Що стосується захисту, як виглядає цей автомобільний блок живлення?


9

Передмова

Це схема живлення, яку я розробив, яка буде частиною більшого пристрою. Найголовніший намір полягає в тому, що він потребуватиме стандартної + 12В автомобільної потужності та генеруватиме 5В та 3,3В вихід, захищаючи пристрій взагалі від неприємностей, які можуть бути присутніми у вашій електромобільній системі, що працює на заводі. . Сюди входять, але не обмежуються ними:

  • зворотна полярність
  • надтоковий струм
  • вантажні звалища
  • швидкі перехідні (- / + 200В)

Заради отримання конструктивного зворотного зв’язку я спробую викласти, чому я спроектував схему так, як вона розміщена. Я зробив якийсь гуглінг і отримав деяку допомогу від професійного ЕЕ, тому це є кульмінацією всіх цих досліджень та допомоги.

Дизайн

Я почав з LT1963 від Linear. Це основний лінійний регулятор напруги, який я сконструював всю схему живлення навколо. Він досить прямолінійний, подає струм, який я хочу, не потребуючи паралельного або контрейлерного транзистора тощо.

Далі, я знав, що абсолютний максимальний рейтинг 20В може бути трохи низьким, враховуючи, що деякі пакети стрибків акумулятора, які мають автомобілі для аварійних аварій, можуть бути 24В. Додайте до цього той факт, що у вас є звалища навантаження та швидкі 200В перехідні процеси, які можуть ховатися у вашій електричній системі ... і це був короткий стрибок, щоб вирішити, що мені потрібен захист від перенапруги.

Я пішов з двостороннім підходом: я вирішив використати інтегральний стопор LT4356 від Linear та діод SMDJ40CA TVS від Littelfuse. У двох словах, LT4356 дає мені настроюваний захист від перенапруги, захист від перенапруги та захист від струму, керуючи MOSFET для обмеження напруги / струму. Це питання було перевірено користувачем у цьому питанні, і, наскільки я це розумію, було використано в пристрої аварійного транспорту. Досить добре для мене! Що стосується телевізора, прочитавши багато згаданого вище питання, разом з іншими джерелами ... я вирішив перейти з напругою затискання ~ 48 В і номіналом роботи в потужності 5000 Вт. Виходячи з вищезгаданого допису, схоже, це повинно бути досить непоганим початковим пунктом.

Від використання LT4356 я отримав захист від надмірного струму безкоштовно, але вирішив поставити запобіжник PTC, оскільки, ну, може, щось перед навантаженням притягне занадто багато. Хто знає. Дешеве страхування для мене. Я також додав стандартний діод Шотткі, оцінений для мого поточного використання для встановлення захисту зворотної полярності. Я міг би піти зі спинами MOSFET, але вирішив, що це занадто велика складність, враховуючи, що втрата електроенергії, яку він уникне, просто проявляє себе більше тепла в регуляторах напруги.

У цей момент у мене було досягнуто напруги, перенапруги та захисту від струму. Телевізор повинен мати можливість досить добре поводитися з відвалами. За рекомендацією EE, з якою я спілкувався в чаті, я також поклав керамічну кришку 100pF на входах живлення в JP1, щоб допомогти зі швидкими шипами.

Схема (натисніть для великої версії)

введіть тут опис зображення

Моє запитання до вас, вишукані товариші

В принципі "так, це не погано / е-е, він потребує певної роботи" ... як це виглядає на вас, хлопці? Я не розробляю продукт для якоїсь іншої компанії зі специфікаціями та стандартами, якими вона повинна відповідати. Я просто розробляю цей пристрій для себе, і я просто хочу, щоб він працював добре і не смажився, якщо електрична система мого автомобіля стрибнула, або є скидання навантаження або шип і т.д. Будь-яка конструктивна критика щодо того, як краще досягти цього Ласкаво просимо, але, будь ласка, не перетворюйте це на академічну дискусію з питань, що задаються, або щось, якщо ви можете допомогти. :)


1
Чи не потрібно нам бачити другу сторінку схеми? На ньому написано "Лист 1/2". // Деякі мітки, наприклад VIN та BPOS, з’являються лише один раз. Куди вони йдуть? // Скільки коштує VCLEAN для вас?
Телаклаво

Схема не така чиста, як це має бути. :( В схемі є ще один порожній аркуш, але лист, який я розмістив, - розділ живлення в повному обсязі. Як було сказано в коментарі нижче, я підкреслив чисті мітки під час першого проходу, тому мені потрібно опублікувати новий, оновлена ​​версія, коли я повертаюсь на свій домашній ПК. :) VCLEAN - це просто захищений подача акумулятора до регуляторів.
Тобі Лоуренс

Оновлено оригінальний пост з новим номером деталі, деякими виправленнями номерів та новою схемою з мітками спрямованості тощо тощо
Тобі Лоуренс

1
Не могли б ви відновити схему зображення, можливо, на imgur чи щось таке.
bluehavana

Відповіді:


3

Перший прохід:

  1. Ваша схема заплутана. Яка залежність між JP1-1, VIN, BPOS та напругою акумулятора?

  2. У вас повинен бути запобіжник на позитивному вході "попереду" вашої схеми захисту (на батарейних речах). Ніколи не знаєш, як все може вийти з ладу в реальному житті.

    Враховуючи орієнтацію D2, подача акумулятора повинна бути JP1-1, правильно? Якщо так, і якщо у вас є зворотний акумулятор, ваш однонаправлений ТВС буде проводити великий струм (він дійсно буде діяти як діод) і плавити речі, і ваш PTC не може допомогти.

    Ви можете врахувати двонаправлений TVS 5.0SMDJ30CA (зауважте зайвий C), щоб він затиснути незалежно від полярності.

    Якщо VIN - це живлення від акумулятора, схема не працюватиме, оскільки D2 буде блокуватися постійно.


1.) Після публікації я зрозумів, що мітки зіпсували. Я не на комп'ютері з Eagle, щоб виправити це, але: VIN = BPOS = JP1-1. JP1-1 - вхід від акумулятора автомобіля. Я маю спрямовані чисті мітки в оновленій версії, але немає посилання на оновлену картинку. :( 2.) Помічено! Моя думка, подивившись на це деякий час, але спочатку мати ковпачок (щоб краще заглушити шипи), потім запобіжник, потім діод зворотної полярності і ТОГО ТВ. По суті, переверніть весь цей маленький розділ. Однак, можливо, двосторонній ТВС буде кращим, щоб я міг поставити перед D2, щоб захистити його.
Тобі Лоуренс

@TobyLawrence Вам потрібно зробити щось для обмеження струму ТВС у режимі зворотного акумулятора. Переміщення його після блокування діода дозволить досягти цього, але ви все одно повинні мати якийсь обмежувальний струм пристрій безпосередньо послідовно з напругою акумулятора, перед будь-яким іншим ланцюгом. Було б розумно пов’язати ваше повернення до корпусу вашого виробу, так що якщо він заряджається акумулятором, пристрій, що обмежує струм, виділить ланцюг і збереже все в безпеці.
Адам Лоуренс

Помилка, але для даних ТВС мінімальна напруга пробою десь близько ~ 33В. Тож якщо припустити, що у мене був двонаправлений телевізор, теоретично він повинен мати можливість просто жити перед D2, ні? Звичайно, шипи та сміттєзвалища та що-небудь понад ~ 33 В збираються зробити діодним поводом, але в автомобільній системі 12В вони повинні бути перехідними подіями, саме тому ТВС розміром настільки великим.
Тобі Лоуренс

@TobyLawrence Односпрямована ТВС діє як зенер. Ваш ламається при 33 В, якщо катод буде вищий за анод, але він буде діяти як звичайний діод, якщо анод буде вищим за катод. Якщо ви хочете затиснути незалежно від полярності, ви правильні в тому, що вам потрібен двосторонній телевізор. У виробництві безпечніше їхати з двостороннім ТВС, оскільки якщо виробник встановлює його назад, поведінка не змінюється.
Адам Лоуренс

Правильно, має сенс. :) Я пішов вперед і доповнив схему для двонаправленого ТВС. Ну, я фактично перейшов на два з них для трохи більшої потужності та трохи більшої напруги затискача. : D
Тобі Лоуренс
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.