Zabezpieczenie aku żelowego 12V + włącznik

Coś Ci się zepsuło? Nie chce działać jak powinno? Opisz dokładnie swój problem a postaramy się pomóc...
Serkules
Posty: 323
Rejestracja: sobota 19 sty 2008, 21:16
Lokalizacja: Świdnica Śl.

Zabezpieczenie aku żelowego 12V + włącznik

Post autor: Serkules »

Witam!

Od jakiegoś czasu kompletuję części i pomysły do mojej nowej lampki.

Będzie to wieloLED zasilany z aku żelowego 12V 12Ah. Do zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem akumulatora chciałbym użyć układ na jakimś mosfecie. Niedawno na łamach "Elektroniki dla Wszystkich" ukazał się ciekawy i bardzo prosty układ realizujący tę funkcję.

http://www.sklep.avt.com.pl/photo/_pdf/avt772.pdf

Przy okazji można by zrealizować włącznik półprzewodnikowy zamiast zwykłego mechanicznego.
Ciekawa i bardzo prosta konstrukcja opisana jest na CPF: http://candlepowerforums.com/vb/showthread.php?t=196582

Problem w tym, że w kicie AVT użyto tranzystora z kanałem P IRF9540N, natomiast w konstrukcji z CPF z kanałem N IRFB3206PbF. Mam uszkodzoną płytę główną, na której jest kilka tranzystorów mosfet z kanałem N IRL3103S. Do budowy układu chciałbym użyć jeden z tych tranzystorów.

Czy jest możliwa przeróbka układu z kitu AVT na tranzystor z kanałem N?
Czy będzie możliwe dodanie funkcji wyłącznika półprzewodnikowego?

Napięcie odcięcia chciałbym ustalić na 10,5V (w układzie z AVT jest 9,5V). Przewiduję maksymalny pobór prądu w trybie boost na poziomie 10A.

Taka hybryda z pewnością przydałaby się niejednemu forumowiczowi budującemu konstrukcje dużej mocy.

Pozdrawiam
Sebastian
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Re: Zabezpieczenie aku żelowego 12V + włącznik

Post autor: Pyra »

Serkules pisze: Witam!
Czy jest możliwa przeróbka układu z kitu AVT na tranzystor z kanałem N?
Jest możliwa, choć kanał P jest najbardziej odpowiedni do załączania plusa.
Serkules pisze:Czy będzie możliwe dodanie funkcji wyłącznika półprzewodnikowego?
Jak najbardziej.
Serkules pisze:Napięcie odcięcia chciałbym ustalić na 10,5V (w układzie z AVT jest 9,5V). Przewiduję maksymalny pobór prądu w trybie boost na poziomie 10A.
Z tym tez nie będzie problemu.

Jeśli nie spieszy Ci się bardzo, to jak znajdę chwilkę, to narysuję i obliczę Ci taki układ.

Pozdrawiam
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
Awatar użytkownika
jezjacek
Posty: 305
Rejestracja: czwartek 03 wrz 2009, 10:23
Lokalizacja: Białe Błota
Kontakt:

Post autor: jezjacek »

Zrobiłem ten układ. W artykule EdW 5/09 jest opisane jak zmienić napięcie wyłączenia. Zależy ono od prądu rozładowania akumulatora. Dla dużych prądów zgodnie z charakterystyką rozładowania akumulatora żelowego może być 9,5 V, dla mniejszych powinno być właśnie 10,5. Jeśli chcesz pobierać z niego 10A to spadek do 10V nastąpi bardzo szybko. Wtedy lepiej zastosować wyłączanie przy 9,5 V.
Serkules
Posty: 323
Rejestracja: sobota 19 sty 2008, 21:16
Lokalizacja: Świdnica Śl.

Post autor: Serkules »

Pyra pisze:Jest możliwa, choć kanał P jest najbardziej odpowiedni do załączania plusa.
Zgadza się. U mnie obudowa będzie aluminiowa, jednak masa będzie niezależna (nie będzie minusa na obudowie). Więc jest mi obojętne, czy łączony będzie plus, czy minus. Oczywiście w tym przypadku minus będzie najodpowiedniejszy.
jezjacek pisze:Jeśli chcesz pobierać z niego 10A to spadek do 10V nastąpi bardzo szybko. Wtedy lepiej zastosować wyłączanie przy 9,5 V.
Prąd 10A będzie tylko w trybie boost, włączanym na krótko osobnym włącznikiem monostabilnym, gdyż maksymalny zalecany prąd dla akumulatorów o tej pojemności to 7A, i taki też prąd będzie przy pracy ciągłej przy pełnej mocy. Oczywiście będą też tryby z niższą mocą. 10,5V wzięło się stąd, że gdzieś czytałem, że niewskazane jest rozładowywać aku pod obciążeniem poniżej 10,5V.

Nie mogę teraz znaleźć tabeli z dopuszczalnymi prądami przy konkretnych pojemnościach. Póki co zamieszczam nieco inną.

Baterie Acumax AM - charakterystyki rozładowania stałą mocą
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

No to wydumałem mały schemacik.

Obrazek

Włącznikiem S1 włączasz cały układ, w stanie spoczynku pobiera około 1µA.
Po załączeniu przycisku napięcie zasilania zostaje podane na dzielnik, z którego sygnał odbiera regulowane źródło napięcia referencyjnego TL431, w momencie przekroczenia napięcia 2,495V (około ;) ) układ zaczyna pracę, zwiększając prąd płynący przez R1, ten znowu powoduje przewodzenie tranzystora Q1 co powoduje przepływ prądu przez rezystor R4. Przepływ prądu przez R4 powoduje spadek napięcia na tyle wysoki, że załącza MOSfeta.

Spadające napięcie po osiągnięciu progu 10,5V, powoduje zmniejszenie napięcia na wejściu referencyjnym układu TL431, co powoduje zminimalizowanie prądu przez niego płynącego, a w konsekwencji brak prądu załączającego tranzystor Q1 i następnie brak spadku napięcia na R4, który tym razem rozładowuje bramkę MOSfeta przyspieszając jego wyłączenie, odcinając zasilanie.

Niestety układzik, ze względu na brak histerezy ma pewną wadę, otóż w okolicy odcięcia będzie on stabilizował niejako napięcie na akumulatorze zmniejszając prąd płynący do obciążenia, jednak będzie to już wyraźnym sygnałem do wyłączenia układu, gdyby to nie nastąpiło układ po chwili wyłączy się samoczynnie.

Aby mieć możliwość regulacji napięcia odcięcia w zakresie od około 10,5 do 9,3V; można wykonać poniższą modyfikację układu, dodając potencjometr montażowy.

Obrazek

Pozdrawiam
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
Awatar użytkownika
jezjacek
Posty: 305
Rejestracja: czwartek 03 wrz 2009, 10:23
Lokalizacja: Białe Błota
Kontakt:

Post autor: jezjacek »

wykresy ładowania i rozładowania aku 12V 12Ah
Pyra, w oryginale nie ma tranzystora. Jest mosfet i TL. Tl steruje bezpośrednio mosfetem.
Serkules
Posty: 323
Rejestracja: sobota 19 sty 2008, 21:16
Lokalizacja: Świdnica Śl.

Post autor: Serkules »

Po stokroć dzięki Panowie. Widzę, że poszło ekspresowo.
Pyra pisze:Niestety układzik, ze względu na brak histerezy ma pewną wadę, otóż w okolicy odcięcia będzie on stabilizował niejako napięcie na akumulatorze zmniejszając prąd płynący do obciążenia, jednak będzie to już wyraźnym sygnałem do wyłączenia układu, gdyby to nie nastąpiło układ po chwili wyłączy się samoczynnie.
Martwi mnie tylko ta stabilizacja przed odcięciem, gdyż oznacza to spore straty na tranzystorze i ryzyko przegrzania. Planowałem wykonać to na laminacie, tak jak jest to wykonane na CPF. W tym przypadku będę musiał zamocować do obudowy przez przekładkę izolującą.

Jutro (w zasadzie już dzisiaj ;)) biorę się za wylutowywanie części z płyty głównej i montaż układu.

Jeszcze jedno: czy rezystor R6 jest w tym przypadku konieczny, czy użyty tylko do pomiarów?
Jeden Ohm przy 10A daje spore straty (P=I^2 * R) :shock:
Awatar użytkownika
jezjacek
Posty: 305
Rejestracja: czwartek 03 wrz 2009, 10:23
Lokalizacja: Białe Błota
Kontakt:

Post autor: jezjacek »

Tu są schematy podobnych rozwiązań. Warto je obejrzeć.
Serkules
Posty: 323
Rejestracja: sobota 19 sty 2008, 21:16
Lokalizacja: Świdnica Śl.

Post autor: Serkules »

W tym układzie histereza jest, więc można by wykombinować coś podobnego z tym, że rezystor pewnie trzebaby podłączyć do minusa za tranzystorem.

Znalazłem jeszcze takie coś.
DNF
Posty: 4606
Rejestracja: piątek 23 lis 2007, 19:07
Lokalizacja: Bydgoszcz

Post autor: DNF »

Czekam z nicierpliwoscia, na ukladzik do zabezpieczenia ogniw :)
Sam z checia bym taki wykonal :)
Pozdrawiam
DNF
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

jezjacek pisze: wykresy ładowania i rozładowania aku 12V 12Ah
Pyra, w oryginale nie ma tranzystora. Jest mosfet i TL. Tl steruje bezpośrednio mosfetem.
No tak, tylko, że w oryginale jest MOSfet z kanałem P, a Serkules ma z kanałem N.
Serkules pisze:W tym układzie histereza jest, więc można by wykombinować coś podobnego z tym, że rezystor pewnie trzeba by podłączyć do minusa za tranzystorem.
Zgadza się, ale my mamy element wykonawczy w minusie, a tam sprzężenia zwrotnego się podłączyć nie da, zasadniczo się da ale wtedy zrobiło by się ujemne sprzężenie, czyli wogóle by wyszedł stabilizator, ale mam pewien pomysł :roll: Dajcie mi chwilę

No dobra, tu jest układ wedle życzenia.

Obrazek

MOSfet dowolny z kanałem N, tranzystor dowolny pnp (ja użyłem 2SC733, których mam dużo z demontażu zasilaczy ATX i monitorów)
Przy podanych na schemacie wartościach elementów pasywnych jest tak:

Załączanie zasilania przy napięciu 10,33V (można regulować zmieniając wartość R1)
Wyłączanie przy napięciu 9,67V (histerezę można regulować zmieniając R7 w sposób odwrotnie proporcjonalny)
Histereza wynosi około 0,6V co powinno wystarczyć aby układ nie wpadł w oscylacje, a może jedynie mrugać przy dużym obciążeniu na granicy zadziałania, co daje nam możliwość obniżenia trybu i dalszej pracy.
Załączanie i wyłączanie odbywa się włącznikiem S1

Tak wyglądał układ próbny:
Obrazek

Wszystkie wartości napięć zostały zmierzone właśnie na nim.
Oczywiście dzielnik wejściowy dla układu TL431 można zmodyfikować dodając potencjometr


Pozdrawiam
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
Serkules
Posty: 323
Rejestracja: sobota 19 sty 2008, 21:16
Lokalizacja: Świdnica Śl.

Post autor: Serkules »

:arrow: Pyra

Czy mógłbyś jeszcze raz sprawdzić schemat? Porównując układ elementów na zdjęciu i na schemacie widzę różnice w połączeniach.

Zmontowałem układ według schematu i nie działa.

Przygotowane elementy do montażu:
Obrazek

Zmontowany "pająk":
Obrazek

Po zmontowaniu układ działa tak, jakby włącznik był włączony cały czas, mimo że jak widać na zdjęciu, przewody są rozłączone.
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

Zamieniłeś kolektor z emiterem tranzystora BC556/7/8. Popatrz w datasheet.

Jak tranzystor leży nóżkami do Ciebie i płaskim do góry, to masz od lewej: kolektor, bazę, emiter.

Ja w układzie prototypowym użyłem 2SC733, ma inny układ elektrod, dlatego Ci nie pasowało.

Pozdrawiam
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
Serkules
Posty: 323
Rejestracja: sobota 19 sty 2008, 21:16
Lokalizacja: Świdnica Śl.

Post autor: Serkules »

Wszytko jasne. Szkolny błąd. :oops: <idiota>
Co ciekawe zrobiłem wczoraj płytkę w Eaglu i na niej wszystko jest poprawnie :)
Dorzuciłem do całości jeszcze dwudiodowy wskaźnik napięcia, opisywany już na światełkach.
Dzisiaj postaram się wykonać ostatnie szlify, a na dniach termotransfer i trawienie. Jak wszystko będzie działać, to opublikuję płytkę ze schematem na forum.

Jeszcze raz wielkie dzięki za pomoc.

PZDR
Seba
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

Kto twierdzi, że jest nieomylny, właśnie się myli.
Nie robi błędów tylko ten, co nic nie robi.

:mrgreen:

Życzę udanej eksploatacji

Pozdrawiam
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
ODPOWIEDZ