Làm thế nào để tôi bảo vệ chống lại một bãi chứa ô tô?

Kết xuất tải xảy ra khi tải mà máy phát đang truyền tải bị ngắt đột ngột. Trong thiết bị điện tử ô tô, điều này áp dụng cho việc ngắt kết nối pin trong khi pin được sạc bằng máy phát điện. Nó rõ ràng được mô tả kỹ trong tài liệu SAE $ 65 này ; Wikipedia tuyên bố nó có thể "cao tới 120 V và có thể mất tới 400 ms để phân rã" . Tài liệu này tuyên bố một bãi chứa hệ thống 12V có thể cao tới 87V và dài 400ms:

       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

Tài liệu được liên kết cuối cùng cũng có bảng liệt kê mức hấp thụ năng lượng TVS (Transient Voltage Suppressor), như sau:

Bảng 2 - Năng lượng [J] được hấp thụ (V _kẹp = 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

Bây giờ, tôi muốn kẹp thấp hơn nhiều so với 45V (giả sử 20V) và muốn tính toán lại các giá trị này. Tác giả viết:

• Được tính toán bằng phương pháp được cho trong Phụ lục E.1.1. (E) trong đó R _i = R _L (để truyền công suất tối đa).

Điều này tiết lộ công thức:

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

... Và cập nhật bảng như sau:

Năng lượng [J] được hấp thụ (V _kẹp = 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

Điều này cho giá trị tối đa là 781J. Tôi đã làm điều này một cách chính xác? Hệ thống TVS của tôi phải hấp thụ tới ~ 800J, vượt qua gần 30A? Có vẻ như rất nhiều, mặc dù nó sẽ dành cho tối đa 6 pin bán tải song song (~ 100AH ​​mỗi pin) ngoài máy phát điện 130A + của nó. (Điện trở nguồn có thể thấp hơn 0,5Ω không?) Sự kết hợp nào giữa các yếu tố TVS có thể vượt qua 800J một cách hiệu quả mà không vi phạm điện áp kẹp của nó nhiều, và điều gì làm cho nó hiệu quả hơn các giải pháp khác?

_{Tôi đang bảo vệ mạch điện áp thấp và kỹ thuật số điện áp thấp, cũng có bộ lọc công suất riêng.}

Tôi không thể nói chuyện với SAE J1113, nhưng đối với SAE J1455 (xe tải nặng 12 V, trong đó tải trọng phải lớn hơn), tải trọng được xác định là đỉnh 100 V với thời gian rơi khoảng ~ 0,6 giây và trở kháng ~ 0,6 ,, đó là một nỗi đau để sống qua

Hai phương pháp rộng để tồn tại là một trong hai

• Ngắt kết nối bản thân và để nó qua:

Mà thường là thích hợp hơn và rẻ hơn. Các bãi chứa tải nằm trong một loại lỗi mà nhiều thiết bị dự kiến ​​sẽ không hoạt động trong thời gian (không giống như các quá độ cảm ứng được ghép nối), vì vậy trừ khi bạn là một số thiết bị quan trọng (ABS, ECU), bạn được phép tắt và đặt lại khi nhìn thấy một bãi chứa tải.

Nói một cách rộng rãi, để làm điều này, bạn có thể có một diode Zener trên đầu vào của mình, khi nó bị hỏng và bắt đầu tiến hành, hãy chuyển một số bóng bán dẫn để tự ngắt hoàn toàn. Rõ ràng bóng bán dẫn thông qua của bạn sẽ có một số đánh giá điện áp, vì vậy việc chọn TVS vẫn là cần thiết (xem phần sau), nhưng nó sẽ không phải kẹp bất cứ nơi nào gần như nhiều điện áp, năng lượng và năng lượng.

• kẹp toàn bộ.

Điều này cũng hoàn toàn có thể xảy ra với TVS như bạn đề cập, và sau đó nó thực sự phụ thuộc vào mức độ bạn muốn kẹp nó. Nếu bạn ổn với 75 V đi qua, tôi nghĩ rằng tôi đã thấy 500 W SMC được sử dụng. Nếu bạn muốn nó gần như không có gì xảy ra, bạn có thể làm như tôi đã xem và sử dụng (2) 5 kW 5KP22CA TVS song song. Họ một mình có thể tự kẹp toàn bộ bãi chứa tải; Tôi đã thử nghiệm một cặp sống sót (5) 100 V đổ liên tiếp, cách nhau khoảng 10 giây.

Toán học đằng sau nó có phần mơ hồ đối với tôi, vì các số liệu được cung cấp trên bảng dữ liệu dường như không có nghĩa là chúng có nghĩa là cho các quá độ chậm hơn 60 Hz. Xếp hạng 5 KW là cho xung 1 ms, rõ ràng chỉ là 5 J.

Năng lượng cực đại mà nó tiêu tan sẽ là (100 V - 24 V)/0.4 ohms * 24 V = 4560 W, nhưng điều này sẽ phân rã theo cấp số nhân theo cấp số nhân với khoảng tc khoảng 300 msec. Nếu chúng ta chỉ gọi đó là một hình tam giác (rất bảo thủ), thì đó là 0.5 * 4560 W * 0.3 s = 684 J. Nếu chúng ta ngoại suy đường cong xếp hạng Hình 1 trên biểu dữ liệu 5KP, điều đó cho thấy rằng xung 100 ms có thể có mức công suất tối đa 1000 W, hoặc tổng năng lượng là 100 J, và thậm chí nhiều năng lượng hơn nếu chúng ta làm mờ nó đi, vì vậy chúng ta ' Đang ở trong công viên bóng với hai người trong số họ song song và các bài kiểm tra dường như làm nó chán.

Bảng dữ liệu TVS Littelfuse 5KP-series, Hình 1

Nếu bạn muốn một cái gì đó tốt hơn, tôi sẽ đưa ra một phương trình cho đường cong và cung cấp cho nó một tiệm cận ở mức tiêu tan trạng thái ổn định tối đa (8 W ... mặc dù điều đó có thể không tạo ra sự khác biệt), sau đó thực hiện một số tích hợp với điều đó qua xung của bạn để xem bạn sử dụng bao nhiêu xếp hạng: P

Đây là cách bạn có thể bảo vệ chống lại bãi chứa ô tô

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