[sigmaN 0]

В питании своего мини-ЭБУ решил использовать LM2931 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2931-n.pdf

Держит он на входе до 40В без оговорок и 60В при длительности импульса <100мс.

 

В ГОСТе прописан испытательный импульс 5, как имеющий амплитуду до 86.5В и длительность до 400мс.

Передний фронт импульса не такой уж и крутой - 5-10мс.

Получается, оставить вход LM без TVSa не получится. 86.5В не 60. Видимо наши стандарты и реалии жеще чем западные.

TVSы, способные проглотить такой силы импульс, дорогие и габаритные. Например sm8a27 http://www.vishay.com/docs/88386/sm8a27.pdf

Это точно не вариант по бюджету.

 

Нацелился поставить SMBJ22A(http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00001366.pdf)

Но ему надо помочь, сам он такую мощность не окучит.

 

Очевидное решение - резистор на пару ом. Потребление девайса позволяет(<100ma).

В борт.сети, кроме импульса 5 есть и другие: микросекундные и наносекундные по +-100В и это обсуждение резисторов наводит страх http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=82561

Какой-нибудь 1206 сюда не поставишь уж точно и два в параллель(как я планировал изначально) - тоже.

В даташитах на резисторы импульсные режимы почти не прописаны, а обсуждение в вышеуказанной теме пришло к тому, что выжечь можно даже МЛТ 2Вт импульсными токами :smile3046:

 

Можно конечно рискнуть и вообще не ставить ни TVS ни резистор. Скорее всего до прописанных 86.5В дело не дойдет и LM справится, но как-то не спокойно..

Хотя допускаю, что такое решение будет лучше не подходящего резистора и слабого TVSа.

Могу поставить выводной резистор на 0.5W. Наверно даже и для 1W место найдется..

Но история с МЛТ не даёт уверенности в том, что и это будет правильно.

 

Как быть?

[bloody-wolf 0]

очень важно знать внутреннее сопротивление источника, который генерирует помеху в 86В, дальше, имея инфу о сопротивлении источника, входном допустимом для DCDC, входные емкости и индуктивности (если есть, должны быть) можно например замоделить в том же LTspice и позырить, сколько вообще от этих 86В придет на вход источника.

вполне может быть, что достаточно будет ТВСа и пары тройки конденсаторов на 15мкФ, 100В, 2220. либо поставить парочку LC фильтриков поменьше, дабы сгладить помеху, а после них поставить TVS и DCDC

 

хотя не, LC и конденсаторами тут не поможет, четт я тупанул про длительность импульса, 0,4с, это либо лютый TVS, либо интегральные ограничители, типа LT4356

Изменено 3 ноября, 2015 пользователем bloody-wolf

[Ruslan1 17]

А может PTC предохранитель поможет? На сотню миллисекунд время срабатывания- не проблема найти 1812 корпус, может и поменьше размеры есть и побыстрее.

PTC плюс TVS, обычная связка.

[Михась 2]

Если надо реалии - рассчитывайте на шум с амплитудой +/- 150 вольт при потере контакта в цепи АКБ. Рано или поздно такое происходит на любом автомобиле.

 

[esaulenka 7]

В ГОСТе прописан испытательный импульс 5, как имеющий амплитуду до 86.5В и длительность до 400мс.

Получается, оставить вход LM без TVSa не получится. 86.5В не 60. Видимо наши стандарты и реалии жеще чем западные.

"Западный" ISO 7637-2 обещает выброс до 87 вольт. Он на пол-вольта "жеще", чем ГОСТ 28751 :-)

Кстати, обратите внимание: эта величина указана не от нуля, а от номинального питания (13.5 вольт).

 

Стовольтовые преобразователи в природе существуют, но стоят совсем много. И схема там нетривиальная получается, чтобы худо-бедно работало и при 5 вольтах, и при 100.

 

 

Как быть?

Почитать пару-тройку тем в разделе "автоэлектроника", там готовые решения уже предложены.

 

А если железка "для себя", можно просто задумываться над просьбами "дай прикурить". Хотя бы свой двигатель при этом не заводить...

[smalcom 0]

Ну а зачем кушать такие импульсы? Игнорируйте. Электронная защита по напряжению. За стабилизатором ставим конденсаторы, которые смогут питать схему в течение импульса.

[Herz 5]

... замоделить ... и позырить...

 

... четт я тупанул ...

bloody-wolf, перечитайте Правила! В частности, п.2.1.в. За этот "олбанский" буду наказывать.

[esaulenka 7]

может имеет смысл поставить LTC3638 или LTC3639

 

Так кризис жеж!

Можно сделать что-то похожее из россыпи. У TI аппноут на эту тему есть.

[MrYuran 21]

Какой-нибудь 1206 сюда не поставишь уж точно и два в параллель(как я планировал изначально) - тоже.

В даташитах на резисторы импульсные режимы почти не прописаны, а обсуждение в вышеуказанной теме пришло к тому, что выжечь можно даже МЛТ 2Вт импульсными токами :smile3046:

Если планарные, забудьте про импульсные режимы. Они не допускают перегрузки в принципе. Эти грабли мы проходили :(

 

[Ильдус 2]

В даташитах на резисторы импульсные режимы почти не прописаны, а обсуждение в вышеуказанной теме пришло к тому, что выжечь можно даже МЛТ 2Вт импульсными токами :smile3046:

На вскидку:

Р1-16П АЛЯР.434110.002ТУ

2.3.4.4. Резисторы должны выдерживать перегрузку напряжением, соответствующим 5*Рномин., но не более Uпред в течение 1 ч (для 0,25 Вт Uпред=150 В)

 

Резистор Р1-12 ШКАБ.434110.002ТУ

 

3.3.4.4 Параметры импульсного режима:

- предельное импульсное напряжение:

- не более 100 В - для резисторов Р1-12-0,1 и Р1-12-0,125,

- не более 200 В - для резисторов Р1-12-0,25 ... Р1-12-2,0;

- коэфф. перегрузки =< 20,25;

- средняя мощность импульса Рср =< Рном;

- длительность импульса - не более 1000 мкс;

- частота повторения импульсов - 160 кГц, не более.

 

Потом, в ГОСТе надо читать методику - там обычно указывается внутреннее сопротивление источника импульсов

[sigmaN 0]

А вариант с PTC вроде наиболее анти-кризисный. Если это реально будет работать конечно. Что-то медленные они на разогрев, я смотрю....

 

Внутреннее сопротивление источника этого импульса довольно низкое т.к. это генератор, способный отдавать в нагрузку токи по 30-40А без вреда для своего здоровья.

Можно конечно и более точные цифры найти...

 

А да, есть сопротивление от 0.5Ом до 4Ом

[Myron 0]

А вариант с PTC вроде наиболее анти-кризисный. Если это реально будет работать конечно. Что-то медленные они на разогрев, я смотрю....

PTC не годится из-за скорости и запаса в параметрах для высоких температур. Только ТВС.

Внутреннее сопротивление источника этого импульса довольно низкое т.к. это генератор, способный отдавать в нагрузку токи по 30-40А без вреда для своего здоровья. Можно конечно и более точные цифры найти... А да, есть сопротивление от 0.5Ом до 4Ом

Так ГОСТ не регламентирует внутреннее сопротивление источника, если вы следуете ГОСТу. Как вы собираетесь ему следовать?

[sigmaN 0]

Не то чтобы у меня было жесткое требование следовать ГОСТу. Я полистал его для того чтобы понять с чем имею дело, разрабатывая что-то для автомобильной борт.сети и вот задумался о том как бы защититься.

Становится понятно, что в пределах моего малого бюджета и габаритов мне придется честно написать в инструкции, что при слёте клеммы с аккумулятора вы сами виноваты.

Из практики например знаю, что очень многие(если не все) коммутаторы ВАЗовские честно сгорят при сбросе клеммы на работающем двигателе, по крайней мере те, что можно купить на рынке и в авто магазине. Видимо мой девайс будет улетать в мир иной вместе с ними :(

 

 

Постойте, а просто выжечь во время импульса какой-нибудь слабенький предохранитель на 0.5 - 1А с помощью моего SMBJ22A(http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00001366.pdf) не получится? Надо даташиты на предохранители посмотреть. Так то потребление устройства <100мА, слабенький предохранитель как раз справится.

 

Нда, плавкие предохранители тоже конечно медленные... В общем мне кажется разумный исход при моих требованиях к себестоимости будет: пробой TVS, выгорание предохранителя. Ремонт по цене замены TVSa. Всяко лучше, чем выгорание всего и вся на плате в случае отказа от TVS вовсе и испытывания защиты LMки, которая сдохнет от 100V практически наверняка.

[bloody-wolf 0]

повторюсь, опыт был удачным, попробуйте купить пару штук и поставьте натурный эксперимент:

не забывайте, что TVS вполне себе сможет ограничить напряжение, например до 40В, в то время как PTC разомкнет цепь ДО того, как TVS сдохнет. после чего PTC начнет остывать и его сопротивление уменьшится, если помеха всё ещё присутствует, то PTC не остынет, а будет пропускать оочень малениький ток, который будет проходить в большей степени через TVS. После того, как помеха пропадет, PTC остынет до окружающей среды и девайс продолжит работу.

Нужно учесть, что при 80 градусах амбиента - рабочий ток PTC уменьшается примерно вдвое, т.е. если rated current 200mA при 25градусах, то при 85 уже будет 100мА. так же и в обратку при -40градусах, rated current будет примерно в два раза больше.

 

специфицируется так же ток срабатывания, например 250мА, при рабочем в 100мА, и время например 4,5с, это следует понимать так, что при протекании тока в 250мА через PTC, через 4,5с он нагреется настолько что разорвет цепь, или будет иметь очень большое сопротивление, т.е. так или иначе сработает и защитит нагрузку.

 

учитывая, что ЗА PTC стоит TVS, нужно понимать, что TVS попытается сделать "КЗ" при превышении своего VBR на 10-15В, т.е через PTC и TVS с землю потечет единицы-десятки ампер, соответственно время срабатывания PTC с 4,5с сокранится например до 10мс, при том, что TVS будет активно ограничивать уровень напряжения в районе своего Vclamp

 

это означает, что цепь из например PTC 0ZRC0025FF1E и TVS SMBJ33A вполне себе спасет нагрузку и сама выживет, при том, что нагрузка в это время скорее всего еще и будет продолжать работать.

 

на счет ГОСТ, всегда, при проведении испытаний указывается не только время и характеристика подаваемый сигналов(импульсов), но и МОЩНОСТЬ источника этих сигналов, т.е. либо указывается напрямую мощность, либо чаще всего пишут внутреннее сопротивление источника. в реалиях источник может быть любых, хоть киловаттным, но по методике испытаний, он обязан быть таким-то и таким-то, в зависимости от методики.

например квал.требования КТ-160D применительно к авиационному оборудованию. типовая борт.сеть 28В

 

 

 

Изменено 3 ноября, 2015 пользователем bloody-wolf

[sigmaN 0]

Идея и принцип работы такой защиты понятны. В целом не радует то, что SMB может рассеять <200Вт за 10ms, а ток через PTC не должен превышать 40А. И то и другое будет нарушено т.к. ток будет космический, а через 10ms PTC только начнет шевелиться. Для такого маленького TVSа, по моим прикидкам, это по любому смерть. Как, впрочем, и для PTC по току...

 

Нормальный натурный эксперимент провести будет не так уж и легко. Придется собрать макет из 35 000мкф*100В кондеров, резистора и инуктивности тоже такой довольно не кислой(по току и габаритам).

К тому-же я нигде в аппнотах пока не увидел такого применения PTC. Все, в основном, рассеивают импульс на мощных варисторах и TVSах или же отключаются от питания и ждут пока всё затихнет. Опять же в моих подопытных Бош 7.9.7. и Микас 7.1 стоят мощняцкие TVSы с не детскими ценами и габаритами....

 

Ни то ни другое по параметрам цены и/или габаритов особо не вписывается в мою мега бюджетную разработку :(

От того я и хочу принести в жертву TVS и копеечный плавкий предохранитель на 0.5А. Кажется этот вариант будет работать хорошо т.к. TVS даже по даташиту обязан уйти в глухое КЗ при превышении энергии импульса.