Последствия утечки тока в авто и способы обнаружения проблемы
Содержание
- Причины и последствия утечек
- Поиск проблемы и устранение
Автомобиль стал неотъемлемой частью современной жизни. Количество водителей растет с каждым днем. Далеко не все из них понимают принципы работы электрической части авто. Бывают реальные случаи, когда купленный аккумулятор на следующий день буквально не подает признаков жизни.
Никакие аргументы о том, что батарея не может разрядиться без причины, на некоторых владельцев авто не действуют. Убедить их удается только, наглядно продемонстрировав причину утечки электрического тока. Такие случаи чаще происходят в холодное время года, поэтому именно в этот период следует относиться к машине более внимательно.
Причины и последствия утечек
Самая распространенная причина неожиданной разрядки АКБ – это человеческий фактор. Из-за рассеянности, невнимательности владельцы авто забывают выключить электрические приборы, габариты, фары, подогрев заднего стекла, автомобильную магнитолу.
Кроме того, некоторые «электрики» неправильно устанавливают автомобильную сигнализацию, музыкальное оборудование. Еще недостаточный заряд на постоянной основе может быть следствием определенного стиля езды, особенностей эксплуатации машины.
При частых запусках мотора, коротких дистанциях пробега, постоянных простоях в дорожных пробках, использовании большого количества дополнительных электроприборов аккумулятор не будет успевать восстанавливать затраченную энергию.
Настоящие утечки нередко связаны с наличием грязи на генераторе, клеммах, проводах. Важно также следить за целостностью электропроводки, поскольку поврежденная изоляция может стать причиной возгорания автомобиля.
Современные машины буквально напичканы электроникой, имеют много электрического оборудования. Каждый из приборов потребляет определенное количество энергии. При этом норма утечки является постоянной величиной, представляя собой сумму потребления всеми приборами бортовой сети.
Например, охранная сигнализация потребляет в спокойном режиме не больше 20 мА, аудиосистема – 3 мА, часы – 1 мА.
В сумме нормальная утечка для всех элементов составляет 0,01-0,08 А. Это не может отрицательно повлиять на состояние АКБ и всей электрической системы в целом. С другой стороны, забытая лампочка наружного освещения при потреблении 500 мА может значительно ослабить систему.
Кислотный стартерный аккумулятор категорически нельзя подвергать глубокому разряду, эксплуатировать в разряженном состоянии. В противном случае этот агрегат выйдет из строя, поэтому важно своевременно обнаружить утечки, устранить проблему.
Поиск проблемы и устранение
На исправном автомобиле бортовая сеть в состоянии покоя потребляет не больше 70 мА. Чтобы начать искать утечки, требуется правильно подключить амперметр, настроенный на измерение до 10 Ампер постоянного тока, в разрыв электрической цепи.
Для этого нужно:
- отключить потребители электричества;
- отсоединить провод от минусовой клеммы аккумуляторной батареи;
- черный провод измерительного прибора подключить к нему, а красный – к отрицательному полюсу АКБ.
Следует учитывать, что ни в коем случае нельзя подключать выводы амперметра одновременно к двум аккумуляторным полюсам.
Если показатели не соответствуют норме, то на следующем этапе проверить электрическую проводку, которая была установлена самостоятельно. Особое внимание нужно уделить целостности защитной изоляции, механическим повреждениям.
Чтобы выполнить более глубокую диагностику, нужно при подключенном в разрыв электрической цепи измерительном приборе поочередно вынимать предохранители, отключая реле. Если в какой-то момент показатель утечки станет приближаться к норме, то проблемный потребитель обнаружен. Его следует заменить.
В случае, когда после всех перечисленных процедур источник утечки не обнаружен, следует проверить стартер или генератор.
Таким образом, при разрядке аккумулятора без видимых оснований важно разобраться с электрической системой автомобиля. Сделать это не так сложно, опираясь на проверенные технологии.
0 0 votes
Рейтинг статьи
[democracy]
[democracy]
Поиск причины утечки тока в Mercedes-Benz W166
Владельцы автомобилей иногда сталкиваются с неприятной ситуацией, когда при полностью исправной аккумуляторной батарее, после ночной стоянки они не могут запустить двигатель своего автомобиля. Стартер отказывается вращаться, а в совсем запущенном случае (при полностью разряженном АКБ) не срабатывает центральный замок и дверь приходиться открывать механическим ключом. Все это является симптомами большой утечки тока. Автомобиль после постановки на охрану (в зависимости от модели) должен засыпать в течении 15 — 35 минут, и ток покоя исправного автомобиля должен составлять 0,02-0,05 ампер.
При нормальном токе потребления электронных блоков автомобилей Мерседес и BMW в состоянии покоя, их можно оставлять на стоянке до трех недель. Если АКБ разряжается в течении недели, то это серьезный повод посетить станцию технического обслуживания и определить какой из блоков управления не дает засыпать автомобилю.
Разберем принцип поиска повышенного потребления в состоянии покоя на примере недавнего случая — к нам в сервисный центр «Либерум Авто» обратился владелец Mercedes — Benz ML 350 W166, которому в последнее время приходилось каждое утро заводить двигатель с бустера.
При поиске утечки тока на автомобилях Mercedes, для определения направления поиска, мы подключаем StarDiagnosis и анализируем результаты теста. Обращаем внимание на причины самопроизвольного срабатывания сигнализации в блоке EDW и проверяем график баланса электроэнергии при стоянке.
В нашем случае из подсказки мы обнаружили при проверке баланса электроэнергии при стоянке.
CAN шина салона находилась постоянно в пробужденном состоянии и потребление тока составляло целых 5А!
При значениях утечки 0,5-1,6 ампера обычно не отключается какой-то из блоков, сигнал может подавать выключатель, кнопка или реле. В нашей ситуации, как правило неисправный блок управления поддерживает всю шину в активном состоянии. Посылает сигнал всем блокам, общающимся между собой по салонной шине и не дает им отключатся.
В процессе подготовки к измерениям, обеспечиваем доступ к аккумуляторной батареи, всем блокам предохранителей, штекерной колодке шины CAN салона.
Далее имитируем полное закрытие автомобиля, ключ убираем из автомобиля и храним за пределами дальности действия (минимум 2 метра). Подключаем амперметр к минусовой клемме АКБ и минусовому проводу и ставим автомобиль на охрану.
После блокировки автомобиля выжидаем инерционное время перехода электронных устройств в режим покоя (около 20 мин) и наблюдаем за показаниями прибора.
Наш ML не опускал значения ниже 4,8 ампер. По результатам предыдущей проверки баланса электроэнергии на стоянке, мы знали, что проверять необходимо блок на салонной шине. Далее отключаем штекерные разъемы шины и видим отличный результат. Ток за 2 минуты падает до 0,01А — состояние нового автомобиля. Теперь предстоял поиск блока — виновника проблемы.
Для дальнейшего поиска поочередно отключали предохранители блоков управления, находящихся на шине CAN салона и каждый раз ждали перехода автомобиля в состояние покоя. Результат появился после отключения питания с замка зажигания (предохранитель номер 10 в блоке предохранителей спереди справа в салоне).
Далее провели еще одну проверку. Из замка вынули кнопку пуска — остановки двигателя и еще раз провели замер — автомобиль уснул! Вставляем кнопку на место и моментально потребление возросло до 5А.
При таком дефекте необходимо заменить замок зажигания. Но замки FBS4 подлежат ремонту и по согласованию с владельцем было принято решение отремонтировать.
После установки отремонтированного замка автомобиль с кнопкой в замке стал быстро засыпать и ток в состоянии покоя составил 0,01А.
Результат был достигнут.
Активные высоковольтные устройства защиты от переходных процессов превосходят традиционные подходы в автомобильной электронике
Скачать PDF
Abstract
Большинство электронных систем автомобиля требуют защиты от перенапряжения, обратного заряда батареи и защиты от переходных процессов. Использование активных устройств защиты для этих целей дает существенные преимущества в плане рассеиваемой мощности, оптимизации пределов рабочего напряжения, экономии частичных затрат и уменьшении тока покоя. В этой статье подробно описаны преимущества активных схем защиты по сравнению с обычными.
Введение
Различные электрические и электромагнитные помехи, создаваемые внутри и снаружи автомобиля, могут быть опасны для электронного оборудования автомобиля.
Они могут снижать производительность, вызывать сбои в работе и даже разрушать электронные устройства. Наиболее серьезные помехи — большие положительные и отрицательные перенапряжения и переходные процессы — могут генерироваться в самой электрической системе автомобиля или поступать к ней от внешних источников из-за (ошибочного) взаимодействия человека.
Переходные напряжения, генерируемые внутри автомобиля
В автомобильной сети электронные блоки управления (ЭБУ) соединяются между собой жгутом проводов. Большинство ЭБУ питаются от автомобильного аккумулятора либо напрямую, либо через замок зажигания. Даже во время нормальной работы могут возникать электрические помехи и высокочастотные эффекты, которые распространяются по жгуту проводов на бортовую электронику за счет кондуктивной и емкостной или индуктивной связи. Источники помех включают систему зажигания, генератор переменного тока, переключение нагрузки, дребезг переключателя и эффекты «сброса нагрузки», то есть напряжения, генерируемые двигателями постоянного тока, которые отключаются от источника питания во время работы.
Наиболее агрессивным из этих всплесков является так называемый «импульс сброса нагрузки» (рис. 1). Этот переходный процесс возникает, когда двигатель работает, а провод аккумуляторной батареи отсоединен из-за плохого контакта или случайно, когда генератор заряжает аккумуляторную батарею. Величина этого переходного процесса зависит от скорости вращения генератора переменного тока и возбуждения поля в момент отключения. Всплеск может длиться несколько сотен миллисекунд и достигать уровней более 100 В, что потенциально смертельно для полупроводниковых цепей.
Рис. 1. Типичная форма выброса нагрузки-сброса: а) неподавленный; б) подавленный.
Пуск от внешнего источника, холодный пуск и реверс батареи
Еще одной опасностью является «двойное напряжение аккумулятора», которое может быть подано во время запуска от внешнего источника, т. е. при подключении соединительными кабелями к аккумулятору другого автомобиля с сетевой системой 24 В, так что в конечном итоге вы используете аккумулятор 24 В для запуска 12 В.
Рис. 2. Типичная форма напряжения холодного пуска автомобиля.
Дополнительная опасность, которую должна выдерживать электроника автомобиля, связана с изменением полярности аккумулятора, что может произойти, если аккумулятор неправильно подключен к электрической системе (например, -14 В).
Защита от неправильных уровней мощности
Упомянутые выше помехи требуют защиты от неправильного напряжения. Анализ показывает, что импульс сброса нагрузки является наиболее энергоемким типом возмущения. Для защиты электронных модулей от разрушения этим импульсом сегодня используются две методики защиты:
- Ограничьте напряжение централизованно для всех модулей на генераторе автомобиля (центральное подавление сброса нагрузки, рис. 1b).
- Обеспечьте цепь защиты на каждом ECU.
Однако вторичное подавление по-прежнему требуется для защиты от других локально генерируемых импульсов с меньшей энергией, таких как короткие положительные и отрицательные переходные процессы и переполюсовки батареи. Эти импульсы обычно фильтруются на уровне платы только небольшими конденсаторами большой емкости, диодами обратной полярности или последовательными индуктивностями, усиленными диодом или варистором для подавления переходного напряжения (TVS).
Централизованное подавление сброса нагрузки обычно достигается за счет замыкания схем (диодов) внутри генератора. Этот подход предназначен для поглощения энергии сброса нагрузки и выдерживания полного пускового напряжения. Поэтому фиксирующее напряжение устанавливается выше, чем максимальное напряжение пуска от внешнего источника, которое может возникнуть. В этом случае напряжение транспортного средства все еще может достигать 36 В.
Электрические системы транспортных средств, которые не имеют централизованного подавления сброса нагрузки, должны иметь локальную защиту от этого импульса сброса нагрузки. Локальная защита обычно выполняется с помощью схемы защиты, встроенной в ЭБУ, сразу за клеммами разъема. Такая защита необходима во многих местах внутри автомобиля и, следовательно, требует большого количества компонентов с последующим влиянием на общий ток утечки и общую стоимость. Встроенная защита от сброса нагрузки обычно достигается с помощью TVS-диодов (аналогичных стабилитронам), варисторов и фильтров подавления, которые следует подключать к клеммам питания.
Ниже показаны различные примеры схем классической встроенной защиты.
Стандартные устройства подавления перенапряжения
Некоторые устройства могут ограничивать перенапряжение на уровне платы.
Диоды ТВС
Лавинные диоды (очень похожие на стабилитроны, рис. 3) используются в качестве фиксирующих устройств для подавления всех перенапряжений выше их напряжения пробоя. Их особенно высокая способность поглощать энергию защищает электронные схемы от скачков перенапряжения и сброса нагрузки. Эти диоды имеют очень быстрое время включения, но медленное время выключения. Лавинный диод может реагировать на перенапряжение быстрее, чем другие распространенные компоненты защиты от перенапряжения, такие как варисторы. Их производительность не ухудшается со сроком службы и количеством применяемых переходных процессов. При приближении к напряжению пробоя лавинно-гасящие диоды проявляют значительный ток утечки. Часто эти диоды обозначаются как Transil 9.
0059®, TransZorb ® или просто TVS-диоды.
Рис. 3. Характеристика ограничителя переходного напряжения (V BR = напряжение пробоя, V C = напряжение фиксации при пиковом импульсном токе, I P ).
Варисторы
Варисторы — это резисторы, зависящие от напряжения (VDR). Это симметричные нелинейные резистивные элементы, сопротивление которых резко падает выше определенного напряжения (рис. 4). При фиксации как положительного, так и отрицательного напряжения их поведение аналогично двум встречно-параллельным стабилитронам. Они выдерживают высокие уровни тока и энергии из-за своего небольшого размера и стоимости, но они демонстрируют относительно высокий ток утечки, когда приложенное напряжение приближается к напряжению фиксации. Напряжение фиксации также значительно увеличивается с приложенным током. Варисторы ухудшаются из-за многократного воздействия скачков напряжения и, как правило, имеют более высокое «зажимное напряжение» и значительно более медленное время реакции по сравнению с диодами TVS.
Рис. 4. Типичная характеристика варистора (V C = напряжение фиксации при пиковом импульсном токе, I P ).
Дискретные схемы защиты
Простой и экономичный способ защиты чувствительных цепей состоит в параллельном подключении нагрузки с помощью зажима, такого как TVS-диод и конденсатор, которым предшествует предохранитель (рис. 5). Эта схема защищает ЭБУ от переходных перенапряжений и сброса напряжения нагрузки выше напряжения пробоя диода TVS (D1). При воздействии отрицательных переходных процессов высокой энергии или устойчивых обратных напряжений TVS смещается в прямом направлении, тем самым защищая нижестоящие схемы, ограничивая отрицательное напряжение его прямым напряжением смещения (например, -1 В). Повторяющиеся низкоэнергетические отрицательные переходные процессы, например, вызванные переключением реле или соленоида, фильтруются конденсатором (C лоуЭ ). Если отрицательные или положительные перенапряжения сохраняются, предохранитель перегорает.
Рис. 5. Простая схема защиты от перенапряжения с использованием фильтрующего конденсатора, ограничительного диода и предохранителя.
Чтобы избежать замены предохранителя в блоке предохранителей автомобиля или в недоступном ЭБУ и обеспечить непрерывную работу ЭБУ, необходимо использовать другие методы, такие как дополнительная последовательная защита. Схема, показанная на рис. 6, защищает ЭБУ от переполюсовки батареи и переходных отрицательных напряжений (D2) и импульсных положительных перенапряжений (сброс нагрузки и переходные процессы низкой энергии), превышающих напряжение пробоя TVS-диода (D1). Обратите внимание, что для D2 вы должны выбрать пиковое обратное напряжение больше, чем максимально возможное отрицательное переходное состояние.
Рисунок 6. Заменив предохранитель, использованный на рисунке 5, на диод, эта схема обеспечивает защиту от перенапряжения. Он также защищает от отрицательных переходных процессов и обратного подключения батареи.
Из-за своих небольших размеров, низкой стоимости и высокой способности поглощать энергию варисторы часто выбирают для приложений, в которых пространство на плате имеет решающее значение, а последующие схемы имеют некоторую устойчивость к положительным и отрицательным перенапряжениям. Схема, показанная на рис. 7, защищает нижестоящую схему от импульсов перенапряжения (положительных и отрицательных переходных процессов), превышающих напряжение пробоя варистора. Конденсатор помогает фильтровать низкоэнергетические положительные и отрицательные переходные процессы.
Рис. 7. Если пространство на плате ограничено, варистор (в данном случае VDR) можно использовать вместо TVS-диода, если требуется защитить нижестоящую схему от импульсов перенапряжения (положительных и отрицательных переходных процессов), превышающих напряжение пробоя варистора. В этом случае нисходящие цепи должны иметь некоторую устойчивость к положительным и отрицательным перенапряжениям.
Преимущества и недостатки дискретных схем защиты
Все вышеперечисленные схемы имеют свои преимущества и недостатки. На рис. 5 показана простая схема защиты от переходных процессов, состоящая только из TVS, фильтрующего конденсатора и предохранителя. Однако эта схема имеет ряд недостатков. Диод TVS должен иметь напряжение пробоя, превышающее максимальное присутствующее стационарное напряжение, которое обычно представляет собой напряжение двойной батареи, приложенное во время запуска от внешнего источника (часто> 26 В, в течение более 1 минуты). Если используется неправильный диод TVS, TVS начинает работать при более низком напряжении и разрушается из-за возникающей мощности.
Поскольку ВАХ имеет заданный наклон выше напряжения пробоя, TVS-диоды имеют определенное внутреннее сопротивление, которое приводит к значительному увеличению фиксирующего напряжения при больших токах. Например, 28-вольтовый диод TVS (такой как SMBJ28) может допустить, чтобы нижестоящие цепи подвергались воздействию напряжения до 45 В во время сброса нагрузки.
Таким образом, воздействие такого высокого напряжения требует использования нисходящих цепей, устойчивых к напряжению 45 В (рис. 3). Очевидно, что это требование усложняет выбор компонентов для последующих цепей ЭБУ, которые должны работать только до верхнего предела нормального диапазона рабочего напряжения автомобиля (обычно около 17 В). Наконец, полупроводники с более высоким напряжением и другие устройства больше и дороже, увеличивают стоимость ЭБУ и занимают ценное место на плате.
Чтобы сохранить максимально возможное перенапряжение на как можно более низком уровне, следует использовать TVS с напряжением пробоя как можно ближе к максимально возможному установившемуся напряжению (например, к напряжению пуска от внешнего источника). Этот выбор, в свою очередь, влияет на ток утечки при напряжениях, близких к напряжению пробоя, и даже при нормальном рабочем напряжении автомобиля (12 В). Такой ток утечки может затруднить для разработчика ЭБУ выполнение требований OEM (производителя оригинального оборудования) к низкому току покоя, когда двигатель автомобиля не работает.
При нормальной работе диод на рис. 6 (D2) имеет падение напряжения > 0,7 В, что является недостатком по двум причинам:
- Падение напряжения означает некоторое рассеивание мощности.
- Работа ЭБУ при низком напряжении становится более сложной.
Для сильноточных приложений, таких как антиблокировочная тормозная система автомобиля, потребляемый ток может легко превысить 10 А. Например, падение напряжения на диоде в 1 В в этой системе потребляет 10 Вт, что практически невозможно рассеять на ограниченной геометрии печатной платы. Использование одинарного или двойного диода Шоттки может решить эту проблему в некоторых приложениях. Если предположить, что падение напряжения составляет 0,5 В, рассеиваемая мощность двойного диода Шоттки составит 5 Вт при токе нагрузки 10 А. Однако это значение по-прежнему велико и может вынудить разработчика использовать большой радиатор.
Как упоминалось выше, падение напряжения на диоде само по себе может быть проблемой.
Например, в аудиосистеме на 14,4 В вы максимизируете выходную мощность, максимизируя напряжение, доступное для возбуждения динамика. Таким образом, потеря 1 В в источнике питания из-за обратного диода батареи соответствует потере выходной мощности примерно 8,4 дБВт (для 2-омного динамика с мостовой связью).
Когда ECU должен работать до низкого уровня напряжения, который возникает при запуске автомобиля при низких температурах окружающей среды (рис. 2), потеря любого напряжения может быть критической. Во время холодного пуска входное напряжение 5,5 В и ниже является обычным явлением в спецификациях производителей автомобилей. Прямое падение напряжения на диоде с обратной батареей может потреблять драгоценный запас. Если, например, напряжение автомобильного аккумулятора упадет до 5,5 В на входном разъеме ECU, за вычетом падения на 0,7 В на диоде обратного аккумулятора, оставшееся напряжение для остальной части схемы составит всего 4,8 В.
Если микроконтроллер 5 В питается от линейного стабилизатора с падением напряжения 500 мВ, то микроконтроллер получает только 4,3 В, чего может быть недостаточно для его работы.
Микроконтроллер может перейти в состояние сброса, потерять свою память или привести к временной приостановке работы всего ЭБУ. Одной из иллюстраций этой проблемы может служить навигационная система GPS: если вы вводите координаты пункта назначения перед запуском автомобиля, крайне важно, чтобы данные не были потеряны во время последующего холодного запуска.
Для приложений, включающих варисторы, как показано на рис. 7, пространство на печатной плате часто имеет решающее значение. Как и в случае TVS-диодов, напряжение фиксации варистора должно выбираться в соответствии с максимальным присутствующим установившимся напряжением постоянного тока. Однако ВАХ варистора выше его напряжения пробоя нарастает значительно медленнее, чем у TVS-диода (рис. 4). По этой причине варистор передает гораздо более высокие напряжения на последующие схемы, чем TVS-диод. Последующая схема должна быть спроектирована соответствующим образом, что может потребовать увеличения стоимости компонентов, размеров корпуса и занимаемого места на плате.
Сведение к минимуму перенапряжения путем установки напряжения ограничения на относительно низком уровне ухудшает ток покоя, потребляемый в нормальных условиях эксплуатации. Ток покоя при нормальном рабочем напряжении обычно выше, чем у сравнимого TVS-диода, но этот эффект зависит от выбранного компонента.
Альтернатива активной защиты от переходных процессов
Учитывая вышеупомянутые недостатки дискретных схем защиты, хорошей альтернативой может быть активная защита. Для приложений, требующих низкого тока покоя, работы при низком напряжении, защиты от переполюсовки батареи и перенапряжения, а также высокой эффективности, используйте схемы защиты от перенапряжения, такие как MAX16013/MAX16014 1 хороший выбор.
Принцип работы этих устройств достаточно прост (рис. 8). Эти микросхемы контролируют входные напряжения на шине питания и изолируют нагрузку от неисправности, управляя двумя внешними проходными переключателями pFET. Внешние полевые МОП-транзисторы включаются между 5,5 В и установленной верхней шиной, регулируемой резистором-делителем на выводе SET до значения (обычно) между 20 В и 28 В.
Рис. 8. MAX16013 и MAX16014 обеспечивают активную защиту от переходных процессов, контролируя входные напряжения на шине питания. Когда они обнаруживают неисправность, они изолируют нагрузку от неисправности, управляя двумя внешними проходными ключами p-канального полевого транзистора.
В условиях отказа полевой транзистор P2 может вести себя двумя разными способами. В первом режиме P2 — это просто переключатель, который выключается до тех пор, пока сохраняется состояние перенапряжения, тем самым предотвращая повреждение устройств, расположенных ниже по потоку, высоким напряжением. Во втором режиме P2 действует как регулируемый ограничитель переходных процессов, который регулирует выходное напряжение до максимально допустимого перенапряжения.
Когда выходное напряжение поднимается выше настроенного порога перенапряжения, внутренний компаратор переводит GATE2 в состояние V СС . Когда контролируемое напряжение падает ниже порога перенапряжения, p-канальный МОП-транзистор (P2) снова включается.
Этот процесс продолжает удерживать напряжение на выходе в диапазоне примерно 5%. Выходное напряжение регулируется при переходных процессах перенапряжения; МОП-транзистор (P2) продолжает работать во время перенапряжения, работая в коммутируемом линейном режиме и, таким образом, обеспечивая непрерывную работу, обеспечивая защиту от перенапряжения.
Выбор режима работы осуществляется подключением резистора-делителя на выводе SET либо к входу, либо к выходу. Например, MAX16013 сконфигурирован как устройство отключения при перенапряжении путем подключения резистивного делителя к V CC вместо нагрузки. Однако MAX16014 удерживает МОП-транзистор (P2) в закрытом состоянии до тех пор, пока входная мощность не будет циклически включена или EN не переключится. Работа MAX16013 в режиме ограничителя напряжения в течение длительного времени увеличивает рассеиваемую мощность на внешних МОП-транзисторах из-за падения напряжения на них.
Полевой транзистор с обратной батареей (P1, опционально) на рис.
8 заменяет последовательный диод, предложенный на рис. 6. На рис. 8 P1 включается в условиях прямого смещения для минимизации прямого падения напряжения; он выключается при отрицательном напряжении. Вывод EN обеспечивает управление отключением путем отключения P2 и отключения входа от выхода (рис. 8 и 9).). (Примечание: сигнал на вывод EN может генерироваться другими контролирующими цепями в хост-системе.) Таким образом, ток покоя в нижестоящих цепях снижается до минимума (типичное значение < 20 мкА), в то время как схема поддерживает защиту от переполюсовки батареи ( П1).
Активные высоковольтные устройства защиты от переходных процессов предлагают преимущества по сравнению с традиционным подходом
Активные устройства защиты от перенапряжения обладают рядом преимуществ.
Как отмечалось выше, дискретный ограничитель переходных процессов (диод TVS или варистор) должен иметь напряжение пробоя выше, чем самое высокое установившееся напряжение в автомобиле (обычно около 26 В).
Во время события сброса нагрузки нижестоящая схема временно видит гораздо более высокое напряжение (примерно 45 В) из-за внутреннего сопротивления и характеристик повышения VI TVS. Поэтому необходимо выбирать последующие устройства, способные выдерживать более высокие напряжения. В отличие от этого традиционного подхода активная защита от переходных процессов ограничивает выходное напряжение до уровня, установленного резисторным делителем (например, 26 В), и не имеет нарастающей характеристики. Эти функции позволяют использовать более дешевые (более низкое напряжение) последующие компоненты.
В отличие от обычных ограничителей перенапряжения, которые могут выдерживать всего несколько джоулей в течение коротких периодов времени до перегрева, решение на основе MAX16013/MAX16014 защищает от перенапряжения постоянного тока. Некоторым приложениям необходимо работать только до верхней границы диапазона нормального рабочего напряжения, а затем отключаться. (Например, аудиосистема может работать только при напряжении до 17 В.
) Использование в этом случае активной защиты и установка порога ограничителя/переключателя напряжения на этот уровень может еще больше снизить стоимость последующих компонентов.
Замена стандартного диода обратной батареи полевым транзистором может снизить падение напряжения при прямом смещении до уровня милливольт. Эта замена, особенно в сильноточных приложениях, может уменьшить рассеиваемую мощность, что, в свою очередь, снижает затраты на охлаждение и экономит средства. Более того, мощность (напряжение), которая в противном случае была бы потеряна в диоде, подается на нагрузку (например, на динамик). Таким образом может быть достигнута повышенная выходная мощность (производительность). Некоторые приложения должны работать при низком напряжении батареи (например, при холодном запуске автомобиля) и при этом поддерживать защиту от переполюсовки батареи. Минимизация падения напряжения с помощью активной защиты может иметь важное значение для поддержания работы схем при низких входных напряжениях.
Варисторы, как правило, имеют относительно высокий ток покоя или ток утечки, а их срок службы и точность значительно ухудшаются из-за импульсного воздействия. Замена варистора активным предохранителем устраняет эту проблему. Некоторые приложения имеют высокий ток покоя из-за токов утечки в устройствах, подключенных к шине батареи. В этих случаях активный предохранитель может служить главным выключателем, отключающим (с помощью полевого транзистора P2) все последующие нагрузки в спящем режиме (рис. 9).
Рис. 9. MAX16013/MAX16014 используются в качестве главного выключателя для снижения потребления тока покоя, если ЭБУ находится в режиме ВЫКЛ.
Резюме
Использование активных устройств защиты от перенапряжения может быть преимуществом в некоторых приложениях. Эти устройства предлагают значительные преимущества в снижении рассеиваемой мощности, приросте выходной мощности (производительности), работе при низком напряжении (холодный пуск), более низком токе покоя и более низкой стоимости схем, расположенных ниже по потоку.
1 Сопутствующие детали: MAX6397/MAX6398/MAX6399, MAX6495–MAX6499.
Аналогичная статья была опубликована в феврале 2008 г. в выпуске Auto Electronics Magazine , издательства Penton.
Часто задаваемые вопросы — Schneider Electric
{"searchBar":{"inputPlaceholder":"Поиск по ключевому слову или задать вопрос","searchBtn":"Поиск","error":"Пожалуйста, введите ключевое слово для поиска"} } Как использовать RCCB-ID в трехфазной сети.
RCCB-ID можно использовать для трехфазной сети (220/440 В переменного тока). См. приложение для подключения RCCB-ID в 3-фазной сети (220/440 В переменного тока).
Сколько уровней пользователей существует в Smart Demand Controller EM3460.
Существует четыре различных уровня пользователей и паролей: 1xxx, 2xxx, 3xxx и 4xxx. ХХХ в каждом пароле является независимым числом от 000 до 9.99 и может периодически изменяться его авторизованным…
Тестирование и отключение автоматических выключателей переменного/постоянного тока.
Процедура проверки теплового отключения автоматических выключателей одинакова для переменного и постоянного тока, обычно без различий в поведении изделия. Процедура проверки: Int=1.13. In без отключения (3600 с для 6–10 А…
В чем разница между механизмом отключения MCCB постоянного тока и MCCB переменного тока?
6.2.1″> Автоматический выключатель, предназначенный для отключения нагрузки переменного тока, не требует размыкания контактов так же быстро, как для нагрузки постоянного тока, поскольку переменный ток проходит через нуль каждые полпериода. Дуга будет гаситься каждый раз…
Популярные видео FAQsПопулярные видео 22 Мягкий…
Видео: Как настроить клавиатуру ATV61/71 VW3A1101 на…
Видео: Как загрузить модели данных для Easergy MiCOM Px4x
Узнайте больше в разделе часто задаваемых вопросов по общим знаниямОбщие знания
Как дифференцировать энергопотребление & рассеяние мощности .
Потребляемая мощность в ВА представляет собой ток шины * напряжение. Рассеиваемая мощность — это «потерянная» или потраченная впустую мощность, представленная мощностью, преобразованной в более низкие формы, такие как тепло, которые больше не.
..
Что такое Номинальный кратковременно выдерживаемый ток: Ik (A)?
Среднеквадратичное значение тока, которое распределительное устройство может проводить в закрытом положении в течение заданного короткого времени. Короткое время обычно составляет 1 с, а иногда и 3 с.
Что такое ВДТ и какой тип ВДТ подходит для инверторной нагрузки?
Электричество стало неотъемлемой частью нашей жизни, но нельзя игнорировать тот факт, что оно сопряжено с определенными опасностями для человеческой жизни и имущества. Со значительными рисками, такими как поражение электрическим током и пожар,.