Защита от пренапрежение за автомобилно изхвърляне на товара

Постът обяснява верига за защита от прекъсване от пренапрежение под формата на автомобилен товар, за да предпази чувствителната и усъвършенствана модерна автомобилна електроника от преходни постоянни електрически пикове, излъчвани в електрическите превозни средства.

Преходните напрежения на шината са значителен рисков фактор за интегралните схеми. Максималното напрежение на пробив, което една интегрална схема може да бъде определено да се толерира, се определя от нейния стил и дизайн, който може да бъде предимно нисък за малки CMOS устройства.

Какво е преходно напрежение

Преходни или повтарящи се при напрежение обстоятелства, които побеждават абсолютната характеристика на най-високото напрежение на дадена интегрална схема, може евентуално да навредят на устройството.

Необходимостта от безопасност при свръхнапрежение е особено разпространена в автомобилните 12V и 24V конструкции, при които пиковите преходни процеси на „изхвърляне на товара“ обикновено са толкова високи, колкото GOV. Определени стратегии за защита на натоварването пренасочват входа, преходен към земята, чрез устройства, подобни на лавиновите диоди и MOV.

Трудността на шунтиращия метод е, че голяма част от мощността може да се окаже обработена.

Шунтови техники обикновено са нежелани, ако има задължение за непрекъсната защита по време на ситуация на свръхнапрежение (както се получава с двойна батерия).

Дизайнът

Схемата за защита от пренапрежение за автомобилно изхвърляне на товар, показана на фигура 1, е перфектно серийно изключване или сериен прекъсвач, който е изграден, за да предпази натоварване на превключващ регулатор, което притежава оптимално входно напрежение от 24V.

Веригата е предназначена от икономични дискретни устройства и използва единична Texas Instruments LMV431AIMF.

Като се има предвид, че тази схема използва устройство за преминаване на PFET (Q1), може да има незначителен спад на напрежението напред или свързана загуба на мощност.

Електрическа схема

Фигура 1

Учтивост : Верига за защита от пренапрежение за автомобилно изхвърляне на товара

Как работи LM431AIMF диодът

Адаптируемата справка LMV431AIMF (D1) работи най-добре за тази ситуация, само защото позволява евтини средства за установяване на точна точка на пътуване и наблюдение на оптимална точност на температурата, което става доста трудно с ценеров диод или по същия начин, използвайки други алтернативни опции (1% за Версия, 0,5% за версия B).

За запазване на тази точност и надеждност, резисторите R1 и R2 са избрани да са с 1% толеранс или може да се препоръча още по-добър.

Обикновено променливите еталонни напрежения могат да бъдат неправилно разглеждани. Вземете например: „Какъв е този трети проводник, завършващ от този диод“? “

Можете да намерите много видове справки с променливо напрежение. Различни, притежаващи различно вградено зададено напрежение, докато други с полярност на посока на променлив ток.

Всички те могат да бъдат идентифицирани с няколко основни (и доста значими) етапа: Регулиране на температурата, точна референтна стойност на напрежението на лентовата междина, заедно с усилвател на грешката на печалбата (включен като сравнителен компонент в обсъжданата схема).

По-голямата част от частите показват еднополюсни резултати чрез включване на отворен колектор или излъчвател. Фигура 2 показва концептуално какво може да се очаква в Texas Instruments LMV431AIMF.

Изчисляване на границата на границата

Входното напрежение се проверява и контролира от LMV431 с помощта на делител на напрежението R1 и R2. Схемата, описана на фигура 1, е конфигурирана да се активира при 19.2V, въпреки че може да бъде избрано произволно намаляване на нивото, което може да бъде разбрано чрез следните уравнения:

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

R2 = R1 (Vtrip / 1.24 - 1)

Как работи

Изходът на LMV431 намалява веднага щом установеният зададен референтен щифт е над 1.24V. Катодът на LMV431 е способен да намали до ниво на насищане от приблизително 1.2V.

Споменатото ниво може да е достатъчно, за да изключи Q2. Q2 е предимно ръчно избран, за да носи повишен праг на порта (> 1.3V). Не се препоръчва да се използва заместител на Q2, без да се има предвид това.

Условията за работа на чипа за D1, Q2 и Q1 са посочени в таблица 1 за състоянието, включващо прекъсване на точка 19,2V.

Работното състояние на веригите е описано подробно на Фигура 3. Намаляването на нивото може да се очаква да бъде приблизително в близост до 2.7V до GOV. Под около 2.7V може да се види веригата, която преминава към изключена ситуация.

Причината е липсата на достатъчно входно напрежение за изравняване на портата до праговете на източника Q1 и Q2.

Докато е в изключено състояние, веригата предлага около 42 kQ към входа (изключен товар в състояние на покой). Ценеровите диоди D2 и D3 са от решаващо значение за ограничаването на пресичащата врата до напреженията на източника, изразени с Q и Q2 (които може да не могат да надхвърлят 20V).

D3 също така инхибира катода на D, да стреля над определената граница от 35V. Resistor Rd осигурява компрометирано отклонение към Q2, така че да може да изпълни изтичането на изтичане на Q2 в изключено състояние.

Важно е да наблюдавате диода на тялото в Q, това означава, че той не носи защита срещу товара за грешно свързана батерия (входни напрежения на противоположността).

За да можете да защитите състоянието на грешна полярност на батерията, може да е препоръчително да се включи блокиращ диод или подсилен алтернативен (един зад друг) PFET.

Може да се види, че веригата се задейства незабавно, въпреки че възстановява условията доста бавно. Кондензатор С, показва бързо разреждане до отрицателно чрез LMV431 при дори свръхнапрежение е сензор.

Веднага след като ситуацията се нормализира, повторното свързване леко се задържа от променливите за забавяне R3-C1.

Значителен брой натоварвания (които могат да бъдат регулатори) използват значителни входни кондензатори, които позволяват забавяне на времето за прекъсване на веригата, като инхибират преходната скорост на нарастване.

Работният модел на стандартния преходен процес и наличният капацитет стават отговорни, определят предвиденото време за реакция на забавяне.

Изключването на изпълнението от предложената схема за защита от пренапрежение за автомобилно изхвърляне на товара се извършва за около дванадесет секунди. Очакваните най-високи преходни периоди на нарастване са ограничени в балансирано ниво до споменатите периоди от C (натоварване).

Тази верига беше проверена с C (натоварване) от 1 pF. Може да се изпробва по-голямо натоварване и е добре, като се има предвид бързо нарастване, трябва да има преходни процеси с намален импеданс на източника.