Gradnja senzorja - kako pravilno zaščititi 5V napajanje

[marko]

Izdelujem senzor (load cell), ki ima nekaj občutljivih analognih komponent. Ker se bo senzor napajal v avtu, me zanima kako najbolje zaščititi teh 5V, proti preveliki napetosti in pa napačnem priklopu polaritete. Za 12V imam kup rešitev, pri 5V pa mora biti "brez" napadca napetosti, saj je izhod odvisen od te napajalne napetosti.

V mislih sem imel varovalko + TVS na vhodu, potem pa preko idealne diode na mosfet. Vendar ne vem ali je to dovolj in ali mogoče obstaja kakšna bolj elegantna rešitev.

5v_prot.PNG

Komentarji?

[reber]

Kje v avtu pa imaš 5V napajanje? in zakaj bi uporabil to 5V napajanje?

Moj predlog je vsekakor v smeri, da uporabiš 12V napajanje, v samo napravo pa vgradiš stabilen in zanesljiv 5V napajalnik.
Če uporabiš 12V napajanje imaš na voljo ogromno manevrirnega prostora za vse vrste zaščit, tudi padec napetosti na tej strani bo nepomemben.
Dodatno, s tovrstnim pristopom imaš možnost baterijskega napajanja v širokem območju.

[marko]

Vsaka motorna elektronika ima 5V napajanje za senzorje. Uporabil bi to. Načeloma so to zelo čisti 5V, vendar - ker 1000 ljudi = 1000 čudi, se želim zaščititi pred "nič narobe priklopu, pa ne dela" scenarijem. Ker lahko 100x napišem, da mora biti pravilno priklopljen, nimam nobenega dokaza, da je bilo narobe priklopljeno in so samo težave. Dizajn mora biti tak, da preživi in je

[V4elektronika]

Na hitro: če upoštevaš LVD, si na varni strani. Žal ti bo to precaj podražilo izdelek. Če imaš gole žice ali možnost napačnega priklopa ti priporočam, da implementiraš vsaj reverse polarity zaščito in overvolrage, da se ne uniči, če priklopiš na KL30.

Na zs dobiš še par predlogov. Smo razvijali tako 5V senzorje, kot tudi ECU, kamor se priklopijo.

[MadMax]

Če že priklopu napajanja ne moreš zaupat, kaj bodo šele z izhodom počeli...
Sicer pa, če pogledaš praktično najbolj znan avtomobilski senzor, lambda sondo, ki jo uničiš že s starim analognim voltmetrom... Pa se to še vedno dogaja. Tako kot spajkanje žic le-te.

[marko]

Na hitro: če upoštevaš LVD, si na varni strani. Žal ti bo to precaj podražilo izdelek. Če imaš gole žice ali možnost napačnega priklopa ti priporočam, da implementiraš vsaj reverse polarity zaščito in overvolrage, da se ne uniči, če priklopiš na KL30.

Na zs dobiš še par predlogov. Smo razvijali tako 5V senzorje, kot tudi ECU, kamor se priklopijo.

Tisto vezje na vrhu ima avtomobilsko zascito (reverse polarity, load dump, ...). Bi pa z veseljem pogledal (vaso) alternativo.

[Protoncek]

Vsaka motorna elektronika ima 5V napajanje za senzorje.

Hm...
če bi rad izredno stabilnih 5V potem je najbolje peljati višjo napetost do vezja in jo potem na samem vezju zmanjšati na 5V, da je 5V regulator čim bližje porabniku - zaradi padca napetosti na kablih. Sem imel točno take težave, ko sem preko (poceni, tankega) UTP kabla peljal 5V cca. 15 metrov daleč... ko sem 5V regulator prestavil na končno lokacijo je bil pa mir.

[mucek]

Kaksna bo poraba? Ce majhna, bi jaz dal pred TVS se upor ranga nekaj ohmov, vzporedno s TVSkjo pa tudi 5V1 zener diodo (karakteristika kolena je bistveno bolj ostra, TVS je bolj za vecje prenapetosti, zenerca pa za tocno limitiranje. Idealne diode pri 5V sistemu ne rabis tako komplicirane, zadostuje ze PFET (bo Vgs vedno pod 20 V).

Lp, G

[marko]

@mucek - takole?

Capture.PNG

[mucek]

Skoraj!
Upor premakni takoj za varovalko (da se ti na njem kuri energija, ne na 5V1 zenerci) pa in zenerca upor na gate MOSFETa praktično nepotrebna (če bo napetost <20V), škodi pa vseeno ne

[marko]

Vhodnega upora nisem dodal na vezje sploh, saj nočem padca napetosti. Čemu bi služil?

[mucek]

Da se ti na njem kuri odvečna energija, če pride do prenapetosti in začne zenerca prevajati. Ampak glede na to, da imaš 100 mA varovalko, bo v tem primeru odletela tudi ta pred zenerco, tako da ni problema.

[VolkD]

Da se ti na njem kuri odvečna energija, če pride do prenapetosti in začne zenerca prevajati. Ampak glede na to, da imaš 100 mA varovalko, bo v tem primeru odletela tudi ta pred zenerco, tako da ni problema.

je problem. Z dioda je hitrejša od kakršnekoli varovalke. Ob malo bolj resni prenapetosti, bo Z dioda odšla v elektronska nebesa in to precej hitreje kot varovalka.

[mucek]

Ja, ampak v posmrtnem zivljenju bo zenerca v kratkem stiku in elektronika bo se vedno scitena, ker bo ven vrgla 100 mA varovalka. Mogoce das celo PTC varovalko, da je self resettable? (potrebno prekalkulirat moc zenerce, ce se izide!)

Lp, G

[VolkD]

Ja, ampak v posmrtnem zivljenju bo zenerca v kratkem stiku ...

Največkrat res, ni pa nujno. Z-diode narejene za majhne zenerjeve tokove ( pod 10mA) gredo na drugi svet praviloma tako, da se kar uparijo in izginejo.

[marko]

Varovalka na vhodu je PTC. Torej upor absolutno da? Vezje računam nekje do 50mA porabe.

[mucek]

Pri 100 mA PTCju in 500 mW zenerci ni potrebno IMHO.

Lp, G