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PMOS過壓保護電路

2018/11/13
161
閱讀需 10 分鐘
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我最近在翻很早之前的一些交流材料,這份材料應該是 2011 年的時候和周巖探討大巴和卡車的脈沖抑制的時候考慮的。有一個很有趣的事情,就是說,我們是否要考慮 CMU 對應和管理不同電源電壓下對于不同電壓的情況。
 
正文如下:
 
適用于 24V 系統(tǒng),本文旨在給出 24V 系統(tǒng)中 loaddunp 保護電壓小于 46V 的器件的 VBAT 供電方案。
 
 
VB:蓄電池電壓電源
 
V18_PTB5: MCU IO 口,發(fā)出高電平使 VB_PMOS 電壓輸出有效,TTL 電平 VB_PMOS:經(jīng)過 PMOS 保護電壓輸出
 
VB_P_PROT:經(jīng)二極管反向保護的 PMOS 輸出電壓
 
 
電路功能:若控制器中使用 loaddump 保護電壓小于 46V 的器件,可以使用此電路模塊中的方案為這些器件提供過壓保護,特別是在 load dump 情況下。
 
Pspice 仿真分析:模擬的是典型情況下的經(jīng)過 TVS 管抑制后的 Load dump 電壓曲線,可以明顯看出當 VB>36V 時,穩(wěn)壓管開始起作用,迅速關(guān)閉 Q411 和 PMOS 管。只要過壓信號一直存在,PMOS 管就會一直保持關(guān)斷狀態(tài),直至 VB 跌落回 36V 安全電壓以內(nèi)。
 
綠色、紅色曲線分別對應為 VB_P_PROT,VB
 
穩(wěn)壓管取值:Accuracy 為穩(wěn)壓管的精度,VZ 是穩(wěn)壓管在 25℃下的標稱值,SZ 是穩(wěn)壓管的溫度系數(shù),△T 是溫度變化,即 T-25℃, Vz’’(max)是最壞情況下的穩(wěn)壓值。
 
 
若需要 Q410 導通,點 A 電壓需要 650mV,即使忽略 R411 上面的電壓,點 B 的電壓也要至少有 650mV,如果出現(xiàn)最惡劣的工況,D410 的穩(wěn)壓值出現(xiàn) 41.964V 的情況,那么,VB 的電壓至少也得有 42.65V。這時,某些需要保護的器件可能已經(jīng)失效,電路無法達到預期效果。所以建議使用 36V 的穩(wěn)壓管。但是,36V 穩(wěn)壓管在低溫 -40℃時,有可能會提前工作,即 35V 下就會使 Q410 動作。
 
 
PMOS 參數(shù)計算
 

 

 
根據(jù)計算,
 
Rth(j-a)*Pmax=Tj(max)-Ta,
 
Pmax=1.8W
 
ID(max) 2* Rds(on) =Pmax
 
ID(max)=10.95A
 
受 PMOS 保護的 Vbat 電源負載電流不能超過 10.95A
 
ISO7637 實驗驗證
 
i. 試驗條件:Us=30V;Ua=27V;Ri=5.5Ohm;Td=350mS;Pload=10w
 
ii. 試驗結(jié)果:電路功能狀態(tài)正常
 
iii. 試驗電路監(jiān)測點及試驗結(jié)果波形如下圖
 
 
 
小結(jié):我一直想問各家在高壓電池方面為考驗模塊供電方面實際的脈沖調(diào)整,可能也需要根據(jù)動力總成的參數(shù)進行調(diào)整,也會在未來進行考慮

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。