Автоэлектроника. Защита по борт сети, Выжить при высоком напряжении бесконечное время и другое. Опции

[IXFN50N80Q2]

Речь идет об автоэлектронике, с штатным питаниями 12...24В

Решил немного размять мозги и подумать, как можно защититься от высокого
напряжения бортовой сети(60В и выше) бесконечно долгое время без выделения тепла (задача выжить),
и обеспечить класс А при работе на коротких кондуктивных помехах.
Связана задача с требованием потребителей к выживаемости электронного оборудования.
Представлю вашему суду схему(к номиналам и элементам не придерайтесь, т.к. речь идет о принципе работы).
Может кому пригодится, если развить мысль.
А может я сильно ошибаюсь.



BAT1, диод D1, генератор формируют плохую бортовую сеть с напряжением от 0В до какого то высокого.
Т.е. к напряжению источника BAT1 подмешивается синусоида с высоким напряжением.

Пусть напряжение входной бортовой сети равно 12В.
Стабилитрон D4 5.1В. Транзистор Q3 через D4,R5 полностью открыт. Падение напряжения коллектор-эммитер минимально.
Следовательно, количество рассеиваемого тепла на транзисторе минимально(что очень даже хороше).

Предположим мы вместо 12В подали 60В. Стабилитрон D2 к примеру 16В и он естественно открылся.
Через резистор R1 заряжает емкость C1. Стабилитрон D3, допусти, 3В. По этому пока емкость не зарядится
до 3В, защиты нет и высокое напряжение спокойно проходит через коллектор Q3. Что бы оно там ничего не сгорело,
можно в коллектор Q3 воткнуть в худщем случае стабилитрон, в лучшем, какой небудь стабилизатор напряжения и
кратковременно на нем сеять тепло.

Длится проход высокого напряжения через Q3 не долго. Емкость C1 зарядилась до 3В и открыла стабилитрон D3.
Далее Q1 и Q2 открылись. Причем Q2 может быть низковольтным. Высокое напряжение попало на анод D4. и закрыло
стабилитрон и следовательно и транзистор.

Как только высокое напряжение исчезнет(станет нормальным в 12В)
заряд на C1 еще поддерживает запирание Q3 через вышеуказанную цепь.
Однако емкость C1 разряжается, Q1,Q2 закрываются и D4 может открыться и соответственно за ним Q3.

Конденсатор C1 по сути служит для создания временной задержки срабатывания выключения для
того, что бы короткий выброс по борт сети не вызывал отключение потребителя,
а короткий импульс, который пройдет сквозь Q3 сможет спокойно рассеяться на каком небудь стабилизаторе или стабилитроне,
не приченив при этом никому вреда, и при этом не выделется много тепла.
Потребитель не выключится и будет продолжать выполнять свои функции(класс А).
И мы можем остаться вживых при воздействии высокого напряжения бесконечное время.

Еще раз повторюсь, над номиналами и элементами не заморачивался.

Жду вашей критики.




А, ну и осцилограмма собственно.

[IXFN50N80Q2]

Если не ошибаюсь, позистор это терморезистор, может ошибаюсь, но медленно.
По поводу супрессоров и их скоростей, ну на примере SM8S серии

http://www.vishay.com/docs/88387/sm8s.pdf



Вот. Вечность

Т.е. здесь необходим двунаправленный супрессор на входе, но при каком напряжении он должен открываться?

Какое потребление вашей нагрузки. Однонаправленный сожжет предохранитель(что бы не повадно было).
Если у Вас какие нибудь OMNIFETы работают с нагрузкой без диодов(от переполюса) а как правило SS310 дешево и сердито(максимум)
это 3А. Выше- жечь предохранители. Половики(пусть и с мозгами) будут только помогать супрессору, поэтому, Я считаю супрессор
должен быть однонаправленный. Когда нагрузка выше 3А. Весь вопрос, закрыться диодом и все в тепло. Можно P-канальным половиком,
но там есть свои нюансы. Что то зависимое от нагрузки. Завтра вспомню наверное. В обратной полярности кондуктивок ждать не стоит
т.к. вся электроника(в том числе пуск стартера) работать не будет. Скажите о вашей нагрузке и чем хотите управлять и тогда помогу
Вам подобрать решение

PS: А вообще, нужен класс устройства. ГОСТ давно не читал, но там вроде варианты:
1) Сгорает- сами виноваты что реле регулятор не исправно.
2) Глючит как хочет, перезапуск устройства и все ок.
3) Помехи не влияют на работу(самый крутой класс).
Ну и цена $ за защиту, а то можно предложить в теме все что угодно для флуда,
а стоимость серийного изделия как правило ограничена. По этому, надо определиться со стоимостью защиты,
решить, а надо ли защищаться. Видел датчик(уровня и температуры). Какая то частная фирмочка на МТЗ(Минский тракторный) гонит.
Внутри ЕНка Infineonовская на 42В (слабо ей будет против 1с 150В) по ГОСТ 3940. Ну вот еще 2 проца PICовских.
Один чистый RC генератор. Второй RC + емкость от проводников в масле.
Работает на разности частот. PIC12 вроде.
Делает датчики она вытяжкой + нарезка резьбы(может дюймовая).
Процы максимум 85C. Температура масла до сотни.
Так что отказы не миновать, но это частник, который решит, что потери от брака не перекроют прибыль.

Я лично работаю в бывшем военпромовском гос предприятии(не на Samsung к сожалению), в провинциальном городишке
(с социалистическими субботниками, но до северной кореи далеко)
И мы не можем с частником соревноваться, т.к. если делаем технику, она соответствует всем ГОСТам, но дороже частного
ширпотреба, который навряд-ли подвергался периодическим испытаниям на заводе(подвале) изготовителе.
Есть еще фирмочки, с заведомо хреновыми изделиями, я их называю "ОТКАТ ИНВЕСТ". Изделие по цене нашего,
но в 10 раз хуже. (Преобразователи напряжения, но фирмочка клепает малой мощности и ладно).
Думаю в России тоже самое. Так что надо определиться, что надо и за какие USR/EUR/RUR или наши BYR

Так же пример цены. Фары с лампами накаливания. Есть LED фары, но и цена выше.
Так что оцените, вероятность отказа защиты 1:1000000 то проще оплатить накладные расходы,
нежели 1/3 себестоимости тратить на защиты, лучше уж на трудоемкость(откаты).



Что нужно ???

Эххх. А вообще серийное производство это серьезно, незнаю как где, у нас такая средненькая
прессформочка под корпус со стразами где то 10000$ стоит (охлаждаемая может быть).
Так что, прикидывайте все затраты, пренебрежение защитой от всего далеко не панацея.

Сообщение отредактировал IXFN50N80Q2 - Apr 25 2013, 22:04