Come posso simulare e gestire un dump di carico automobilistico?

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.

power-supply automotive protection

— Toby Lawrence
fonte

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

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,

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 :)

— Martin Thompson
fonte

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,