Zaštita od prenapona za automobilsko odlagalište tereta

Post objašnjava prenaponski zaštitni krug u obliku automobilskog odlagališta tereta za zaštitu osjetljive i sofisticirane suvremene automobilske elektronike od privremenih istosmjernih električnih šiljaka koji proizlaze iz električne električne energije u vozilu.

Privremeni naponi sabirnice značajan su faktor rizika za integrirane krugove. Maksimalni napon proboja na koji integrirani krug može tolerirati određen je njegovim stilom i dizajnerskim pristupom koji može biti pretežno nizak za male CMOS uređaje.

Što je prijelazni napon

Privremene ili ponavljajuće okolnosti prenapona koje pobijaju apsolutno najvišu specifikaciju napona mogu nepovratno naštetiti uređaju.

Potreba za sigurnošću od prenapona posebno je raširena u automobilskim 12V i 24V izvedbama u kojima su vršne prijelazne pojave 'odbacivanja tereta' obično toliko visoke kao GOV. Određene strategije zaštite od opterećenja usmjeravaju ulazni prijelaz na zemlju kroz uređaje slične lavinskim diodama i MOV-ovima.

Poteškoća s metodom šanta je u tome što bi velika količina energije mogla na kraju biti obrađena.

Tehnike šanta obično su nepoželjni ako postoji obveza neprekidne zaštite tijekom cijele prenaponske situacije (kao što je slučaj s dvostrukom baterijom).

Dizajn

Zaštitni krug od prenapona za automobilsko odlagalište tereta prikazan na slici 1 savršen je serijski prekidač ili serijski prekidni krug koji je izgrađen za zaštitu opterećenja preklopnog regulatora koji je imao optimalni ulazni napon od 24V.

Krug je namijenjen ekonomičnim diskretnim uređajima i koristi jedan Texas Instruments LMV431AIMF.

S obzirom da ovaj krug koristi PFET prolazni uređaj (Q1), može doći do graničnog pada napona prema naprijed ili povezanog gubitka snage.

Kružni dijagram

Slika.1

Ljubaznost : Zaštitni krug od prenapona za automobilsko odlagalište tereta

Kako djeluje LM431AIMF dioda

Prilagodljiva referenca LMV431AIMF (D1) najbolje djeluje u ovoj situaciji samo zato što omogućava jeftina sredstva za utvrđivanje precizne točke putovanja i praćenje optimalne točnosti temperature što postaje prilično teško sa zener diodom ili na sličan način koristeći druge alternativne mogućnosti (1% za Verzija, 0,5% za B verziju).

Za očuvanje ove točnosti i pouzdanosti odabrani su otpornici R1 i R2 s tolerancijom od 1% ili se može preporučiti još bolja.

Obično se pogrešno mogu razmatrati varijabilni referentni naponi. Uzmimo za primjer: 'Koja je ta treća žica koja završava s tom diodom'? '

Možete pronaći brojne vrste referenci promjenjivog napona. Različiti posjeduju različiti ugrađeni postavljeni napon, dok drugi imaju polaritet smjera izmjenične struje.

Svi se oni mogu identificirati s nekoliko temeljnih (i prilično značajnih) stupnjeva: Temperaturno regulirana, točna referentna naponska širina napona, zajedno s pojačalom pogreške pojačanja (ugrađena kao komparator u razmatrani krug).

Većina dijelova pokazuje jednopolne rezultate ugrađivanjem otvorenog kolektora ili emitora. Slika 2 konceptualno pokazuje što se može očekivati ​​unutar Texas Instruments LMV431AIMF.

Izračunavanje graničnog praga

Ulazni napon provjerava i kontrolira LMV431 uz pomoć razdjelnik napona R1 i R2. Strujni krug prikazan na slici 1 konfiguriran je tako da se aktivira na 19,2 V, iako se može odabrati proizvoljni rez razine koji se može shvatiti pomoću sljedećih jednadžbi:

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

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

Kako radi

Izlaz LMV431 pada čim se utvrdi da je postavljeni referentni pin iznad 1,24 V. Katoda LMV431 može se spustiti na razinu zasićenja od približno 1,2 V.

Spomenuta razina može biti sasvim dovoljna za isključivanje Q2. Q2 je pretežno ručno odabran da nosi povišeni prag vrata (> 1,3 V). Ne preporučuje se korištenje zamjene za Q2, a da se to ne uzme u obzir.

Uvjeti rada čipa za D1, Q2 i Q1 naznačeni su u tablici 1 za stanja koja uključuju rezanje točke 19,2V.

Radno stanje krugova detaljno je prikazano na slici 3. Može se očekivati ​​da će nivo razine biti približno u blizini od 2,7 V do GOV. Ispod oko 2,7 V može se vidjeti krug koji prelazi u isključenu situaciju.

Razlog je odsustvo dovoljnog ulaznog napona za poravnanje vrata na prag izvora Q1 i Q2.

Dok je u isključenom stanju, krug nudi oko 42 kQ na ulaz (stanje mirovanja u stanju isključenosti). Zener diode D2 i D3 presudne su za ograničavanje prekomjernih vrata na naponske izvore izražene s Q i Q2 (koji ne smiju prijeći 20 V).

D3 isto tako inhibira katodu D, da puca iznad određene granice od 35V. Otpornik Rd osigurava ugroženu pristranost prema Q2 tako da može ispuniti curenje Q2 odvoda u isključenom stanju.

Važno je paziti na diodu tijela u Q, što podrazumijeva da ne nosi nikakvu zaštitu za teret zbog pogrešno spojene baterije (ulazni naponi suprotnog polariteta).

Da bi se moglo zaštititi stanje pogrešnog polariteta baterije, može biti preporučljivo ugraditi blokirajuću diodu ili ojačani zamjenski (jedan iza drugog) PFET.

Može se vidjeti da se krugu pripisuje trenutna aktivacija, premda se uspostavljaju uvjeti prilično tromo. Kondenzator C, pokazuje brzo pražnjenje u negativ putem LMV431 u čak i prenaponskom osjetniku.

Čim se situacija normalizira, ponovno uspostavljanje veze malo zaustavljaju varijable vremenskog kašnjenja R3-C1.

Značajan broj opterećenja (koji mogu biti regulatori) koriste značajne ulazne kondenzatore koji omogućuju vremensko kašnjenje da se isključi prekidni krug inhibiranjem prijelazne brzine porasta.

Obrazac rada standardnog prijelaznog stanja i raspoloživi kapacitet postaju odgovorni za popravljanje predviđenog vremena odziva odgode.

Izvršenje isključenja iz predloženog kruga zaštite od prenapona za automobilsko odlagalište tereta odvija se za otprilike dvanaest sekundi. Očekivana najviša prijelazna razdoblja uspona ograničena su na uravnoteženu razinu na spomenuta razdoblja za C (opterećenje).

Ovaj je krug provjeren s C (opterećenjem) od 1 pF. Može se pokušati s većim opterećenjem i to je u redu s obzirom na brzi nagli porast, moraju biti prisutni prijelazni dijelovi smanjene impedance izvora.