Как я могу смоделировать и обработать разгрузку автомобиля?

Короче говоря, я разрабатываю небольшое устройство для мониторинга одного или двух датчиков в моей машине. Я не EE, но я сторонник того, чтобы знать, что все будет работать правильно, и что я не буду тратить свое время и деньги только на то, чтобы мое устройство поджарилось из-за далеко не идеальных источников питания. :)

Мне удалось собрать воедино схему источника питания, которая включает в себя ограничитель перенапряжения ( LT4356 ) и линейный стабилизатор ( LT1963AEQ ), с красивым TVS ( SMAJ40A ), расположенным впереди, чтобы обеспечить регулируемое напряжение +5 В и, надеюсь, выдержать мифические дампы нагрузки, упомянутые в статьях SAE и спецификациях TVS по всему Интернету. :)

Сейчас я застрял в том, что... как мне проверить, что у меня все в порядке? Что я мог сделать лучше?

У меня было несколько идей по его тестированию: действительно возиться со схемой и подключить высоковольтные источники постоянного тока к входам ... кратковременно коснуться проводов, а что нет. Я действительно хотел бы знать, сможет ли эта штука выдержать честный сброс нагрузки.

Что касается конструкции... достаточно ли прочен мой диод TVS? Есть ли другой подход, который я должен использовать, например, вставить одну или две большие крышки, чтобы замедлить всплески и дать TVS меньше работы? Я спрашивал в IRC-каналах и просматривал Интернет ... и я видел все, от сетевых фильтров постоянного тока до катушек индуктивности, огромных конденсаторов, диодов, транзорбов и миллиона других вещей. Я просто немного запутался в том, что считается хорошим базовым подходом к защите цепи от суровых условий автомобильной системы питания постоянного тока.

Прежде чем ударить током себя и устройство: есть ли у вашей схемы и/или ее компонентов какой-либо защитный механизм? Зажимные диоды, сглаживающие конденсаторы/катушки индуктивности, предохранители...
Между входом и землей находится диод TVS (SMAJ40CA, SMT, Littelfuse), а после него, согласно техническому описанию, есть просто токочувствительный резистор и полевой МОП-транзистор для переключения нагрузки. От MOSFET он идет прямо к линейному стабилизатору, который имеет набор конденсаторов 0,1 мкФ/1 мкФ/10 мкФ на входе и выходе. Мне все еще нужно добавить предохранитель на вход, хотя LT4356 настроен на отключение входа при обнаружении ситуации перегрузки по току.
TVS мощностью 400 Вт может не хватить для некоторых дампов нагрузки electronics.stackexchange.com/a/17125/763

Ответы (1)

«Правильный» способ проверить вашу схему — использовать «генератор сброса нагрузки» — например, генератор сброса нагрузки LD200N .

Сбросы нагрузки на самом деле довольно редки — вам нужно гораздо больше беспокоиться о других импульсах ISO (например, о быстрых всплесках +-200 В, которые TVS не сможет сильно обрезать) — не знаю, насколько быстро будет работать LT4356. выключатель.

Эти быстрые импульсы, как правило, случаются во многих поездках, поскольку они могут быть вызваны такими вещами, как включение и выключение дворников или, например, переключение компрессора кондиционера.

РЕДАКТИРОВАТЬ: я просмотрел таблицу данных TVS:

Ваш TVS требует «время отклика» 1 пс. Мне очень трудно в это поверить, учитывая, что длина пакета составляет 13 пс со скоростью света! Мне было бы интересно узнать, как они это измеряют.

В любом случае, количество последовательной индуктивности будет в цепи с ним только из-за проводки, и рассеяние значительно замедлит это.

Кроме того, обратите внимание на рисунок 1 — импульс сброса нагрузки может длиться несколько сотен мс, что на два порядка справа от этого графика, который выглядит как уменьшение мощности вдвое на каждые 100x по оси X, так что это больше похоже на 200 Вт. устройство. Хотя это вполне может быть хорошим устройством для быстрых импульсов!

( Это своего рода монстр, установленный на некоторых автомобильных ЭБУ:)

У Vishay есть то, что выглядит разумным чтением на тему автомобильных переходных процессов.


Будучи подростком, я построил тахометр с гистограммой, и он прекрасно прожил много лет без защиты от сброса нагрузки или чего-то еще. Теперь я настоящий инженер, разрабатывающий автомобильную продукцию, я содрогаюсь, когда думаю об этом :)

Итак, похоже, что я возвращаюсь к аспекту дизайна: как мне защититься от этих всплесков +-200 В? В техническом описании TVS указано, что время отклика от 0 В до Vbr составляет 1 пс, а для LT4356 указано, что максимальная задержка выключения составляет 1 мкс при обнаружении ситуации перенапряжения. Я планирую поставить электролитический колпачок приличного размера прямо на входе, чтобы лучше поглощать некоторые всплески... но помимо этого, есть ли что-то еще, что мне нужно учитывать?
Обычно у нас есть около 100 пФ керамики на клеммах питания. Предполагая, что источник питания имеет разумный ток (я предполагаю, что вам не понадобится более 1 А?)
Итак, похоже, что мне нужен ступенчатый подход. Большой гудок TVS у входной двери, чтобы ограничить пики монстров, затем токоограничивающий резистор, за которым следует меньший TVS, чтобы, возможно, сильнее зажать вещи. Время отклика TVS все еще вызывает беспокойство? Сможет ли керамика на входе достаточно погасить эти пики?
Керамика также помогает защититься от некоторых неприятных радиочастот. Ремень, подтяжки, веревка, клейкая лента и т.д. :) Я думаю, что большие ТВС+маленькие ТВС+какие-нибудь кепки подойдут
Так что отказаться от токоограничивающего резистора между ТВС? Извините, если мои вопросы звучат так, будто они требуют полного ответа... но я просто хочу убедиться, что правильно понял ваш ответ. :)
@Toby: Нарисуй и опубликуй схему, гораздо проще прокомментировать картинку, чем мою интерпретацию твоих слов :) Может быть поучительно построить схему в симуляторе и посмотреть, какие токи куда текут. Напишите мне по электронной почте, если вы предпочитаете более подробную обратную связь, чем это возможно в этих комментариях, тогда я суммирую это в ответе выше!
@MartinThompson Первая ссылка не работает. Учитывая, что ответ был написан в 2012 году, какое устройство вы бы порекомендовали на его место сегодня?
@Dojo - ссылка обновлена, спасибо - вместе с дополнительным описанием, чтобы помочь в будущем! С точки зрения устройств, текущая практика (в последние годы) заключается в использовании регуляторов, которые могут выдерживать перенапряжение нагрузки-сброса, поэтому нет необходимости его зажимать (и рассеивать всю эту энергию)