ఆటోమోటివ్ లోడ్ డంప్ కోసం ఓవర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్

వాహన ఎలక్ట్రికల్‌లో వెలువడే అశాశ్వతమైన DC ఎలక్ట్రికల్ స్పైక్‌ల నుండి సున్నితమైన మరియు అధునాతన ఆధునిక ఆటోమోటివ్ ఎలక్ట్రానిక్‌లను రక్షించడానికి ఆటోమోటివ్ డంప్ లోడ్ రూపంలో ఓవర్ వోల్టేజ్ కట్-ఆఫ్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్‌ను పోస్ట్ వివరిస్తుంది.

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లకు తాత్కాలిక బస్ వోల్టేజీలు ముఖ్యమైన ప్రమాద కారకం. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తట్టుకోగలిగే గరిష్ట బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ దాని శైలి మరియు డిజైన్ విధానం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది చిన్న CMOS పరికరాలకు ప్రధానంగా తక్కువగా ఉంటుంది.

తాత్కాలిక వోల్టేజ్ ఏమిటి

IC యొక్క సంపూర్ణ అత్యధిక వోల్టేజ్ స్పెక్‌ను ఓడించే వోల్టేజ్ పరిస్థితులపై అస్థిరమైన లేదా పునరావృతమయ్యేది పరికరానికి కోలుకోలేని విధంగా హాని కలిగించవచ్చు.

ఓవర్ వోల్టేజ్ భద్రత యొక్క అవసరం ముఖ్యంగా ఆటోమొబైల్ 12 వి మరియు 24 వి డిజైన్లలో ప్రబలంగా ఉంది, దీనిలో పీక్ 'లోడ్ డంప్' ట్రాన్సియెంట్లు సాధారణంగా GOV వలె చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి. కొన్ని లోడ్ భద్రతా వ్యూహాలు హిమసంపాత డయోడ్లు మరియు MOV లను పోలిన పరికరాల ద్వారా ఇన్పుట్ అస్థిరంగా ఉంటాయి.

షంట్ పద్ధతిలో ఉన్న ఇబ్బంది ఏమిటంటే, అధిక శక్తి ప్రాసెస్ చేయబడవచ్చు.

షంట్ పద్ధతులు ఓవర్ వోల్టేజ్ పరిస్థితిలో (ద్వంద్వ బ్యాటరీతో ప్రసారం చేసేటప్పుడు) నిరంతర రక్షణను అందించే బాధ్యత సాధారణంగా అవాంఛనీయమైనది.

డిజైన్

మూర్తి 1 లో చూపిన ఆటోమోటివ్ లోడ్ డంప్ కోసం ఓవర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్ అనేది ఒక ఖచ్చితమైన సిరీస్ డిస్‌కనెక్ట్ లేదా సిరీస్ కట్-ఆఫ్ సర్క్యూట్, ఇది 24V యొక్క వాంఛనీయ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌ను కలిగి ఉన్న స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్ లోడ్‌ను రక్షించడానికి నిర్మించబడింది.

సర్క్యూట్ ఆర్థిక వివిక్త పరికరాల నుండి ఉద్దేశించబడింది మరియు సింగిల్‌ను ఉపయోగించుకుంటుంది టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్ LMV431AIMF.

ఈ సర్క్యూట్ PFET పాస్ పరికరాన్ని (Q1) ఉపయోగిస్తున్నందున, మార్జినల్ ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ లేదా సంబంధిత విద్యుత్ నష్టం ఉండవచ్చు.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

మూర్తి 1

మర్యాద : ఆటోమోటివ్ లోడ్ డంప్ కోసం ఓవర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్

LM431AIMF డయోడ్ ఎలా పనిచేస్తుంది

LMV431AIMF (D1) అనువర్తన యోగ్యమైన సూచన ఈ పరిస్థితికి ఉత్తమంగా పనిచేస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది ఒక ఖచ్చితమైన ట్రిప్ పాయింట్‌ను నిర్ధారించడానికి మరియు సరైన ఉష్ణోగ్రత ఖచ్చితత్వాన్ని పర్యవేక్షించడానికి చవకైన మార్గాలను అనుమతిస్తుంది, ఇది జెనర్ డయోడ్‌తో చాలా కష్టమవుతుంది లేదా అదేవిధంగా ఇతర ప్రత్యామ్నాయ ఎంపికలను ఉపయోగించడం (1% కోసం ఒక వెర్షన్, B వెర్షన్ కోసం 0.5%).

ఈ ఖచ్చితత్వం మరియు విశ్వసనీయతను కాపాడటానికి, రెసిస్టర్లు R1 మరియు R2 1% సహనం కోసం ఎంపిక చేయబడ్డాయి లేదా ఇంకా మంచివి సిఫార్సు చేయబడతాయి.

వేరియబుల్ రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్లను సాధారణంగా తప్పుగా ఆలోచించవచ్చు. ఉదాహరణకు తీసుకోండి: 'ఆ డయోడ్ నుండి ముగుస్తున్న మూడవ తీగ ఏమిటి'? '

మీరు అనేక రకాల వేరియబుల్ వోల్టేజ్ సూచనలను కనుగొనవచ్చు. వేర్వేరు అంతర్నిర్మిత సెట్ వోల్టేజ్ కలిగి ఉండగా, ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత దిశ ధ్రువణతతో ఇతరులు.

ఇవన్నీ కొన్ని ప్రాథమిక (మరియు చాలా ముఖ్యమైన) దశలతో గుర్తించబడతాయి: ఉష్ణోగ్రత నియంత్రించబడిన, ఖచ్చితమైన బ్యాండ్ గ్యాప్ వోల్టేజ్ రిఫరెన్స్, లాభం లోపం యాంప్లిఫైయర్‌తో పాటు (చర్చించిన సర్క్యూట్లో పోలికగా చేర్చబడింది).

మెజారిటీ భాగాలు ఓపెన్ కలెక్టర్ లేదా ఉద్గారిణిని కలుపుతూ యూని-పోయార్ ఫలితాలను ప్రదర్శిస్తాయి. టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్ LMV431AIMF లోపల ఏమి ఆశించవచ్చో మూర్తి 2 సూచిస్తుంది.

కట్-ఆఫ్ థ్రెషోల్డ్ను లెక్కిస్తోంది

ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ సహాయంతో LMV431 చే తనిఖీ చేయబడుతుంది మరియు నియంత్రించబడుతుంది వోల్టేజ్ డివైడర్ R1 మరియు R2. మూర్తి 1 లో వివరించిన సర్క్యూట్ 19.2V వద్ద సక్రియం చేయడానికి కాన్ఫిగర్ చేయబడింది, అయితే ఏకపక్ష స్థాయిని ఎంచుకోవచ్చు, ఈ క్రింది సమీకరణాలను ఉపయోగించి గుర్తించవచ్చు:

Vtrip = 1.24 x (R1 + R2 / R1)

R2 = R1 (Vtrip / 1.24 - 1)

అది ఎలా పని చేస్తుంది

సెట్ రిఫరెన్స్ పిన్ 1.24V పైన ఉన్నట్లు గుర్తించిన వెంటనే LMV431 యొక్క అవుట్పుట్ తగ్గుతుంది. LMV431 యొక్క కాథోడ్ సుమారు 1.2V యొక్క సంతృప్త స్థాయికి తీసుకురాగలదు.

Q2 ఆఫ్ చేయడానికి పేర్కొన్న స్థాయి సరిపోతుంది. ఎలివేటెడ్ గేట్ థ్రెషోల్డ్ (> 1.3 వి) ను తీసుకువెళ్ళడానికి క్యూ 2 ప్రధానంగా ఎంపిక చేయబడింది. దీన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోకుండా Q2 కోసం ప్రత్యామ్నాయాన్ని ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడలేదు.

D2, Q2 మరియు Q1 కోసం చిప్ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులు టేబుల్ 1 లో సూచించబడ్డాయి, ఇది 19.2V కట్ పాయింట్ యొక్క పరిస్థితికి.

సర్క్యూట్ల ఆపరేటింగ్ కండిషన్ మూర్తి 3 లో వివరించబడింది. స్థాయి కోత సుమారు 2.7V నుండి GOV పరిసరాల్లో ఉంటుందని అంచనా వేయవచ్చు. సుమారు 2.7V క్రింద సర్క్యూట్ ఆఫ్ పరిస్థితికి మారడం చూడవచ్చు.

Q1 మరియు Q2 యొక్క మూల పరిమితులకు గేటును సమం చేయడానికి తగినంత ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ లేకపోవడం దీనికి కారణం.

ఇది ఆఫ్ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, సర్క్యూట్ ఇన్పుట్కు 42 kQ ని అందిస్తుంది (ఆఫ్ స్టేటస్ క్వైసెంట్ లోడ్). Q, మరియు Q2 (20V దాటి వెళ్ళడానికి అనుమతించకపోవచ్చు) ద్వారా వ్యక్తీకరించబడిన ఓవర్ షూటింగ్ గేట్‌ను సోర్స్ వోల్టేజ్‌లకు పరిమితం చేయడానికి జెనర్ డయోడ్‌లు D2 మరియు D3 చాలా ముఖ్యమైనవి.

D3 అదేవిధంగా D యొక్క కాథోడ్‌ను నిరోధిస్తుంది, దాని పేర్కొన్న పరిమితి 35V కంటే ఎక్కువ కాల్చకుండా. Q2 యొక్క రాజీ పక్షపాతాన్ని రెసిస్టర్ Rd హామీ ఇస్తుంది, తద్వారా ఇది Q2 యొక్క కాలువ లీకేజీని ఆఫ్ కండిషన్‌లో నెరవేరుస్తుంది.

Q లో బాడీ డయోడ్‌ను చూడటం చాలా ముఖ్యం, ఇది తప్పుగా కనెక్ట్ చేయబడిన బ్యాటరీ (సరసన ధ్రువణత ఇన్పుట్ వోల్టేజీలు) కోసం లోడ్‌కు ఎటువంటి రక్షణను కలిగి ఉండదని సూచిస్తుంది.

తప్పు బ్యాటరీ ధ్రువణత యొక్క పరిస్థితిని కాపాడటానికి, నిరోధించే డయోడ్ లేదా రీన్ఫోర్స్డ్ ప్రత్యామ్నాయాన్ని (ఒకదాని వెనుక ఒకటి) చేర్చడం మంచిది. PFET కూడా అవసరం కావచ్చు.

పరిస్థితులను మందకొడిగా పున ab స్థాపించినప్పటికీ, తక్షణమే పనిచేయడానికి సర్క్యూట్ కారణమని చూడవచ్చు. కెపాసిటర్ సి, ఓవర్ వోల్టేజ్ యొక్క సమానంలో LMV431 ద్వారా ప్రతికూలంగా త్వరగా విడుదల చేయడాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.

పరిస్థితి సాధారణ స్థితికి వచ్చిన వెంటనే, R3-C1 సమయ ఆలస్యం వేరియబుల్స్ ద్వారా తిరిగి కనెక్షన్ కొద్దిగా ఉంటుంది.

గణనీయమైన సంఖ్యలో లోడ్లు (అది నియంత్రకాలు కావచ్చు) గణనీయమైన ఇన్పుట్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి కట్-ఆఫ్ సర్క్యూట్ కోసం సమయం ఆలస్యం అస్థిర స్లీవ్ రేటును నిరోధించడం ద్వారా పని చేయడానికి అనుమతిస్తాయి.

ప్రామాణిక తాత్కాలిక యొక్క పని విధానం మరియు అందుబాటులో ఉన్న కెపాసిటెన్స్ ఉద్దేశించిన ఆలస్యం ప్రతిస్పందన సమయాన్ని పరిష్కరించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.

ఆటోమోటివ్ లోడ్ డంప్ కోసం ప్రతిపాదిత ఓవర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్ నుండి షట్ ఆఫ్ అమలు సుమారు పన్నెండు సెకన్లలో జరుగుతుంది. (హించిన గరిష్ట అస్థిరమైన పెరుగుదల కాలాలు సి (లోడ్) ద్వారా పేర్కొన్న కాలాలకు సమతుల్య స్థాయిలో పరిమితం చేయబడతాయి.

ఈ సర్క్యూట్ 1 pF యొక్క C (లోడ్) తో ధృవీకరించబడింది. పెద్ద లోడ్ ప్రయత్నించవచ్చు మరియు వేగంగా పెరగడం పరిగణనలోకి తీసుకుంటే సరే, తగ్గిన సోర్స్ ఇంపెడెన్స్ ట్రాన్సియెంట్లు ఉండాలి.