汽车电子电源输入保护电路元件参数配置的问题。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 01:24:12

在设计工程车辆上的一个电路板，电瓶电源24V的，板子的电源输入端加保护，从NXP官网上找到一篇文章，里面有个保护拓扑结构，这个图中的R1.D4稳压管，R3，D2稳压管，R4不知道怎么计算，请大家讨论并指导。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 01:27:14

文档中说的是当C3的电压升高大于32V D4稳压管打开导致三极管关闭之后让场效应管关闭。这里的稳压二极管和相关的电阻该如何选择呢？稳压二极管的知识比较欠缺。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 10:36:48

xiaoguo1 发表于 2016-11-26 01:27
文档中说的是当C3的电压升高大于32V D4稳压管打开导致三极管关闭之后让场效应管关闭。这里的稳压二极管和相 ...

文档里的这些标准看看还是对设计有很大帮助的。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 17:29:16

xiaoguo1 发表于 2016-11-26 10:36
文档里的这些标准看看还是对设计有很大帮助的。

没有人用到过这种电路吗？

q457344370 · 发表于 2016-11-26 18:01:36

不太懂硬件，汽车ECU出于成本，很少加过压保护电路，某些实验也只要求几十或者100V持续一定时间不造成损坏就过了，反而容易坏的是静电和感性负载造成的反向电动势，所有一般只加防反接和TVS

yofa2008 · 发表于 2016-11-26 18:08:00

D1如果用作防反的话，那C1这个电解电容是不是有反接的危险？？

chenerbox2 · 发表于 2016-11-26 20:02:35

我见过的volvo挖掘机发动机板用2个稳压管串联，每个22V左右，遇上发电机故障直接击穿短路，顺路吧把外部保险丝烧掉

每个二极管大概1x3厘米那么大

Strangers · 发表于 2016-11-26 21:15:06

yofa2008 发表于 2016-11-26 18:08
D1如果用作防反的话，那C1这个电解电容是不是有反接的危险？？

文档有说明，C1/C2/C3是为了抑制瞬间脉冲的，C1/C2推荐值为nF级

cooper_ · 发表于 2016-11-26 22:08:06

xiaoguo1 发表于 2016-11-26 01:27
文档中说的是当C3的电压升高大于32V D4稳压管打开导致三极管关闭之后让场效应管关闭。这里的稳压二极管和相 ...

是否应该这样理解：
正常情况下（24V）：因D4没有反向击穿，Q2不导通（Q2 1和2电压相同），此时Q1栅极为低电平导通，正常供电；
Load Dump时（174V）：此时D4反向击穿钳位D4 C端电压，此时Q2导通（Q2 2电压大于1），此时Q1栅极被拉高，Q1截止，切断电源，从而实现保护。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 22:44:53

yofa2008 发表于 2016-11-26 18:08
D1如果用作防反的话，那C1这个电解电容是不是有反接的危险？？

应该用无极性电容的，手册里说的是几百nF用耐压100V的陶瓷电容就行！

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 22:46:24

Strangers 发表于 2016-11-26 21:15
文档有说明，C1/C2/C3是为了抑制瞬间脉冲的，C1/C2推荐值为nF级

看来兄台是认真看这个文档了

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 22:48:33

cooper_ 发表于 2016-11-26 22:08
是否应该这样理解：
正常情况下（24V）：因D4没有反向击穿，Q2不导通（Q2 1和2电压相同），此时Q1栅极为 ...

基本上是这样，去掉三极管这里的p沟道的mos管就是起到防反接的作用。一般大电流的防反接电路就是用mos管，压降低。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-26 22:50:05

cooper_ 发表于 2016-11-26 22:08
是否应该这样理解：
正常情况下（24V）：因D4没有反向击穿，Q2不导通（Q2 1和2电压相同），此时Q1栅极为 ...

这个稳压二极管该怎么选择呢？

cooper_ · 发表于 2016-11-27 10:15:15

xiaoguo1 发表于 2016-11-26 22:50
这个稳压二极管该怎么选择呢？

应该就是32V吧

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-27 15:14:52

cooper_ 发表于 2016-11-27 10:15
应该就是32V吧

当电压高于32V，这个稳压二极管会有什么变化呢

cooper_ · 发表于 2016-11-27 19:14:39

xiaoguo1 发表于 2016-11-27 15:14
当电压高于32V，这个稳压二极管会有什么变化呢

大致的情况应该是这样的（图中电压值只是大概说明工作原理）

zhangjinzj · 发表于 2016-11-27 21:43:33

电路中只说了基本的设计原理，在实际的电路中很少这样设计的，实际设计中看设计负载大小，
稳压：可以选择Mofset或者三极管做稳压处理。
抛负载保护：一般电源上抗抛负载可以选择威士的SM8S，国内做的不错的是上海圳耀（实际测试和威士的在一个等级）
防反接：二极管或者三极管及mosfet拓扑结构
保险丝;一般在汽车电子中不用自恢复保险丝，特别时大功率的自恢复保险丝，有起火的风险

电路不在电脑中，有几种常用的电路，也可以拆几个大公司的电源电路学习一下。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-28 20:59:53

cooper_ 发表于 2016-11-27 19:14
大致的情况应该是这样的（图中电压值只是大概说明工作原理）

讲的不错

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-28 21:00:41

zhangjinzj 发表于 2016-11-27 21:43
电路中只说了基本的设计原理，在实际的电路中很少这样设计的，实际设计中看设计负载大小，
稳压：可以选择M ...

不用自恢复保险丝，用什么保险丝比较合适呢。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-28 21:13:52

zhangjinzj 发表于 2016-11-27 21:43
电路中只说了基本的设计原理，在实际的电路中很少这样设计的，实际设计中看设计负载大小，
稳压：可以选择M ...

抛负载保护这块能否多讲些呢！

feigoo · 发表于 2016-11-28 21:20:20

传一篇论文给LZ参考

重庆酱油仔 · 发表于 2016-11-28 21:31:24

马克下，明天来拜读文档。

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-29 02:02:45

重庆酱油仔发表于 2016-11-28 21:31
马克下，明天来拜读文档。

欢迎讨论

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-29 02:15:56

feigoo 发表于 2016-11-28 21:20
传一篇论文给LZ参考

最优设计和我发表的差不多呀！

xiaoguo1 · 发表于 2016-11-29 02:45:07

cooper_ 发表于 2016-11-27 19:14
大致的情况应该是这样的（图中电压值只是大概说明工作原理）

这里的三级管改选择电压多高的呢！标准里写的抛负载电压可以达到好高好高呀！

Xiyuhexuan · 发表于 2016-11-30 18:24:37

不错的文档！！！

zhangjinzj · 发表于 2016-12-1 08:00:04

xiaoguo1 发表于 2016-11-28 21:00
不用自恢复保险丝，用什么保险丝比较合适呢。

就是不能用保险丝。

chinaboy25 · 发表于 2016-12-1 09:25:08

yofa2008 发表于 2016-11-26 18:08
D1如果用作防反的话，那C1这个电解电容是不是有反接的危险？？

C4才是电解电容

xiaoguo1 · 发表于 2016-12-1 17:06:48

zhangjinzj 发表于 2016-12-1 08:00
就是不能用保险丝。

那用什么做过流保护呢？

zhangjinzj · 发表于 2017-1-7 16:25:43

xiaoguo1 发表于 2016-11-28 21:00
不用自恢复保险丝，用什么保险丝比较合适呢。

在汽车里面不能使用自恢复了，一般需要保证设计没有问题，就算是有问题，汽车还有保险丝盒，它会熔断的。

zhangjinzj · 发表于 2017-1-7 16:31:05

xiaoguo1 发表于 2016-11-29 02:45
这里的三级管改选择电压多高的呢！标准里写的抛负载电压可以达到好高好高呀！ ...

抛负载的电压和车子有关，有的车子抛负载的电压是34V，有的是27V，一般的情况下注意选择好电源和功率器件是没有问题的，如果测试要过5a的话是比较严格的，12V的抛负载可以达到87V,24V的就更大，实际测量时可能会达到几百V，所以24V重卡上面的控制器很容易失效，一般都是电源那一块，可以用电阻加小功率TVS，也可使用大功率TVS，如果有高边只能用大功率的TVS，不然很容易烧蚀功率Mosfet。

zhangjinzj · 发表于 2017-1-7 16:35:46

xiaoguo1 发表于 2016-12-1 17:06
那用什么做过流保护呢？

你指的是电源过流还是负载过流，如果是电源过流只要你的元器件不坏一般很难，负载过流只能从驱动部分着手，一般的都有过流保护或者设计过流保护电路限制最大电流即可。
还有更多的是设计人员臆测的，认为加上保险会更好，其实不然，由于自恢复保险丝的特性，就存在保险丝、线束、负载起火的风险。
个人认为在可靠的设计上是不需要增加任何的保险丝。况且主线束上已经有了过载保护。

clesun · 发表于 2017-1-11 10:36:54

zhangjinzj 发表于 2016-11-27 21:43
电路中只说了基本的设计原理，在实际的电路中很少这样设计的，实际设计中看设计负载大小，
稳压：可以选择M ...

12V短路过流保护是怎么弄，想过压敏/保险丝/智能开关，

zhangjinzj · 发表于 2017-1-11 14:33:09

clesun 发表于 2017-1-11 10:36
12V短路过流保护是怎么弄，想过压敏/保险丝/智能开关，

你指的是电源侧的还是负载侧的？

clesun · 发表于 2017-1-12 09:10:22

本帖最后由 clesun 于 2017-1-12 09:11 编辑

zhangjinzj 发表于 2017-1-11 14:33
你指的是电源侧的还是负载侧的？

高端负载测，一般电源下边带了很多负载，每一路负载都有单独的开关，尽量确保一路负载故障不影响其他的负载。5V的我选择可选限流的开关，12V的比较少，目前还在看看用什么方法，要求短路过流保护。

zhangjinzj · 发表于 2017-1-13 18:27:17

clesun 发表于 2017-1-12 09:10
高端负载测，一般电源下边带了很多负载，每一路负载都有单独的开关，尽量确保一路负载故障不影响其他的负 ...

使用智能mosfet,英飞凌的bts,btt等

clesun · 发表于 2017-1-14 14:01:01

zhangjinzj 发表于 2017-1-13 18:27
使用智能mosfet,英飞凌的bts,btt等

这样啊，这些都是电流比较大，我一般用的都是几百mA的负载，尽量是可调的。5V用的都是几毛的那种可调负载开关。这种一般都很贵。

szxszx · 发表于 2017-1-14 14:26:11

没用TVS管，简单的TVS管是否可以抑制抛负载时的尖峰电压？

zhangjinzj · 发表于 2017-1-14 16:02:05

clesun 发表于 2017-1-14 14:01
这样啊，这些都是电流比较大，我一般用的都是几百mA的负载，尽量是可调的。5V用的都是几毛的那种可调负载 ...

不带保护的器件在汽车上失效的概率是很大，所有端口必须要能够承受对电源短路和对地短路。如果是电流比较小的话可以使用三极管撘一个带保护的电路即可。

zhangjinzj · 发表于 2017-1-14 16:05:27

szxszx 发表于 2017-1-14 14:26
没用TVS管，简单的TVS管是否可以抑制抛负载时的尖峰电压？

12V系统里面可以不使用TVS，前提是你的电源和芯片能够耐受34V的抛负载电压。如果在电源上直接增加TVS，就必须有足够的功率承受抛负载脉冲。
24V就需要特别注意电源设计，现在24V基本都是在烧电源。

clesun · 发表于 2017-1-14 16:06:08

zhangjinzj 发表于 2017-1-14 16:02
不带保护的器件在汽车上失效的概率是很大，所有端口必须要能够承受对电源短路和对地短路。如果是电流比较 ...

5V的都有热保护/过流/短路保护，输出电流可通过电阻设定。12V也想找这样的，但是目前看到的手册都是大电流

zhangjinzj · 发表于 2017-1-14 16:12:31

clesun 发表于 2017-1-14 16:06
5V的都有热保护/过流/短路保护，输出电流可通过电阻设定。12V也想找这样的，但是目前看到的手册都是大电 ...

BTS5180的电流就很小啊

Xiyuhexuan · 发表于 2017-1-14 20:36:59

mark

big_cat · 发表于 2017-2-10 12:54:32

zhangjinzj 发表于 2016-12-1 08:00
就是不能用保险丝。

用一次性的保险丝

hzpyl · 发表于 2022-3-11 19:01:50

zhangjinzj 发表于 2017-1-7 16:35
你指的是电源过流还是负载过流，如果是电源过流只要你的元器件不坏一般很难，负载过流只能从驱动部分着手 ...
(引用自32楼)

自恢复保险丝的特性，就存在保险丝、线束、负载起火的风险。

说的好！

yhg-cad · 发表于 2022-3-13 18:00:44

过压保护电路。R4就一个下接MOS的G极。１０－１００K都可以

三虎长弓 · 发表于 2022-4-3 17:54:10

请斧正

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