Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki nadzorczeRelpol przekaźniki nadzorcze
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Podłączenie MOSFET do ładowarko-rozładowywarki akumulatorów 12V

18 Sty 2019 18:55 306 2
  • Poziom 10  
    Wymyśliłem sobie, że zrobię ładowarko-rozładowywarekę do akumulatorów sterowaną Arduino-Mega. Mam wątpliwości czy kolejny dodatek, który chce dołożyć zadziała prawidłowo w tym układzie. Oto fragment schemat:

    Podłączenie MOSFET do ładowarko-rozładowywarki akumulatorów 12V

    Wersje MOSFET'ów będą inne, mam przetestowane kilka modeli Logic-Level, które nawet mogę sterować PWM (MOSFET 1..3). Pytanie jest o MOSFET-4, ale najpierw opisy i idea pracy układu:

    PSU - (moduł po prawej u dołu), to zasilacz o dużej wydajności prądowej, którym steruje w sensie, podaje z uC napięcie sterujące 0-5V w wyniku czego on wystawia na swoje wyjście 3-25V (przetestowane że działa). Jest to przerobiony zasilacz ATX. Z lini 12V osiągam 6-25V, a z linii 5V jakieś 3-12V. Nie wiem czy wykorzystam oba wyjścia, może tylko 12V.

    RIN1, RIN2 - sterowanie z uC przekaźnikami, które podają napięcie z PSU (zasilacza) na akumulator poprzez rezystor pomiarowy/bocznik 10mR, aby rejestrować jaki płynie prąd (rejestracje przez uC pobranej energii przez akumulator podczas ładowania).

    INAR1+, -, INAR2+, -... to miejsce na podłączenie modułów INA219 z których odczytuję poprzez uC gdzie jaki płynie prąd.

    Rezystory 1R/300W, to rezystory grzejne przypięte do dużych radiatorów z wentylatorami, do wytracania mocy.

    Rezystory 0.01R 2W SMD, to dodatkowe boczniki, które dolutuję, do boczników, które są polutowanych już modułach INA219 do pomiaru prądu

    R1+, R2+, R3+ to przyłącza, aby podłączyć do rezytorów grzejnych zaenętrzny akumulator/akumulatory, które rozładowywujemy mierząc ich pojemność. R1-, R2-, R3-, to przyłącza dla tych samych akumulatorów - ich biegunów ujemnych.

    MOSFET1..3 - sterowanie z uC załączaniem oporników grzejnych (1R/300W) poprzez boczniki (albo ładowanie, albo rozładowywanie wiadomo).

    MOSFET4 - idea tego tranzystora jest taka, aby podczas ładowania akumulatora można było sygnałem PWM, albo liniowo ograniczyć prąd ładowania. Z grubsza idea jest taka, że reguluję napięciem, ale jeśli by ten zasilacz zawiódł i musiałbym go wymienić na inny, to chce spróbować, czy z pomocą zewnętrznego MOSFETA mogę sprytnie ograniczyć prąd ładowania (ew. także w fazie początkowej, lub w przypadku bardzo małych akumulatorów - w sencie pojemności).

    NIEBIESKA LINIA pomiędzy R1+, R2+, R3+, AKU+, to zewnętrzny mostek blaszką miedzianą, aby wszystkie wyjścia zewrzeć (jeśli chcemy), albo nie zwierać...

    TRYB PRACY - ŁADOWARKA:

    MOSFET 1..3 odłączone, NIEBIESKA-LINIA - zwarta mostkiem.
    - zasilacz podaje napięcie, RIN1, lub RIN2 załączone (w zależności czy aku 6V, czy 12V i jaki zakres napięć potrzebujemy)
    - MOSFET4 w pełni otwarty, albo regulowany PWM.
    - akumulator podłączamy pod AKU+ oraz AKU-

    Wszystko się pięknie ładuje,. Jak skończymy ładowanie, to odłączamy zasilacz przekaźnikiem. Chcemy teraz rozładować Akumulator i zmierzyć jego pojemność:

    TRYB PRACY - ROZ-ŁADOWARKA:
    Zapinamy MOSFET 1, lub także 2, lub także 3 i ew. ograniczamy prąd pobierany z pomocą PWM na jednym, lub kilku MOSFETach. PWM używamy jeśli nawet jeden opornik, stanowiłby zbyt duże obciążenie (popłynałby zbyt duży prąd), lub jeśli chcemy dokładnie określić, jak ma popłynąć prąd.

    WŁAŚCIWE PYTANIE:

    CZY przez MOSFET 4 popłynie prąd od źródła do drenu, jeśli bramkę cały czas będziemy podtrzymywali napięciem umożliwiającym pełne otwarcie? W tym trybie pracy już nie regulujemy PWM, a jedynie zostawiamy MOSFET4 na stałe otwarty. Dobiorę MOSFET jakiś o małej rezystancji w stanie otwartym typu kilku mR, co powinno dać podobnie niewielki spadek napięcia. (który uwzględnię jako poprawkę w programie przy pomiarze napięcia na aku, lub nie jeśli uznam, że jest b. mały).

    Oglądałem układy zabezpieczeń przed odwrotną polaryzacją np. tutaj i tam chyba właśnie tak jest wpięty Mosfet (rys.2 pod tym linkiem).

    NIEBIESKA-LINIA jest zewnętrznym mostkiem, bo zakładam ewentualność, że jeden aku będzie się ładował, a inny (lub 3 inne, niezależnie) będą się rozładowywały. ;-) Oczywiście przepięcie na ładowanie trzeba będzie wówczas zrobić ręcznie. Jeśli program to wytrzyma i nic się nie spali w międzyczasie. ;-)
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Relpol przekaźniki nadzorczeRelpol przekaźniki nadzorcze
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    marcingebus napisał:
    CZY przez MOSFET 4 popłynie prąd od źródła do drenu, jeśli bramkę cały czas będziemy podtrzymywali napięciem umożliwiającym pełne otwarcie? W tym trybie pracy już nie regulujemy PWM, a jedynie zostawiamy MOSFET4 na stałe otwarty. Dobiorę MOSFET jakiś o małej rezystancji w stanie otwartym typu kilku mR, co powinno dać podobnie niewielki spadek napięcia. (który uwzględnię jako poprawkę w programie przy pomiarze napięcia na aku, lub nie jeśli uznam, że jest b. mały).
    MOSFET załączony odpowiednim napięciem Ugs, będzie przewodzić tak samo w obu kierunkach prądu drenu, jeśli Ugs=0V to będzie przewodziła tylko dioda pasożytnicza, w kierunku przeciwnym do normalnej polaryzacji, zazwyczaj spadek napięcia na przewodzącej diodzie jest większy niż na załączonym tranzystorze.
  • Poziom 10  
    A doradźcie jeszcze jaką najprostszą metodą wykryć błędnie podłączone akumulatory. Przypomnę, że w skrajnym przypadku można podłączyć 4 niezależne akumulatory:

    A) pomiędzy Aku+ i Aku- - celem ładowania,
    B) R3+ i R3-: celem rozładowania
    C) R2+ i R2- j.w.
    D) R1+ i R1- j.w.

    O ile chodzi o podpunkt A), to nie zabezpieczymy się MOSFetem, który zapobiegnie przepływowi prądu w odwrotnym kierunku, bo musimy mieć możliwość takiego przepływu. Dla wersji R1..R3 teoretycznie można by na PLUSIe, wg. tej koncepcji
    i być może ją zastosuje, z MOSFETem typu P IRF4905 (po jednym na każdy AKU) IRF4905 lub jakimś podobnym.

    Czy to będzie najlepsze rozwiązanie?

    Ale przydała by się też jakaś sygnalizacja. Wiem jak podłączyć Brzeczyk z Diodą (powiedzmy jeden brzęczyk i 3 pod każdy AKU). Można by też w sumie od tego czwartego , diodę. Ale o tym się nie dowie Arduino. Jak najprościej zasygnalizować do Arduino obecność ujemnego napięcia? Jakiś mały Mosfet-P, który zrobi zwarcie do masy jakiegoś PINU cyfrowego ?

    Dodano po 27 [minuty]:

    Chyba znalazłem jak zrobić pomiar napięcia ujemnego, opisane jest tutaj, jeszcze nie przetrawiłem, jak dokładnie dobrać rezystory, ale chyba zaczynam kumać czaczę:
    https://forbot.pl/forum/topic/11252-pomiar-na...klem-prostownika/?tab=comments#comment-107603

    Dodano po 1 [godziny] 46 [minuty]:

    Poświęciłem 2h, aby rozwiązać to równanie, dla przypadku wymienionego wyżej, więc się podzielę:

    Vadc = R2 * (Vref/R1 + Vin/R3) / (1 + R2/R1 + R2/R3)

    Gdzie:
    Vref - napięcie górne podwójnego dzielnika,
    Vin - napięcie mierzone (dodatnie lub ujemne)
    Vadc - napięcie na wejściu naszego ADC
    Wpisać do XLSa sobie regułkę i zmieniając rezystory dojdziemy, jak zmieniać, aby Vadc było większe od zera i nie przekraczało wartości na której nam zależy.

    Wniosek tutaj ważny taki, że musimy mieć Vref o odpowiedniej wydajności prądowej. Dla mojego przypadku gdy mam zmierzyć wartości zgrubnie, to przyjmę po prostu Vcc

    Jeszcze wyliczyłem, że:
    R3 = R2 * (Vin-Vref) / Vref
    R1 = R2 * (Vin-Vref) / Vin