Защита от перенапряжения на стабилитроне

занятой кот
(источник: learningaboutelectronics.com )

Расчетные рабочие характеристики

Потребляемый ток: 2 ампера

Рабочее напряжение: 13,5 В

Эта конструкция будет работать в автомобильной среде, и мы хотели бы реализовать защиту от перенапряжения и перегрузки по току, используя для этого стабилитрон и предохранитель соответственно. Это правильный способ сделать это? И если да, то какие характеристики напряжения должны быть у стабилитрона?

Честно говоря, вместо того, чтобы ставить схему защиты с предохранителем, который может перегореть перед нагрузкой 2А, я бы просто поставил туда линейный стабилизатор с малым падением напряжения.
Разница в конструкции TVS и стабилитрона заключается в низком C (2 пФ), подходящем для скоростей передачи данных по радиоканалу, и при этом подавляющем всплески сильного тока. Обычно Polyfuse (tm) и термически защищенные переключатели или регуляторы High Side используются в автомобильных аксессуарах, чтобы избежать обслуживания предохранителей с сбросом перенапряжения, 2-кратным напряжением батареи и защитой от обратного напряжения батареи без перегорания предохранителя или, по крайней мере, причинения ущерба.

Ответы (2)

То, что вы предлагаете, — плохая идея. Нормальное рабочее напряжение автомобиля при зарядке аккумулятора обычно составляет около 13,6 В. Однако случаются большие всплески на десятки вольт выше этого значения. Ваш предохранитель будет регулярно перегорать, что доставляет неудобства пользователям.

Лучшая стратегия состоит в том, чтобы спроектировать схему так, чтобы она выдерживала случайные всплески, вместо того, чтобы сдаваться и отключаться от мира, когда они происходят.

На этот вопрос нет единого ответа, который удовлетворил бы все потребности. Для малых токов вы можете использовать последовательный резистор, за которым следует зажим. При больших токах резистор мешает или вызывает слишком большое рассеяние.

Если ваш ток низкий, а требуемое напряжение несколько меньше 12 В, вы можете использовать автомобильный линейный стабилизатор.

Для большей мощности используйте понижающий стабилизатор, способный работать с достаточно высоким входным напряжением. Существуют также способы использования полевого МОП-транзистора с каналом P в качестве элемента с последовательным проходом, который выглядит как короткое замыкание, за исключением случаев, когда всплеск становится длинным.

Опять же, существует множество стратегий, но, не зная напряжения и тока, необходимых вашей нагрузке, невозможно решить, какая из них имеет наибольший смысл.

введите описание изображения здесьМаксимальное напряжение от свинцово-кислотного аккумулятора в этом случае будет 14,4 В. Так что такая ломовая защита при уровне напряжения 15 В была бы кстати. Как видно из графика, стабилитрон не имеет полной резкой характеристики включения/выключения. Эта ситуация может привести к нежелательной ситуации до того, как перегорит предохранитель.

Приложив немного больше усилий, вы можете использовать ломик SCR для срабатывания, когда уровень напряжения превышает 15 В или любой другой уровень, установленный системой. Еще лучшую систему можно получить с помощью так называемого тиректора. Защитный диод со свойствами подавления переходного напряжения (TVS).

Дополнительную информацию о диодах TVS можно найти в Википедии: https://en.wikipedia.org/wiki/Transient-voltage-suppression_diode .

Правильная фраза - "схема лома".
Для автомобильной промышленности существует целая спецификация, включающая в себя «отвалы нагрузки», которые могут кратковременно обеспечить более 100 В. Хорошая защита требует большего. Как правило, для защиты от сброса нагрузки потребуются высокомощные TVS-диоды.
@jonk, где я могу найти такую ​​спецификацию?
@JonathanHale У меня не было проблем с поиском их обсуждений в Google. Попытался ли ты? (Думаю, я мог бы повторить свои предыдущие попытки. Но я хотел бы воздержаться, пока не узнаю, что вы уже пытались.)
@jonk, если вы уже знаете название опасности, я обычно могу найти примечание по применению об этой конкретной опасности. Например, дамп автомобильной нагрузки: ti.com/lit/an/snva190b/snva190b.pdf?ts=1621375607480 . Но это требует, чтобы вы уже знали, что искать. Чего я не нашел, так это «Вот список всех плохих электрических вещей, которые случаются в автомобилях, и их характеристики».
@ДжонатанХейл О. Я понимаю. Такая спецификация существует, и некоторые из тех сайтов, которые вы можете легко найти, содержат их подробные названия. (Кажется, я припоминаю, что есть две связанные спецификации, но я точно знаю, что есть как минимум одна по теме.) Если бы в то время мне удалось найти спецификацию в формате PDF, я бы ее скачал. (Я всегда трачу дополнительное время, чтобы захватить первичные документы по интересующей меня теме, чтобы сэкономить время, если мне когда-нибудь понадобится вернуться к этой теме.) Так что вполне возможно, что они у меня есть на одном из двух дисков. Но мне придется запустить поиск.
Защита от перенапряжения на стабилитроне
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v