ir MOV.

Šunto metodo sunkumas yra tas, kad didelė galia gali būti perdirbta.

Šunto technika paprastai yra nepageidaujami, jei turėtų būti įpareigota užtikrinti nuolatinę apsaugą esant per didelei įtampai (kaip tai atsitinka su dviguba baterija).

Dizainas

1 paveiksle pavaizduota automobilių apkrovos išpūtimo apsaugos nuo viršįtampio grandinė yra puiki nuosekliojo atjungimo arba nuosekliosios grandinės pertrauka, sukurta apsaugoti perjungimo reguliatoriaus apkrovą, kurios optimali įėjimo įtampa yra 24 V.

Grandinė yra sukurta iš ekonomiškų atskirų prietaisų ir naudoja vieną „Texas Instruments“ LMV431AIMF.

Atsižvelgiant į tai, kad šioje grandinėje naudojamas PFET leidimo įrenginys (Q1), gali būti ribinis priekinės įtampos kritimas arba susijęs galios praradimas.

Grandinės schema

Figūra 1

Mandagumas : Automobilių apkrovos išmetimo apsaugos nuo viršįtampio grandinė

Kaip veikia LM431AIMF diodas

LMV431AIMF (D1) pritaikoma nuoroda geriausiai tinka šioje situacijoje tik todėl, kad leidžia nebrangiai išsiaiškinti kruopštų kelionės tašką ir stebėti optimalų temperatūros tikslumą, kuris tampa gana sudėtingas naudojant „zener“ diodą arba panašiai naudojant kitas alternatyvias parinktis (1% Versija, 0,5% B versijai).

Norint išsaugoti šį tikslumą ir patikimumą, rezistoriai R1 ir R2 yra 1% tolerancijos arba gali būti rekomenduojami dar geresni.

Paprastai neteisingai galima pagalvoti apie kintamą etaloninę įtampą. Paimkime, pavyzdžiui: 'Koks tas trečiasis laidas baigiasi nuo to diodo'? '

Galite rasti daugybę kintamos įtampos nuorodų tipų. Skirtingi, turintys skirtingą įmontuotą nustatytą įtampą, o kiti - su alternatyvios srovės krypties poliškumu.

Visi jie gali būti identifikuojami su keliais pagrindiniais (ir gana reikšmingais) etapais: Reguliuojama temperatūra, tiksli dažnių juostos tarpų įtampos atskaita, kartu su stiprinimo paklaidos stiprintuvu (įtrauktas kaip palyginamasis aptariamoje grandinėje).

Dauguma dalių turi vienpusius rezultatus, įtraukdami atvirą kolektorių ar spinduolį. 2 paveiksle konceptualiai parodyta, ko galima tikėtis „Texas Instruments LMV431AIMF“ viduje.

Apskaičiuojama ribos riba

Įėjimo įtampą tikrina ir valdo „LMV431“ įtampos daliklis R1 ir R2. 1 paveiksle aprašyta grandinė sukonfigūruota suaktyvinti esant 19,2 V įtampai, nors buvo pasirinktas savavališkas lygio sumažinimas, kurį galima išsiaiškinti naudojant šias lygtis:

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

R2 = R1 („Vtrip“ / 1,24–1)

Kaip tai veikia

„LMV431“ išvestis sumažėja, kai tik nustatomas nustatytas atskaitos kaištis yra didesnis nei 1,24 V. LMV431 katodas sugeba iki maždaug 1,2 V prisotinimo lygio.

Minėto lygio gali pakakti Q2 išjungti. Q2 daugiausia buvo pasirinktas rankomis, kad būtų padidėjęs vartų slenkstis (> 1,3 V). Nerekomenduojama naudoti Q2 pakaitalo neatsižvelgiant į tai.

Disko, Q2 ir Q1 lusto veikimo sąlygos nurodytos 1 lentelėje, nurodant sąlygą, susijusią su 19,2 V taško pjovimu.

Grandinių veikimo sąlygos išsamiai aprašytos 3 paveiksle. Tikimasi, kad lygis bus maždaug 2,7 V iki GOV. Žemiau apie 2,7 V grandinė gali būti matoma pereinant į išjungtą situaciją.

Priežastis yra tai, kad nėra pakankamos įėjimo įtampos, kad užtektų vartai iki Q1 ir Q2 šaltinio ribų.

Būdama išjungta, grandinė įeina apie 42 kQ (išjungta būsena ramybės apkrova). „Zener“ diodai D2 ir D3 yra labai svarbūs norint apriboti šaudymo vartus iki šaltinio įtampos, išreikštos Q ir Q2 (kurioms gali būti neleidžiama viršyti 20 V).

D3 taip pat slopina D katodą šaudyti virš jo nurodytos 35 V ribos. Rezistorius Rd užtikrina pažeistą Q2 šališkumą, kad jis galėtų įvykdyti Q2 nutekėjimo nuotėkį esant išjungtai būklei.

Svarbu stebėti kūno diodą Q, tai reiškia, kad jis neapsaugo neteisingai prijungtos baterijos apkrovos (priešingos poliškumo įėjimo įtampos).

Kad būtų galima apsaugoti netinkamo akumuliatoriaus poliškumą, gali būti patartina naudoti blokavimo diodą arba sustiprintą pakaitinį (vienas už kito) PFET.

Grandinė gali būti priskiriama akimirksniu įsijungiančiai, nors gana vangiai atkuria sąlygas. Kondensatorius C rodo greitą iškrovimą į neigiamą per LMV431, esant net tolygiai įtampai.

Kai tik padėtis normalizuosis, R3-C1 laiko vėlinimo kintamieji vėl šiek tiek sulaiko ryšį.

Nemažoje apkrovų dalyje (tai gali būti reguliatoriai) naudojami dideli įvesties kondensatoriai, leidžiantys atjungti laiko grandinę, slopindami trumpalaikį posūkio greitį.

Standartinio pereinamojo laikotarpio veikimo modelis ir turima talpa tampa atsakingi už nustatytą uždelsimo atsako laiką.

Siūlomas automobilių apkrovos išmetimo apsaugos nuo viršįtampio grandinės išjungimas bus atliekamas maždaug per dvylika sek. Laukiamus didžiausius pereinamojo laikotarpio pakilimo laikotarpius subalansuotai apriboja minėti laikotarpiai C (apkrova).

Ši grandinė buvo patikrinta C (apkrova) 1 pF. Galima išbandyti didesnę apkrovą ir tai yra gerai, atsižvelgiant į greitą bangą, turi būti sumažintos šaltinio impedanso pereinamosios reakcijos.