Jak zrobić automatyczne odłączenie modułu po podłączeniu ładowarki

Witam. Mam pytanie, bo nic nie znalazłem w sieci. Chodzi mi o takie urządzenie, moduł albo jakiś prosty schemat narysowany odręcznie, żebym mógł go zastosować u siebie w projekcie. Mam moduł, do którego jest podłączony akumulator modelarski 4S. Nie chcę za każdym razem go odłączać do ładowania, więc do płytki, do której jest on podłączony, mam dodatkowe przewody, do których podłączam ładowarkę. Po podłączeniu tej ładowarki chcę, aby moduł się automatycznie wyłączył, żeby ładowarka mogła w 100% ładować akumulator, a nie zasilać układ i ładować akumulator. Po odłączeniu ładowarki moduł by się sam włączył. Na płytce mam zamontowany duży przekaźnik, co włącza całe urządzenie, więc może ten przekaźnik jakoś wyłączać jakimś tranzystorem? Dodatkowo czym by taki przekaźnik 200 A zastąpić, bo zajmuje trochę dużo miejsca, a miejsce mam ograniczone? Da się jakoś kilka małych przekaźników połączyć razem? Albo tranzystory wykorzystać zamiast przekaźnika? Proszę o pomoc i jakiś prosty schemat połączenia tego wszystkiego na pająka.

Można by coś tu pomyśleć i zrobić na arduino tyle że nie wiem od czego zacząć/ Jakiś rysunek koncepcyjny panskiej instalacji by się przydał, nie mogę sobie wyobrazić co z czym ma pan połączone.

Po co Arduino? Myślałem raczej o jakimś przekaźniku, do którego podłączę zasilanie, i wtedy przekaźnik odłączy zasilanie układu. Tylko że musiałbym za tym przekaźnikiem założyć jakieś diody na 10 A, żeby napięcie z akumulatora nie załączało przekaźnika, tylko ładowarka.

Są gniazda DC (najczęściej 5,5/2,1) z wyłącznikiem - jak wkładasz wtyk, to odłącza. Były stosowane do zasilania bateryjnych radioodbiorników (jak podłączało się zasilacz, to gniazdo odłączało baterię), i są używane do odłączenia zasilanego układu od akumulatora, kiedy ten ostatni jest ładowany.

No tak są takie gniazda, nawet jest coś takiego w gnieździe słuchawkowym w sprzęcie audio. Jak się podłączy słuchawki, to dźwięk w głośnikach jest odłączony, ale czy to gniazdo wytrzyma 10 A? Jeszcze takie pytanie: czy zamiast przekaźnika 200 A mogę użyć tranzystora 200 A? Jak taki tranzystor się podłącza?

Dioda w obwodzie ładowania może uniemożliwić poprawny pomiar napięcia przez ładowarkę. Pewniejsze było by mierzenie prądu.

Gniazdo DC 5,5/2,1 jest na prąd 2A, więc 10A nie wytrzyma. A złącza wysokoprądowe są raczej bez wyłączników. U Piekarza mają do 90A.

Tranzystor: do dużych prądów raczej MOSFET - trzeba wybrać pasujący. MOSFET-y mocy (bo to taki musiałby być) mają wbudowaną diodę, więc trzeba by podłączyć tak, żeby ta dioda nie przewodziła (i MOSFET może zakazywać przepływu prądu tylko w jedną stronę). MOSFET z kanałem N może odłączać zasilanie od strony minusa, z kanałem P od strony plusa. Pytanie, po czym układ ma rozpoznawać, że jest ładowanie - może po przepływie prądu? (jakiś kontaktron, albo przełącznik hallotronowy, załączany polem magnetycznym przewodu). I może, żeby mieć mniejszy spadek napięcia (i moc, jaka się będzie wydzielać przy dużym prądzie) połączyć kilka MOSFET-ów równolegle.

A może by się dało wykombinować układ z dwoma MOSFET-ami (a raczej dwoma zestawami), z których jeden odłączałby zasilany układ, drugi gniazdo ładowania? Przy braku ładowania na gnieździe nie byłoby napięcia, a układ miałby zasilanie z akumulatora; po podaniu napięcia na gniazdo ładowania byłoby ono łączone do akumulatora, a zasilany układ byłby odłączany. Ale... jak się odłączy ładowarkę, to układ po napięciu na gnieździe nie pozna, że nie ma ładowania, bo będzie tam napięcie z akumulatora. Chyba, żeby wykrywać mały spadek napięcia wywołany przepływem prądu, albo pole magnetyczne.

No właśnie nie wiem, jakie rozwiązanie byłoby najlepsze. Myślałem, żeby na plus i minus dać po 1 diodzie prostowniczej 10 A i połączyć to z gniazdem od ładowania, a z gniazda ładowania dać przekaźnik, który by odłączał inny przekaźnik i całe zasilanie na module, napięcie z akumulatora nie szłoby na przekaźnik, bo diody by to ograniczały. Może wrzucisz jakiś schemat odręcznie narysowany, jak zastąpić przekaźnik MOSFET-em.

O ile rozumiem, to chcesz uniknąć stosowania przekaźnika, żeby mieć mniejsze wymiary? Ale wtedy nie należy puszczać prądu przez diody, bo im przy 10A będzie potrzebny radiator, który raczej będzie większy od przekaźnika ze stykami na 10A (a swoją drogą, chodzi o prąd 200A, czy 10A?). Potrzebujesz odłączania obu biegunów gniazda ładowania? Z tranzystorami jest taki problem, że odłączają tylko dla jednego kierunku przepływu prądu, i dla ograniczonego napięcia. Odłączenie tranzystorem jednego bieguna spokojnie wystarczy, by po odłączeniu ładowarki zrobienie zwarcia na gnieździe nie rozładowywało akumulatora; ale jeśli podłączysz coś między układ, a styk gniazda, to prąd może popłynąć.

Są w miarę tanie MOSFET-y z kanałem N, które mają opór włączenia około 0,004 Ω (4 mΩ). Przy prądzie 10A daje to moc strat około 0,4W. Z kanałem P jest trudniej, dlatego odłączanie dotyczyłoby tylko minusa akumulatora.

Mam przekaźnik 200 A i jest dość duży, więc chciałem coś mniejszego zrobić. Jak nie MOSFET, to może 4 małe przekaźniki po 25 A każdy zmostkowane, tylko nie wiem za bardzo, jak zrobić, żeby ładowarka akumulatora wystartowała. To musi mieć podane napięcie z akumulatora na styki, bo bez tego nie da się jej włączyć, więc diody odpadają.

Może podaj konkretne informacje - jakie tam są napięcia i prądy, czy gniazdo ma mieć zabezpieczenie przed zwarciem...

Jaki jest maksymalny prąd obciążenia? a jaki ładowania?
Odnośnie MOSFETów, ze względu na mniejsze wypadkowe Rds(on) i niższą cenę opłaca się stosować wiele małych tranzystorów równolegle zamiast jednego dużego.

Gdyby złącze ładowania było więcej niż dwupinowe, łatwo było by zrobić detekcję podłączenia, robiąc zworę, gniazd z wyłacznikem na duże prądy nie widziałem.

Pobór prądu przez moduł to max. 200 A, ale to jest prąd taki sekundowy, a max. prąd ładowania to 1 C akumulatora czyli 10 A. MOSFET-y nie są takie drogie, 1 MOSFET 300 A na Allegro kosztuje 10 zł.

Do połączeń wysokoprądowych stosuje się w modelarstwie złącza XT.
A o przekaźniku na taki prąd zapomnij, do tego celu stosuje się mosfety.

Przekaźnik na 200A samochodowy kosztuje 60zl tylko że jest duży a jeśli chodzi o mosfet to może ktoś wkoncu wrzuci jakiś rysunek jak to podłączyć, z jednej strony aku z drugiej strony wyjście, i jakiś włącznik

Są MOSFET-y na prądy do ponad 300A, np. IRLB3034, ale problemem jest wydzielanie się ciepła przy takim prądzie - trzeba jakoś je odprowadzić.

Żeby coś takiego dobrze zaplanować, trzeba pozbierać informacje, m.in. z not katalogowych, posprawdzać ceny, żeby nie wyszło za drogo, na to ktoś musi poświęcić sporo czasu. A tu nawet nie bardzo wiadomo, co to właściwie ma być...

DamianKobiela napisał:

Przekaźnik na 200A samochodowy kosztuje 60zl

A jesteś pewien, że takie prądy występują w układzie?

To ma być taki układ, który będzie włącznikiem silnika modelarskiego BLDC, modelarski regulator mam na 150 A,silnik na 130A, więc włącznik chciałem mieć z zapasem, czyli 200 A. To jest prąd szczytowy, normalna praca silnika to parę amperów, nie ma włącznika, który by wytrzymał takie prądy, więc musi być to na przekaźniku, który mam teraz podłączony i świetnie daje sobie z tym radę. Ale chciałem zrobić taki sam układ na czymś mniejszym, też z włącznikiem, i do tego odłączanie tego układu, jak podłączę modelarską ładowarkę.

Jeżeli to jest w impulsie to wystarczy Mosfet z bardzo niskim Rdson.

No to ciągłej pracy musi mieć jakieś 130 A, reszta w impulsie.

Podłączenie MOSFETa nie jest trudne, ale nie wiemy jeszcze co będzie nim sterować

Odłączanie minusa jest wygodniejsze bo można użyć tranzystora N-kanałowego które mają lesze Rds(on)

Chciałem zwykły włącznik założyć.

130 A z pakietu 4S to strasznie dużo, prawie 2 kW mocy.
Prąd rozładowania ogniwa to max 15C.

Pakiet mam 4 s 100C

Spojrzałem co maja w sklepie, przykładowo w TME jest AON6560 ma 0,7mR, na czterech takich równolegle powinno dać radę, wydzieli się po 0,7W w każdym tranzystorze przy 130A.

No tam a może w takim razie prąd chwilowy być wyższy niż 130A ? Jaki jest prąd max chwilowy?

To zależy, przez jaki czas. Trzeba zajrzeć do noty katalogowej, może podają i prąd, i czas.

Podają wykres, który nie wygląda zachęcająco - 10 milisekund, to już prawie wieczność...

To ile układ wytrzyma zależy od tego ile ciepła się wydziela i jak ono jest rozpraszane, inaczej mówiąc od temperatury struktur, to ile wytrzyma w piku zależy od pojemności cieplnej. Tradycyjnie przykręcało się tranzystor do radiatora i było to łatwo policzyć. Współczesne konstrukcje opierają się na MOSFETach SMD z których ciepło jest rozpraszane przez PCB, co nie jest już takie łatwe do policzenia, trzeba by to symulować, albo robić testy jak się grzeje. To jak duży może być prąd chwilowy też zależy od czasu jak długo będzie płynął.
Dla kilku tranzystorów THT przykręconych do radiatora o znanej masie i rezystancji termicznej było by to łatwo policzyć, ale w THT trudno dostać tranzystory o bardzo małych Rds(on)

Nota AON6560, Figure 10: widać, że około 10ms trwa nagrzewanie się wnętrza tranzystora przy ustalonej temperaturze obudowy; bez radiatora, gdy obudowa też będzie się nagrzewać, a prąd i moc tracona będą odpowiednio mniejsze, będzie to trwało dużo dłużej (pokazuje to Figure 14), ale dopuszczalny prąd będzie dużo mniejszy - z wykresu wygląda na około 50A, a przez sekundę ze 120A (w temperaturze otoczenia 25°C).

Coś wygląda podejrzanie na stronie 1: dopuszczalny prąd drenu podają po 200A dla dwu różnych temperatur obudowy; ale piszą, że to obudowa ogranicza prąd, co pewnie odznacza tyle, że stały prąd 200A może płynąć do momentu nagrzania się obudowy do 100°C - od masy radiatora (jeśli tranzystor będzie do niego przylutowany, albo w inny sposób będzie miał wystarczająco dobry kontakt cieplny) będzie zależało, jak długo to potrwa.

Jest kwestia, jak taki tranzystor przylutować do radiatora - raczej nie cyną, ma za wysoką temperaturę topnienia, i działanie takiej temperatury nie tylko podczas samego lutowania, ale i po nim, zanim całość ostygnie, groziłoby uszkodzeniem tranzystora.

OK, dzięki za pomoc. Zrobię tak, że użyję raczej przekaźnik niż MOSFET.