Về mặt bảo vệ, mạch cung cấp điện ô tô này trông như thế nào?


9

Lời nói đầu

Đây là mạch cung cấp điện do tôi thiết kế sẽ là một phần của thiết bị lớn hơn. Mục đích rất cơ bản là nó sẽ lấy năng lượng ô tô tiêu chuẩn + 12V và tạo ra đầu ra 5V và đầu ra 3,3V, đồng thời bảo vệ thiết bị ở mức lớn khỏi các thiết bị có thể có trong hệ thống điện ô tô chạy của bạn . Điều này bao gồm, nhưng không giới hạn ở:

  • đảo cực
  • quá dòng
  • tải bãi
  • quá độ nhanh (- / + 200V)

Để có được phản hồi mang tính xây dựng, tôi sẽ thử và tìm hiểu lý do tại sao tôi thiết kế mạch như được đăng. Tôi đã thực hiện một số Google và nhận được sự giúp đỡ từ một EE chuyên nghiệp, vì vậy đây là đỉnh cao của tất cả các nghiên cứu và trợ giúp đó.

Thiết kế

Tôi bắt đầu với LT1963 từ Tuyến tính. Đây là bộ ổn áp tuyến tính cơ bản tôi thiết kế toàn bộ mạch cấp điện xung quanh. Nó khá đơn giản, cung cấp dòng điện tôi muốn mà không cần phải song song hoặc cõng bóng bán dẫn, v.v. Tôi đã thử nghiệm nó, hoạt động tốt, tiếp tục.

Tiếp theo, tôi biết rằng mức tối đa tuyệt đối 20V có thể hơi thấp khi xem xét một số gói nhảy pin mà xe tải khẩn cấp tự động có thể là 24 V. Thêm vào đó là thực tế là bạn có các bãi chứa tải và các xung 200V nhanh có thể ẩn trong hệ thống điện của bạn ... và đó là một bước nhảy ngắn để quyết định tôi cần bảo vệ quá áp.

Tôi đã đi với một cách tiếp cận theo hai hướng: Tôi quyết định về việc sử dụng LT4356 tăng stopper IC từ tuyến tính và SMDJ40CA diode TVS từ LITTELFUSE. Tóm lại, LT4356 mang đến cho tôi khả năng bảo vệ quá áp có thể định cấu hình, bảo vệ quá áp và bảo vệ quá dòng bằng cách điều khiển MOSFET để hạn chế dòng điện áp / dòng điện. Nó đã được xem xét bởi một người dùng trong câu hỏi này và, theo tôi hiểu, nó đã được sử dụng trong một thiết bị xe khẩn cấp. Đủ tôt cho tôi! Theo như TVS, sau khi đọc nhiều câu hỏi đã nói ở trên, cùng với các nguồn khác ... Tôi quyết định sử dụng điện áp kẹp ~ 48V và đánh giá xử lý công suất 5000W. Dựa trên bài viết đã nói ở trên, đây có vẻ như là một điểm khởi đầu khá tốt.

Từ việc sử dụng LT4356, tôi đã được bảo vệ quá dòng miễn phí, nhưng tôi đã quyết định đặt cầu chì PTC bởi vì, có lẽ, một cái gì đó ở phía trước tải sẽ thu hút quá nhiều. Ai biết. Bảo hiểm giá rẻ cho tôi. Tôi cũng đã thêm một diode Schottky tiêu chuẩn, được xếp hạng cho việc sử dụng hiện tại của tôi, để thiết lập bảo vệ phân cực ngược. Tôi có thể đã sử dụng các MOSFET back-to-back nhưng quyết định rằng nó quá phức tạp khi xem xét việc mất điện, nó sẽ tránh chỉ biểu hiện dưới dạng nhiều nhiệt hơn trong các bộ điều chỉnh điện áp.

Tại thời điểm này, tôi đã đạt được bảo vệ thiếu điện áp, quá áp và quá dòng. TVS có thể xử lý các bãi chứa tải khá tốt. Theo khuyến nghị từ EE mà tôi đã trò chuyện, tôi cũng đặt một nắp gốm 100pF trên các đầu vào nguồn tại JP1 để giúp tăng đột biến rất nhanh.

Mạch (bấm cho phiên bản lớn)

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Câu hỏi của tôi cho bạn học bổng tốt

Trong một cách rất cơ bản "ừ, nó không tệ / ơ, nó cần một số công việc" ... điều này trông thế nào với các bạn? Tôi không thiết kế một sản phẩm cho một số công ty khác với các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn mà nó phải tuân theo. Tôi chỉ tự thiết kế thiết bị này và tôi chỉ muốn nó hoạt động tốt và không bị hỏng nếu hệ thống điện của xe tôi bị nhảy hoặc nếu có tải hoặc tăng đột biến, v.v. Mọi lời chỉ trích mang tính xây dựng về cách đạt được điều đó tốt hơn hoan nghênh, nhưng xin đừng biến điều này thành một cuộc tranh luận học thuật về câu hỏi hoặc điều gì đó nếu bạn có thể giúp đỡ nó. :)


1
Chúng ta không cần phải xem trang thứ hai của sơ đồ? Nó ghi "Tờ 1/2". // Một số nhãn, như VIN và BPOS, chỉ xuất hiện một lần. Họ đi đâu? // VCLEAN dành cho bạn bao nhiêu?
Telaclavo

Các sơ đồ không sạch sẽ như nó cần phải được. :( Có một tờ giấy trắng khác trong sơ đồ, nhưng toàn bộ tờ tôi đã đăng là phần cung cấp năng lượng. Như đã đề cập trong nhận xét của tôi dưới đây, tôi đã ghi nhãn nhãn trên thẻ đầu tiên, vì vậy tôi cần đăng bài mới, phiên bản cập nhật khi tôi quay lại máy tính ở nhà. :) VCLEAN đơn giản là nguồn cấp pin được bảo vệ cho các cơ quan quản lý.
Toby Lawrence

Đã cập nhật bài viết gốc với số phần mới, một số chỉnh sửa số và sơ đồ mới với nhãn định hướng, v.v.
Toby Lawrence

1
Bạn có thể vui lòng xem lại hình ảnh mạch, có thể tại imgur hoặc một cái gì đó.
bluehavana

Câu trả lời:


3

Đầu tiên vượt qua:

  1. Sơ đồ của bạn là khó hiểu. Mối quan hệ giữa JP1-1, VIN, BPOS và điện áp pin là gì?

  2. Bạn nên có cầu chì trên đầu vào tích cực 'phía trước' của mạch bảo vệ của bạn (về mặt pin của mọi thứ). Bạn không bao giờ biết làm thế nào mọi thứ có thể thất bại trong cuộc sống thực.

    Với định hướng của D2, nguồn cấp pin nên là JP1-1, đúng không? Nếu vậy, và nếu bạn có pin đảo ngược, TVS đơn hướng của bạn sẽ dẫn dòng điện lớn (nó thực sự sẽ hoạt động như một diode) và làm tan chảy mọi thứ, và PTC của bạn bất lực để giúp đỡ.

    Bạn có thể muốn xem xét TVS 5.0SMDJ30CA hai chiều (chú ý thêm C) để nó sẽ kẹp bất kể phân cực.

    Nếu VIN là nguồn cấp pin, mạch của bạn sẽ không hoạt động vì D2 sẽ bị chặn mọi lúc.


1.) Tôi nhận ra sau khi đăng bài rằng tôi đã làm hỏng nhãn. Tôi không dùng máy tính với Eagle để sửa nó, nhưng: VIN = BPOS = JP1-1. JP1-1 là đầu vào từ pin của xe hơi. Tôi có nhãn net định hướng trong phiên bản cập nhật nhưng không có liên kết đến hình ảnh được cập nhật. :( 2.) Lưu ý! Tôi nghĩ, sau khi nhìn nó một lúc, nhưng để có nắp trước (để làm giảm các gai tốt hơn), sau đó là cầu chì, sau đó là diode phân cực ngược và THEN TVS. Về cơ bản lật toàn bộ phần nhỏ xung quanh. Tuy nhiên, có lẽ một TVS hai chiều sẽ tốt hơn để tôi có thể đặt trước D2 để bảo vệ nó.
Toby Lawrence

@TobyLawrence Bạn phải làm gì đó để hạn chế dòng TVS trong điều kiện pin ngược. Di chuyển nó sau khi điốt chặn sẽ đạt được điều này, nhưng bạn vẫn nên có một số loại thiết bị giới hạn dòng điện trực tiếp nối tiếp với điện áp pin, trước bất kỳ mạch điện nào khác. Sẽ là khôn ngoan khi buộc bạn quay trở lại khung máy của sản phẩm, để nếu nó được cung cấp năng lượng bởi pin, thiết bị giới hạn dòng điện sẽ cách ly mạch điện và giữ mọi thứ an toàn.
Adam Lawrence

Err, nhưng đối với TVS đã cho, điện áp sự cố tối thiểu nằm ở khoảng ~ 33V. Vì vậy, giả sử tôi có một TVS hai chiều, về mặt lý thuyết nó có thể sống tốt trước D2, không? Chắc chắn, các đột biến và tải trọng và bất cứ thứ gì trên ~ 33V sẽ làm cho diode hoạt động, nhưng trong một hệ thống ô tô 12V, đó phải là những sự kiện thoáng qua, đó chính là lý do tại sao TVS có kích thước quá lớn.
Toby Lawrence

@TobyLawrence Một TVS đơn hướng hoạt động như một zener. Của bạn sẽ bị hỏng ở 33V nếu cực âm được đưa lên cao hơn cực dương, nhưng hoạt động như một diode bình thường nếu cực dương được đưa lên cao hơn cực âm. Nếu bạn muốn kẹp bất kể cực tính, bạn chính xác ở chỗ bạn cần một TVS hai chiều. Trong sản xuất, sẽ an toàn hơn khi sử dụng TVS hai chiều vì nếu nhà sản xuất cài đặt ngược, hành vi không thay đổi.
Adam Lawrence

Đúng, có ý nghĩa. :) Tôi đã đi trước và sửa đổi sơ đồ cho một TVS hai chiều. Chà, tôi thực sự đã chuyển sang hai trong số chúng để xử lý năng lượng nhiều hơn một chút và điện áp kẹp cao hơn một chút. : D
Toby Lawrence
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.