在保护方面,该汽车电源电路的外观如何?


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前言

这是我设计的电源电路,它将成为更大设备的一部分。最基本的意图是,它将采用标准的+ 12V汽车电源,并产生5V输出和3.3V输出,同时保护整个设备免受常规汽车电气系统中可能出现的不利影响。 。这包括但不限于:

  • 反极性
  • 过电流
  • 甩负荷
  • 快速瞬变(-/ + 200V)

为了获得建设性的反馈,我将尝试说明为什么要设计发布的电路。我做了一些谷歌搜索,并从专业EE获得了一些帮助,所以这是所有研究和帮助的高潮。

设计

我从凌力尔特(Linear)的LT1963开始。这是我设计了整个电源电路的基本线性稳压器。它非常简单,无需并联或背负三极管等即可提供我想要的电流。

接下来,我知道20V的绝对最大额定值可能会有点低,考虑到汽车应急卡车具有的一些电池跳升包可能是24V。另外,您的负载中有负载突降和快速的200V瞬变,可能会潜伏在您的电气系统中……这只是一小段时间,就决定了我需要过压保护。

我采用两种方法:我决定使用Linear 的LT4356电涌抑制器IC和Littelfuse 的SMDJ40CA TVS二极管。简而言之,LT4356通过控制MOSFET来限制电压/电流,从而为我提供了可配置的过压保护,欠压保护和过流保护。我对此问题进行了用户审查,据我了解,它已用于紧急车辆设备中。对我来说足够好了!至于TVS,在对上述问题以及其他资料进行了大量阅读之后,我决定采用〜48V钳位电压和5000W额定功率处理。根据上述文章,这似乎应该是一个很好的起点。

通过使用LT4356,我获得了免费的过流保护,但是我决定安装PTC保险丝,因为,也许负载前面的东西会消耗太多电流。谁知道。给我便宜的保险。我还添加了一个标准肖特基二极管,该二极管针对我的给定电流使用情况进行了额定,以建立反极性保护。我本来可以使用背对背MOSFET,但考虑到它可以避免的功率损耗只是因为稳压器中出现更多热量而表现出来,因此决定它过于复杂。

至此,我已经实现了欠压,过压和过流保护。TVS应该能够很好地处理卸载。根据我一直在聊天的EE的建议,我还在JP1的电源输入上放置了一个100pF的陶瓷电容,以帮助实现真正的快速尖峰。

电路(点击查看大图)

在此处输入图片说明

我对你的问题

以一种非常基本的方式“是的,还不错,还需要一些工作”,这对你们来说看起来如何?我不是在为其他公司设计产品,而该产品必须符合其规格和标准。我只是为自己设计该设备,我只是希望它能正常工作,并且如果我的汽车的电气系统跳动或出现负载突降或峰值等情况,也不会被炸掉。对于如何更好地实现这一目标的任何建设性的批评是欢迎您,但是请不要将其变成关于问题或其他可以帮助的学术辩论。:)


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我们是否不需要查看原理图的第二页?它说“ Sheet 1/2”。//某些标签(例如VIN和BPOS)仅出现一次。他们去哪里?// VCLEAN给您多少钱?
Telaclavo 2012年

原理图并不像需要的那么干净。:(原理图中还有另一个空白表,但是我发布的表是整个电源部分。正如我在下面的评论中提到的那样,我在第一次通过时就将网状标签搞砸了,所以我需要发布新的标签,当我回到家用PC时更新版本。:) VCLEAN只是调节器的受保护电池。
Toby Lawrence

更新原始讯息用新的零件号码,一些数量的校正,并与定向标签一个新的原理图,等等等等
托比劳伦斯

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您能不能在imgur之类的地方重新托管电路图像。
bluehavana 2014年

Answers:


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第一遍:

  1. 您的原理图令人困惑。JP1-1,VIN,BPOS与电池电压之间有什么关系?

  2. 您应该将保险丝放在保护电路“正前方”的正极输入上(在电池一侧)。您永远不知道现实生活中事情会如何失败。

    给定D2的方向,电池进给应该是JP1-1,对吗?如果是这样,并且如果您使用了反向电池,那么单向 TVS将传导大电流(它的确会像二极管一样工作)并融化物体,而PTC无能为力。

    您可能需要考虑使用双向TVS 5.0SMDJ30CA(请注意附加的C),以便无论极性如何都可以钳位。

    如果VIN是电池的电源,则您的电路将无法工作,因为D2一直都处于阻塞状态。


1.)发布后我意识到标签被弄乱了。我不在使用Eagle进行纠正的计算机上,但是:VIN = BPOS = JP1-1。JP1-1是来自汽车电池的输入。我在更新的版本中有方向性的网络标签,但是没有链接到更新的图片。:( 2.)注意!我想了一会儿,但首先要戴帽(更好地抑制尖峰),然后是保险丝,然后是反极性二极管,然后是TVS。本质上是翻转整个小部分。但是,双向TVS可能更好,因此我可以在D2前面进行保护。
Toby Lawrence 2012年

@TobyLawrence您必须采取一些措施来限制反向电池条件下的TVS电流。将其移至阻塞二极管之后即可实现此目的,但在任何其他电路之前,仍应将某种限流设备与电池电压直接串联。最好将返回的电源连接到产品的机箱上,这样,如果电池为电池供电,则限流设备将隔离电路并保持所有安全。
亚当·劳伦斯

错误,但对于给定的TVS,最小击穿电压约为〜33V。因此,假设我拥有双向TVS,从理论上讲它应该可以在D2 前面生活得很好,不是吗?当然,尖峰和负载突降以及任何超过33V的电压都会使二极管导通,但是在12V汽车系统中,这些应该是瞬态事件,这正是TVS尺寸如此之大的原因。
托比·劳伦斯

@TobyLawrence单向TVS的作用类似于齐纳二极管。如果使阴极高于阳极,则在33V时会击穿,但如果使阳极高于阴极,则其作用类似于普通的二极管。如果您想钳位而不管极性,那是正确的,因为您需要双向TVS。在生产中,使用双向TVS更安全,因为如果制造商向后安装它,则行为不会改变。
亚当·劳伦斯

是的,很有道理。:)我已经继续修改了双向TVS的原理图。好吧,实际上我切换到了两个,以获得更多的功率处理和稍高的钳位电压。:D
Toby Lawrence
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