Как я могу смоделировать и обработать автомобильную загрузку?

8

Короче говоря, я проектирую небольшое устройство для контроля одного или двух датчиков в моей машине. Я не EE, но я сторонник знания того, что все будет работать правильно, и что я не потрачу впустую свое время и деньги только на то, чтобы запитать мое устройство не совсем идеальными источниками питания. :)

Мне удалось собрать воедино цепь питания, которая включает в себя как ограничитель перенапряжения ( LT4356 ), так и линейный регулятор ( LT1963AEQ ), с красивым TVS ( SMAJ40A ), расположенным спереди, чтобы дать мне регулируемое + 5 В и, надеюсь, выдержать мифическое загружать дампы, указанные в статьях SAE и таблицах TVS, по всему Интернету. :)

Что я застрял сейчас ... как я могу проверить, что у меня хорошо? Что я мог сделать лучше?

У меня было несколько идей по его тестированию: действительно возиться со схемой и подключить к входам высоковольтные источники постоянного тока ... кратко коснуться проводов, а что нет. Я действительно хотел бы знать, может ли эта вещь пережить честный дамп нагрузки, все же.

Что касается дизайна ... мой диод TVS достаточно прочный? Есть ли другой подход, который я должен использовать, например, запихивая большую или две большие кепки, чтобы замедлить всплески и дать TVS меньше работы? Я спрашивал в каналах IRC и просматривал сеть ... и я видел все: от сетевых фильтров постоянного тока до катушек индуктивности, огромных колпачков, от диодов до транзисторов и миллион других вещей. Я просто немного запутался в том, что считается хорошим базовым подходом к защите цепи от суровости автомобильной системы постоянного тока.

Тоби Лоуренс
источник
Прежде чем поразить вас и устройство: есть ли у вашей схемы и / или компонентов в ней какой-либо защитный механизм? Зажимные диоды, сглаживающие конденсаторы / катушки индуктивности, предохранители ...
clabacchio
1
Между входом и землей имеется диод TVS (SMAJ40CA, SMT, Littelfuse), и после этого, согласно техническому паспорту, есть просто чувствительный к току резистор и MOSFET для переключения нагрузки. От MOSFET он идет прямо к линейному регулятору, который имеет набор крышек 0,1 мкФ / 1 мкФ / 10 мкФ на входе и выходе. Мне все еще нужно добавить плавкий предохранитель на входе, хотя LT4356 настроен на отключение входа при обнаружении ситуации перегрузки по току.
Тоби Лоуренс
400 Вт TVS может быть недостаточно для некоторых дампов нагрузки electronics.stackexchange.com/a/17125/763
Мартин Томпсон,

Ответы:

8

«Правильный» способ проверки вашей цепи - это «генератор сброса нагрузки» - например, генератор сброса нагрузки LD200N .

Тем не менее, сброс нагрузки происходит довольно редко - вам нужно гораздо больше беспокоиться о других импульсах ISO (например, о быстрых пиках + -200 В, которые у TVS не будет много шансов обрезать) - не знаю, насколько быстро LT4356 будет переключатель.

Эти быстрые импульсы, как правило, возникают во многих поездках, поскольку они могут быть вызваны такими вещами, как включение и выключение стеклоочистителей или, например, переключение компрессора кондиционера.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я посмотрел на таблицу данных TVS:

Ваш TVS требует "время отклика" 1ps. Мне очень трудно в это поверить, учитывая, что длина пакета составляет 13ps со скоростью света! Мне было бы интересно узнать, как они это измеряют.

В любом случае, величина последовательной индуктивности будет в цепи с ним только от проводки, и отклонения будут значительно замедлять.

Кроме того, посмотрите на рисунок 1 - импульс сброса нагрузки может длиться несколько сотен мс, на два порядка справа от этого графика, который выглядит как вдвое меньше мощности для каждых 100x на оси x, так что это больше похоже на 200 Вт устройство. Впрочем, это может быть хорошим устройством для быстрых импульсов!

( Это своего рода монстр, установленный на некоторых автомобильных ECU:)

Vishay есть что-то вроде разумного прочтения на тему автомобильных переходных процессов


Будучи подростком, я построил счетчик гистограммы, и он много лет выживал без нагрузки и даже без защиты. Теперь я настоящий инженер, разрабатывающий автомобильные изделия, я вздрагиваю, когда думаю об этом :)

Мартин Томпсон
источник
Хорошо, похоже, что это снова окунулся в аспект дизайна: как мне защитить от этих пиков + 200 В? В спецификации TVS указано, что время отклика составляет 1ps от 0 В до Vbr, а в LT4356 указано, что максимальная задержка отключения составляет 1 мкс при обнаружении ситуации перенапряжения. Я планирую надеть электролитическую крышку приличного размера прямо на входе, чтобы лучше поглощать некоторые пики ... но кроме этого, есть ли что-то еще, что я должен рассмотреть?
Тоби Лоуренс
У нас обычно есть около 100 пФ керамики через силовые клеммы. Предполагая, что питание запитано при разумном токе (полагаю, вам не понадобится больше 1А?)
Мартин Томпсон,
Так что, похоже, мне нужен пошаговый подход. Большой сигнал TVS у входной двери, чтобы ограничить шипы монстра, затем резистор ограничения тока, сопровождаемый меньшим TVS, чтобы возможно зажать вещи больше. Время отклика TVS все еще здесь? Сможет ли керамика на входе достаточно ослабить эти пики?
Тоби Лоуренс
Керамика также помогает избежать некоторых неприятных помех. Пояс, брекеты, веревка, лента для галстука и т. Д. :) Я должен думать, что большие ТВС + маленькие ТВС + некоторые кепки были бы в порядке
Мартин Томпсон
Так что отказаться от токоограничивающего резистора между TVS? Извините, если мои вопросы звучат так, будто они требуют полного ответа ... но я просто хочу убедиться, что я правильно понимаю ваш ответ. :)
Тоби Лоуренс