Autode koormakinnituse ülekaitsekaitse

Selles postituses selgitatakse ülekoormuse väljalülitatud kaitselülitust autode tühjenduskoormuse kujul, et kaitsta tundlikku ja keerukat kaasaegset autoelektroonikat sõidukite elektris tekkivate ajutiste alalisvoolu elektriliste naastude eest.

Mööduvad siini pinged on integreeritud vooluahelate oluline riskitegur. Maksimaalse purunemispinge, mille talumiseks võib integraallülitust määrata, määrab selle stiil ja disainilahendus, mis võib väikeste CMOS-seadmete puhul olla valdavalt madal.

Mis on mööduv pinge

Üleminekulised või korduvad pingeolud, mis ületavad mikrolülituse absoluutse kõrgeima pinge, võivad seadet pöördumatult kahjustada.

Vajadus ülerõhu ohutuse järele on eriti levinud 12V ja 24V mootorsõidukite konstruktsioonides, kus tippkoormuse transiidid on tavaliselt sama suured kui GOV. Teatud koormuse kaitsmise strateegiad manööverdavad laviini dioodidele ja MOV-idele sarnaste seadmete kaudu maapinnale transientse sisendi.

Šundimeetodi keerukus seisneb selles, et suur hulk võimu võib lõpuks lõppeda töötlemisega.

Šundivõtted on tavaliselt ebasoovitavad, kui peaks olema kohustus tagada pidev kaitse kogu ülipinge olukorras (nagu toimub kahe akuga).

Kujundus

Joonisel 1 kujutatud mootorsõiduki koormuse tühjendamise kaitselülitus on täiuslik seeria- või seeriaülekandelülitus, mis on loodud lülitusregulaatori koormuse kaitsmiseks, mille optimaalne sisendpinge oli 24 V.

Vooluring on mõeldud säästlikest diskreetseadmetest ja kasutab ühte Texas Instruments LMV431AIMF.

Arvestades, et selles vooluringis kasutatakse PFET-pääsuseadet (Q1), võib esineda marginaalset ettepoole suunatud pingelangust või sellega seotud võimsuskadu.

Vooluringi skeem

Joonis 1

Viisakus : Autotööstuse koormakinnituse ülepinge kaitselülitus

Kuidas LM431AIMF diood töötab

LMV431AIMF (D1) kohandatav viide töötab selles olukorras kõige paremini lihtsalt seetõttu, et see võimaldab odavaid vahendeid hoolika väljasõidupunkti väljaselgitamiseks ja optimaalse temperatuuri täpsuse jälgimiseks, mis muutub zenerdioodi korral üsna keeruliseks või kasutatakse muid alternatiivseid võimalusi (1% Versioon, B-versiooni puhul 0,5%).

Selle täpsuse ja töökindluse säilitamiseks on takistid R1 ja R2 valitud 1% tolerantsiks või võib soovitada veelgi paremat.

Muutuva baaspinge võib tavaliselt valesti kaaluda. Võtame näiteks: 'Mis see kolmas juhe sellest dioodist lõpeb?'

Võite leida mitut tüüpi muutuva pinge viiteid. Erinevad sisseehitatud erineva pingega, teised vahelduvvoolu polaarsusega.

Kõiki neid saab identifitseerida paari põhilise (ja üsna olulise) etapiga: temperatuuriga reguleeritud, täpne ribalaiuse pinge võrdlus koos võimendusvea võimendiga (lisatud võrdluseks käsitletud vooluahelas).

Enamikul osadel on ühepoorsed tulemused avatud kollektori või emitteri lisamisega. Joonis 2 näitab kontseptuaalselt, mida võib oodata Texas Instruments LMV431AIMF sees.

Piirangu künnise arvutamine

Sisendpinget kontrollib ja kontrollib LMV431 abiga pingejagur R1 ja R2. Joonisel 1 kirjeldatud skeem on konfigureeritud aktiveeruma 19,2 V juures, kuigi võib valida meelevaldse taseme kärpimise, mille võib välja mõelda järgmiste võrrandite abil:

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

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

Kuidas see töötab

LMV431 väljund langeb alla niipea, kui seatud võrdlusnõel tuvastatakse üle 1,24 V. LMV431 katood suudab viia küllastustasemeni umbes 1,2 V.

Mainitud tase võib olla Q2 väljalülitamiseks piisav. Q2 valiti valdavalt käsitsi kõrgendatud väravakünnise (> 1,3 V) kandmiseks. Q2 asendamine ei ole soovitatav seda arvestamata.

Kiibi töötingimused D1, Q2 ja Q1 jaoks on toodud tabelis 1 tingimuse korral, mis hõlmab punkti 19,2 V lõikamist.

Vooluringide töötingimused on üksikasjalikult esitatud joonisel 3. Eeldatavasti võib taseme langus olla umbes 2,7 V kuni GOV läheduses. Umbes 2,7 V allpool võib vooluahelat näha välja lülitatud olekusse.

Põhjuseks piisava sisendpinge puudumine värava kõrgendamiseks Q1 ja Q2 künniseni.

Kui see on väljalülitatud olekus, pakub vooluahel sisendile umbes 42 kQ (väljalülitatud olekus vaikne koormus). Zeneri dioodid D2 ja D3 on üliolulise värava piiramiseks ülitähtsate pingete piiramiseks, mida väljendab Q ja Q2 (mis ei pruugi olla lubatud üle 20 V).

Samuti takistab D3 D katoodi laskmist üle selle määratud 35V piiri. Takisti Rd tagab Q2 kahjustatud eelarvamuse, et see suudaks täita Q2 äravoolulekke väljalülitatud olekus.

Oluline on jälgida kehadioodi Q-s, see tähendab, et see ei kaitse valesti ühendatud aku koormust (vastupidise polaarsusega sisendpinge).

Vale aku polaarsuse tagamiseks võib olla soovitatav kasutada blokeerimisdioodi või tugevdatud asendajat (üksteise taga). Samuti võib vaja minna PFET-i.

Võimalik on näha, et vooluring töötab kohe, kuigi see taastab tingimused üsna aeglaselt. Kondensaator C näitab LMV431 kaudu kiiret tühjakslaadimist ühtlase ülekoormuse korral.

Niipea, kui olukord normaliseerub, hoiab R3-C1 viivituse muutujad veidi uuesti ühendust.

Märkimisväärsel arvul koormustel (mis võivad olla regulaatorid) kasutatakse olulisi sisendkondensaatoreid, mis võimaldavad väljalülitusahela töötamiseks viivitust, pidurdades mööduva pöörlemissageduse.

Standardse transiendi töömudel ja olemasolev mahtuvus muutuvad vastutavaks kavandatud viivituseaja fikseerimiseks.

Autotööstuse laadimiskeskuse kavandatud ülerõhu kaitselülituse sulgemine toimub umbes kaksteist sekundit. Eeldatavad kõrgeimad mööduvad tõusuperioodid on tasakaalustatud tasemel nimetatud perioodidega piiratud C (koormusega).

Seda vooluringi kontrolliti C (koormusega) 1 pF. Võimalik on proovida suuremat koormust ja see on kiire kiiruse korral okei. Allika impedantsi transiidid võivad olla vähenenud.