Как защититься от сброса автомобильного груза?

Сброс нагрузки происходит, когда нагрузка, на которую подается ток от генератора, резко отключается. В автомобильной электронике это относится к отсоединению аккумулятора во время зарядки от генератора. По-видимому, это хорошо описано в этом документе SAE за 65 долларов ; Википедия утверждает , что оно может достигать «до 120 В, а его затухание может занимать до 400 мс» . В этом документе утверждается, что системный дамп 12 В может достигать 87 В и длиться 400 мс:

       12V system      24V system
Us     65V to 87V      123V to 174V     // maximum voltage
Ri     0.5Ω to 4Ω      1Ω to 8Ω         // source resistance
td     40ms to 400ms   100ms to 350ms   // pulse length
tr     10ms??          5ms??            // rise time

В последнем связанном документе также есть таблица, в которой перечислено поглощение энергии TVS (подавитель переходного напряжения), а именно:

Таблица 2 – Потребляемая энергия [Дж] (V зажим = 45 В)

td [ms]   source resistance [Ω]
     0.5    1     1.5   2     2.5   3     3.5   4
 50  18.57  9.62  6.26  4.50  3.41  2.68  2.17  1.80
100  37.15  19.23 12.51 8.99  6.83  5.36  4.34  3.59
150  55.72  28.85 18.77 13.49 10.24 8.04  6.51  5.39
200  74.30  38.46 25.02 17.98 13.65 10.72 8.68  7.18
250  92.87  48.08 31.28 22.48 17.07 13.40 10.85 8.98
300  111.44 57.69 37.53 26.98 20.48 16.08 13.02 10.77
350  130.02 67.31 43.79 31.47 23.89 18.76 15.19 12.57
400  148.59 76.92 50.05 35.97 27.31 21.44 17.37 14.3

Теперь я хочу зафиксировать намного ниже 45 В (скажем, 20 В) и хотел бы пересчитать эти значения. Автор пишет:

  • Рассчитывается с использованием метода, приведенного в Приложении E.1.1.(e) , где R i = R L (для передачи максимальной мощности).

Это раскрывает формулу:

W e = (U s ) 2 x t d / R i / 4,6

... И обновляет таблицу следующим образом:

Потребляемая энергия [Дж] (V зажим =20 В)

td [ms]   source resistance [Ω]
     0.5    1      1.5    2      2.5    3      3.5    4
 50  97.59  48.79  32.53  24.40  19.52  16.26  13.94  12.20
100  195.17 97.59  65.06  48.79  39.03  32.53  27.88  24.40
150  292.76 146.38 97.59  73.19  58.55  48.79  41.82  36.60
200  390.35 195.17 130.12 97.59  78.07  65.06  55.76  48.79
250  487.93 243.97 162.64 121.98 97.59  81.32  69.70  60.99
300  585.52 292.76 195.17 146.38 117.10 97.59  83.65  73.19
350  683.11 341.55 227.70 170.78 136.62 113.85 97.59  85.39
400  780.70 390.35 260.23 195.17 156.14 130.12 111.53 97.59

Это дает максимальное значение 781 Дж. Я сделал это правильно? Моя система TVS должна поглощать до ~ 800 Дж, пропуская почти 30 А? Кажется, это чертовски много, хотя это будет до 6 параллельных аккумуляторов для полуприцепов (~ 100 Ач каждый) в дополнение к генератору на 130 А+. (Может ли сопротивление источника быть даже ниже 0,5 Ом?) Какая комбинация элементов TVS может эффективно пропускать 800 Дж, не нарушая значительно напряжения ограничения, и что делает ее более эффективной, чем другие решения?

Я защищаю низковольтные цифровые и аналоговые схемы, которые также имеют собственную фильтрацию мощности.

Кто-нибудь может сказать, что означает аббревиатура «TVS»?
Подавление переходного напряжения или подавитель

Ответы (2)

Я не могу говорить о SAE J1113, но для SAE J1455 (тяжелый грузовик 12 В, где нагрузки должны быть больше) сброс нагрузки определяется как пик 100 В с временем спада около ~ 0,6 с и импедансом ~ 0,6 Ом, что это боль, чтобы пережить.

Два основных метода выживания:

  • Отключите себя и позвольте этому пройти:

Что обычно предпочтительнее и дешевле. Сбросы нагрузки относятся к классу отказов, во время которых многие устройства не должны работать (в отличие от связанных индуктивных переходных процессов), поэтому, если вы не являетесь каким-либо критическим устройством (ABS, ECU), вам разрешено выключаться и перезагружаться, когда вы видите свалка груза.

В широком смысле, для этого у вас может быть стабилитрон на вашем входе, где, как только он выходит из строя и начинает проводить, переключает какой-то проходной транзистор, чтобы полностью отключиться. Очевидно, что ваш проходной транзистор будет иметь некоторое номинальное напряжение, поэтому выбор TVS по-прежнему необходим (см. ниже), но ему не придется ограничивать такое же напряжение, энергию и мощность.

  • зажать все подряд.

Это также вполне возможно с TVS, как вы упомянули, и тогда это действительно зависит от того, насколько сильно вы хотите его зажать. Если у вас все в порядке с проходящим напряжением 75 В, я думаю, что видел использование SMC мощностью 500 Вт. Если вы хотите, чтобы этого почти ничего не было, вы можете сделать, как я видел, и использовать (2) 5 кВт 5KP22CA TVS параллельно. Они одни могут сами зажимать весь сброс нагрузки; Я протестировал пару, которая выдержала (5) сбросов напряжения 100 В подряд с интервалом около 10 секунд между каждым.

Математика, лежащая в основе этого, для меня несколько туманна, поскольку цифры, приведенные в таблицах данных, не кажутся такими, как если бы они предназначались для переходных процессов медленнее 60 Гц. Мощность 5 кВт соответствует импульсу длительностью 1 мс, что, очевидно, составляет всего 5 Дж.

Пиковая энергия, которую он рассеивает, будет равна (100 V - 24 V)/0.4 ohms * 24 V = 4560 W, но она будет уменьшаться примерно экспоненциально до нуля с tc около 300 мс. Если мы просто назовем это треугольником (очень консервативно), это 0.5 * 4560 W * 0.3 s = 684 J. Если мы экстраполируем номинальную кривую на Рисунке 1 в таблице данных 5KP, то получим, что импульс длительностью 100 мс может иметь максимальную номинальную мощность 1000 Вт или общую энергию 100 Дж, и даже больше энергии, если мы размоем ее дальше, поэтому мы re в парке мяча с 2 из них параллельно, и тесты, кажется, утомили его.

Техническое описание телевизоров Littelfuse серии 5KP, рис. 1

Если бы вы хотели чего-то лучшего, я бы придумал уравнение для кривой и дал бы ему асимптоту при максимальном устойчивом рассеянии (8 Вт... хотя это может не иметь значения), а затем проинтегрировал бы это. следите за своим пульсом, чтобы увидеть, сколько рейтинга вы израсходовали :P

UPD: Специальная серия SLD (представлена ​​в 2015 году) может быть даже лучше, чем 5КП, они автомобильные, мощностью 2,2 кВт при импульсе сброса нагрузки 10/150 мс.

Вот как вы можете защититься от сброса автомобильного груза

Лист данных LT4356 "Ограничитель перенапряжения"

Они говорят

Ограничитель перенапряжения LT®4356 защищает нагрузку от скачков высокого напряжения. Он регулирует выход во время перенапряжения, такого как сброс нагрузки в автомобилях, путем управления затвором внешнего N-канального МОП-транзистора. Выход ограничивается безопасным значением, что позволяет нагрузкам продолжать работу. LT4356 также отслеживает падение напряжения между выводами VCC и SNS для защиты от перегрузок по току. Внутренний усилитель ограничивает напряжение измерения тока до 50 мВ. В любом состоянии отказа таймер запускается обратно пропорционально нагрузке на полевой МОП-транзистор. Если таймер истекает, вывод FLT переходит в низкий уровень, чтобы предупредить о надвигающемся отключении питания. Если условие сохраняется, МОП-транзистор отключается. После периода охлаждения контакт GATE подтягивается, снова открывая полевой МОП-транзистор.

введите описание изображения здесь

https://www.analog.com/en/products/lt4356-1.html

Как вы использовали это раньше и почему выбрали именно его, а не другие?
Между прочим, в автомобильной системе 12 В, которая соответствует всем требованиям Великобритании по электромагнитной совместимости для установки в автомобили скорой помощи.
Ссылка больше не действительна (вы должны были написать номер детали). Тем не менее, я думаю, что компонентом был «ограничитель перенапряжения» Linear Technology LT4356.
да, отредактируйте свой ответ, указав ту часть, которую вы указываете, потому что эта ссылка неверна. если вы ссылаетесь на LT4356 (или аналогичный), то вы получите мой голос.
Как защититься от сброса автомобильного груза?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v