Proszę o sprawdzenie schematu zabezpieczenia akumulatora 24V

[pszlachcic74]

Bardzo proszę bardziej biegłych o sprawdzenie poniższego schematu zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem akumulatora AGM 24V (a dokładniej dwóch połączonych szeregowo 12V). Schemat oparty jest na projekcie AVT-772. Zmieniłem wartości rezystorów i MOSFET'a. Dodałem też dwie diody zabezpieczające żeby uniknąć przejścia prądu z powrotem na akumulator i odciąć ewentualny wsteczny prąd z obciążenia. Zasada działania taka jak w oryginale. Nie jestem pewien czy dobrze zrozumiałem wszystkie opisy dlatego wolę żeby ktoś to sprawdził zanim zmontuję układ.

 

 

[RFM]

19 minut temu, pszlachcic74 napisał:

Dodałem też dwie diody zabezpieczające

Na których będziesz miał spadek napięcia. Nawet na diodzie Schottky'ego, przy dużym prądzie, może być i 700mV (na krzemowej 1V).

[marek1707]

1. Nie ma oporników 8k a to akurat jest ważny dzielnik, używaj rzeczywistych wartości z szeregu E24 a nie liczb wyssanych z palca.
2. Jaki przyjąłeś próg odcięcia, bo moim zdaniem za wysoki.
3. Opornik R3 ma wymuszać jakiś sensowny prąd źródełka odniesienia. To może być np. 16k, 18k, 20k, 22k itp a w każdym razie nic o wysokiej tolerancji a Ty dałeś tu wartość z drogiego szeregu E96, dlaczego?
4. Pewne układy nie skalują się tak wprost i to jest właśnie ten przypadek. Nie możesz sterować bramki IRF4905 napięciem -22V.

1 godzinę temu, pszlachcic74 napisał:

żeby uniknąć przejścia prądu z powrotem na akumulator i odciąć ewentualny wsteczny prąd z obciążenia

Do tego wystarczy jedna dioda, ta na wyjściu.

[pszlachcic74]

Dzięki za odpowiedzi,

46 minut temu, marek1707 napisał:

Nie ma oporników 8k a to akurat jest ważny dzielnik, używaj rzeczywistych wartości z szeregu E24 a nie liczb wyssanych z palca.

Masz rację, pomyłka, miało być 8k2. To daje próg odcięcia ok. 23V, rzeczywiście za dużo. Dla R1 = 7k5 próg odcięcia wychodzi ok. 21,3V a to dużo lepsza wartość.  Jeszcze lepiej wychodzi dla R1= 8k2 i R2 = 1k1, wtedy próg odcięcia wyjdzie 21,1V, prawie idealnie.

2 godziny temu, marek1707 napisał:

Opornik R3 ma wymuszać jakiś sensowny prąd źródełka odniesienia. To może być np. 16k, 18k, 20k, 22k itp a w każdym razie nic o wysokiej tolerancji a Ty dałeś tu wartość z drogiego szeregu E96, dlaczego?

To właśnie są wyniki mojej niewiedzy. Myślę że wystarczy 13k lub 15k, więcej chyba nie trzeba.

Zastanawiam się też czy nie zwiększyć R4 do 220k (jak rozumiem histereza przy 100k i 24V powinna wyjść ok. 1V, przy większym R4 będzie mniejsza, w tym przypadku ok. 0,5V).

2 godziny temu, marek1707 napisał:

Pewne układy nie skalują się tak wprost i to jest właśnie ten przypadek. Nie możesz sterować bramki IRF4905 napięciem -22V.

Cyba już rozumiem. Z opisu AVT-772 napięcie bramka-źródło powinno być o ok. 2V niższe niż napięcie zasilania, które będzie wynosić dwadzieścia kilka V. Ponieważ w charakterystyce tego tranzystora jest +/- 20V,  zatem do mojego celu się nie nadaje, musiałby być inny MOSFET-P, o większym napięciu bramka-źródło. Jakieś propozycje?

 

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[marek1707]

2 godziny temu, pszlachcic74 napisał:

jak rozumiem histereza ... powinna wyjść ok. 1V

Szerokości histerezy nie dobierasz w takim układzie z sufitu tylko analizujesz współpracę akumulatora z obciążeniem. Chodzi o to, że pobór prądu powoduje przysiadanie napięcia akumulatora takie "natychmiastowe", a nie tylko to wynikające z rozładowania. Natomiast uwolnienie akumulatora od obciążenia powoduje podskok napięcia a przecież nie chcesz, by wtedy Twój układzik znów załączył, wyłączył i trwał w takiej czkawce aż do jeszcze głębszego rozładowania. Musisz oszacować jakość akumulatora (jego rezystancję wewnętrzną) i pobierany prąd. Stosunek tych dwóch wielkości jest kluczowy: im poważniejsze obciążenie i słabszy (mniejszy) akumulator tym napięcie spadnie bardziej i tym szersza musi być histereza by nie załączyć ponownie po podjęciu decyzji o wyłączeniu. Najlepiej gdybyś mając taki akumulator podłączył to co chcesz nim zasilać i poczekał do chwili gdy uznasz, że napięcie jest już nieakceptowalnie małe. Wtedy odłączasz prąd i mierzysz do ilu akumulator podjechał w górę. To napięcie może jeszcze delikatnie rosnąć w ciągu paru minut. Twoja histereza musi być większa niż różnica między końcowym napięciem wyładowania pod obciążeniem a tym do którego podrosło gdy dałeś aku odpocząć.

2 godziny temu, pszlachcic74 napisał:

Jakieś propozycje?

Jeśli między bramkę IRF a katodę TL431 dasz opornik, to zrobisz dzielnik a z punktu widzenia MOSFETa zmniejszysz ujemne napięcie sterujące bramką. Jeśli dasz drugie tyle co R3 to podzielisz przez 2 i nawet dla 24V będzie OK. Oczywiście wtedy suma obu tych oporników musi być równa obecnemu R3 żeby nie zmieniać przewidzianego prądu źródła napięcia odniesienia. Możesz też zamiast R3 dać diodę Zenera (katodą do góry) i oczywiście opornik w dół do katody TL. Wtedy uniezależniasz się od napięcia akumulatora i zawsze masz takie samo sterowanie MOSFETa, np. 8.2V.

[RFM]

7 godzin temu, marek1707 napisał:

Do tego wystarczy jedna dioda, ta na wyjściu.

Lepiej zrobić na na dwóch, tranzystorach MOSFET. Praktycznie zerowy spadek napięcia a na pewno mniejszy niż na diodzie.

[pszlachcic74]

19 godzin temu, marek1707 napisał:

Jeśli między bramkę IRF a katodę TL431 dasz opornik, to zrobisz dzielnik a z punktu widzenia MOSFETa zmniejszysz ujemne napięcie sterujące bramką. Jeśli dasz drugie tyle co R3 to podzielisz przez 2 i nawet dla 24V będzie OK. Oczywiście wtedy suma obu tych oporników musi być równa obecnemu R3 żeby nie zmieniać przewidzianego prądu źródła napięcia odniesienia. Możesz też zamiast R3 dać diodę Zenera (katodą do góry) i oczywiście opornik w dół do katody TL. Wtedy uniezależniasz się od napięcia akumulatora i zawsze masz takie samo sterowanie MOSFETa, np. 8.2V.

Zrobiłem wersję poprawioną. R1 i R2 są teraz odpowiednie, R4 na razie zostaje 100k, po przeliczeniu wszystkich parametrów akumulatorów i obciążenia najwyżej poprawię. Rysunek 1 zawiera układ z dzielnikiem napięcia (R3 i R5), Rysunek 2 z diodą Zenera. Dałem 12V i 1,3W, myślę że takie parametry będą OK. Usunąłem diodę za akumulatorem - rzeczywiście jest niepotrzebna, a tylko daje spadek napięcia. Dioda D1 zostaje, była tylko źle zaznaczona bo SB560 to dioda Shottky, więc spadek napięcia będzie nieduży.

18 godzin temu, RFM napisał:

Lepiej zrobić na na dwóch, tranzystorach MOSFET. Praktycznie zerowy spadek napięcia a na pewno mniejszy niż na diodzie.

Wiem, że są takie układy. Znalazłem gdzieś schematy na 5V i 3,3V, ale jak na razie nie udało mi się znaleźć nic na 24V, a nie mam na tyle wiedzy, żeby samemu tworzyć takie układy.

 

Jeszcze raz wielkie dzięki za fachową, i co ważne, zrozumiałą dla niespecjalisty pomoc.

[pszlachcic74]

Znalazłem jakieś schematy w sieci, dodałem zamiast diody Shottky to co na schemacie poniżej. Rezystor i kondensator mają zapewniać "miękki start", ale w tym układzie mosfet jest tylko jeden...

[marek1707]

No i popełniasz dokładnie ten sam błąd co poprzednio: sterujesz bramkę MOSFETa napięciem -24V 😢

A to jeszcze pytanie kontrolne: co właściwe próbujesz zabezpieczyć diodami i przed czym? Bo jeśli wciąż myślisz o odcinaniu prądu wstecznego (czyli coś od strony wyjścia ładuje akumulator a nie powinno) to zrobienie tego inaczej niż na diodzie wcale nie jest trywialne. Moim zdaniem przy 24V można odżałować te 500-700mV spadku na SB560 niż zaczynać kombinować z detektorami kierunku prądu. A to rozwiązanie z MOSFETem to możesz o kant d.. potłuc. Do takich rzeczy są oczywiście odpowiednie scalaki albo można to robić na piechotę, ale jak sam napisałeś "dla niespecjalisty" polecam zwykłą diodę. Pomyśl o tym, że być może to drugie źródło (które może potencjalnie ładować akumulator) też potrzebuje takiej diody na swoim wyjściu, bo np. sporo układów zasilaczy nie toleruje napięcia stałego na swoim wyjściu gdy same nie są podłączone do sieci.

Na schemacie z diodą Zenera dałeś jej szeregowo 15k a to przy diodzie 12V daje dobrze poniżej 1mA - to trochę maławo dla typowego TL431 a także dla samej diody. Moim zdaniem 3-5mA to dobry prąd w tym obwodzie.

Edytowano Październik 26, 2019 przez marek1707