Automobiļu kravas izgāztuves pārsprieguma aizsardzība

Šajā rakstā ir izskaidrota pārsprieguma izslēgšanās aizsardzības shēma automobiļu pašizkrāvuma formā, lai aizsargātu jutīgu un izsmalcinātu mūsdienu automobiļu elektroniku no īslaicīgas līdzstrāvas elektrotīkļiem, kas rodas transportlīdzekļu elektriskajos.

Pārejošs kopnes spriegums ir nozīmīgs integrēto shēmu riska faktors. Maksimālo sadalījuma spriegumu, ko var norādīt, lai pieļautu integrēto shēmu, nosaka tā stils un konstrukcijas pieeja, kas galvenokārt var būt zema mazām CMOS ierīcēm.

Kas ir pārejošais spriegums

Pārejoši vai atkārtoti sprieguma apstākļi, kas pārspēj IC absolūto augstāko sprieguma parametru, var neatgriezeniski kaitēt ierīcei.

Nepieciešamība pēc pārsprieguma drošības ir īpaši izplatīta automobiļu 12V un 24V konstrukcijās, kur maksimālās pārejas uz slodzi parasti ir tikpat augstas kā GOV. Noteiktas slodzes aizsardzības stratēģijas novirza ieeju pārejoši uz zemi, izmantojot ierīces, kas līdzīgas lavīnas diodēm un MOV.

Šunta metodes grūtības ir tādas, ka liela daļa enerģijas, iespējams, varētu tikt apstrādāta.

Šunta paņēmieni parasti ir nevēlami, ja ir pienākums nodrošināt nepārtrauktu aizsardzību visā pārsprieguma situācijā (kā tas notiek ar divkāršu akumulatoru).

Dizains

Automobiļu kravas izgāztuves pārsprieguma aizsardzības ķēde, kas parādīta 1. attēlā, ir ideāla virknes atvienošanas vai virknes pārtraukuma ķēde, kas ir izveidota, lai aizsargātu komutācijas regulatora slodzi, kuras optimālais ieejas spriegums ir 24 V.

Ķēde ir paredzēta no ekonomiskām diskrētām ierīcēm un izmanto vienu Texas Instruments LMV431AIMF.

Ņemot vērā, ka šajā ķēdē tiek izmantota PFET caurlaides ierīce (Q1), var būt neliels sprieguma kritums uz priekšu vai ar to saistīts jaudas zudums.

Ķēdes shēma

1. attēls

Pieklājība : Automobiļu kravas izgāztuves pārsprieguma aizsardzības ķēde

Kā darbojas LM431AIMF diode

Pielāgojamā atsauce LMV431AIMF (D1) šajā situācijā vislabāk darbojas tikai tāpēc, ka tā ļauj lēti noteikt precīzu brauciena punktu un uzraudzīt optimālu temperatūras precizitāti, kas kļūst diezgan sarežģīta, izmantojot zenera diode, vai arī izmantojot citas alternatīvas iespējas (1% Versija, B versijai - 0,5%).

Lai saglabātu šo precizitāti un uzticamību, rezistori R1 un R2 tiek izvēlēti kā 1% pielaide vai var ieteikt vēl labāku.

Parasti var nepareizi domāt par mainīgu atskaites spriegumu. Piemēram: 'Kāds ir trešais vads, kas beidzas no šī diode'? '

Jūs varat atrast daudzu veidu mainīga sprieguma atsauces. Dažādiem piemīt atšķirīgs iebūvētais iestatītais spriegums, bet citiem - maiņstrāvas virziena polaritāte.

Visus tos var identificēt ar pāris būtiskiem (un diezgan nozīmīgiem) posmiem: ar temperatūru regulēta, precīza joslas spraugas sprieguma atskaite kopā ar pastiprināšanas kļūdas pastiprinātāju (iekļauts kā salīdzinātājs apspriestajā ķēdē).

Lielākajā daļā detaļu ir viennozīmīgi rezultāti, iekļaujot atvērtu kolektoru vai izstarotāju. 2. attēlā konceptuāli parādīts, kas varētu būt sagaidāms Texas Instruments LMV431AIMF iekšpusē.

Aprēķina sliekšņa samazināšanas robežu

Ieejas spriegumu pārbauda un kontrolē LMV431 ar sprieguma dalītājs R1 un R2. 1. attēlā detalizētā shēma ir konfigurēta, lai aktivizētos pie 19,2 V, lai gan varēja izvēlēties patvaļīgu līmeņa samazinājumu, kuru var izdomāt, izmantojot šādus vienādojumus:

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

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

Kā tas strādā

LMV431 izeja pazeminās, tiklīdz tiek konstatēts, ka iestatītā atskaites tapa ir virs 1,24 V. LMV431 katods spēj samazināt piesātinājuma līmeni aptuveni līdz 1,2 V.

Minētais līmenis var būt pietiekams, lai izslēgtu Q2. Q2 galvenokārt tika izvēlēts ar rokām, lai nēsātu paaugstinātu vārtu slieksni (> 1,3 V). Neņemot vērā Q2 aizstāšanu, neņemot to vērā.

Mikroshēmas darbības apstākļi D1, Q2 un Q1 ir norādīti 1. tabulā nosacījumam, kas saistīts ar 19,2 V punkta sagriešanu.

Kontūru darbības apstākļi ir detalizēti parādīti 3. attēlā. Paredzams, ka līmeņa samazinājums būs aptuveni 2,7 V līdz GOV tuvumā. Zem aptuveni 2,7 V ķēdi var redzēt pārejot uz izslēgto situāciju.

Iemesls ir nepietiekama ieejas sprieguma trūkums, lai izlīdzinātu vārtus līdz Q1 un Q2 avota sliekšņiem.

Kamēr tā ir izslēgtā stāvoklī, ķēde ieejai piedāvā aptuveni 42 kQ (izslēgta statusa mierīga slodze). Zenera diodēm D2 un D3 ir izšķiroša nozīme, lai ierobežotu vārtu pārsniegšanu līdz avota spriegumam, kas izteikts ar Q, un Q2 (kam var neļaut pārsniegt 20 V).

Arī D3 kavē D katoda šaušanu virs noteiktās 35 V robežas. Rezistors Rd nodrošina Q2 novirzi, lai tas varētu izpildīt Q2 notekas noplūdi izslēgtā stāvoklī.

Ir svarīgi skatīties ķermeņa diodi Q, tas nozīmē, ka tas nesargā nepareizi pievienota akumulatora slodzi (pretējas polaritātes ieejas spriegums).

Lai varētu aizsargāt nepareizas akumulatora polaritātes stāvokli, var būt ieteicams iekļaut bloķēšanas diodi vai pastiprinātu aizstājēju (viens aiz otra). PFET var būt vajadzīgs.

Var uzskatīt, ka ķēde darbojas uzreiz, lai gan apstākļus atjauno diezgan lēni. Kondensators C uzrāda ātru izlādi līdz negatīvam, izmantojot LMV431, pat ja ir jūtams pārspriegums.

Tiklīdz situācija normalizējas, R3-C1 laika aiztures mainīgie nedaudz aiztur atkārtotu savienojumu.

Ievērojams skaits slodžu (kas var būt regulatori) izmanto ievērojamus ieejas kondensatorus, kas nodrošina laika aizturi, līdz atslēgas ķēde darbojas, kavējot pārejošo apgriezienu skaitu.

Standarta pārejas darba modelis un pieejamā kapacitāte kļūst atbildīga, lai noteiktu kavēto reakcijas laiku.

Izslēgšana no ierosinātās pārsprieguma aizsardzības ķēdes automobiļu kravas izkraušanai notiek aptuveni divpadsmit sekundēs. Paredzētos augstākos pārejošos pieauguma periodus līdzsvarotā līmenī ierobežo minētie periodi ar C (slodzi).

Šo ķēdi pārbaudīja ar C (slodzi) 1 pF. Var izmēģināt lielāku slodzi, un tas ir labi, ņemot vērā ātru strauju pieaugumu, ir jābūt ar samazinātu avota pretestības pāreju.