Як захистити від звалища автомобільного навантаження?

Звалище навантаження виникає , коли навантаження , з якою генератор постачає струм різко відключається. В автомобільній електроніці це стосується відключення акумулятора під час заряджання генератора. Це, мабуть, добре описано в цьому документі SAE за 65 доларів ; Вікіпедія стверджує, що вона може бути "до 120 В і може зайняти до 400 мс для розпаду" . У цьому документі стверджується, що 12-дюймовий системний скид може бути до 87В і 400 мс:

       12V system      24V system
Us     65V to 87V      123V to 174V     // maximum voltage
Ri     0.5Ω to 4Ω      1Ω to 8Ω         // source resistance
td     40ms to 400ms   100ms to 350ms   // pulse length
tr     10ms??          5ms??            // rise time

В останньому пов'язаному документі також є таблиця з переліком енергії поглинання ТВС (перехідного напруги напруги):

Таблиця 2 - Поглинена енергія [J] (V _{затискач} = 45 В)

td [ms]   source resistance [Ω]
     0.5    1     1.5   2     2.5   3     3.5   4
 50  18.57  9.62  6.26  4.50  3.41  2.68  2.17  1.80
100  37.15  19.23 12.51 8.99  6.83  5.36  4.34  3.59
150  55.72  28.85 18.77 13.49 10.24 8.04  6.51  5.39
200  74.30  38.46 25.02 17.98 13.65 10.72 8.68  7.18
250  92.87  48.08 31.28 22.48 17.07 13.40 10.85 8.98
300  111.44 57.69 37.53 26.98 20.48 16.08 13.02 10.77
350  130.02 67.31 43.79 31.47 23.89 18.76 15.19 12.57
400  148.59 76.92 50.05 35.97 27.31 21.44 17.37 14.3

Тепер я хочу затиснути набагато нижче 45 В (скажімо, 20 В), і хотів би перерахувати ці значення. Автор пише:

• Розраховується за методом, наведеним у додатку Е.1.1 (е), де R _i = R _L (для максимальної передачі потужності).

Це розкриває формулу:

W _e = (U _s ) ^{2 _x} t _d / R _i / 4.6

... І оновлює таблицю наступним чином:

Поглинена енергія [J] (V _зажим = 20 В)

td [ms]   source resistance [Ω]
     0.5    1      1.5    2      2.5    3      3.5    4
 50  97.59  48.79  32.53  24.40  19.52  16.26  13.94  12.20
100  195.17 97.59  65.06  48.79  39.03  32.53  27.88  24.40
150  292.76 146.38 97.59  73.19  58.55  48.79  41.82  36.60
200  390.35 195.17 130.12 97.59  78.07  65.06  55.76  48.79
250  487.93 243.97 162.64 121.98 97.59  81.32  69.70  60.99
300  585.52 292.76 195.17 146.38 117.10 97.59  83.65  73.19
350  683.11 341.55 227.70 170.78 136.62 113.85 97.59  85.39
400  780.70 390.35 260.23 195.17 156.14 130.12 111.53 97.59

Це дає максимальне значення 781J. Я правильно це зробив? Моя система TVS повинна поглинати до ~ 800 Дж, пропускаючи майже 30А? Це здається чортом багато, хоча це буде до 6 паралельних напівнавантажувальних акумуляторів (~ 100AH ​​кожен) на додаток до 130А + генератора. (Чи може опір джерела бути навіть нижчим, ніж 0,5 Ом?) Яка комбінація елементів ТВС може ефективно пропускати 800 Дж, не сильно порушуючи його напругу затиску, і що робить його більш ефективним, ніж інші рішення?

_{Я захищаю низьковольтні цифрові та аналогові схеми, які також мають власну фільтрацію потужності.}

Я не можу розмовляти з SAE J1113, але для SAE J1455 (12-V вантажівка, де навантажень повинно бути більше) навантажувальний відвал визначається як 100 В пік з часом спаду приблизно 0,6 с і опором ~ 0,6 Ом, що є болем, щоб пережити.

Два широких способи вижити є або

• Відключіть себе і нехай це пройде:

Що зазвичай краще та дешевше. Відвали завантаження відносяться до класу несправностей, від яких багато пристроїв не очікується працювати (на відміну від сполучених індуктивних перехідних процесів), тому, якщо ви не є критичним пристроєм (ABS, ECU), вам дозволяється вимикатися та скидатися, коли бачите сміттєзвалище.

В цілому кажучи, для цього у вас може бути діод Зенера на вході, де як тільки він виходить з ладу і починає проводити, перемикає якийсь прохідний транзистор, щоб повністю відключити себе. Очевидно, що у вашого транзистора пройде деякий показник напруги, тому вибір телевізора все ще потрібен (див. Далі), але йому не доведеться затискати десь поруч стільки ж напруги, енергії та потужності.

• затиснути всю справу.

Це також цілком можливо з TVS, як ви згадуєте, і тоді це дійсно залежить від того, наскільки важко ви хочете його затиснути. Якщо ви добре, що 75 В проходить, я думаю, я бачив 500 Вт SMC. Якщо ви хочете, щоб майже нічого не бувало, ви можете зробити так, як я бачив, і паралельно використовувати (2) 5 кВ22CA телевізори 5 кВт . Вони поодинці можуть самостійно затиснути весь відвал вантажу; Я випробував пару, яка вижила (5) 100 В відвалів поспіль, приблизно 10 секунд між ними.

Математика, що стоїть за нею, для мене дещо туманна, оскільки цифри, подані на таблицях даних, не здаються такими, що вони призначені для перехідних процесів повільніше, ніж 60 Гц. Рейтинг 5 кВт - це імпульс 1 мс, що, очевидно, всього 5 Дж.

Пікова енергія, яку він розсіює, буде (100 V - 24 V)/0.4 ohms * 24 V = 4560 W, але це знизиться приблизно в експоненціальному рівні до нічого, з tc приблизно 300 мсек. Якщо ми просто називаємо цей трикутник (дуже консервативний), це 0.5 * 4560 W * 0.3 s = 684 J. Якщо ми екстраполюємо криву оцінок на рисунку 1 на таблицю даних 5KP, це говорить про те, що імпульс 100 мс може мати максимальну потужність 1000 Вт, або загальну енергію 100 Дж, і навіть більше енергії, якщо ми змажемо її далі, тому ми ' знову в бальному парку з двома з них паралельно, і тести, здається, виснажують його.

Таблиця даних TVS серії Littelfuse 5KP, рис. 1

Якби ви хотіли чогось кращого, я б придумав рівняння для кривої і дав би їй асимптоту при максимальному стаціонарному розсіюванні (8 Вт ..., хоча це може не змінити), то зробіть певну інтеграцію з цим над пульсом, щоб побачити, яку частину рейтингу ви використовуєте: P

Ось як можна захиститись від автомобільного сміттєзвалища

https://www.analog.com/en/products/lt4356-1.html