Фильтрация помех и пульсаций бортовой сети автомобиля.

[-=Женек=-]

Господа, проектирую девайс, который будет питаться от бортовой сети автомобиля. Девайс серьезный, AVR, ARM, SDRAM. Хочется сделать питание понадежней. 3 вольтовую цепь
Возникший вопрос крутится вокруг входного конденсатора.
В поисках требований к устройствам, работающим от автомобильной 12 вольтовой сети я наткнулся на какой-то последний ГОСТ. По этому ГОСТу оборудование тестируют короткими импульсами амплитудой в 100 вольт. То есть подразумевается, что генератор может давать помехи в 100 вольт, но весьма короткие по длительности. В микросхемах преобразователях есть защита от перенапряжения, а вот конденсатор не защищен.

По идее короткоимпульсные помехи не спалят конденсатор, 100 вольтовый ставить не обязательно. Но вот как найти компромис между емкостью и вольтажом? Особенно, если учесть что места на плате нет.

У меня есть два варианта, которые влазят на плату - 1000 мкф х 35 вольт и 470 мкф х 63 вольт.

Что в автомобильном генераторе опаснее - длительность помех или их амплитуда? Какой конденсатор предпочесть - на большее напряжение или на большую емкость?

Спасибо.

[Serge N]

Гена то ладно, помехи от БСЗ до 400 вольт бывают.
Глянтьте осциллом на 12В при работе двигателя - удивитесь..

[-=Женек=-]

Да я все понимаю, но вопрос то практический - какие конденсаторы ставить, чобы не повздувались?

Может есть схема чего-то, работающего именно от авто и имеющего понижающий преобразователь?

[Serge N]

знаю что умельцы ставили 10 тыщ на 50 в (БСЗ 2108)

[xlr8]

А супрессоры не защитят ваши конденсаторы от воздействя коротких импульсов?

[-=Женек=-]

На elextronix.ru была целая тема про супрессоры - так конкретного совета никто и не дал.
Только ли один супрессор нужен или еще какая обвязка?
Есть готовые решения?

[Serge N]

Хм. вот я вспоминаю, что нормальная магнитола в авто не ловит ничего по питанию (а там тьюнер с хорошим чутьем)
а всего то LC фильтр простенький.

[-=Женек=-]

Есть у меня дросселек на 5А 15 мкГн. Не помешает? Где его ставить до супрессора или после?

[xlr8]

Ду маю, что можно - до. Дросселю так и так ничего не будет, а на суп. нагрузка всеже поменьше.
Вообще ставил в БП супр-р SMCJ33... (би дирекшЫнал помоему), по цепи 27В, проверял его (БП) потом на воздействие импульсов +-250В 100мкс. Никаких сбоев в работе питаемых устройств (DSP и много чего еще) не наблюдалось.

[-=Женек=-]

Наверное поставлю я дроссель и супрессор

О! Вопрос родился - а что все таки происходит в цепи, когда срабатывает супрессор? Он обрубает напряжение до равного порогу срабатывания или вообще провал на линии возникает?

Планирую поставить супрессор где-то на 30-35 вольт - преобразователи себя хорошо чувствуют до 37 вольт, а низковолтный супрессор ставить не хочется, а то будет срабатывать по всяким пустякам...

[xlr8]

Когда превышен порог, он начинает быть сильнопроводящим и тем самым шунтирует импульс, при возврате напряжения вниз (!!! напряжение отпускания ниже чем напр. срабатывания) он взад становится высокоимпедансным. Просада напряжения не наблюдал. Короче суть как у сабилитрона, только побыстрей помоему и помощней. Юзал в безвыходных ситуациях как стабилитрон, разницы не наблел.

[CMP_SYS]

Тема выеденного яйца не стоит! Ты хоть раз встречал автомагнитолу вылетевшую по этому поводу, а я вот нет!

[-=Женек=-]

Сообщение от CMP_SYS

Тема выеденного яйца не стоит!

Ути-пути...

Я делаю вещь на заказ и за приличные деньги. Там дорогостоящих деталей полведра. Кроме того, я не хочу быть потоянной службой техподдержки и гарантийного обслуживания.

Ты хоть раз встречал автомагнитолу вылетевшую по этому поводу, а я вот нет!

А ты встречал глючащие ARM7, SDRAM и контроллер TFT -дисплея? Не вылетевшие, а просто глючащие? Если нога на педальке газа дрогнет... Так вот я тоже не хочу повстречать.

[petrd]

Сообщение от -=Женек=-

Наверное поставлю я дроссель и супрессор

О! Вопрос родился - а что все таки происходит в цепи, когда срабатывает супрессор? Он обрубает напряжение до равного порогу срабатывания или вообще провал на линии возникает?

Планирую поставить супрессор где-то на 30-35 вольт - преобразователи себя хорошо чувствуют до 37 вольт, а низковолтный супрессор ставить не хочется, а то будет срабатывать по всяким пустякам...

Из опыта - своего и чужого.
Супрессор и варистор не любят длительных превышений напряжений (исключительно импульсные), но при выходе из строя (не по своей вине) ведут себя по-разному. Варистор сначала выполняет свою работу сколько может, а продержаться он однозначно должен дольше чем предохранитель на входе. Но если предохранитель почему-либо не сгорит, то беда - может разлететься, как его и не было и тогда все напряжение пойдет на стабилизатор, а там уж как карта ляжет.
А вот если умирает супрессор, то получается железное КЗ, видимо у него внутри при этом происходит какой-то необратимый процесс (на 1,5КЕxxx несколько раз наблюдал - на корпусе трещина, внутри КЗ). И выходит из строя он быстрее предохранителя, т.е. сначала супрессор, потом предохранитель. Работу по защите он выполнит, но лечится только заменой.
У америкосов видел такое (девайс на 12 вольт бортовой сети) - предохранитель - варистор 27 в - низкоомный резистор - супрессор 16 в + электролит - дроссель + электролит- step-down. И все обвешано керамикой как по входу так и выходу.

[-=Женек=-]

А вот если умирает супрессор, то получается железное КЗ,

Ничего страшного, КЗ на автомобильном аккумуляторе испарит почивший супрессор.

Работу по защите он выполнит, но лечится только заменой.

Ну и ради бога, эти броски это импульсные помехи. Учтите, что у меня еще дроссель стоит перед супрессором.

Кстати, а керамика не погорит от этих коротких импульсов?
Ну предположим у меня керамика на 25 вольт, всякие шумы во время работы она скушает, но вот если при включении зажиганич будет кратковременный всплеск на 100 вольт - выживет? Или искать керамику на 100 вольт?
Какая емкость керамики должна быть? "Гирлянда" из 0.01, 0.1 2.2 мкФ подойдет или еще какие номинальчики?

[petrd]

Сообщение от -=Женек=-

Ничего страшного, КЗ на автомобильном аккумуляторе испарит почивший супрессор.

Это понятно, что испарит, главное, чтобы супрессор до смерти успел предохранитель испарить, чтобы остальные полведра живые остались.

Сообщение от -=Женек=-

Ну и ради бога, эти броски это импульсные помехи. Учтите, что у меня еще дроссель стоит перед супрессором.

Кстати, а керамика не погорит от этих коротких импульсов?
Ну предположим у меня керамика на 25 вольт, всякие шумы во время работы она скушает, но вот если при включении зажиганич будет кратковременный всплеск на 100 вольт - выживет? Или искать керамику на 100 вольт?
Какая емкость керамики должна быть? "Гирлянда" из 0.01, 0.1 2.2 мкФ подойдет или еще какие номинальчики?

ХЗ, но 100 в навести на нехилых проводах питания, на которых сидит еще тот насос - АКБ, тоже постараться надо, не-не спорить не буду, так мысли. Через руки прошло пару сотен подобных девайсов, но ни одного из них не видел с чем-то частично выгоревшим по этой причине. А конденсаторы по питанию сплошь 0,1 мкФ (типоразмер 0805 или 1206, напряжение увы, не знаю) .

[вредный микроб]

А по моему CMP_SYS не так уж не прав. Сейчас навалом всякой автомобильной дряни и с процессорами, и с драмом, и с экранами. И в массовом порядке эта хрень не глючит и не вылетает. Иначе фирмы производители этих девайсов давно бы повесились. А от глюков ты всё равно на 100% не застрахован, и не такие вещи глючат, начиная от флешек и роутеров и заканчивая шаттлами и спутниками глонас.
По теме: думаю нормальный LC фильтр + ИМС-стабилизатор напряжения избавят от проблем. Я бы поставил двойную катушку на ферр. кольце + пару катушек с небольшой индуктивностью + что нибудь типа 78хх, ну и керамических и танталовых конденсаторов чуток. Ну и чтоб спалось крепче запузырь туды супрессор. Хотя и половины от этого наверное будет достаточно.

[-=Женек=-]

вредный микроб,

Сейчас навалом всякой автомобильной дряни и с процессорами, и с драмом, и с экранами. И в массовом порядке эта хрень не глючит и не вылетает.

Он неправ в одном - производители массовой дряни с процессорами имеют возможность производить широчайшие испытания.
Вон на форуме electronix тема загнлуась, когда автору сказали - твои методы тесрирования - фигня, такие тестовые импульсы может генерировать только специальный стенд стоимостью 1 кбакс. Кроме того испытание не одного экземпляра а десятков позволяют быть уверенными в том, что данная схема 100% рабочая.
Мне же приходится делать штучный товар и перестраховываться, так как я не знаю, где вылезет.

В твоих словах есть главное - "чтоб спалось крепче" )))

[xlr8]

Вообще-то дроссель на 15

Сообщение от вредный микроб

По теме: думаю нормальный LC фильтр + ИМС-стабилизатор напряжения избавят от проблем. Я бы поставил двойную катушку на ферр. кольце + пару катушек с небольшой индуктивностью + что нибудь типа 78хх, ну и керамических и танталовых конденсаторов чуток. Ну и чтоб спалось крепче запузырь туды супрессор. Хотя и половины от этого наверное будет достаточно.

Еще разрядничек небольшой нужно по замутить, вдруг молнией трахнет!).... Шутка. А вот дроссель я бы лучше побольше зарядил, 15мкГн слабовато, к примеру в сетевых епкосовских EMI фильтрах (по 220 вольтам в БП ставятся) стоят катушачки номиналы которых исчисляются единицами миллиГенри. Кстати в даташитах приведены схемы ентих самых фильтров, так что можно почерпнуть много полезной информации.
Что касаемо варистора, то он гораздо медленнее чем супрессор, но может поглащать гораздо более мощные импульсы (имхо в тачке таких не найти). Однако количество этих самыых отловленных импульсов должной мощности ограничивается десятками штук, апосля чего варистор становится неадекватным. Подтверждения этому не находил, но в книжках пишут шт это так. В бытовухе находил их либо просто разорванными на куски или обугленными.

[CMP_SYS]

По теме: думаю нормальный LC фильтр + ИМС-стабилизатор напряжения избавят от проблем. Я бы поставил двойную катушку на ферр. кольце + пару катушек с небольшой индуктивностью + что нибудь типа 78хх, ну и керамических и танталовых конденсаторов чуток. Ну и чтоб спалось крепче запузырь туды супрессор. Хотя и половины от этого наверное будет достаточно.[/QUOTE]

Я считаю нужно так и поступить! А иначе можно так загнаться с этой фильтрацией. Глючить устройству скорее будет программно, а не по железу.

[xlr8]

Еще не помешает предохранитель на случай, если пробъет супрессор, что бы провода не поплавились.

[Alt]

Сообщение от -=Женек=-

Хочется сделать питание понадежней. 3 вольтовую цепь

step-down
Надежнее с любой материнки сваять синхронный понижающий step-down контроллер, типа RT9214 например. Можно и лобзиком....

[abcdefzx]

Как сложно насоветовали то... Почему то все забыли, что для КОРОТКИХ импульсов (а они действительно короткие), проводка и масса тоже являются не малой индуктивностью, а по входу стабилизатора, по меньшей мере, 10мкФ стоит обязательно. Даже после такой самоорганизующейся LC цепочки короткие 100 вольтовые импульсы, едва ли превысят 1-2В (лень считать в час ночи постоянную времени).

Далее ИМХО. Как я бы делал чтобы

Сообщение от -=Женек=-

"чтоб спалось крепче"

1. Массу на кузов, а не отдельным проводом к аккумулятору.
2. По плюсу от акк вначале предохранитель на 2*I потребляемое устройством максимум.
3. От предохранителя до устройства плюсовой провод намотать на ферритовое кольцо с максимальной проницаемостью из имеющихся, размера так же максимально допустимого. В один слой.
4. На входе электролит ~47-100 мкФ х min 35В, и параллельно ему ОБЯЗАТЕЛЬНО керамику 0,01-0,1 мкФ (т.к. ESR-а электролита может хватить для пропускания импульса короче 100 мкс).
5. Если устройство очень ценное, то параллельно ёмкостям супрессор вольт на 30-50.

ps

Сообщение от -=Женек=-

Есть у меня дросселек на 5А 15 мкГн. Не помешает?

Не помешает, но и не поможет. 15 мкГн для частот более 100 кГц (импульс 10 мкс) да и кусок провода соизмеримую индуктивность имеет.

[ILYA3]

Много лет назад делал БП для питания приёмника (3 В) от бортсети трамвая (24В ДС от двигатель-генератора, помехи те ещё.).
Т.к. ток маленький, сделал RC-фильтр+ КРЕНку. Т.е на входе резистор, потом диод от обратных всплесков, потом уже остальное. Схема оказалась очень живучей.
В данном случае стоит посмотреть как сделано в магнитолах.
Я видел LCкерам+прямой диод+Сэлектрол.

[Kolupashka]

Защита электронных схем в автомобилях

Важнейшими источниками перенапряжений в автомобилях являются устроиства, содержащие индуктивности: генератор переменнго тока, свечи зажигания , стартер, реле и т.п. Самым сильным источником помех является система зажигания, величина перенапряжений откоторой может достигать 300 В. вследствии этого в автомобилях широко применяется защита с помощью диодов TRANSIL. Для автомобильного радио-приемника достаточно включить один диод TRANSIL, в этом случае не надо беспокоится о выходе из строя его электронных компонентов. Подобные затраты всегда оправдываются. Вданном случае справедливо следующее правило: аккумулятор вследствии малого внутреннего сопротивления является наилучшим поглотителем перенапряжений.Поэтому лучше всего электропитание отдельных устройств перенести к месту как можно ближе к его зажимам. Фирма SGS-Thomson производитдлязащиты оборудования автомобилей специальные типы защитных диодов - LD24AS , LD24M. Их отличие от диодов обычногоприменения заключается в мощной металлической конструкции. Диоды имеют полупроводниковый кристалл больших размеров и выдерживают большую температуру. Это, однако, не означает, чтов автомобиле нельзя использовать обычные диоды TRANSIL .
это цитата.