Himoya qurilmasi bort tarmog'i Yengil avtomobillar uchun "UZBS-1-800-12"
"Ommaviy to'xtatuvchilardan" farqli o'laroq, UZBS avtomobil ishining barcha rejimlarida (dvigatelning ishlashi, dvigatelning o'chirilishi, kontaktni yoqish, kontaktni o'chirish) himoya funktsiyalarini bajaradi.
Funktsional jihatdan UZBS dasturlashtiriladigan boshqaruvchi va yuqori tezlikdagi quvvat kalitidan iborat. Tekshirish moslamasi batareyadan va ortiqcha bo'lsa, oqim sarfini doimiy ravishda kuzatib boradi ruxsat etilgan qiymat- salbiy terminalni avtomobilning elektr jihozlaridan uzib qo'yadi. Ruxsat etilgan oqim avtomobilning kontaktni kaliti holatiga qarab boshqaruvchi tomonidan o'rnatiladi. Himoyaning javob tezligi 30 mikrosekundni tashkil qiladi, bu simlarning isishi va elektr simlari izolyatsiyasining erishini ishonchli tarzda oldini oladi. Bundan tashqari, kontaktni o'chirganda, UZBS batareyaning zaryadsizlanishini kuzatib boradi va zaryadsizlanish quvvatining 50% dan oshsa, uni o'chiradi; energiya iste'molchilari (yon chiroqlar va boshqalar) bo'lsa, rejim batareyaning to'liq zaryadsizlanishini oldini oladi. uzoq vaqt davomida qoldirilgan.
Tuproq to'xtatuvchisi o'rniga UZBS o'rnatiladi, sug'urta bloki esa o'z vazifalarini saqlab qoladi.
Avtomobilning bortdagi kuchlanishi 12 V.
Kalit 70 mV dan ortiq bo'lmagan 100 A oqimda yopilganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish pasayishi.
Himoya ishga tushirilgan batareyadan oqim iste'moli qiymati:
- kontaktni o'chirish bilan (25...30) A kontaktni yoqish bilan (50-80) A starter bilan, ruxsat etilgan oqim oqim qiymatiga qarab ish vaqti bilan cheklanadi.
Buyurtmachining iltimosiga binoan ruxsat etilgan oqim va ish vaqtlarining boshqa qiymatlarini belgilash mumkin.
UZBS bort tarmog'idagi kuchlanish 5,5 dan 16 V gacha o'zgarganda - nominal 12 V uchun ishlaydi.
UZBS haroratlarda o‘z funksionalligini saqlab qoladi muhit-400°S dan +850°S gacha.
Uni maxsus braket yordamida batareyaning salbiy terminaliga o'rnatish mumkin.
Boshqasida mumkin bo'lgan ijro dizayn mijozning iltimosiga binoan.
Avtomobilning elektr jihozlariga ulanish quyidagi tarzda amalga oshiriladi:
Uni avtomobil korpusi bilan bog'laydigan terminal kontakti akkumulyatorning salbiy terminalidan chiqariladi va uning o'rniga UZBS ga ulangan maxsus braket o'rnatiladi. UZBS ning ikkinchi terminali akkumulyatordagi kabi kontakt konstruktsiyasiga ega va avtomobil korpusi unga akkumulyatordan uzilgan terminal orqali ulangan. UZBS ning elektr ta'minoti va davlat nazorati alohida ulagich orqali amalga oshiriladi.
Asosiy spetsifikatsiyalar
Nostandart 12 voltli qurilmalarni avtomobilning bort tarmog'iga ulashda, har doim qutbning o'zgarishi yoki haddan tashqari kuchlanish tufayli ularni yoqish xavfi mavjud, chunki ishlaydigan o'rni regulyatorida ham dvigatelni ishga tushirish paytida (va undan keyin) bort tarmog'idagi kuchlanish eng oldindan aytib bo'lmaydigan tarzda o'zgaradi.
Taklif etilayotgan dizayn teskari polaritni himoya qilish bloki va haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish blokidan iborat. Birinchisi VD1 diyotida yig'ilgan. To'g'ri yoqilganda, diod teskari kuchlanish bilan yopiladi va kontaktlarning zanglashiga olib kelishiga ta'sir qilmaydi. Agar polarit teskari bo'lsa yoki tarmoqda teskari polaritning etarlicha kuchli to'lqini paydo bo'lsa, diod ochiladi. Qisqa tutashuv sodir bo'ladi, bu FU1 sug'urtasini yondiradi.
Haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish moslamasi VS1 tiristorida va VD2VD3 zener diodlarida yig'ilgan kuchli past kuchlanishli varistorning analogiga yig'iladi. Bort tarmog'idagi kuchlanish me'yordan oshib ketishi bilan tiristor ochiladi va kirishni qisqa tutashuvga olib keladi. FU1 sug'urtasi yana yonadi.
HL1 lampasi indikator chiroqdir. U sug'urta yonib ketganda yonadi. Agar xohlasangiz, bu chiroqni tashlab yuborishingiz mumkin. O'chirishni takrorlashda yukning normal oqim iste'molini hisobga olish kerak va bunga asoslanib, sug'urta nominal oqimini tanlang. O'z navbatida, VD1 diodi ham, tiristor VS1 ham sug'urta yonishi mumkin bo'lgan oldingi oqimga bardosh berishi kerak.
Himoya blokini o'rnatish VD2 va VD3 zener diyotlarini tanlashga to'g'ri keladi. Ularning stabilizatsiya kuchlanishlari yig'indisi himoya ishlaydigan kuchlanish bo'ladi. Bizning holatda, himoya 14 ... 17 V da ishlaydi, chunki D814A zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishi 7 ... 8,5 V. Ikkita zener diodining o'rniga siz bitta yoki zener diodini yoqishingiz mumkinligi juda aniq. tegishli parametrlarga ega uchta, bu sizga himoya kuchlanishini aniqroq o'rnatish imkonini beradi.
Taklif etilayotgan sxema past kuchlanishli uskunani haddan tashqari kuchlanish yoki polaritning teskari o'zgarishidan himoya qilish uchun mo'ljallangan va u besleme zo'riqishida favqulodda o'chirish uchun sug'urta aloqasidan foydalansa ham, u sug'urtaga qaraganda ancha yuqori ko'rsatkichlarga ega.
Qurilma yuk bilan ketma-ket yoqiladi va kutish rejimida quvvat pallasida hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. Yuklash kuchlanishi belgilangan qiymatdan oshib ketishi bilan VT1 tranzistoriga o'rnatilgan boshqaruv sxemasi tiristor VS1 ni ochadi, bu esa o'z navbatida elektr pallasida qisqa tutashuvga olib keladi va FU1 sug'urtasini yoqib yuboradi. Elektr ta'minotining polaritesi noto'g'ri ulangan bo'lsa, xuddi shu narsa sodir bo'ladi, ammo bu holda VD1 diyotining ochilishi tufayli sug'urta yonib ketadi.
R4 sifatida ko'p burilishli rezistor va uzatish koeffitsienti kamida 400 bo'lgan tranzistordan foydalanish javob kuchlanishini 0,4 V aniqlik bilan juda keng diapazonda sozlash imkonini beradi.
Havaskor va sanoat radio qabul qiluvchilarda keng qo'llaniladi nikel-kadmiy batareyalari. Afsuski, bu batareyalarning noxush xususiyati shundaki, agar ular muvaffaqiyatsiz bo'lsa noto'g'ri tanlov zaryadlovchi oqim manbaining polaritesi.
Bunday xatoga yo'l qo'ygan va batareyaning polaritesini chalkashtirib yuboradiganlar uchun qurilma mo'ljallangan, elektr sxemasi rasmda ko'rsatilgan,
Ushbu qurilmadagi akkumulyator V1-V4 tranzistorlari tomonidan yaratilgan ko'prikning bir diagonaliga kiritilganligini va zaryadlovchi oqim manbai boshqa diagonalga kiritilganligini sezish oson.
Transistorlar va batareyaning bunday ulanishi bilan zaryadlash oqimining yo'nalishi faqat batareyaning polaritesiga bog'liq bo'ladi.
Misol uchun, agar batareyaning musbat qutbi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qurilmaning yuqori terminaliga ulangan bo'lsa, u holda V1 va V4 tranzistorlari yopiladi va zaryadlovchi oqim V2 va V3 tranzistorlari orqali o'tadi. Batareya teskari polaritda yoqilganda, oqim V1 va V4 tranzistorlari orqali oqadi. Shunday qilib, batareyani qanday ulashdan qat'i nazar, zaryadlovchi oqimining polaritesi har doim to'g'ri bo'ladi.
Eslatma: V1-V4 tranzistorlari va R1-R4, R5 rezistorlari maksimal zaryad oqimiga qarab tanlanadi. batareya va zaryadlovchi oqim manbaining nominal kuchlanishi.
Adabiyot:
Nabijec: pro flegmatika. - Sdelovaci technika, 1984, N7, ko'ch. 278. Radio N6, 1983 yil
Maxim Integrated integral mikrosxemalar oilasidan foydalanib, qo'shimcha tashqi qismlarga ehtiyoj sezmasdan, avtomobil ichidagi elektronikani -36 dan 90 V gacha kuchlanishdan himoya qiladi. Agar ular ishlatilsa, himoya 200 V gacha cho'ziladi, buni maqola mualliflari mikrosxemaga asoslangan himoya sxemasini yig'ish orqali amaliy misol bilan isbotladilar.
Avtomobil elektronikasi kuchli impulsli shovqin ta'sirida ishlash kerak. IN zamonaviy avtomobillar Katta hajmdagi elektron jihozlar o'rnatilgan bo'lib, ularning ishlashi uchun elektr zanjirlarini kuchlanish kuchlanishidan, elektrostatik zaryadsizlanishdan va batareyaning teskari polaritesi bilan yoqishdan himoya qilish kerak. GOST 28751-90 ga muvofiq elektron qurilma, avtomobil tarmog'ida ishlaydigan minus 1100 V dan ortiqcha 300 V gacha bo'lgan diapazondagi shovqinlarga bardosh berishi kerak (bortdagi tarmoq uchun). Ushbu muammolarni hal qilish uchun bir nechta an'anaviy himoya variantlari mavjud:
- diskret komponentlarni o'rnatish (varistorlar, himoya TVS diodlari, sigortalar, induktiv va sig'imli filtrlar);
- o'rnatilgan kirish va chiqish haddan tashqari yuk himoyasi bilan elektron komponentlardan foydalanish;
- faol himoyalangan ixtisoslashtirilgan mikrosxemalardan foydalanish.
Ushbu usullarning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Diskret komponentlarda himoyaning afzalligi past narx hisoblanadi. Ushbu variantning kamchiliklari cheklovchi kuchlanishning shovqin kuchiga bog'liqligini va varistor va sug'urtaning uzoq vaqt javob berish muddatini o'z ichiga oladi. Seriyali ulanish Himoyalangan kontaktlarning zanglashiga olib kirishidagi diod teskari polarit bilan yoqishdan himoya qilishni amalga oshirishga imkon beradi, ammo dioddagi kuchlanishning pasayishi ruxsat etilgan kirish kuchlanishlari oralig'ini kamaytiradi. Bunga qo'shimcha ravishda, ketma-ket ulangan diodda quvvat sarfi yo'qoladi, chunki barcha oqim ushbu diod orqali o'tadi. Sigortalar yonib ketgandan keyin almashtirilishi kerak. Ko'pgina hollarda, bu xizmat ko'rsatish stantsiyasiga borishni talab qiladi.
O'rnatilgan himoyaga ega chiplardan foydalanish ularning tanlovi va narxi bilan cheklangan. Bundan tashqari, bunday mikrosxemalar kuchli yuqori kuchlanishli shovqinlarga dosh bera olmaydi.
uchun maxsus mikrosxemalar faol himoya haddan tashqari kuchlanishdan, ular diskret elektron komponentlardagi sxemalarning ko'pgina kamchiliklaridan xoli. ASIC-larning asosiy g'oyasi diskret komponentlarni aqlli sxemalar tomonidan boshqariladigan yuqori quvvatli, yuqori kuchlanishli tranzistorlar bilan almashtirishdir. Bu cheklovchi parametrlarning yuqori aniqligi bilan himoya sxemalarining funksionalligini kengaytirish imkonini beradi.
GOST 28751-90 ning asosiy qoidalari
12 yoki 24 V kuchlanishli transport vositalarining bort tarmoqlariga ulangan elektron qurilmalar GOST 28751-90 davlatlararo standarti talablariga javob beradigan elektromagnit moslashuv va shovqin immunitetini ta'minlashi kerak. Ushbu hujjat talablar va sinov usullarini tavsiflaydi avtomobil uskunalari. Impuls shovqinlariga chidamliligiga ko'ra, avtomobillarga o'rnatilgan elektron qurilmalar funktsional sinflarga bo'linadi, ularning tavsifi yuqorida ko'rsatilgan GOSTdan olingan va 1-jadvalda keltirilgan.
Jadval 1. Elektr ta'minoti davrlarida impulsli shovqinlarga qarshilik ko'rsatish uchun asboblarning funktsional sinflari
| Sinf | Tavsif |
| A | Mahsulotning barcha funktsiyalari sinov impulslariga ta'sir qilish paytida va undan keyin amalga oshiriladi |
| B | Mahsulotning barcha funktsiyalari sinov impulslariga ta'sir qilish paytida va undan keyin amalga oshiriladi, ammo bir yoki bir nechta parametrlarning qiymatlari tolerantlikdan tashqarida bo'lishi mumkin. Ta'sirdan keyin barcha parametrlarning qiymatlari tiklanadi |
| C | Sinov impulslari ta'sirida mahsulotning bir yoki bir nechta funktsiyalari bajarilmaydi, lekin ta'sir qilishdan keyin mahsulotning ishlashi tiklanadi. |
| D | Sinov impulslari paytida bir yoki bir nechta mahsulot funktsiyalari bajarilmaydi. Ta'sir qilgandan so'ng, mahsulotning funksionalligi oddiy nazorat operatsiyasi bilan tiklanadi |
| E | Sinov impulslari paytida bir yoki bir nechta mahsulot funktsiyalari bajarilmaydi. Ta'sir qilish tugagandan so'ng, mahsulotning ishlashi ta'mirsiz tiklanmaydi. |
12 yoki 24 V kuchlanishli transport vositalarining elektr ta'minoti zanjirlariga ulangan ma'lum bir elektron qurilma uchun uning ishlashi 1-jadvalda keltirilgan bir yoki bir nechta sinflarga muvofiq ta'minlanishi kerak. kuchlanishli MOSFET tranzistorlari 1-jadvaldagi bir vaqtning o'zida bir nechta sinflar shartlarini qondiradigan kuchli interferentsion impulslardan himoya qilish imkonini beradi.Interferentsiyaga qarshi immunitetni o'lchash uchun o'rganilayotgan sxemaning kirishiga ma'lum parametrlarga ega bo'lgan sinov impulslari qo'llaniladi.
Sinov impulslarining parametrlari GOST 28751-90da ham berilgan. Ushbu sinov impulslarining eng xavfli va murakkabi 5-raqamdir. Avtomobilning bort tarmog'ining turli ta'minot kuchlanish davrlari uchun uning parametrlari 1-rasmda ko'rsatilgan.
Muvofiqlik testlarini o'tkazishda bu impuls eng og'ir, chunki eng ko'p energiyani o'z ichiga oladi. Sinov paytida ushbu impulsni qo'llash, uning murakkabligi tufayli, hatto A sinfiga mos kelishini ham talab qilmaydi, ya'ni 5 impulsni qo'llashda, impulsni qo'llash paytida va undan keyin qurilma barcha funktsiyalarni bajarishi shart emas.
MAX16126/7/8/9 himoya ASIC oilasi
Avtomobil elektr ta'minoti tizimlarida ishlash uchun mo'ljallangan elektron qurilmalarni himoya qilish uchun Maxim Integrated integral mikrosxemalar oilasini ishlab chiqaradi (2-jadval). Ushbu oila himoya sxemasini keng kuchlanish oralig'ida amalga oshirish imkonini beradi. Himoya chipining o'zi / qo'shimcha tashqi zanjirlardan foydalanmasdan -36…90 V diapazonida ishlashga mo'ljallangan. Biroq, operatsion diapazonni kengaytirish uchun ishlab chiqaruvchi tashqi parametrik stabilizatordan foydalanishni tavsiya qiladi, bu esa ish kuchlanishlari oralig'ini sezilarli darajada kengaytirishi mumkin. Bunday holda, ish diapazoni parametrik stabilizator va tashqi tranzistorlarning maksimal xususiyatlari bilan cheklanadi.
Jadval 2. Avtomobil elektronikasini himoya qilish uchun MAX16126/7/8/9 seriyali chiplar
5-raqamli impulsni qo'llashda MAX16127 asosida himoya sxemasini sinovdan o'tkazish
24 V akkumulyator kuchlanishidagi shovqin amplitudasi 350 ms gacha bo'lgan pulsning davomiyligi bilan 200 V ga yetishi mumkin. Seriyaning himoya mikrosxemalarini qo'shimcha yuqori voltli tranzistorlar bilan sinab ko'rishda ushbu juda "dahshatli" impulsning parametrlari ishlatilgan. Sinovlarni o'tkazish uchun taglikka +400 V gacha bo'lgan ruxsat etilgan ish diapazoni bo'lgan himoya sxemasi yig'ildi (2-rasm). Kalit sifatida STMicroelectronics tranzistorlari tanlangan, parametrik stabilizator ON Semiconductor kompaniyasining zener diodi CMZ5946B asosida yaratilgan. Haddan tashqari kuchlanish chegarasi texnik hujjatlarga muvofiq R3 va R4 tashqi rezistorlari yordamida 32 V darajasiga o'rnatildi.
T1 tranzistori salbiy kuchlanish paydo bo'lganda, masalan, qurilma kontaktlarning zanglashiga noto'g'ri ulanganda ("polaritni o'zgartirish") himoya qilish uchun ishlatiladi. Miniatyura echimlari kerak bo'lgan va salbiy zarba himoyasi talab qilinmaydigan ilovalarda tranzistor T1 o'rnatilmasligi mumkin. Transistor T2 haddan tashqari kuchlanish sodir bo'lganda himoyani amalga oshirish uchun xizmat qiladi. Himoya pallasining kirishida belgilangan ish chegarasidan oshib ketgan haddan tashqari kuchlanish paydo bo'lganda, u T2 tranzistorini yopadi va shu bilan ko'tarilgan kuchlanish kontaktlarning zanglashiga olib kelishini oldini oladi.
Prototiplash uchun mikrosxema tanlangan, chunki bu holda shovqinni cheklash rejimi qo'llaniladi, bunda chiqish kuchlanishi deyarli o'zgarmaydi va quvvatlanadigan qurilmaning ishlashi uning funksionalligini buzmasdan ta'minlanadi.
3-rasmda yuk bo'lmaganda (sariq to'lqin shakli) siqish pallasining 182 V eng yuqori kirish pulsiga javobi ko'rsatilgan. Cheklash davrining kirishiga qo'llaniladigan umumiy kuchlanish (24 + 182 = 206) V, bu erda 24 V batareyaning kuchlanishidir. Ushbu o'lchov rejimida cheklangan chiqish kuchlanishi (24 + 6 = 32) V dan oshmaydi, ya'ni 182 V kirishda impuls amplitudasi bilan chiqish kuchlanishi 6 V ga oshdi.
4-rasmda 100 Ohm yukda oscillogram ko'rsatilgan. Shunday qilib, himoya zanjirining chiqish kuchlanishi 32 V, oqim esa 300 mA edi, kirish shovqinini bostirish darajasi amalda o'zgarmadi. Bu shuni ko'rsatadiki, yuk oqimi noldan 300 mA gacha keng diapazonda o'zgarganda, shovqinni cheklash rejimi deyarli o'zgarmaydi, bu passiv komponentlardan foydalanadigan echimlarga nisbatan faol cheklash davrlarining katta afzalligi hisoblanadi.
5-rasmda kirish kuchlanishining ko'tarilishi bilan kesish qirrasi ko'rsatilgan. 32 V gacha bo'lgan kirish kuchlanishlari uchun kuchlanish darajasi o'zgarishsiz chiqishga uzatiladi. Kirish kuchlanishi taxminan 32 V ga yetganda (agar kerak bo'lsa, bu javob chegarasi o'zgartirilishi mumkin), chiqish kuchlanishi kirish kuchlanishining yanada oshishi bilan cheklanadi. E'tibor bering, vaqt shkalasi har bir hujayra uchun 2 ms (oldingi to'lqin shakllarida vaqt shkalasi 40 ms edi).
dan impulslar yuborilganda turli yuk Transistorli kalitlarning harorati o'lchandi. Cheklash kalit rejimida amalga oshirilganligi sababli, cheklash vaqtida haroratning oshishi qayd etilmagan. Ya'ni, cheklovchi mikrosxemadan foydalanish tranzistorli kalitlarning, qo'shimcha issiqlik o'chiruvchi tuzilmalarning (radiatorlar) va boshqalarning tarqaladigan quvvatiga maxsus talablarni qo'ymaydi. Shuni ham ta'kidlash joizki, tranzistorlar va zener diodlari ularning mavjudligiga qarab tanlangan. Da qo'shimcha talablar Himoya sxemasining o'lchamiga asoslanib, dizayner kichikroq paketlarda tranzistorlarni tanlashi mumkin.
Mikrosxemaning cheklash funksiyasi () versiyasidan foydalanish sizga nafaqat shovqin yoki tarmoqdagi ta'minot kuchlanishining ataylab ko'tarilishida elektron qurilmani himoya qilish imkonini beradi, balki qurilmaning funksionalligini saqlab qolishga imkon beradi. . Ya'ni, elektr uzatish liniyalarini o'chirishga qasddan urinishlar bo'lsa, qurilma ushbu hodisaning jurnalini yuritishi yoki signalni uzatishi mumkin, masalan, simsiz kanallardan biri (masalan, GSM). Shunday qilib, / oilasidan foydalanish GOST 28751-90 bo'yicha maksimal qattiqlik darajasidan oshib ketadigan qurilmani amalga oshirishga imkon beradi.
Adabiyot
- GOST 28751-90
- MAX16126/7/8/9 ma'lumotlar varaqlari
- MAX16127EVKIT ma'lumotlar jadvali
- MAX17504 ma'lumotlar jadvali
- http://www.maximintegrated.com/
