Zasilanie i zabezpieczanie urządzeń do śledzenia pojazdów

Zabezpieczające układy scalone

Aby uzyskać kompletne rozwiązanie, projektanci mogą użyć regulowanych układów scalonych MAX176xx zabezpieczających przed zbyt wysokim napięciem i zbyt wysokim natężeniem wraz z synchronicznymi modułami obniżającymi MAXM156x. Omawiane układy scalone są wyposażone w 12-wtykową obudowę TDFN-EP i są przeznaczone do ochrony układów przed usterkami wynikającymi z ujemnych i dodatnich napięć wejściowych w zakresie od -65 do +60V. Posiadają wewnętrzny tranzystor polowy (FET) o typowej rezystancji w stanie włączenia (RON) wynoszącej zaledwie 260mΩ. Zabezpieczenie nadnapięciowe wejścia można zaprogramować w zakresie od 5,5 do 60V, natomiast zabezpieczenie podnapięciowe wejścia można regulować w zakresie od 4,5 do 59V. Rezystory zewnętrzne służą do ustawiania wartości progowych blokady pracy przy zbyt wysokim napięciu (OVLO) i blokady pracy przy zbyt niskim napięciu (UVLO).

Zabezpieczenie ograniczające prąd jest programowane za pomocą rezystora do natężenia 1A, co pomaga kontrolować prądy rozruchowe podczas ładowania dużych wyjściowych kondensatorów filtrujących. Ograniczanie prądu można zrealizować w trzech trybach: automatyczna ponowna próba, blokada wyłączenia lub tryb ciągły. Napięcie na wtyku SETI jest proporcjonalne do prądu chwilowego i może być odczytane przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC). Omawiane układy scalone mają zakres temperatur roboczych od -40 do +125°C i są wyposażone w wyłączanie termiczne chroniące przed nadmiernymi temperaturami. W zastosowaniach, w których przewiduje się wysoki prąd udarowy na wejściu można wykorzystać opcjonalny ogranicznik przepięć (ilustracja 6). Do tej grupy produktów należą trzy układy scalone:

• Układ MAX17608 chroni przed zbyt wysokim napięciem, zbyt niskim napięciem i napięciem wstecznym.
• Układ MAX17609 chroni przed zbyt wysokim napięciem i zbyt niskim napięciem.
• Układ MAX17610 chroni przed napięciem wstecznym.
• 
  

Ilustracja 6: Typowa integracja zabezpieczających układów scalonych MAX17608 i MAX17609 z opcjonalnym ogranicznikiem przepięć (po lewej) do zastosowań z wysokim prądem udarowym na wejściu. (Źródło ilustracji: Maxim Integrated)

Ilustracja 7: Płytki ewaluacyjne, jak na przykład MAX17608EVKIT# dla układu scalonego MAX17608, są również dostępne dla zabezpieczających układów scalonych MAX17609 i MAX17610. (Źródło ilustracji: Maxim Integrated)

Zestawy ewaluacyjne do zabezpieczających układów scalonych

Płytki ewaluacyjne MAX17608EVKIT, MAX17609EVKIT i MAX17610EVKIT umożliwiają projektantom ewaluację parametrów działania układów scalonych odpowiednio MAX17608, MAX17609 oraz MAX17910 (ilustracja 7). Na przykład urządzenie MAX17608EVKIT jest w pełni zmontowaną i przetestowaną płytką drukowaną do ewaluacji układów MAX17608. Napięcie znamionowe mieści się w zakresie od 4,5 do 60V, a natężenie 1A. Posiada zabezpieczenie przed zbyt niskim napięciem, nadmiernym napięciem, napięciem wstecznym oraz ograniczenie prądu przewodzenia i wstecznego. Płytkę ewaluacyjną MAX17608EVKIT można skonfigurować w taki sposób, aby sprawdzić regulowane zabezpieczenie przed zbyt niskim napięciem i zabezpieczenie nadnapięciowe oraz trzy tryby ograniczania prądu, a także różne wartości progowe ograniczania prądu.

Wskazówki dotyczące układu płytki drukowanej

Podczas planowania rozmieszczenia urządzeń MAX1506x i MAX176xx należy przestrzegać pewnych podstawowych wytycznych gwarantujących udany projekt. Na przykład w przypadku układu scalonego MAX1506x:

• Kondensatory wejściowe powinny znajdować się jak najbliżej wtyków IN i GND.
• Kondensator wyjściowy powinien znajdować się jak najbliżej wtyków OUT i GND.
• Dzielniki rezystorowe sprzężenia zwrotnego (FB) powinny znajdować się jak najbliżej wtyku FB.
• Należy stosować krótkie ścieżki zasilania i połączenia obciążenia.

W przypadku układu MAX176xx:

• Wszystkie ścieżki powinny być możliwie jak najkrótsze. Ogranicza to do minimum wszelką indukcyjność pasożytniczą i skraca czas reakcji przełączania na zwarcie na wyjściu.
• Kondensatory wejściowe i wyjściowe powinny znajdować się w odległości nie większej niż 5mm od urządzenia - im bliżej, tym lepiej.
• Wtyki IN i OUT muszą być połączone z magistralą zasilającą krótkimi, szerokimi ścieżkami.
• Zaleca się stosowanie przelotek termicznych od odsłoniętego pola do płaszczyzny uziemienia, aby poprawić parametry termiczne, szczególnie w trybie ciągłego ograniczenia prądu.

Dla celów poglądowych na ilustracji 8 przedstawiono urządzenia MAXM17608 i MAXM15062 oraz ich odpowiednie pozycje w łańcuchu zasilania.

Ilustracja 8: typowy schemat blokowy urządzeń do śledzenia aktywów pokazujący miejsce instalacji synchronicznych przetwornic obniżających i zabezpieczających układów scalonych firmy Maxim Integrated. (Źródło ilustracji: Maxim Integrated)

Podsumowanie

Aby wdrożyć kompletne rozwiązanie do zasilania i ochrony dla urządzeń do śledzenia pojazdów, projektanci mogą sięgnąć po synchroniczne moduły obniżające MAX1506x o wysokiej sprawności oraz zabezpieczające układy scalone MAX176xx. Zgodnie z najważniejszymi dobrymi praktykami podczas implementacji, rozwiązanie takie może być wydajne, kompaktowe i wytrzymałe, a jednocześnie zminimalizować zagrożenia związane z produkcją i problemy ze zgodnością z normami.

Rekomendowane artykuły

1. Użycie układów SiP wykorzystujących technologie GPS i komórkowe do szybkiego wdrażania śledzenia aktywów w rolnictwie oraz inteligentnych miastach
2. Szybkie projektowanie systemów śledzenia lokalizacji przy użyciu modułów globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS)
3. Szybkie wdrażanie pozycjonujących wielokonstelacyjnych modułów globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS)

Autor: Jeff Shepard

Żródło: Zasilanie i zabezpieczanie urządzeń do śledzenia pojazdów w celu zapewnienia niezawodnego działania

Kontakt w Polsce: Arkadiusz Rataj

Sales Manager Central Eastern Europe & Turkey

Digi-Key Electronics Germany

0048 696 307 330

arkadiusz.rataj@digikey.com

poland.support@digikey.pl