Ochrona przed zagrożeniami związanymi z zasilaniem samochodowym

15

Szukam sposobu na ochronę małego obwodu, który będzie używany w samochodzie lub ciężarówce (system zasilania 12V lub 24V). Obwód zużywa około 12-15 W. Używam izolowanego modułu przetwornicy DC / DC, który może regulować 9-36 V aż do 3,3 V.

Szukam zalecanych obwodów lub kontrolera IC, który może zająć się zwykłymi zagrożeniami:

  1. Załaduj kolce zrzutu
  2. Odwrotne napięcie
  3. Ochrona OV / UV
  4. Ogólny hałas na liniach energetycznych.
  5. ... Wszystko, co mogłem przegapić.

Obecnie mam oko na LTC4365 od Linear Technologies. Pomyślałem o zastosowaniu go razem z dwukierunkowym TVS, zaciśnięciem napięcia do 32V i zabezpieczeniem wszystkiego za pomocą szybko przepalonego bezpiecznika.

Czy to byłoby właściwe rozwiązanie, czy coś mi umknęło?

Nico Erfurth
źródło
5
Dodałem link do arkusza danych LTC4365. Staramy się uświadomić użytkownikom znaczenie tego, szczególnie w przypadku mniej popularnych części, aby inni nie musieli go szukać i aby wszyscy na pewno mówili o tym samym. Po prostu próbuję pielęgnować dobre nawyki.
stevenvh

Odpowiedzi:

15

Zrzut obciążenia

... jest zabójcą - twój TVS musi zamienić ogromną ilość energii w ciepło bez popu.

ISO7637 dla układu 12 V ma skok szczytowy do ~ 90 V z czasem narastania 5-10 ms trwającym do 400 ms przy rezystancji źródła tak małej jak 0,5 Ohm. To kilkaset dżuli energii w mniej niż pół sekundy!

Nie wszystko musi iść do tłumika - tylko nadmiar powyżej napięcia zaciskającego (ale nadal ~ 60 V w twoim przypadku)

Z drugiej strony zrzuty ładunku są dość rzadkie, więc jeśli jest to jednorazowe i nie przeszkadza ci małe ryzyko, możesz je zignorować.

Szybkie przejściowe skoki

Mogą one osiągnąć 200 V, gdy wycieraczki się wyłączą, na przykład - zapewniają drogę pojemnościową (o wysokim napięciu) dla tych, które uziemią się w pobliżu wejścia.

Długotrwałe przepięcie

Często określa się elektronikę samochodową, aby przetrwała 24 V przez kilka minut (na wypadek, gdy samochód jest uruchamiany z ciężarówki 24 V) i 48 V przez minutę (IIRC), ponieważ czasami 2 akumulatory ciężarówki są używane do szybkiego ładowania, aby uzyskać samochód jadący w ekstremalnych warunkach! Twój tłumik kolców może pęknąć w tych warunkach.

Haki

Istotne są również przerwy w zasilaniu bateryjnym, w branży istnieje test polegający na serii impulsów napięcia akumulatora spadających do 0 V - musisz mieć wystarczającą pojemność wewnętrzną, aby utrzymać szyny zasilające, kiedy to nastąpi.

Specyfikacja wymagań w świecie rzeczywistym

Jeśli chcesz zobaczyć przykład, jak to może być krwawe, w sieci dostępna jest kompatybilność elektromagnetyczna Forda (EMC), która obejmuje testowanie stanów przejściowych:

Specyfikacja komponentu EMC EMC-CS-2009

Wyszukaj w nim słowa „przejściowe” i „porzucenie”, aby zobaczyć, jakie projekty seryjne powinny spełniać!

Martin Thompson
źródło
Dzięki za odpowiedź i link. Plik pdf jest bardzo pouczający. Nie jestem pewien, czy wspomniałeś o szybkich przejściach. Przejrzałem dokument, w którym znalazłem wzmiankę o Test Pulses AG. C1 / C2 wyglądają jak te, o których wspomniałeś, prawda?
Nico Erfurth,
@ Masta79: Prawie wszystkie transjenty AF są tym, co miałem na myśli przez „szybkie transjenty”, chociaż niektóre są rzeczywiście szybsze niż inne. Są jednak krótsze niż zrzut zrzutu ... Przepraszam za zamieszanie!
Martin Thompson,
6

Wygląda na to, że odpowiedziałeś na własne pytanie. LTC4365 jest dobrym rozwiązaniem. Arkusz danych mówi, że TVS nie jest potrzebny, ale nadal z niego skorzystam.
Niech LTC4365, a następnie kondensator buforowy do obsługi spadków napięcia akumulatora. Jeśli akumulator jest również używany do rozrusznika , prawdopodobnie nie da się uniknąć spadku napięcia, szczególnie gdy zużywasz 15 W (4,5 A przy 3,3 V).
Jeśli kondensator ma dość dużą wartość, możesz użyć wolniejszego bezpiecznika , w przeciwnym razie może się przepalić podczas włączania. (Bezpiecznik nie zapewnia dodatkowej ochrony w stosunku do LTC4365 poza ograniczeniem uszkodzenia w przypadku awarii elementu).

Czy jest jakiś konkretny powód, dla którego chcesz zastosować izolowany konwerter DC-DC? Zazwyczaj nie są potrzebne do zasilania bateryjnego.

stevenvh
źródło
3

Jeśli masz już izolowany konwerter DC-DC, który może obsłużyć do 36 V, nie brzmi to tak, jakbyś potrzebował znacznie więcej. Nie rozumiem, co według ciebie zrobi LTC4365. Twój konwerter może już obsługiwać 36 V samodzielnie, co w rzeczywistości jest nieco więcej niż 34 V, dla którego LTC4365 jest przeznaczony.

Olin Lathrop
źródło
1
Mój pomysł polegał na ochronie LTC4365 tylko za pomocą tranzorb. Ograniczenie do niego maksymalnego prądu za pomocą rezystora. Wszystko z tyłu byłoby chronione przez LTC4365 i Mosfet. Te musiałyby być odpowiednio ocenione dla 100 V +. Ponieważ LTC zapewnia również ograniczenie prądu rozruchowego i ochronę przed odwróceniem akumulatora, co dla mnie brzmiało słodko.
Nico Erfurth,
1
@Masta: Ale jeśli możesz chronić LTC4365 w ten sposób, który jest przeznaczony tylko dla 34 V, dlaczego nie możesz chronić przetwornicy DC-DC 36 V w ten sam sposób? Wtedy możesz całkowicie stracić LTC4365. Nie widzę, co dodaje w twojej konfiguracji.
Olin Lathrop,
1
Jak już stwierdził Martin, jeśli chronię cały obwód za pomocą tranzystora, musi on spalić całą energię zrzutu obciążenia, co może być całkiem sporo. Dzięki mojemu rozwiązaniu mogę ograniczyć prąd, aby LTC mogło nadal działać. LTC może następnie wykryć sytuację OV i odciąć mosfet, aby przejściowy nie mógł dotrzeć do reszty mojego obwodu. Dzięki temu szansa na wysadzenie bezpiecznika POWINNA zostać znacznie zmniejszona. Chyba że jestem bardzo zdezorientowany. :)
Nico Erfurth,
3

W przypadku urządzenia zabezpieczającego przed brutalną siłą: ST: RBO040

WIELE tysięcy urządzeń w policji i innych pojazdach ratowniczych z tą częścią na złączu do linii + 12V. Nie jest to wymyślne, ale uratuje Twój obwód od większości przejściowych zdarzeń.

Ralph Garvin
źródło