Схема Защиты От Переполюсовки

[botlan]

Hambaker

если начать читать тему с начала, то станет понятно, что проблема не в гнездах абсолютно. сам акб не имеет никаких ключей. возьмем 18650. ее вставить неверно проще простого. а именно ради 18650 вся кухня и затевалась.

в общем решения пока так и не нашел. попробовал рулить пином CE, но если им рулит внешняя схема, то микросхема отключается. если же пытаюсь ею рулить от переполюсованного акб через оптопару, то она не отключается. происходит все то же кз, бп уходит в ограничение по току, микросхема ТР начинает кипеть

Изменено 11 августа, 2016 пользователем botlan

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Alex Ferrum]

А если попробовать такую схему.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Dr. West]

Поставьте под "кроваткой" для батареи микровыключатель, который гарантированно отключит ЗУ от клемм и приведет схему определения полярности в исходное состояние.

Вариант - батарейный отсек закрывается крышкой с выключателем и только после этого начинает работать схема.

Задача: принудить криворукого невнимательного пользователя отключать зарядку при смене батареи.

Изменено 11 августа, 2016 пользователем Dr. West

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[botlan]

Dr. West

спасибо за идею =)

[Alex Ferrum]

А вот и схема в протеус, то что вольтметр показывает 3.95 вольта скорее всего глюк, а вот то что при напряжении 4.2 вольта (затвор-исток) сопротивление канала менее 10 миллиом - ФАКТ!

Даже при 2.5 вольтах сопротивление канала не более 13 миллиом, а это значит что даже при 2.5 вольтах схема обеспечивает защиту от переполюсовки (что справедливо далеко не для всех MOSFETов, у многих пороговое напряжение превышает 2.5 вольта, а тут он не только открыт, но и открыт полностью), при этом при токе в 1 ампер - падение напряжение на транзисторе всего 13 милливольт, а при 10 амперах - всего 0.13 вольт, что в принципе не может обеспечить не один диод.

Защита от переполюсовки 1.rar

[botlan]

Alex Ferrum

спасибо за Ваш вариант

такая схема работает для защиты от переполюсовки источника питания. в данном случае это не работает. микросхема уходит в кз.

я подозреваю, что все это связано с тем, что входное и выходное напряжения не связаны непосредственно. плюс акб берется с TP, минус акб берется с полевика.

[Alex Ferrum]

А если попробовать вот так. По сути в данной схеме реализованы обе защиты (от переполюсовки аккумулятора и от переполюсовки зарядного устройства). Пока аккумулятор и зарядное устройство не будут включены в правильной полярности на соответствующем N-канальном транзисторе (на затворе относительно истока) будет отрицательное напряжение, тем самым он не откроется и не откроет соответствующий P-канальный транзистор - короткого замыкания не получится.

Когда делал модель в протеусе особо не заморачивался с параметрами транзисторов, но как я уже упоминал раньше и приводил пример есть много полевых транзисторов для которых нормированно сопротивление канала при напряжении на затворе 2.5 вольта и оно составляет единицы и десятки миллиом.

Защита от переполюсовки 2.rar

[botlan]

Alex Ferrum

спасибо за Ваше участие. попробую такое решение. не могли бы Вы объяснить, зачем нужны R5 и R6? разве они не встают в параллель к R1 и R4?

[Alex Ferrum]

Да, действительно, R5 и R6 не нужны, просто схему делал второпях, не успел проверить. Соответственно симуляция тоже работает не совсем правильно, теоретически ключи должны полностью открываться (имеется ввиду момент запуска симуляции) только при наличии источников напряжения с обеих сторон, при наличии напряжения только с одной стороны, откроется только одна половина схемы.

Также возможно будет необходимо поставить дополнительные конденсаторы емкостью несколько нанофарад между затворами и истоками транзисторов для исключения возможности открывания от случайных помех, хотя у данных полевых транзисторов емкость затвор-исток как правило имеет высокое значение от нескольких сотен до нескольких тысяч пикофарад и конденсаторы возможно не понадобятся.

Ну и на всякий случай предусмотрите защиту от КЗ когда будете испытывать, а то это на бумаге и в симуляторе схема может работать идеально, реальная же схема может подбросить сюрпризы.

[Alex Ferrum]

BOTLAN

Вы когда соберете устройство, поделитесь пожалуйста результатами экспериментов.

Изменено 14 августа, 2016 пользователем Alex Ferrum

[botlan]

Alex Ferrum

хорошо. у меня нет указанных в модели Вами транзисторнных сборок. поэтому для экспериментов я планирую применить то, что есть. это IRLML5203 в качестве p-канального и IRLML0040 в качестве n-канального. для проверки такие позиции подойдут?

[Alex Ferrum]

Дело конечно ваше, но у тех транзисторов, которые вы планируете использовать сопротивление канала нормировано для напряжения затвор-исток 4.5 вольта, а желательно использовать транзисторы нормированными параметрами для напряжения затвор-исток 2.5 вольта.

[botlan]

Alex Ferrum

не могли бы Вы тогда подсказать, какие транзисторы лучше использовать? в идеале, если научите, как в таких целях использовать параметрический поиск. например

р-канал http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/p-channel-mosfet-transistor-products.page#

н-канал http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/n-channel-mosfet-transistor-products.page#

спасибо

[Alex Ferrum]

Я обычно использую достаточно простой, но долгий (и очень НЕРАЦИОНАЛЬНЫЙ) способ. Захожу на сайт чип и дип (все-таки желательно не только найти подходящий транзистор, но и чтобы его было легко достать), выхожу в группу полевых транзисторов и ищу либо среди серии IRLML, либо среди транзисторов в корпусах SO-8 и PQFN5X6, здесь они попадаются достаточно часто. Открываю даташит и смотрю для какого напряжения затвор-исток указано сопротивление канала.

Если интересует рациональный поиск, проходите по ссылке:

http://www.digikey.com/product-search/en/discrete-semiconductor-products/transistors-fets-mosfets-single/1376381?FV=fff40015%2Cfff8007d&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&stock=0&pbfree=0&rohs=0&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25

в колонке FET FEATURE указываете соответствующее напряжение, нажимаете применить и вам выдает список соответствующих транзисторов.

[botlan]

Alex Ferrum

извиняюсь за тупые вопросы, не поясните, почему смотрим параметры именно для 2.5В? это напряжение акб за вычетом падения на диоде?

[Alex Ferrum]

Смотреть можно на любое напряжение, которое может обеспечить аккумулятор и зарядное устройство. Я рекомендовал вам именно это напряжение, потому-что в чипе и дипе указанным выше способом поиска я находил преимущественно транзисторы с нормировкой параметров для напряжения 2.5 вольта, реже для 2.7 вольт. А так пожалуйста можете взять транзистор для которого есть параметры на 1.8 вольт или на 2 вольта. Если аккумулятор и зарядка смогут выдать 4.5 вольта, то использовать можно предложенные вами ранее транзисторы (IRLML5203 и IRLML0040).

[botlan]

Alex Ferrum

спасибо за пояснение. 5203 и 0040 я хотел использовать не в конечном устройстве, а лишь для проверки идеи с последующим подбором более оптимальных транзисторов, если идея оправдается.

акб в зависимости от степени разряженности может иметь напряжение от 2.9 до 4.2 вольт. 2.9 это уже очень плохой случай, но все же имеет место быть. вопрос мой был связан именно с тем, что 2.5В цифра случайная или специально выбранная. в общем, этот момент понятен.

не утерпел и собрал на том, что было. идея работает, модуль на ТР в кз не уходит. но проверялось все на двух источниках питания, акб в тестах участия не принимал

[Alex Ferrum]

Спасибо что держите в курсе! Когда соберете конечный вариант, напишите пожалуйста как все работает. Эту схему я в живую не проверял, так, на бумаге и в симуляторе, поэтому интересно что получится.

[Alex Ferrum]

Вот окончательный вариант схемы (к тому же в этом варианте схема более читабельна). Транзисторы можете использовать эти (они нормированы для 2.5 вольт или для 2.7 не помню точно) или другие, параметры резисторов и конденсаторов тоже могут сильно отличаться, НО ВСЕ РЕЗИСТОРЫ И КОНДЕНСАТОРЫ, КОТОРЫЕ В СХЕМЕ НЕОБХОДИМО ПОСТАВИТЬ!!! Я думаю их назначение понятно - сопротивление затвор-исток, а также сток-исток (для случая когда полевой транзистор закрыт) очень большое и как следствие без пассивных компонентов схема может работать не стабильно и будет очень чувствительна к помехам и наводкам.

Защита от переполюсовки 4.rar

Изменено 16 августа, 2016 пользователем Alex Ferrum

[botlan]

Alex Ferrum

благодарю Вас за помощь. верно ли я понимаю, что Rdson здесь критично только для р-канальных (ведь ток зарядки потечет через них), а n-канальные только управляют р-канальными и через них значительного тока и не будет?

[Alex Ferrum]

Да, вы правы, сопротивление канала в открытом состоянии для p-канальных транзисторов в данной схеме очень критичный параметр. Но нормировка сопротивления канала для напряжения затвор-исток равного или ниже (здесь я имею ввиду модуль значения напряжения), чем напряжение аккумуляторов и зарядного устройства должно быть для всех четырех транзисторов из этой схемы, иначе n-канальные транзисторы откроются не полностью и не откроют полностью p-канальные транзисторы, другое дело что для p-канальных транзисторов это сопротивление должно составлять единицы, десятки или сотни миллиом, а для n-канальных сопротивление может быть как 1 миллиом, так и 1 килоом и при этом схема будет одинаково хорошо работать в обоих случаях.

[botlan]

Alex Ferrum

спасибо еще раз Вам большое за помощь. собрал на платке, подтверждаю все отлично работает. транзисторы IRLML0040 и IRLML6401.

не могли бы Вы еще помочь с индикацией переполюсовки (воткнул неверно=загорелся диод)?

[Alex Ferrum]

Спасибо что поделились результатами эксперимента. По поводу индикации завтра подумаю (сегодня все-таки пятница-развратница, сегодня буду отдыхать).

[Alex Ferrum]

Здравствуйте BOTLAN, как и обещал высылаю схемы для индикации неправильного подключения аккумулятора. По поводу первой схемы я думаю все понятно, диод BAS40 можно заменить практически на любой другой диод, а можно и не ставить вообще, так как максимальное обратное напряжение на светодиодах как правило равно 5 вольтам, а у вас оно меньше.

А вот по поводу второй схемы пояснения нужны:

1. Данная схема в отличии от первой практически не потребляет тока на индикацию со стороны аккумулятора.

2. Имейте ввиду что данный транзистор (я говорю о транзисторе LND150) не совсем обычен, это полевой транзистор обедненного типа (большинство полевых транзисторов - обогащенного типа), так вот основная особенность этого транзистора - то что несмотря на то что это транзистор с N-каналом пороговое напряжение на затворе относительно истока ОТРИЦАТЕЛЬНО, то есть при напряжении затвор-исток 0 вольт - транзистор уже открыт, а при увеличении положительного напряжения на затворе относительно истока сопротивление канала еще больше уменьшается.

3. Изначально я расчеты делал под BSP149, но поскольку его в протеусе нет, пришлось взять то что есть. Там только 2 транзистора такого типа LND150 и LND250.

4. Принцип работы я думаю понятен - пока на затворе LND150 0 или положительное напряжение - он открыт и шунтирует затвор транзистора управляющего светодиодом - светодиод выключен. Как только случилась переполюсовка - на затворе LND150 отрицательное напряжение (относительно истока), транзистор закрывается, перестает шунтировать транзистор управляющий светодиодом, транзистор управляющий светодиодом открывается - светодиод зажигается, при этом ток на индикацию потребляется со стороны зарядного устройства и светодиод не разряжает аккумулятор еще больше.

5. Ну и такой немаловажный момент как найти эти самые транзисторы обедненного типа? Переходите по знакомой ссылке:

http://www.digikey.com/product-search/en/discrete-semiconductor-products/transistors-fets-mosfets-single/1376381?FV=fff40015%2Cfff8007d&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&stock=0&pbfree=0&rohs=0&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25

в колонке FET FEATURE выбираете DEPLETION MODE (то есть транзисторы обедненного типа), нажимаете применить и выбираете транзистор из списка.

Защита от переполюсовки с индикацией.rar

[botlan]

Alex Ferrum

огромное спасибо за Вашу помощь. буду разбираться и тестировать. LND150 есть. попробую прикрутить. по результатам отпишусь