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

Zabezpieczenie baterii LiPo przed rozładowaniem

01 Maj 2019 21:28 504 4
  • Poziom 4  
    Rzecz dotyczy jak w temacie zabezpieczenia baterii przed nadmiernym rozładowaniem w taki sposób aby po osiągnięciu napięcia 7.3V tranzystor MOSFET(P) odciął układ od zasilania. Całość działa bez zarzutu ale bez obciążenia. Komparator TL331 (rail-to-rail) pracuje w zasadzie w stanie 0/1 (jest abo GND albo Vcc). Niestety jak włączę jakieś odbiorniki a wyjście komparatora podam na bramkę MOSFET'a to nie mam już stanu 0/1 tylko cały wachlarz napięć zależnie od zasilania Vcc

    Jak zrobić układ, który niezależnie od obciążenia poda mi na bramkę albo pełne napięcie albo GND

    Zabezpieczenie baterii LiPo przed rozładowaniem
  • Pomocny post
    Poziom 37  
    Rafal73t napisał:
    Niestety jak włączę jakieś odbiorniki a wyjście komparatora podam na bramkę MOSFET'a to nie mam już stanu 0/1 tylko cały wachlarz napięć zależnie od zasilania Vcc



    U Ciebie komparator objęty jest (z niewiadomych powodów) sprzężeniem zwrotnym ujemnym. Dlatego w pewnym zakresie ten układ będzie pracował liniowo dając na bramkę różne napięcia a nie działał dwustanowo jak byś chciał.
    Do działania dwustanowego potrzebne jest wprowadzenie dodatniego sprzężenia zwrotnego czyli po prostu doprowadzenie układu do jednej z postaci przerzutnika Schmitta.

    Drogi są dwie.

    Albo zostawiasz w zasadzie tak jak jest (wywalasz C11 bo niepotrzebny), a jedynie zamieniasz miedzy sobą wejścia "+" i"-" komparatora, i dostajesz klasycznego Schmitta (zdaje się że coś takiego było pierwotną inspiracją Twojego układu).
    Wadą rozwiązania jest to że między komparator a mosfet musisz dać jakąś negację (np. dodatkowy tranzystor itp.) bo mosfet będzie pracował na odwrót tzn. będzie załączony jeśli napięcie na baterii siądzie poniżej progu.

    Albo przerzucasz R20 (sprzężenie dodatnie) na wejście "+".
    Czyli w szczegółach:
    R20 (podłączony drugim końcem do wyjścia jak teraz) ma wtedy iść na wejście "+" (C11 zbędny) a pomiędzy napięcie z TL431 a wejście "+" trzeba dodać opornik. Który to wraz z R20 wyznaczy progi histerezy.
    Tak zgrubnie licząc, szerokość histerezy, czyli odstęp między napięciami wyłączenia i włączenia mosfeta, będzie równa stosunkowi dodatkowego opornika i R20 (1M) razy 7V. Czyli jak dodasz opornik np. 47k to histereza będzie ok. 0,33V.
  • Poziom 4  
    rb401 napisał:


    ...Albo przerzucasz R20 (sprzężenie dodatnie) na wejście "+".
    Czyli w szczegółach:
    R20 (podłączony drugim końcem do wyjścia jak teraz) ma wtedy iść na wejście "+" (C11 zbędny) a pomiędzy napięcie z TL431 a wejście "+" trzeba dodać opornik. Który to wraz z R20 wyznaczy progi histerezy.
    Tak zgrubnie licząc, szerokość histerezy, czyli odstęp między napięciami wyłączenia i włączenia mosfeta, będzie równa stosunkowi dodatkowego opornika i R20 (1M) razy 7V. Czyli jak dodasz opornik np. 47k to histereza będzie ok. 0,33V.


    rb401 - bardzo Ci dziękuję. Pomogło! Na razie sprawdziłem opcję nr 2. Przy obniżaniu napięcia układ zachowuje się 0/1 a na tym zależało mi najbardziej. W drugą stronę już tak nie jest, to znaczy zwiększając napięcie (symuluję ładowanie baterii) układ nie zachowuje się 0/1 tylko ciągnie liniowo napięcie bramki w górę. Będę jeszcze eksperymentował z opcją nr 1.

    Jest też jeszcze jeden efekt uboczny. W stanie wyłączenia (Mosfet ma napięcie na bramce więc nie przewodzi) a układ konsumuje 9mA. Czy to jest efekt pracy TL431 i TL331? Wydaje mi się to całkiem sporo jak na układ ochrony baterii przed nadmiernym rozładowaniem

    Poniżej obraz odcięcia układu od niskiego napięcie (pięknie - tego szukałem :D )
    Zabezpieczenie baterii LiPo przed rozładowaniem

    EDIT: odłączenie TL431 (zasilanie) prąd spada o 5mA, dalsze odłączenie zasilania TL331 powoduje spadek prądu o kolejne 2mA, odłączenie MOSFET'a nic nie zmienia.

    Zabezpieczenie baterii LiPo przed rozładowaniem

    Dodano po 2 [godziny] 9 [minuty]:

    Przywróciłem kondensator C11 z powrotem na miejsce i wszystko działa jak należy. Może dlatego, że moje sztuczne obciążenie to cztery wentylatory które pewnie potrzebują jakiś prąd rozruchowy ...? Nieważne - WSZYTKO DZIAŁA!!!

    rb401 - BARDZO DZIĘKUJĘ !!!
  • Pomocny post
    Poziom 37  
    Rafal73t napisał:
    Przywróciłem kondensator C11 z powrotem na miejsce i wszystko działa jak należy.
    Rafal73t napisał:
    W drugą stronę już tak nie jest, to znaczy zwiększając napięcie (symuluję ładowanie baterii) układ nie zachowuje się 0/1 tylko ciągnie liniowo napięcie bramki w górę.


    To nie wygląda dobrze. Ani to że kondensator polepsza.
    W przerzutniku Schmitta stan liniowej zmiany na wyjściu jest z zasady niemożliwy, bo jest to dla niego obszar niestabilny z którego przerzutnik musi przeskoczyć na któryś ze stabilnych stanów, z pomocą tego dodatniego sprzężenia, które wręcz ten przeskok wymusza.
    Możliwe że u Ciebie może być to kwestia stykówki, długich połączeń i nie za dobrych styków.
    Przy takiej analogówce różne "cuda" faktycznie się zdarzają jak są na stykówce a po przeniesieniu na płytkę jak ręką odjął.
    Jeszcze inna kwestia, że z reguły układy scalone typu operacyjne, komparatory itd. wymagają (na co też kładą nacisk producenci) jak najbliższego kostce kondensatora blokującego zasilanie typowo 100nF. Bez niego mogą się pojawiać np. jakieś oscylacje, które powodują dziwne działanie całości.
    U Ciebie coś tam widzę ale jest zdecydowanie "daleko". Spróbuj dodać taki jak najbliżej TL331.


    Rafal73t napisał:
    odłączenie TL431 (zasilanie) prąd spada o 5mA, dalsze odłączenie zasilania TL331 powoduje spadek prądu o kolejne 2mA, odłączenie MOSFET'a nic nie zmienia.


    Co do prądu pobieranego przez część z TL431 to jest tu pewna bariera. TL431 wymaga do poprawnej pracy by przez niego płynął co najmniej 1mA.
    Ale u Ciebie płynie gdzieś 5mA, tak że spokojnie można coś oszczędzić. Opornik R12 możesz dać np. 1k a i tak zostanie zapas prądu na wymogi TL431.
    Radykalnym wyjściem była by zamiana TL431 na mniej prądożerny (i odpowiednie przeliczenie oporników). Np. TLV431 potrzebuje do działania tylko 0,1mA.

    Idźmy dalej. Dzielnik R15/R16 pobiera Ci 1,5mA. W wersji gdzie R20 do nich nie jest połączony, dzielnik może być z większych wartości oporności (prąd polaryzacji wejścia TL331 jest mały). Byle zachować stopień podziału. Przykładowo zamiast 1k/2,2k może być 10k/22k czy 20k/43k itp. .

    Sam TL331 powinien statycznie według producenta brać do 0,7mA. Tak że nie wiem skąd te 2mA u Ciebie. Tym bardziej może warto spróbować z tym kondensatorem blokującym, bo może to być kwestia jakiś oscylacji.
  • Poziom 4  
    No i znowu złoty strzał :D Amatorsko coś tam klecę ale widzę u siebie spore braki. Wymiana rezystora na zasilaniu TL431 na 1k oraz zmiana dzielnika "-" na 10k+22k spowodował spadek prądu do 2.8mA. Super! Dziękuję!