Защита от опасностей, связанных с автомобильным питанием

Я ищу способ защитить небольшую цепь, которая будет использоваться внутри автомобиля или грузовика (система питания 12 В или 24 В). Схема потребляет около 12-15Вт. Я использую изолированный модуль преобразователя постоянного тока в постоянный, который может регулировать 9–36 В до 3,3 В.

Я ищу рекомендуемые схемы или микросхему контроллера, которая может позаботиться об обычных опасностях:

  1. Шипы сброса нагрузки
  2. Обратное напряжение
  3. ОВ/УФ защита
  4. Общий шум на линиях электропередач.
  5. ... Все, что я мог пропустить.

В настоящее время я присматриваюсь к LTC4365 от Linear Technologies. Я думал о том, чтобы использовать его вместе с двунаправленным TVS, зажать напряжение до 32 В и защитить все быстро перегорающим предохранителем.

Будет ли это правильным решением или я что-то пропустил здесь?

Я добавил ссылку на техническое описание LTC4365. Мы пытаемся донести до пользователей важность этого, особенно для менее распространенных частей, чтобы другим не приходилось искать это и чтобы все наверняка говорили об одном и том же. Просто стараюсь развивать хорошие привычки.

Ответы (4)

Загрузка-сброс

... является убийцей - ваш TVS должен превратить огромное количество энергии в тепло, не лопнув.

ISO7637 для системы 12 В имеет всплеск с пиком до ~ 90 В со временем нарастания 5-10 мс и длительностью до 400 мс при сопротивлении источника всего 0,5 Ом. Это несколько сотен джоулей энергии менее чем за полсекунды!

Не все это должно идти в супрессор - только превышение напряжения фиксации (но все же ~ 60 В в вашем случае)

С другой стороны, сбросы нагрузки случаются довольно редко, поэтому, если это единичный случай и вы не возражаете против небольшого риска, вы можете его игнорировать.

Быстрые переходные пики

Например, они могут достигать 200 В, когда дворники выключаются — обеспечьте (высоковольтный) емкостный маршрут для заземления прямо возле входа.

Длительное перенапряжение

Автомобильная электроника часто рассчитана на то, чтобы выдерживать 24 В в течение нескольких минут (например, когда автомобиль заводится от 24-вольтового грузовика) и 48 В в течение минуты (IIRC), поскольку иногда для обеспечения быстрой подзарядки используются две аккумуляторные батареи для грузовиков. автомобиль движется в крайних случаях! Ваш подавитель шипов может лопнуть в таких условиях.

Отсева

Падение заряда батареи также может быть значительным, в отрасли есть тест, который включает в себя серию импульсов, при которых напряжение батареи падает до 0 В - вам нужно иметь достаточную внутреннюю емкость, чтобы поддерживать напряжение питания, когда это произойдет.

Спецификация реальных требований

Если вам нужен пример того, насколько это может быть кроваво, электромагнитная совместимость Ford (EMC), которая включает в себя испытания на переходные процессы, доступна в Интернете:

Компонент Характеристики электромагнитной совместимости EMC-CS-2009

Поищите в нем слова «переходный» и «выпадение», чтобы увидеть, чему должны соответствовать серийные разработки!

Спасибо за ответ и ссылку. PDF очень информативный. В чем я не уверен, так это в быстрых переходных процессах, о которых вы упомянули. Я просмотрела документ и обнаружила упоминание о тестовых импульсах AG. C1/C2 выглядят так, как вы упомянули, это правильно?
@ Masta79: Практически все переходные процессы AF - это то, что я имел в виду под «быстрыми переходными процессами», хотя некоторые из них действительно быстрее других. Хотя они короче, чем load-dump... Извините за путаницу!

Вы, кажется, сами ответили на свой вопрос. LTC4365 , вероятно, является хорошим решением. В техническом описании сказано, что TVS не нужен, но я бы все равно его использовал.
Имейте LTC4365, за которым следует буферный конденсатор , чтобы справляться с провалами напряжения батареи. Если аккумулятор также используется в качестве стартера , падение напряжения, вероятно, неизбежно, особенно когда вы потребляете 15 Вт (это 4,5 А при 3,3 В).
Если конденсатор имеет довольно большое значение, вы можете использовать более медленный предохранитель , иначе он может перегореть при включении. (Предохранитель не обеспечивает дополнительной защиты по сравнению с LTC4365, кроме ограничения ущерба в случае отказа компонента).

Есть ли конкретная причина, по которой вы хотите использовать изолированный преобразователь постоянного тока? Обычно они не нужны для работы от батареи.

Если у вас уже есть изолирующий преобразователь постоянного тока в постоянный, способный выдерживать до 36 В, не похоже, что вам нужно что-то большее. Я не понимаю, что вы думаете, что LTC4365 сделает для вас. Ваш преобразователь уже может самостоятельно обрабатывать 36 В, что на самом деле немного больше, чем 34 В, на которые рассчитан LTC4365.

Моя идея состояла в том, чтобы защитить только LTC4365 с помощью транзорба. Ограничение максимального тока к нему резистором. Все, что позади, будет защищено LTC4365 и Mosfet. Соответственно, они должны быть рассчитаны на 100 В+. Поскольку LTC также обеспечивает ограничение пускового тока и защиту от переполюсовки батареи, мне это показалось выгодным.
@Masta: Но если вы можете так защитить LTC4365, который рассчитан только на 34 В, почему вы не можете таким же образом защитить преобразователь постоянного тока в 36 В? Тогда можно вообще потерять LTC4365. Я не вижу, что он добавляет в вашу настройку.
Как уже сказал Мартин, если я защищу всю цепь с помощью трансорба, она должна сжечь всю энергию сброса нагрузки, что может быть довольно много. С моим решением я могу ограничить ток, чтобы LTC все еще мог работать. Затем LTC может обнаружить ситуацию OV и отключить MOSFET, чтобы переходный процесс не мог достичь остальной части моей схемы. При этом вероятность перегорания предохранителя также ДОЛЖНА быть значительно снижена. Если только я не сильно запутался. :)

Для устройства защиты от грубой силы: ST : RBO040

МНОГИЕ тысячи устройств в полиции и других машинах скорой помощи с этой частью на разъеме к линии +12 В. Неприхотливо, но спасет вашу схему от большинства переходных событий.