Bagaimana cara melindungi saya dari dump muatan otomotif?

Sebuah Dump beban terjadi ketika beban yang generator adalah memberikan arus tiba-tiba terputus. Dalam elektronik otomotif, ini berlaku untuk melepaskan baterai saat sedang diisi oleh alternator. Ini tampaknya dijelaskan dengan baik dalam dokumen SAE $ 65 ini ; Wikipedia mengklaim itu bisa "setinggi 120 V dan dapat memakan waktu hingga 400 ms untuk meluruh" . Dokumen ini mengklaim dump sistem 12V dapat mencapai 87V dan panjang 400 ms:

       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

Dokumen tertaut terakhir juga memiliki daftar tabel penyerapan energi TVS (Transient Voltage Suppressor), sebagai berikut:

Tabel 2 - Energi [J] diserap (V _clamp = 45V)

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

Sekarang, saya ingin menjepit jauh lebih rendah dari 45V (katakanlah 20V), dan ingin menghitung ulang nilai-nilai ini. Penulis menulis:

• Dihitung menggunakan metode yang diberikan dalam Lampiran E.1.1. (E) di mana R _i = R _L (untuk transfer daya maksimum).

Ini mengungkapkan rumus:

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

... Dan memperbarui tabel sebagai berikut:

Energi [J] diserap (V _clamp = 20V)

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

Ini memberikan nilai maksimum 781J. Apakah saya melakukan ini dengan benar? Sistem TVS saya harus menyerap hingga ~ 800J, melewati hampir 30A? Sepertinya banyak sekali, meskipun akan untuk hingga 6 baterai truk semi paralel (masing-masing ~ 100AH) di samping 130A + alternator. (Mungkinkah resistansi sumber bahkan lebih rendah dari 0,5Ω?) Kombinasi elemen TVS apa yang dapat secara efektif melewati 800J tanpa melanggar tegangan penjepitnya, dan apa yang membuatnya lebih efektif daripada solusi lain?

_{Saya melindungi sirkuit digital dan analog tegangan rendah, yang juga memiliki penyaringan daya sendiri.}

Saya tidak dapat berbicara dengan SAE J1113, tetapi untuk SAE J1455 (truk berat 12-V, di mana muatannya harus lebih besar), dump muatan didefinisikan sebagai puncak 100 V dengan waktu jatuh sekitar ~ 0,6 s dan ~ 0,6 Ω impedansi, yang merupakan rasa sakit untuk hidup.

Dua metode luas untuk bertahan hidup juga

• Putuskan sambungan Anda dan biarkan lewat:

Yang biasanya lebih disukai dan lebih murah. Tumpukan beban berada dalam kelas kesalahan yang banyak perangkat tidak diharapkan untuk beroperasi selama (tidak seperti transien induktif berpasangan), jadi kecuali jika Anda adalah beberapa perangkat kritis (ABS, ECU), Anda diizinkan untuk mematikan dan mengatur ulang ketika Anda melihat dump beban.

Berbicara sangat luas, untuk melakukan ini Anda bisa memiliki dioda Zener pada input Anda, di mana setelah itu rusak dan mulai melakukan, beralih beberapa melewati transistor untuk melepaskan diri sepenuhnya. Jelas pass transistor Anda akan memiliki peringkat tegangan, jadi memilih TVS masih diperlukan (lihat berikut), tetapi tidak harus menjepit di dekat tegangan, energi, dan daya.

• menjepit semuanya.

Ini juga sangat mungkin dengan TVS seperti yang Anda sebutkan, dan kemudian itu benar-benar tergantung pada seberapa keras Anda ingin menjepitnya. Jika Anda baik-baik saja dengan 75 V datang, saya pikir saya telah melihat 500 W SMC digunakan. Jika Anda menginginkannya seperti hampir tidak ada yang terjadi, Anda dapat melakukan seperti yang saya lihat dan menggunakan (2) 5 kW 5KP22CA TVS secara paralel. Mereka sendiri dapat menjepit seluruh beban dump sendiri; Saya telah menguji pasangan yang bertahan (5) 100 V kesedihan berturut-turut, sekitar 10 detik antara masing-masing.

Matematika di belakangnya agak kabur bagi saya, karena angka-angka yang diberikan pada lembar data tidak tampak seolah-olah mereka dimaksudkan untuk transien yang lebih lambat dari 60 Hz. Peringkat 5 KW adalah untuk pulsa 1 ms, yang jelas hanya 5 J.

Energi puncak yang dihamburkannya adalah (100 V - 24 V)/0.4 ohms * 24 V = 4560 W, tetapi ini akan membusuk secara eksponensial menjadi nol dengan tc sekitar 300 msec. Jika kita sebut itu segitiga (sangat konservatif), itu 0.5 * 4560 W * 0.3 s = 684 J. Jika kita memperkirakan kurva peringkat Gambar 1 pada lembar data 5KP, ini menunjukkan bahwa pulsa 100 ms dapat memiliki peringkat daya maksimum 1000 W, atau total energi 100 J, dan bahkan lebih banyak energi jika kita mengoleskannya lebih lanjut, jadi kami ' kembali di ball park dengan 2 dari mereka secara paralel dan tes tampaknya membosankan.

Lembar data TVS seri Littelfuse 5KP, Gambar 1

Jika Anda menginginkan sesuatu yang lebih baik, saya akan datang dengan persamaan untuk kurva dan memberikannya asimtot pada disipasi kondisi tunak maksimum (8 W ... meskipun itu mungkin tidak membuat perbedaan), kemudian lakukan integrasi dengan itu lebih dari pulsa Anda untuk melihat berapa banyak peringkat yang Anda gunakan: P

Berikut adalah cara melindungi dari pembuangan muatan otomotif

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