Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PLC Fatek
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zabezpieczenie układu przed odwróconą polaryzacją baterii

snyper 20 Mar 2014 16:02 6681 25
  • #1 20 Mar 2014 16:02
    snyper
    Poziom 11  

    Witam,

    Posiadam układ z awaryjnym zasilaniem bateryjnym.
    Bateria jest doładowywana podczas normalnej pracy, a w razie zaniku głównego zasilania zasila przetwornice, która z kolei zasila resztę układu.

    Niestety złącze na tą baterie daje możliwość jej odwrotnego wpięcia, co jak można się domyślić kończy się czarnym dymem z układu.

    O ile dzięki temu czarnemu dymowi, użytkownik jest w stanie zrozumieć swój błąd o tyle nie jest już w stanie go naprawić, przez co myślę zrezygnować z tej formy sygnalizacji odwrotnie wpiętej baterii i zastąpić ją świecącą czerwoną diodą.
    Pozostaje tylko kwestia jak zabezpieczyć układ przed odwrotnym wpięciem baterii??
    Dioda odpada z racji tego iż prąd musi mieć możliwość zarówno wypływania z baterii( do zasilania przetwornicy ), jak i wpływania do niej ( podczas ładowania baterii ).

    Możecie mi coś doradzić??

    schemacik:https://obrazki.elektroda.pl/2637709400_1395326740.png

    Dodatkowe informacje:
    Bateria w pełni naładowana 4.2V
    Bateria w pełni rozładowana 2.7V
    W razie zaniku głównego zasilania, BATTERY CHARGER się wyłącza i nie pozwala cofać się prądowi.

    0 25
  • ambtechnic
  • #2 20 Mar 2014 16:31
    0ceanborn
    Warunkowo odblokowany

    Jedna dioda musi być za węzłem gdzie prąd ładowania łączy się z prądem zasilania przetwornicy i mamy zabezpieczony układ.
    Teraz jeszcze kwestia zabezpieczenia układu ładowania przed odwrotną polaryzacją baterii ale do tego dobrze byłoby wiedzieć jak on jest zbudowany. Możliwe że ma on już takie zabezpieczenie.

    snyper napisał:
    W razie zaniku głównego zasilania, BATTERY CHARGER się wyłącza i nie pozwala cofać się prądowi.

    Prąd w tym układzie raczej nie będzie się cofał ponieważ ładowarka to układ który wymusza prąd o określonej wartości w z góry ustalonym kierunku.
    Gdy podłączymy baterię na odwrót możliwe, że układ zamiast ładowania będzie ją rozładowywał.

    0
  • ambtechnic
  • #4 20 Mar 2014 16:43
    0ceanborn
    Warunkowo odblokowany

    Jaki jest prąd ładowania i maksymalny prąd zasilania przetwornicy ?

    0
  • #5 20 Mar 2014 16:49
    113673
    Użytkownik usunął konto  
  • #6 20 Mar 2014 18:40
    snyper
    Poziom 11  

    bezpiecznik odpada - przepalenie bezpiecznika -> konieczność wymiany

    odwrócona polaryzacja baterii spali ładowarkę ( sprawdzone :) )

    ładowarka to moduł MCP73832, maksymalny prąd ładowania 500mA.
    co do prądu zasilania przetwornicy, ciężko mi powiedzieć.
    Przetwornica podnosi napięcie do 5,3V, docelowo ma dać z siebie jakieś 700mA przez jakąś minute od momentu zaniku zasilania głównego. Później ten pobór spada do ok. 200mA.

    Co do diody shottky'ego przed przetwornicą to niezbyt mi się to podoba ze względu na kolejną nie potrzebną stratę mocy. Jest już jedna taka dioda za przetwornicą (przełącza zasilania).

    O mosfetach już czytałem, próbowałem coś wymyślić z jednym mosfetem przed węzłem lub od strony masy, ale jak widać Bozia poskąpiła oleju w głowie...

    W ten sposób wpięty MOSFET: https://obrazki.elektroda.pl/8278119900_1395336976.png
    na pewno odetnie dostęp do baterii przy odwróconej polaryzacji. Na pewno też umożliwi jej ładowanie. Ale czy da radę posłać prąd do przetwornicy?
    I czy znajdę MOSFET'a, który dla prawie rozładowanej baterii (np. 3V) otworzy w pełni kanał??

    Cały czas kombinuje z tymi mosfetami, ale jak na razie nie wymyśliłem nic czego byłbym pewien.

    0
  • #7 20 Mar 2014 18:47
    0ceanborn
    Warunkowo odblokowany

    Miałem ci wcześniej dopisać - bezpiecznik dobrze jakby był, niezależnie od innych zabezpieczeń.

    snyper napisał:
    bezpiecznik odpada - przepalenie bezpiecznika -> konieczność wymiany

    a w przypadku zbyt dużego prądu coś innego do wymiany.
    Pozwolę sobie wrzucić schemat ładowarki :
    Zabezpieczenie układu przed odwróconą polaryzacją baterii
    W tym układzie scalonym nic nie zmienisz. Możesz natomiast dodać układ przekaźnik + dioda który od razu rozłączy albo nie załączy to o co ci chodzi.
    Spadek napięcia na diodzie to za duże straty mocy - pomyśl o przekaźnikach.

    0
  • #8 20 Mar 2014 19:10
    113673
    Użytkownik usunął konto  
  • #9 20 Mar 2014 19:18
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    snyper napisał:
    bezpiecznik odpada - przepalenie bezpiecznika -> konieczność wymiany

    Powinien być.
    A jeśli tak - to może być elementem zabezpieczenia. tak bardzo boli Cię konieczność jego wymiany? - przecież tylko w razie awarii.
    snyper napisał:
    ładowarka to moduł MCP73832, maksymalny prąd ładowania 500mA.
    co do prądu zasilania przetwornicy, ciężko mi powiedzieć.
    Przetwornica podnosi napięcie do 5,3V, docelowo ma dać z siebie jakieś 700mA przez jakąś minute od momentu zaniku zasilania głównego. Później ten pobór spada do ok. 200mA.

    Czyli max. prąd pobierany przez przetwornicę to ok. 1A
    snyper napisał:
    O mosfetach już czytałem, próbowałem coś wymyślić z jednym mosfetem przed węzłem lub od strony masy, ale jak widać Bozia poskąpiła oleju w głowie...
    W ten sposób wpięty MOSFET: https://obrazki.elektroda.pl/8278119900_1395336976.png
    na pewno odetnie dostęp do baterii przy odwróconej polaryzacji. Na pewno też umożliwi jej ładowanie. Ale czy da radę posłać prąd do przetwornicy?

    Do niczego.
    Dla prawidłowo wpiętej baterii MOSFET jest zatkany - kanał N, a bramka ma ujemne napięcie wzgl. źródła, ale przewodzi dioda MOSFET-a. Dioda, której nie chciałeś.
    Dla odwrotnie wpiętej baterii - MOSFET przewodzi.
    snyper napisał:
    I czy znajdę MOSFET'a, który dla prawie rozładowanej baterii (np. 3V) otworzy w pełni kanał??

    Tak, są takie, którym wystarczy nawet <3V.

    0
  • #10 20 Mar 2014 19:47
    mikstu2
    Poziom 27  

    snyper napisał:


    Niestety złącze na tą baterie daje możliwość jej odwrotnego wpięcia, co jak można się domyślić kończy się czarnym dymem z układu

    A może by te złącze wymienić na takie, aby nie było możliwości wpięcia odwrotnego zasilania.

    0
  • #12 21 Mar 2014 12:25
    snyper
    Poziom 11  

    Poczytałem co nieco o bezpiecznikach polimerowych. Faktycznie taki bezpiecznik, wraz z równoległą diodą, byłby dobrym rozwiązaniem. Pozwala popełnić błąd kilka razy.

    W tme znalazłem za 0,3zł coś takiego: http://www.tme.eu/pl/details/sd160-06/bezpieczniki-polimerowe-smd/ece/#

    Tylko że wg wykresu w dokumentacji, przełączenie (przy prądzie 10A) zajmie mu aż 100ms. Czy nie jest to zbyt długi czas?
    Jaką diodę wybrać? Jakiś transil?

    wyglądało by to pewnie jakoś tak:
    Zabezpieczenie układu przed odwróconą polaryzacją baterii
    bezpiecznik w linię od strony ładowarki na prąd 600mA??

    0
  • #13 21 Mar 2014 13:40
    113673
    Użytkownik usunął konto  
  • #14 21 Mar 2014 14:16
    snyper
    Poziom 11  

    Jak dobrze rozumiem, dioda zewrze baterie, czyli sprowadzi jej napięcie do ok. 0.6V.
    Jak duży wtedy popłynie prąd? Pewnie to zależy od rezystancji wew. baterii. Bezpiecznik, który pokazałem wcześniej, zostanie trwale uszkodzony przy 40A, ale chyba aż tyle z baterii nie wycisnę?

    Bateria to ICR18650-28A samsunga.
    Zajrzałem do dokumentacji http://www.batteryonestop.com/baotongusa/products/datasheets/li-ion/Samsung-SDI-ICR18650-26A.pdf
    i trafiłem na pkt.11.3 PTC Specification
    Czyżby bateria miała swój własny bezpiecznik??

    Pozostaje jeszcze kwestia czy zanim bezpiecznik zadziała nie spali się ładowarka ( już jedną mi się udało spalić )?

    0
  • #15 21 Mar 2014 14:55
    113673
    Użytkownik usunął konto  
  • #16 21 Mar 2014 15:01
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Nie chciałeś bezpiecznika, tylko elektroniczny układ.
    Masz taki podany na tacy - jeden zabezpieczający odbiornik (przetwornicę) przed odwróceniem baterii, drugi zabezpieczający ładowarkę przed odwróconą baterią. Tylko połączyć w całość.
    No to teraz chcesz bezpiecznik. Rozwiązanie nieeleganckie, będziesz miał na nim spadek napięcia, bateria będzie cierpieć zwarcia co może być niebezpieczne (czas wcale nie tak krótki, bo rzędu kilku sekund), po zwarciu przez dłuższy czas bezpiecznik nie otwiera się (ma dużą rezystancję)...itp.
    W końcu wiesz co chcesz?

    0
  • #17 21 Mar 2014 16:03
    jas67
    Poziom 22  

    Nie prościej by było narysować sobie w urządzeniu czy na baterii jak ma być połączona? Lub jakoś tak zrobić by nie było możliwości odwrotnego podpięcia. Ja wolał bym takie rozwiązanie. Narażać układ i baterię na nawet krótkotrwałe przeciążenie nie jest chyba dobrze.

    0
  • #18 22 Mar 2014 09:37
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Fascynujące, że na elektrodzie można podać rozwiązanie, gotowy działający schemat i nikt go nawet nie przejrzy, skoro tak, to dyskutujmy o bezpiecznikach.

    Skasowałem po dwóch dniach skoro nie było zainteresowanie, gdyby w tym czasie zajrzał tu jakiś elektronik, zapamiętał by zasadę działania, czy był tu choć jeden?

    0
  • #19 22 Mar 2014 11:24
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Był jeden na pewno. :D
    I jak widzisz wyżej, namawiałem autora tematu do niego. Tyle, że od jakiegoś czasu mamy "wysyp" autorów, którzy sami nie wiedzą czego chcą, a często nawet nie potrafią opisać problemu. Dziwisz się że nie rozumieją odpowiedzi?
    Skoro piszesz o tym - sam wykombinowałem podobny układ - bo sprawa nie dawała mi spokoju - podobny w sensie zasady działania. Podobnej do zasady działania prostownika do akumulatorów z elektroniką, podającego napięcie ładowania dopiero po wykryciu obecności akumulatora.
    Ale na dysku zapisałem Twój.

    0
  • #20 22 Mar 2014 12:03
    markoz7874
    Poziom 31  

    jarek_lnx napisał:
    ..
    Skasowałem po dwóch dniach skoro nie było zainteresowanie, gdyby w tym czasie zajrzał tu jakiś elektronik, zapamiętał by zasadę działania, czy był tu choć jeden?

    Podaj proszę Twoje rozwiązanie.
    Autor tematu nie jest zainteresowany ale są inni odwiedzający, którzy chętnie się czegoś nauczą przy okazji przeglądania innych wątków.

    0
  • #21 22 Mar 2014 12:30
    krzysztof723
    Poziom 29  

    Zabezpieczenie układu przed odwróconą polaryzacją baterii
    Układ kolegi jarek_lnx

    Witam

    do jarek_lnx

    Uważam, ze powinieneś zostawić ten schemat zabezpieczenia przed zmianą biegunowości akumulatora, bo odpowiada on tytułowi tego tematu i jest na właściwym miejscu, a na pewno wielu zainteresowanych skorzysta z Twojego pomysłu.
    Sprawdziłem go w praktyce i jest bardzo dobrym rozwiązaniem takiego zabezpieczenia.
    Działa skuteczniej niz układ z samym tylko Mosfetem - przy nieprawidłowym podłączeniu akumulatora do zasilacza (prostownika) nie obciąża zasilacza ani akumulatora.
    Ja bym wstawił jeszcze jedną diodę w szereg z rezystorem 100k, która zapobiegnie także odwrotnej polaryzacji tranzystora.
    Jeżeli będziesz uważał, że powinienem usunąć załączony schemat to go usunę.

    Pozdrawiam

    0
  • #22 22 Mar 2014 13:52
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Ta dioda jest zbędna, odwrotna polaryzacja bazy tranzystora (przy odwrotnym podłączeniu baterii) niczym nie grozi, złącze B-E pracuje wtedy zaporowo i nawet gdyby napięcia były wysokie niczym to nie grozi (dioda Zenera z opornikiem 100k ograniczającym prąd).
    Natomiast sugeruję zmiany w temacie https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2764137-0.html bo to co tam zamieściłeś nie trzyma się kupy.

    0
  • #23 22 Mar 2014 14:09
    krzysztof723
    Poziom 29  

    Dobrze nie musi być tej diody, ale gdy dioda jest zainstalowana to tranzystor jest "odcięty" i nie jest diodą Zenera, tak trochę bezpieczniej...
    Co nie trzyma się "kupy"? w tym temacie do którego podałeś link.

    0
  • #24 22 Mar 2014 14:25
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    krzysztof723 napisał:
    Dobrze nie musi być tej diody, ale gdy dioda jest zainstalowana to tranzystor jest "odcięty" i nie jest diodą Zenera, tak trochę bezpieczniej...

    To tak jakbyś powiedział:
    "dioda Zenera pracująca z prądem 0,1mA czy 1mA nie jest bezpieczna i dlatego dodam tam opornik"
    Poza tym tu są napięcia niskie, a tranzystor ma napięcie przebicia Vbe ok. 10V.
    krzysztof723 napisał:
    Co nie trzyma się "kupy"? w tym temacie do którego podałeś link.

    Poczytaj tam swoje schematy, zwłaszcza te ostatnie.

    0
  • #25 22 Mar 2014 14:40
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Dobrze wiedzieć że co najmniej trzy osoby czytają, czyli było warto rysować (:

    Nikt nie zauważył jaką wadę ma ten układ? każdy naśladowca powinien mieć jej świadomość, bo to nie wada schematu, ale metody wykrywania podłączenia baterii, jeśli włączymy napięcie zasilania, a później baterię to wszystko zadziała jak powinno, przed podłączeniem baterii brak napięcia na zaciskach, po podłączeniu, jeśli polaryzacja będzie właściwa i napięcie nie będzie zbyt niskie bateria zostanie połączona z układem, ale jeśli odłączymy baterię podczas pracy układ nie wykryje jej braku bo napięcie nie zniknie, jeśli w takiej sytuacji podłączymy ją odwrotnie prąd popłynie, jeśli zasilacz ma ograniczoną wydajność prądową albo spadek napięcia na Rds(on) będzie duży, prąd zostanie przerwany.

    Załóżmy że zasilacz ma bardzo dużą wydajność prądową, wystarczającą do przepolaryzowania baterii, jakie byście dostosowali układ żeby mógł pracować poprawnie w takich warunkach?

    0
  • #26 22 Mar 2014 16:01
    krzysztof723
    Poziom 29  

    trymer01 napisał:
    Poczytaj tam swoje schematy, zwłaszcza te ostatnie.



    Poczytałem moje schematy zwłaszcza te dwa ostatnie dotyczące zabezpieczenia przed zmianą biegunowości akumulatora.
    To zabezpieczenie przed zmianą biegunowości akumulatora (baterii) zabezpiecza zasilacz przed uszkodzeniem - zabezpiecza, gdy zasilacz nie posiada diody na wyjściu, a także zabezpieczenia przeciwzwarciowego.
    Zabezpiecza zasilacze wysokoprądowe i niskoprądowe.
    Przy odwrotnym połączeniu akumulatora następuje obciążenie zasilacza, które to obciążenie nie powoduje jednak uszkodzenia zasilacza.
    Nie jest to doskonały sposób zabezpieczenia (jak w układzie kolegi jarek_lnx) , ale spełnia swoje zadanie.
    Proponuję praktycznie to sprawdzić. może się mylę...

    PS.Już nie ma problemu z diodą

    Do jarek_lnx

    To co piszesz nie uważam za wadę, to jak coś w rodzaju bezpiecznika elektronicznego. Przyznam, że sprawdzałem Twój układ podłączony cały czas pod zasilacz, a teraz nie mogę się odnieść do Twoich pozostałych uwag na temat tego układu, bo ta wiosna za oknem...

    0