Protezione contro i rischi dell'alimentazione elettrica automobilistica

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Sto cercando un modo per proteggere un piccolo circuito che deve essere utilizzato all'interno di un'auto o di un camion (sistema di alimentazione a 12V o 24V). Il circuito consuma circa 12-15 W. Uso un modulo convertitore CC / CC isolato che può regolare 9-36 V fino a 3,3 V.

Sto cercando circuiti consigliati o un controller IC che possa prendersi cura dei soliti pericoli:

Carica picchi di scarico
Tensione inversa
Protezione OV / UV
Rumore generale sulle linee elettriche.
... Tutto ciò che avrei potuto perdere.

Attualmente ho un occhio sull'LTC4365 di Linear Technologies. Ho pensato di usarlo insieme a un televisore bidirezionale, bloccando la tensione a 32 V e proteggendo tutto con un fusibile che salta rapidamente.

Sarebbe una soluzione adeguata o mi sono perso qualcosa qui?

power protection automotive

— Nico Erfurth
fonte

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Ho aggiunto un collegamento alla scheda tecnica dell'LTC4365. Stiamo cercando di rendere gli utenti consapevoli dell'importanza di questo, soprattutto per le parti meno comuni, in modo che gli altri non debbano andare a cercarlo e che tutti siano sicuri di parlare della stessa cosa. Sto solo cercando di coltivare buone abitudini.

— Stevenvh,

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Carico-scarico

... è un killer - il tuo TVS deve trasformare un'enorme quantità di energia in calore senza diventare pop.

ISO7637 per un sistema a 12 V ha un picco con un picco fino a ~ 90 V con un tempo di salita di 5-10 ms che dura fino a 400 ms da una resistenza della sorgente di soli 0,5 ohm. Sono diverse centinaia di Joule di energia in meno di mezzo secondo!

Non tutto ciò deve andare nel soppressore - solo l'eccesso sopra la tensione di serraggio (ma comunque ~ 60 V nel tuo caso)

Sul lato positivo, le discariche di carico sono piuttosto rare, quindi se è una tantum e non ti dispiace il piccolo rischio, potresti ignorarlo.

Picchi transitori rapidi

Questi possono raggiungere 200 V quando i tergicristalli si spengono, ad esempio: fornire un percorso capacitivo (ad alta tensione) per quelli a terra proprio vicino all'ingresso.

Sovratensione a lungo termine

L'elettronica automobilistica viene spesso specificata per sopravvivere a 24 V per diversi minuti (per quando un'automobile viene avviata da un camion a 24 V) e 48 V per un minuto (IIRC) poiché a volte vengono utilizzate 2 batterie per camion per fornire una carica rapida per ottenere un'auto che si muove in extremis! Il tuo soppressore di picchi potrebbe apparire in quelle condizioni.

Dropouts

Anche la caduta della batteria può essere significativa, c'è un test nel settore che prevede una serie di impulsi che la tensione della batteria scende a 0 V: è necessario disporre di una capacità interna sufficiente per mantenere i binari di alimentazione quando ciò accade.

Specifica dei requisiti del mondo reale

Se vuoi un esempio di quanto sia cruento ciò, la compatibilità elettromagnetica (EMC) di Ford, che include test transitori, è disponibile sul web:

Specifiche EMC dei componenti EMC-CS-2009

Cerca "transitorio" e "abbandono" per vedere quali progetti di produzione in serie dovrebbero essere all'altezza!

— Martin Thompson
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Grazie per la risposta e il link. Il pdf è molto informativo. Una cosa di cui non sono sicuro sono i Transitori veloci che hai menzionato. Ho scansionato il documento che ho trovato è una menzione di Test pulses AG. C1 / C2 sembrano quelli che hai menzionato, è corretto?

— Nico Erfurth,

@ Masta79: praticamente tutti i transitori AF sono ciò che intendevo per "transitori veloci", sebbene alcuni siano effettivamente più veloci di altri. Sono più brevi della discarica, però ... Scusate la confusione!

— Martin Thompson,

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Sembra che tu abbia risposto alla tua domanda. L' LTC4365 è probabilmente una buona soluzione. Il foglio dati dice che non è necessario alcun TVS , ma ne userei comunque uno.
Fare in modo che LTC4365 sia seguito da un condensatore buffer per gestire cali della tensione della batteria. Se la batteria viene utilizzata anche per un motorino di avviamento, è probabilmente inevitabile che la tensione diminuisca, soprattutto quando si consumano 15 W (ovvero 4,5 A a 3,3 V).
Se il condensatore ha un valore piuttosto elevato, è possibile che si desideri utilizzare un fusibile più lento , altrimenti potrebbe bruciarsi all'accensione. (Il fusibile non offre una protezione aggiuntiva sull'LTC4365 oltre a limitare il danno in caso di guasto di un componente).

Qualche motivo particolare per cui vuoi usare un convertitore DC-DC isolato ? Di solito non sono necessari per il funzionamento a batteria.

— stevenvh
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Se hai già un convertitore DC-DC isolante in grado di gestire fino a 36V in, non sembra che tu abbia bisogno di molto di più. Non capisco cosa pensi che farà l'LTC4365 per te. Il convertitore può già gestire 36 V da solo, che in realtà è un po 'più dei 34 V per i quali l'LTC4365 è valutato.

— Olin Lathrop
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La mia idea era di proteggere l'LTC4365 solo con il tranzorb. Limitando la corrente massima ad essa con un resistore. Tutto il resto sarebbe protetto da LTC4365 e Mosfet. Questi dovrebbero essere valutati per il 100V + di conseguenza. Poiché l'LTC offre anche una limitazione della corrente di spunto e una protezione inversa della batteria, mi è sembrato un buon affare.

— Nico Erfurth,

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@Masta: Ma se riesci a proteggere LTC4365 in quel modo, che è valutato solo per 34V, perché non puoi proteggere il convertitore DC-DC 36V allo stesso modo? Quindi si può perdere del tutto l'LTC4365. Non vedo cosa sta aggiungendo nella tua configurazione.

— Olin Lathrop,

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Come già affermato da Martin, se proteggo l'intero circuito tramite un assorbitore, deve bruciare tutta l'energia di una discarica, che può essere parecchio. Con la mia soluzione posso limitare la corrente in modo che l'LTC possa ancora funzionare. L'LTC può quindi rilevare una situazione di OV e spegnere il mosfet in modo che il transitorio non possa raggiungere il resto dei miei circuiti. Con questo la possibilità di bruciare una miccia DOVREBBE anche essere notevolmente ridotta. A meno che non sia enormemente confuso. :)

— Nico Erfurth,

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Per un dispositivo di protezione della forza bruta: ST: RBO040

MOLTE migliaia di dispositivi nelle applicazioni di polizia e di altri veicoli di emergenza con questa parte sul connettore alla linea + 12V. Non è lussuoso, ma salverà il tuo circuito dalla maggior parte degli eventi transitori.

— Ralph Garvin
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