Come posso simulare e gestire un dump di carico automobilistico?


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Per farla breve, sto progettando un piccolo dispositivo per monitorare un sensore o due nella mia auto. Non sono un EE, ma sono un pignolo per sapere che le cose funzioneranno bene e che non avrò sprecato il mio tempo e denaro solo per avere il mio dispositivo fritto da fonti di energia tutt'altro che ideali. :)

Sono riuscito a mettere insieme un circuito di alimentazione che incorpora sia un limitatore di sovratensione ( LT4356 ) che un regolatore lineare ( LT1963AEQ ), con un bel TVS ( SMAJ40A ) seduto di fronte, per darmi regolato + 5V e speriamo di resistere al mitico caricare i dump di cui agli articoli SAE e alle schede tecniche TVS su Internet. :)

Ciò su cui sono bloccato ora è ... come posso verificare ciò che ho è buono? Cosa potrei fare di meglio?

Ho avuto alcune idee su come testarlo: fare davvero casino con il circuito e collegare alimentatori CC ad alta tensione agli ingressi ... toccare brevemente i fili e cosa no. Mi piacerebbe davvero sapere se questa cosa può sopravvivere a una discarica di carico onesta, però.

Per quanto riguarda il design ... il mio diodo TVS è abbastanza robusto? C'è un altro approccio che dovrei prendere come infilare in un grande tappo o due per rallentare i picchi e dare alla TV meno lavoro da fare? L'ho chiesto nei canali IRC e ho esplorato il web ... e ho visto di tutto, dai filtri di linea DC agli induttori, agli enormi cappucci, ai diodi, ai tranzorbi e un milione di altre cose. Sono solo leggermente confuso su quello che è considerato un buon approccio di base per proteggere un circuito dai rigori del sistema di alimentazione DC di un'automobile.


Prima di dare una scossa a te e al dispositivo: il tuo circuito e / o i suoi componenti hanno un meccanismo di protezione? Diodi di serraggio, condensatori / induttori di livellamento, fusibili ...
clabacchio

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C'è un diodo TVS tra l'ingresso e la terra (SMAJ40CA, SMT, Littelfuse) e successivamente, per il foglio dati, c'è semplicemente la resistenza di rilevamento della corrente e il MOSFET per commutare il carico. Dal MOSFET, va direttamente al regolatore lineare che ha un set di tappi 0,1uF / 1uF / 10uF sull'ingresso e sull'uscita. Devo ancora aggiungere un fusibile all'ingresso sebbene LT4356 sia impostato per tagliare l'ingresso quando rileva una situazione di sovracorrente.
Toby Lawrence,

La TV 400W potrebbe non essere sufficiente per alcuni dump di carico electronics.stackexchange.com/a/17125/763
Martin Thompson,

Risposte:


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Il modo "corretto" per testare il circuito è con un "generatore di scarico-carico" - ad esempio, il generatore di scarico-carico LD200N .

I dump del carico sono in realtà piuttosto rari - devi preoccuparti molto di più degli altri impulsi ISO (ad esempio i picchi veloci + -200V che il TVS non avrà la possibilità di tagliare molto) - non so quanto velocemente l'LT4356 interruttore.

Questi impulsi veloci tendono ad accadere in molti viaggi in quanto possono essere causati da cose come l'accensione e lo spegnimento dei tergicristalli o il cambio del compressore dell'aria condizionata, ad esempio.

EDIT: ho guardato la scheda tecnica TVS:

Il TVS richiede un "tempo di risposta" di 1ps. Trovo molto difficile da credere dato che il pacchetto è lungo 13ps alla velocità della luce! Sarei interessato a sapere come lo misurano.

Comunque, la quantità di induttanza in serie ci sarà in circuito con esso solo dal cablaggio e i randagi rallenteranno in modo significativo.

Inoltre, controlla la figura 1: un impulso di scarico del carico può durare alcune centinaia di ms, due ordini di grandezza a destra di quel grafico, che sembra dimezzare la potenza per ogni 100x sull'asse x, quindi è più simile a un 200W dispositivo. Potrebbe benissimo essere un buon dispositivo per gli impulsi veloci!

( Questo è il tipo di mostro montato su alcune centraline automobilistiche:)

Vishay ha una lettura ragionevole sul tema dei transitori automobilistici


Da adolescente ho costruito un contagiri con un grafico a barre e che è sopravvissuto bene per molti anni senza protezione da sovraccarico di carico o, anzi, molto altro. Ora sono un vero ingegnere che progetta prodotti automobilistici, rabbrividisco quando ci penso :)


Va bene, quindi sembra che questo stia tornando all'aspetto del design: come posso proteggere da questi picchi di + -200V? Il foglio dati TVS afferma che ha un tempo di risposta di 1ps da 0 V a Vbr e l'LT4356 afferma che ha un ritardo massimo di spegnimento di 1us quando rileva una situazione di sovratensione. Ho intenzione di mettere in una di dimensioni adeguate a destra condensatore elettrolitico in ingresso di assorbire alcuni picchi meglio .... ma a parte questo, c'è qualcos'altro che ho bisogno di prendere in considerazione?
Toby Lawrence,

Di solito abbiamo circa 100 pF di ceramica attraverso i terminali di alimentazione. Supponendo che la fornitura sia fusa a una corrente ragionevole (immagino che non avrai bisogno di più di 1A?)
Martin Thompson,

Quindi, sembra che forse ho bisogno di un approccio graduale qui. Un grande clacson di un TVS all'ingresso principale, per limitare i picchi di mostri, quindi un resistore che limita la corrente seguito da un TVS più piccolo per eventualmente bloccare le cose di più. I tempi di risposta di TVS continuano a destare preoccupazione? La ceramica sull'input sarebbe davvero in grado di smorzare abbastanza quei picchi?
Toby Lawrence,

Le ceramiche aiutano anche a tenere fuori una parte della cattiva RF. Cintura, bretelle, spago, nastro per gaffer, ecc. :) Dovrei pensare che TV grandi + TV piccoli + alcuni tappi andrebbero bene
Martin Thompson,

Quindi rinunciare a una resistenza che limita la corrente tra i TVS? Scusate se le mie domande sembrano come se stessero chiedendo una risposta completa, ma voglio solo assicurarmi di aver capito bene la vostra risposta. :)
Toby Lawrence,
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