Zabezpieczenie przed rozładowaniem akumulatora. Własny projekt zasilany li-ion.

Witam

To co od razu rzuca się w oczy - użycie elementów przewlekanych zamiast SMD.
Szkoda, płytka mogła by być mniejsza i dużo prostsza. Jest też sporo wysokich elementów, które też powodują, że całe urządzenie ma spore gabaryty. Jeśli to układ zabezpieczający moim zdaniem powinien być jak najmniejszy.
Jeśli dodajemy elektronikę do akumulatora, to można by się też pokusić o monitorowanie temperatury jakimś termistorem i przy przekroczeniu zadanego progu odcinanie akumulatora od odbiornika energii.

Jakie są koszty budowy układu?
Może jakiś schemat?
Gdzie układ będzie wykorzystywany?

Oczywiście układ mógłby być na elementach SMD, ale na razie jestem na poziomie projektowania na elementach THT.
Termistor można by dodać dokładając do projektu jeszcze jeden układ TL431 z kilkoma rezystorami. Dobrze, że zwróciłeś na to uwagę.

Odpowiadając na pytania:
Płytka była zamawiana na JLCPCB, cena z dostawą za 5 takich płytek to około 30 zł.
Potrzebne elementy myślę, da się kupić za 30 zł.
Schemat widać na filmie, dodatkowo dołączę go tutaj. Urządzenie posiada kilkusekundową zwlokę przed samoistnym wyłączeniem po podłączeniu zasilania.

Układ mam zamiar wykorzystać razem z akumulatorem w lampce LED. Jest do niej ładowarka, którą sam wykonałem.
Powstał o niej osobny odcinek.

Z całym szacunkiem, ale moim zdaniem budowanie takiego układu jest właściwie pozbawione sensu. Są gotowe układy typu "hardware secondary protection", które są maleńkie, dosyć tanie, dołącza się do nich garść niewielkich elementów i otrzymuje się gotowy układ. W porównaniu z układem zrobionym ze specjalistycznych elementów - zaprezentowany układ jest monstrualny.
Gdzieś tam pada informacja o prądzie zasilania około 1 mA - ten prąd jest ogromny, specjalistyczne układy wymagają prądu rzędu kilku µA a w stanie uśpienia na OVD nawet poniżej jednego µA.

RAF96 wrote:

Płytka była zamawiana na JLCPCB, cena z dostawą za 5 takich płytek to około 30 zł

30 zł? Jak sprawdzałem miesiąc temu, to sama dostawa kosztowała około 45 zł - 60 zł.
Jaką opcję przesyłki wybrałeś, że koszty są takie niskie?

Pozdrawiam
A.

Ostatnio ciut zdrożało. Ja za 10 szt. płytek 100x100 pod koniec września zapłaciłem 12,66 $, czyli po dzisiejszym kursie ok 50 PLN. Wysyłka 7,66 $, czyli ok 30 PLN. Na dzień dzisiejszy najtańsza wysyłka, to rzeczywiście 10,50 $.

Inna rzecz, że 5 $ za płytki i (nawet) 7 $ wysyłka (tańszej nie pamiętam), to ciut więcej niż 30 PLN

krzysiek_krm wrote:

Z całym szacunkiem ale moim zdaniem budowanie takiego układu jest właściwie pozbawione sensu. Są gotowe układy typu "hardware secondary protection", które są maleńkie, dosyć tanie, dołącza się do nich garść niewielkich elementów i otrzymuje się gotowy układ.

Z drugiej strony można zbudować układ zabezpieczający z garści niewielkich elementów po prostu (6-7), gdzie największy jest mosfet odcinający zasilanie. Gdzieś po tym forum wala się schemat zabezpieczenia do akumulatora ołowiowego, (w którym wystarczy zmienić diodę Zenera aby dopasować próg zadziałania), i pobiera tylko prąd upływu bramki po zadziałaniu.

krzysiek_krm wrote:

W porównaniu z układem zrobionym ze specjalistycznych elementów - zaprezentowany układ jest monstrualny.

On jest monstrualny nawet w porównaniu z sensowną "samoróbką", ale to jeszcze nie oznacza, że to wada - zależy jak używać. Chociaż co do rozmiaru - najlepiej by było jakby ta płytka była jeszcze trochę większa, tak aby dało się na niej osadzić koszyk na cały pakiet.

krzysiek_krm wrote:

Gdzieś tam pada informacja o prądzie zasilania około 1 mA - ten prąd jest ogromny, specjalistyczne układy wymagają prądu rzędu kilku µA a w stanie uśpienia na OVD nawet poniżej jednego µA.

Zależy jak ten układ jest używany, jeśli po wyłączeniu w ciągu kilku h pakiet trafi d ładowania, to w sumie ok, może być i ten 1 mA, gorzej jak istnieje ryzyko, że po rozładowaniu pakiet poleży tak sobie tydzień.

Bez balansera? Ogniwa w pakiecie szybko się rozjadą.

@RAF96 płytki zostały wykonane bardzo ładnie i jeżeli masz życzenie je robić w technologi THT, to je rób.
Mam nadzieję, że kiedyś zaczniesz wykonywać projekty w technologi SMD.

eurotips wrote:

Bez balancera? ogniwa w pakiecie szybko się rozjadą.

Balancer aktywny będzie dodany, wczoraj przyszedł, nie ma problemu, aby go zastosować.

@krzysiek_krm Jeśli zrezygnujemy z kontrolki, która świeci gdy zabezpieczenie jest podłączone do akumulatora, to ten prąd jeszcze spadnie. Zabezpieczenie będzie używane w latarce LED 25 W i maksymalnie na następny dzień zostanie wyłączona przełącznikiem odcinającym akumulator od reszty układu.

@zgierzman Ja zamawiałem płytkę zwykłą przesyłką, która idzie miesiąc czasu. Zaraz zobaczę aktualne ceny (może się coś zmieniło). Pamiętam że pierwsze zamówienie było za 8 zł (2 dolary z darmową wysyłką), potem jakieś 30 zł, a jak się 2 albo 3 projekty zamawiało w jednej przesyłce, to każdy kolejny był za +4 $ do podstawowej ceny.

Dodano po 30 [minuty]:

zgierzman wrote:

Ostatnio ciut zdrożało. Ja za 10 szt. płytek 100x100 pod koniec września zapłaciłem 12,66 $, czyli po dzisiejszym kursie ok 50 PLN. Wysyłka 7,66 $, czyli ok 30 PLN. Na dzień dzisiejszy najtańsza wysyłka, to rzeczywiście 10,50 $.

Inna rzecz, że 5 $ za płytki i (nawet) 7 $ wysyłka (tańszej nie pamiętam), to ciut więcej niż 30 PLN

Trochę mnie przestraszyłeś, że tak podrożało Ja mam tak jak było i zawsze cenę 2 $ za pierwsze zamówienie w paczce, nie wiem od czego to zależy.

Fajnie że jeszcze ktoś coś robi samodzielnie. Kiedyś sam zawsze lubiłem projektować i robić takie rzeczy.
Teraz w dobie chińskich modułów bms z balancerem 3s za 7 zł na ali a 15 zł w pl to chyba bez sensu.

Akurat tutaj THT bardzo fajnie zaprojektowane. Nie widzę potrzeby wciskania wszędzie SMD. Gdyby autor chciał zrobić na pająka i zalać żywicą to super.

I robić zabezpieczenie większe, niż sam pakiet, bo nie ma potrzeby pchania smd? Kompletnie bezsensowne podejście. Gdyby tam miał być jeszcze bms i ładowarka to może, ale taki gabaryt jest absolutnie bezsensowny i totalnie niepraktyczny.

Dalej rozmawiamy o projektach amatorskich?
Uważam, że nie ma to znaczenia tutaj.

Amatorski oznacza, że ma nie mieć walorów użytkowych i może być nieprzemyślany? Trochę logiki w tym. Amatorsko można zrobić coś naprawdę fajnego, nadającego się do normalnego użytkowania. Trochę zmniejszyć, trochę smd i uda się to upchać w obudowę z aku w sposób sensowny. Duża płytka? To wepchać tam jeszcze bms, żeby mocno zwiększyć walory użytkowe. A teraz? Zrobione, działa, wymiary bezsensowne i praktyczne nie jest. Więc tak, ma to duże znaczenie.

Głównym celem obwodu ochronnego nie jest ochrona akumulatora przed warunkami podnapięciowymi (UV). Ochrona akumulatora litowo-jonowego jest używana głównie do ochrony przed przepięciami (OV) podczas ładowania i przetężeniem (OC) podczas rozładowania (inaczej zwarcia). Te dwa warunki mogą doprowadzić do awarii zagrażającej bezpieczeństwu ludzi, czyli do pożaru.

TI zawiera zabezpieczenie podnapięciowe, ponieważ jest bardzo proste w implementacji, obwód sterujący i FET są potrzebne niezależnie od ochrony OV i OC, więc równie dobrze można również dodać ochronę przed promieniowaniem UV.

W przypadku Twojej aplikacji (jak wspomniałeś) istnieją sposoby, w których nie potrzebujesz dedykowanej ochrony przed promieniowaniem UV. Jednak bez ochrony baterii nie chronisz się przed innymi usterkami. Te nadal wymagają ochrony, więc bardzo polecam użycie dedykowanego układu scalonego ochrony.

Ochronę przed zwarciem, przepływem zbyt dużego prądu stanowi bezpiecznik, który znajduje tuż przy koszyku z ogniwami.