Protecție la supratensiune pentru depozitarea încărcăturii auto

Postul explică un circuit de protecție la întreruperea supratensiunii sub formă de încărcătură de descărcare a autovehiculelor pentru protejarea electronice moderne și sensibile ale automobilelor de vârfurile electrice DC tranzitorii care provin din vehiculele electrice.

Tensiunile tranzitorii de magistrală sunt un factor de risc semnificativ pentru circuitele integrate. Tensiunea de avarie maximă pe care un circuit integrat poate fi specificat să o tolereze este determinată de stilul și abordarea sa de proiectare care poate fi predominant scăzută pentru dispozitivele CMOS mici.

Ce este tensiunea tranzitorie

Circumstanțele tranzitorii sau repetitive de tensiune care înving specificațiile de tensiune cele mai mari ale unui IC pot afecta ireversibil un dispozitiv.

Necesitatea siguranței la supratensiune este predominantă în mod special la modelele de 12V și 24V în care tranzitorii de vârf „de încărcare” sunt de obicei la fel de mari ca GOV. Anumite strategii de salvgardare a sarcinii derulează intrarea tranzitorie la sol prin dispozitive similare cu diodele de avalanșă și MOV-urile.

Dificultatea cu metoda șuntului este că o mare parte a puterii ar putea ajunge să fie procesată.

Tehnici de șunt sunt de obicei nedorite în cazul în care există obligația de a oferi protecție continuă pe tot parcursul unei situații de supratensiune (așa cum se întâmplă cu baterie duală).

Design-ul

Circuitul de protecție la supratensiune pentru depozitul de sarcină auto prezentat în Figura 1 este un circuit perfect de deconectare în serie sau întrerupt în serie, care a fost construit pentru a proteja o sarcină a regulatorului de comutare care avea o tensiune de intrare optimă de 24V.

Circuitul este conceput din dispozitive discrete economice și folosește unul singur Texas Instruments LMV431AIMF.

Având în vedere că acest circuit folosește un dispozitiv de trecere PFET (Q1), poate exista o cădere marginală de tensiune înainte sau o pierdere de putere aferentă.

Diagrama circuitului

Figura 1

Curtoazie : Circuit de protecție la supratensiune pentru depozitarea încărcăturii auto

Cum funcționează dioda LM431AIMF

Referința adaptabilă LMV431AIMF (D1) funcționează cel mai bine pentru această situație doar pentru că permite un mijloc ieftin de a stabili un punct de declanșare meticulos și de a monitoriza precizia optimă a temperaturii, care devine destul de dificilă cu o diodă zener sau, de asemenea, folosind alte opțiuni alternative (1% pentru O versiune, 0,5% pentru versiunea B).

Pentru a păstra această precizie și fiabilitate, rezistențele R1 și R2 sunt selectate pentru a avea o toleranță de 1% sau poate fi recomandată o rezistență mai bună.

Tensiunile de referință variabile pot fi de obicei luate în considerare greșit. Luați de exemplu: „Care este cel de-al treilea fir care se termină din acea diodă”? ”

Puteți găsi numeroase tipuri de referințe de tensiune variabilă. Diferite care au tensiune setată încorporată diferită, în timp ce altele cu o polaritate a direcției curentului alternativ.

Toate acestea pot fi identificate cu câteva etape fundamentale (și destul de semnificative): o referință de tensiune reglată de temperatură, precisă a tensiunii de bandă, împreună cu un amplificator de eroare de câștig (încorporat ca comparator în circuitul discutat).

Majoritatea pieselor prezintă rezultate uni-poIar prin încorporarea unui colector deschis sau a unui emițător. Figura 2 indică conceptual ce se poate aștepta în interiorul Texas Instruments LMV431AIMF.

Calculul pragului limită

Tensiunea de intrare este verificată și controlată de LMV431 cu ajutorul divizor de tensiune R1 și R2. Circuitul detaliat în Figura 1 este configurat să se activeze la 19,2 V, deși ar putea fi optată o tăiere arbitrară de nivel care poate fi calculată folosind următoarele ecuații:

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

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

Cum functioneaza

Ieșirea LMV431 scade imediat ce pinul de referință setat este depășit de 1,24V. Catodul unui LMV431 este capabil să scadă la un nivel de saturație de aproximativ 1,2V.

Nivelul menționat poate fi suficient pentru a opri Q2. Q2 a fost ales în mod predominant manual pentru a transporta un prag de poartă ridicat (> 1,3V). Nu este recomandat să utilizați o înlocuire pentru Q2 fără a lua în considerare acest lucru.

Condițiile de funcționare a cipurilor pentru D1, Q2 și Q1 sunt indicate în Tabelul 1 pentru starea care implică o tăiere a punctului de 19,2V.

Starea de funcționare a circuitelor este detaliată în Figura 3. Se poate aștepta ca reducerea nivelului să fie de aproximativ 2,7V la GOV. Sub aproximativ 2,7 V, circuitul poate fi văzut trecând la situația oprită.

Motivul este absența unei tensiuni de intrare suficiente pentru a ridica nivelul porții către pragurile sursei Q1 și Q2.

În timp ce este în starea oprită, circuitul oferă în jur de 42 kQ la intrare (starea oprită sarcină de repaus). Diodele Zener D2 și D3 sunt esențiale pentru restricționarea porții de fotografiere la tensiunile sursei, astfel cum sunt exprimate de Q și Q2 (care nu pot fi lăsate să depășească 20V).

D3 inhibă, de asemenea, catodul lui D, de la fotografierea peste limita specificată de 35V. Resistor Rd asigură o prejudecată compromisă la Q2, astfel încât să poată îndeplini scurgerile de scurgere ale Q2 în starea oprită.

Este important să urmăriți dioda corpului în Q, implică faptul că nu are nicio protecție la sarcină pentru bateria conectată greșit (tensiuni de intrare de polaritate opuse).

Pentru a putea proteja starea unei polarități greșite a bateriei, poate fi recomandabil să încorporați o diodă de blocare sau o alternativă consolidată (una în spatele celeilalte).

Circuitul poate fi văzut atribuit să acționeze instantaneu, deși restabilește condițiile destul de lent. Condensatorul C, prezintă o descărcare rapidă la negativ prin LMV431 într-un nivel de detectare a unei supratensiuni.

De îndată ce situația se restabilește la normal, reconectarea este ușor susținută de variabilele de întârziere R3-C1.

Un număr semnificativ de sarcini (care pot fi regulatoare) utilizează condensatori de intrare substanțiali care permit întârzierea circuitului de întrerupere să funcționeze prin inhibarea ratei de rotire tranzitorie.

Modelul de lucru al tranzitorului standard și capacitatea disponibilă devin responsabile pentru stabilirea timpului de răspuns la întârziere.

Implementarea opririi din circuitul de protecție la supratensiune propus pentru depozitarea încărcăturii auto are loc în aproximativ 12 secunde. Cele mai mari perioade de creștere tranzitorie așteptate sunt constrânse într-un nivel echilibrat la perioadele menționate de C (încărcare).

Acest circuit a fost verificat cu un C (sarcină) de 1 pF. S-ar putea încerca o încărcare mai mare și este în regulă, având în vedere creșterea rapidă, trebuie să fie prezenți tranzitorii cu impedanță redusă a sursei.