Bagaimana saya bisa mensimulasikan dan menangani dump muatan otomotif?

Singkatnya, saya merancang perangkat kecil untuk memonitor satu atau dua sensor di mobil saya. Saya bukan seorang EE, tapi saya ngotot karena mengetahui hal-hal akan bekerja dengan baik dan bahwa saya tidak akan membuang waktu dan uang saya hanya untuk membuat perangkat saya digoreng oleh sumber daya yang kurang ideal. :)

Saya telah berhasil membuat sirkuit catu daya yang menggabungkan baik penghenti lonjakan ( LT4356 ) dan regulator linier ( LT1963AEQ ), dengan TVS bagus ( SMAJ40A ) duduk di depan, untuk memberi saya diatur + 5V dan mudah-mudahan tahan mitos + memuat kesedihan yang dirujuk dalam artikel SAE dan lembar data TVS di seluruh internet. :)

Apa yang saya terjebak sekarang adalah ... bagaimana saya memverifikasi apa yang saya miliki itu baik? Apa yang bisa saya lakukan dengan lebih baik?

Saya punya beberapa ide untuk mengujinya: benar-benar mengacaukan sirkuit dan memasang pasokan DC tegangan tinggi ke input ... kabel sentuh sebentar dan apa yang tidak. Saya benar-benar ingin tahu apakah benda ini bisa selamat dari dump muatan yang jujur.

Sejauh desain ... apakah dioda TVS saya cukup kuat? Apakah ada pendekatan lain yang harus saya ambil seperti mendorong topi besar atau dua untuk memperlambat paku dan memberikan TVS lebih sedikit pekerjaan yang harus dilakukan? Saya telah bertanya di saluran IRC dan membaca dengan teliti web ... dan saya telah melihat segalanya mulai dari filter saluran DC hingga induktor hingga tutup besar dioda hingga tranzorb dan sejuta hal lainnya. Saya hanya sedikit bingung tentang apa yang dianggap sebagai pendekatan dasar yang baik untuk melindungi sirkuit dari kerasnya sistem tenaga DC mobil.

power-supply automotive protection

— Toby Lawrence
sumber

Sebelum memberikan kejutan kepada Anda dan perangkat: apakah sirkuit Anda dan / atau komponen di dalamnya memiliki mekanisme perlindungan? Dioda

— penjepit

Ada dioda TVS antara input dan ground (SMAJ40CA, SMT, Littelfuse) dan setelah itu, per lembar data, hanya ada resistor penginderaan saat ini dan MOSFET untuk mengalihkan beban. Dari MOSFET, ia langsung menuju ke regulator linier yang memiliki set penutup 0.1uF / 1uF / 10uF pada input dan output. Saya masih perlu menambahkan sekering ke input meskipun ia LT4356 diatur untuk memotong input ketika mendeteksi situasi kelebihan arus.

— Toby Lawrence

TVS 400W mungkin tidak cukup untuk beberapa load dumps electronics.stackexchange.com/a/17125/763

— Martin Thompson

Cara "benar" untuk menguji sirkuit Anda adalah dengan "generator dump-load" - misalnya, generator dump beban LD200N .

Load-dumps sebenarnya cukup langka - Anda perlu lebih khawatir tentang pulsa ISO lainnya (mis. + -200V lonjakan cepat yang TVS tidak akan memiliki kesempatan untuk banyak klip) - tidak tahu seberapa cepat LT4356 akan beralih.

Pulsa cepat tersebut cenderung terjadi pada banyak perjalanan karena dapat disebabkan oleh hal-hal seperti menghidupkan dan mematikan wiper, atau beralih kompresor AC misalnya.

EDIT: Saya telah melihat lembar data TVS:

TVS Anda mengklaim "waktu respons" 1ps. Saya merasa sangat sulit untuk percaya mengingat bahwa paket tersebut panjangnya 13ps dengan kecepatan cahaya! Saya tertarik untuk mengetahui bagaimana mereka mengukurnya.

Bagaimanapun, jumlah induktansi seri akan ada di sirkuit dengan itu hanya dari kabel dan nyasar akan melambat secara signifikan.

Juga, lihat gambar 1 - pulsa dump muatan dapat bertahan beberapa ratus ms, dua urutan besarnya di sebelah kanan grafik itu, yang terlihat membagi dua daya untuk setiap 100x pada sumbu x, jadi lebih seperti 200W alat. Ini mungkin perangkat yang bagus untuk pulsa cepat!

( Ini adalah jenis monster yang dipasang pada beberapa ECU otomotif :)

Vishay memiliki apa yang tampak seperti bacaan yang masuk akal tentang masalah transien otomotif

Sebagai seorang remaja saya membangun bargraph revcounter dan itu bertahan dengan baik selama bertahun-tahun tanpa load-dump, atau memang banyak hal lain, perlindungan. Sekarang saya seorang insinyur yang tepat merancang produk otomotif, saya bergidik ketika memikirkannya :)

— Martin Thompson
sumber

Baiklah, jadi sepertinya ini masuk kembali ke aspek desain: bagaimana saya melindungi dari lonjakan + -200V ini? Lembar data TVS mengatakan ia memiliki waktu respons 1ps dari 0V ke Vbr dan LT4356 mengatakan ia memiliki penundaan mematikan maksimum 1us ketika mendeteksi situasi tegangan lebih. Saya berencana untuk memasang topi elektrolit berukuran tepat tepat di input untuk menyerap beberapa paku lebih baik .... tapi selain itu, apakah ada hal lain yang perlu saya pertimbangkan?

— Toby Lawrence

Kami biasanya memiliki sekitar 100-an pF keramik di terminal daya. Dengan asumsi pasokan menyatu pada arus yang masuk akal (saya kira Anda tidak akan membutuhkan lebih dari 1A?)

— Martin Thompson

Jadi, sepertinya saya perlu pendekatan bertahap di sini. Sebuah klakson besar TVS di pintu depan, untuk membatasi lonjakan rakasa, kemudian resistor pembatas arus diikuti oleh TVS kecil untuk kemungkinan menjepit lebih banyak hal. Apakah waktu respons TVS masih menjadi perhatian di sini? Apakah keramik pada input benar-benar dapat mengurangi paku itu cukup?

— Toby Lawrence

Keramik juga membantu menjaga beberapa RF jahat keluar juga. Ikat pinggang, kawat gigi, tali, gaffer tape, dll. :) Saya harus berpikir bahwa TV besar + TV kecil + beberapa tutup akan beres

— Martin Thompson

Jadi lepaskan resistor yang membatasi arus antara TVS? Maaf jika pertanyaan saya terdengar seperti mereka meminta jawaban lengkap datar ... tapi saya hanya ingin memastikan saya memahami jawaban Anda dengan benar. :)

— Toby Lawrence