Защита от разряда аккумулятора

Содержание

Сообщества ›
Электронные Поделки ›
Блог ›
Защита Аккумулятора от глубоко разряда…

Toyota Chaser ГОЛУБОЙ НИЩЕБРОД Mercedes-Benz 190 (W201) Chevrolet Cruze Black Jack Mazda 6 Матовая акула Subaru Impreza WRX STI Субарышня! Nissan Frontier BLACK Monster TURBO Наверх Pushkinmc был 18 часов назад Я езжу на Chevrolet Aveo Sedan EXCEED (до этого — Лада 2107)
Сумы, Украина

Защита Аккумулятора от глубоко разряда…

Схема не моя. Только повторю… Используйте куда надо… Регистраторы, магнитолы и т.д. …

УСТРОЙСТВО для защиты 12v аккумуляторов от глубокого разряда и короткого замыкания с автоматическим отключением его выхода от нагрузки.

ХАРАКТЕРИСТИКИ
Напряжение на аккумуляторе, при котором происходит отключение — 10± 0.5V.(У меня вышло ровно 10,5 В)
Ток, потребляемый устройством от аккумулятора во включенном состоянии, не более — 1мА
Ток, потребляемый устройством от аккумулятора в выключенном состоянии, не более — 10мкА
Максимально допустимый постоянный ток через устройство — 5А.(30 Ватт лампочка 2,45 А — Мосфит без радиатора +50 градусов(комнатная +24))
Максимально допустимый кратковременный (5 сек) ток через устройство — 10А
Время выключения при коротком замыкании на выходе устройства, не более — 100 мкс

ПОРЯДОК РАБОТЫ УСТРОЙСТВА
Подключите устройство между аккумулятором и нагрузкой в следующей последовательности:
— подключите клеммы на проводах, соблюдая полярность (оранж. провод +(красный), к аккумулятору,
— подключите к устройству, соблюдая полярность (плюсовая клемма помечена значком +), клеммы нагрузки.
Для того чтобы на выходе устройства появилось напряжение нужно кратковременно замкнуть минусовой выход на минусовой вход. Если нагрузку кроме аккумулятора питает другой источник, то этого делать не надо.

УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ;
При переходе на питание от аккумулятора, нагрузка разряжает его до напряжения срабатывания устройства защиты (10± 0.5V). При достижении этой величины, устройство отключает аккумулятор от нагрузки, предотвращая дальнейший его разряд. Включение устройства произойдет автоматически при подаче со стороны нагрузки напряжения для заряда аккумулятора.
При коротком замыкании в нагрузке устройство также отключает аккумулятор от нагрузки, Включение его произойдет автоматически, если со стороны нагрузки подать напряжение больше 9,5V. Если такого напряжения нет, то надо кратковременно перемкнуть выходную минусовую клемму устройства и минус аккумулятора. Резисторами R3 и R4 устанавливается порог срабатывания.

Запчасти
1. Монтажная плата(не обязательно, можно навесу)
2. Полевой транзистор любой, подбирайте по А и В. Я взял RFP50N06 N-канал 60В 50А 170 град
3. Резисторы 3 на 10 ком, и 1 на 100 ком
4. Биполярный транзистор КТ361Г
5. Стабилитрон 9.1 В
Доп. Можно клеммы + Микрик для запуска.(Я себе не делал т.к. у меня это будет часть другого устройства)
6. Можно по светодиоду на вход и выход для наглядности(Подбирайте резистор, паяйте в параллельно)

Паяльник+олово+спиртоканифоль+кусачки+проводки+мультиметр+нагрузка и т.д. и т.п

Паял Оловянно-сопельным путём. Травить на плате мне не охота . Лейаута нет.

Нагрузка 30 Ватт, Ток 2,45 А полевик греется на +50 град(комнатная +24). Охлаждение не нужно.

Побывал нагрузку 80 Ватт … ВАХ-ВАХ. Температура за 120 град. Дорожки начали краснеть… Ну сами знаете нужно радиатор, Хорошо пропаянные дорожки.

Всем удачи. Будут вопросы задавайте.

2 года Метки: защита аккумулятора, акб, 12v, 12 в, 12в, 12 v, защит, регистратор, мосфит Нравится 308 Поделиться: Реклама

Метки: защита аккумулятора, акб, 12v, 12 в, 12в, 12 v, защит, регистратор, мосфит

Участвовать в обсуждениях могут только зарегистрированные пользователи. Зарегистрироваться или войти: Почта Шоу «Вечерний Драйв» Автомобильные новости и истории с шуточками Поделитесь с друзьями:

Схема защиты акб от глубокого разряда на микросхеме ne7555

  • Самоделкин
  • 15 марта 2013
  • Самодельные зарядные и АКБ

Создавая самодельные устройства с автономным питанием необходимо позаботиться о защите аккумулятора от глубокого разряда. Достаточно один раз упустить момент и допустить глубокую разрядку акб ниже минимального порога напряжения и ваш аккумулятор выйдет из строя, либо потеряет часть емкости и окажется неспособен работать на номинальных токах нагрузки.

С целью предотвращения случаев снижения напряжения ниже критической отметки в разрыв цепи акб- потребитель устанавливают схемы защиты, которые состоят из нескольких узлов:
компаратора и силового ключа.

Требования к схеме защиты:

  • малый ток утечки (собственное потребление)
  • коммутация токов сравнимых с максимально допустимыми для АКБ

Данная схема защиты от глубокого разряда аккумулятора собиралась для защиты кислотно-гелевого 6 вольтового АКБ емкостью 4 ампер-часа, но она может быть настроена и на работу с 12 вольтовыми акб и выше, вплоть до напряжения питания микросхемы ne7555. Прообразом этой платы, была схема индикатора разряда акб на ne555 найденная в каком-то журнале и немного измененная. Вместо обычного стабилитрона, был введен регулируемый стабилитрон TL431 который позволяет настраивать напряжение отсечки (отключения нагрузки) в совокупности с подстройкой резистивного делителя R6/R7. С 3-ей ножки микросхемы таймера 555 сигнал стал не засвечивать светодиод, а открывать n-p-n транзистор, который в свою очередь открывает силовой ключ N-channel полевой транзистор. Обратите ваше внимание на характеристики данного транзистора, он должен быть рассчитан на работу с предполагаемыми токами нагрузки, и еще немаловажная деталь- это напряжение открытия затвора. Если вы планируете схему для 6 вольтового акб вам необходим полевой транзистор с напряжением открытия 5 вольт n-channel logic level mosfet. Полевые транзисторы «общего силового» назначения с напряжением открытия 10-20 вольт вам не подойдут, так как при напряжении между затвором и истоком транзистора 5 вольт они будут находиться не в режиме насыщения а в линейном режиме, что приведет к сильному тепловыделению и выходу из строя.

Рекомендую ознакомиться с альтернативным вариантом «схема защиты акб от разрядки на базе TL431 и N-channel транзистора » а так же с другими статьями из раздела «Самодельные зарядные устройства и аккумуляторы»

  • Об авторе
  • Новые самоделки автора

Самоделкин

Живу в Мире самоделок, размещаю статьи которые присылают читатели. Иногда пишу на темы: полезные самоделки для дома и самоделки для радиолюбителей.

Новые самоделки автора Самоделкин (Смотреть все)

  • Сделай сам: деревянная ручка для рычага КПП — 6 января 2019
  • Инструментальный ящик своими руками — 2 ноября 2018
  • Ночная подсветка для будильника своими руками — 1 ноября 2018

14718 просмотров
Понравилась статья? Вы можете поблагодарить её автора: оценить статью звёздочками, и поделиться с друзьями в соцсетях! Ответить 3 августа 2013 14:03

пит27/

какой транзистор в схеме vt1? Ответить 17 июля 2014 12:36

admin22/

Любой n-p-n проводимости Ответить 24 июня 2015 20:40

RusLan22/

Есть возможность собрать на продажу? Нужно такое устройство, именно для 6-ти вольтового аккума, а сам не осилю. yarrмаил(тчк)ru Ответить 25 июня 2015 7:29

Администратор Мира Самоделок21/

RusLan распечатайте на принтере схему и возьмите с собой на радиорынок, либо в любую контору по ремонту пк/тв. Вам там с радостью помогут. Обратите внимание, что необходимо использовать именно микросхему ne7555 а не ее аналоги 555 т.к. у них больше потребление и они сами будут «кушать» акб. При приеме работы требуйте показать как схема отключает нагрузку при заданном пороге. Так же надо отметить что такие схемы не терпят длинных и тонких проводов между схемой и акб, так как на них (на средних и максимальных токах нагрузки) образуется просадка напряжения сопоставимая с гистерезисом! Провода как можно большего сечения и минимальной длины! Ответить 25 июня 2015 7:30

Администратор Мира Самоделок21/

Ну или же пробуйте собрать самостоятельно поддержку советами обеспечим! Ответить 24 сентября 2015 11:11

Вечный студент30/

vd2 на 6V? Может у кого-то, есть готовая разводка платы? Ответить 24 сентября 2015 11:12

Вечный студент30/

Очень важная. Много 6-ти вольтовых идут в мусор Ответить 12 января 2016 22:17

Сергей26/

Добрый день! В электронике не силён, но очень нужна схема защиты от глубокого разряда. Требуется защитить от глубокого разряда одновременно 5 штук Li-ion банок с общим рабочим напряжением 18,5. Подскажите, пожалуйста, данную схему возможно применить в моем случае? Если да, то не могли бы подсказать какие элементы нужно поменять в схеме? Заранее, спасибо за ответ! Ответить 12 января 2016 22:22

Администратор Мира Самоделок26/

Сергей здравствуйте. У Вас весьма серьезная задача. Данная схема Вам не подходит. В Вашем случае необходимо контролировать напряжение на каждом элементе, как это реализовано в ноутбучных батареях. А что у Вас за потребитель? Ответить 12 января 2016 22:59

Сергей26/

Большое спасибо за отклик! Эту схему хочу встроить в аккумулятор шуруповерта на 18 В. Старая плата сгорела, починить нереально, поэтому задумал сделать новую. Если сможете подсказать, направить в нужное русло, буду очень признателен. Ответить 3 мая 2016 17:56

Вячеслав19/

Мне интересно, как поведёт данная схема, если будут стоять параллельно два аккумулятора по 190А/ч, а в качестве нагрузки инвертор 3кВт. Можете подробно дать номиналы деталей под такую мощность Ответить 3 мая 2016 21:13

Администратор Мира Самоделок19/

Вячеслав под такую мощность я не возьмусь Вам назвать точные номиналы. Ответить 20 октября 2016 1:12

Zergin2727/

Здравствуйте. Собрал схему на макетной плате на выходе тестер, на входе пробовал 3.3 вольта — молчит; 5 вольт — молчит; 6 вольт подключил АКБ — молчит, больше не давал (нет опыта в отладке схем). Подскажите как решить проблему?

    Ответить 24 октября 2016 15:55

    Администратор Мира Самоделок28/

    Дайте 7-8 Вольт не жадничайте 🙂 скажите какое у Вас напряжение на выходе №3 микросхемы? Номиналы всех элементов как на схеме? Особенно R10 R11.

Ответить 20 октября 2016 1:27

Zergin2727/

Забыл сказать vt1 взял BC548, а vt2 взял IRL3705Z как мне сказали подойдёт, в наших радиотоварах другого logic level mosfet не было или не хотели искать. Ответить 26 октября 2016 21:15

Zergin2728/

Скачал программу симулятор схем, собрал вашу на NE7555 — тоже молчит, собрал по вашей второй схеме (http://samodelka.info/zaryadnie-akb/shema-zashhityi-akb-ot-glubokogo-razryada-na-tl431-n-channel.html) на TL431+N-channel в симуляторе заработала, собрал из элементов нет (mosfet открыт даже при 3.3 Вольта), догадался сам, дело в нагрузке,при R19 100K отключение при 4.8 Вольт заменил R19 130K , а R17 300K (стоит на управлении mosfet-ом) подобрал в симуляторе, и на практике работает как часики ровно при 4.56 Вольта схема отключается. Эта схема нужна для фонаря 6 Вольт на люм. лампах переделанного под светодиодные ленты 12 Вольт. Преобразователь повышающий может держать 12 Вольт даже при 3.2 Вольта на входе, поэтому пока акб не умер понял, что нужна защита. (http://samodelka.info/zaryadnie-akb/shema-zashhityi-akb-ot-glubokogo-razryada-na-tl431-n-channel.html)

    Ответить 26 октября 2016 21:29

    Администратор Мира Самоделок28/

    Дело в том что схема микропотребляющая в чем ее плюс, но и прихотливость по компонентной базе и настройке. Насколько я помню, собственный ток потребления данной схемы был порядка 0,1-0,3 мА. Можно попробовать увеличить собственный ток потребления схемы кратно уменьшив значение резисторов R6, R7 при этом строго соблюдая их «пропорцию», а так же R10, R11 так же сохранив их соотношение.

Ответить 18 апреля 2017 17:30

Александр26/

1)Гистерезис включения-выключения схемой обеспечивается? какими цепями? 2) может лучше было бы R12 исключить из схемы, а R10 верний вывод соединить нетак как есть, а с + питания?

Схемы защиты Li-ion аккумуляторов от переразряда (контроллеры разряда)

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Главная > Схемы и чертежи >

Не секрет, что Li-ion аккумуляторы не любят глубокого разряда. От этого они хиреют и чахнут, а также увеличивают внутреннее сопротивление и теряют емкость. Некоторые экземпляры (те, которые с защитой) могут даже погрузиться в глубокую спячку, откуда их довольно проблематично вытаскивать. Поэтому при использовании литиевых аккумуляторов необходимо как-то ограничить их максимальный разряд.

Для этого применяют специальные схемы, отключающие батарею от нагрузки в нужный момент. Иногда такие схемы называют контроллерами разряда.

Т.к. контроллер разряда не управляет величиной тока разряда, он, строго говоря, никаким контроллером не является. На самом деле это устоявшееся, но некорректное название схем защиты от глубокого разряда.

Вопреки распространенному мнению, встроенные в аккумуляторы схемы защиты (PCB-платы или PCM-модули) не предназначены ни для ограничения тока заряда/разряда, ни для своевременного отключения нагрузки при полном разряде, ни для корректного определения момента окончания заряда.

Во-первых, платы защиты в принципе не способны ограничивать ток заряда или разряда. Этим должно заниматься ЗУ. Максимум, на что они способны — это вырубить аккумулятор при коротком замыкании в нагрузке или при его перегреве.

Во-вторых, большинство модулей защиты отключают li-ion батарею при напряжении 2.5 Вольта или даже меньше. А для подавляющего большинства аккумуляторов — это ооооочень сильный разряд, такого вообще нельзя допускать.

В-третьих, китайцы клепают эти модули миллионами… Вы правда верите, что в них используются качественные прецизионные компоненты? Или что их кто-то там тестирует и настраивает перед установкой в аккумуляторы? Разумеется, это не так. При производстве китайских плат неукоснительно соблюдается лишь один принцип: чем дешевле — тем лучше. Поэтому если защита будет отключать АКБ от зарядного устройства точно при 4.2 ± 0.05 В, то это, скорее, счастливая случайность, чем закономерность.

Хорошо, если вам достался PCB-модуль, который будет срабатывать чуть раньше (например, при 4.1В). Тогда аккумулятор просто не доберет с десяток процентов емкости и все. Гораздо хуже, если аккумулятор будет постоянно перезаряжаться, например, до 4.3В. Тогда и срок службы сокращается и емкость падает и, вообще, может вспухнуть.

Использовать встроенные в литий-ионный аккумуляторы платы защиты в качестве ограничителей разряда НЕЛЬЗЯ! И в качестве ограничителей заряда — тоже. Эти платы предназначены только для аварийного отключения аккумулятора при возникновении нештатных ситуаций.

Поэтому нужны отдельные схемы ограничения заряда и/или защиты от слишком глубокого разряда.

Простые зарядные устройства на дискретных компонентах и специализированных интегральных схемах мы рассматривали в этой статье. А сегодня поговорим о существующих на сегодняшний день решениях, позволяющих оградить литиевый аккумулятор от слишком большого разряда.

Для начала предлагаю простую и надежную схему защиты Li-ion от переразряда, состоящую всего из 6 элементов.

Указанные на схеме номиналы дадут приведут к отключению аккумуляторов от нагрузки при снижении напряжения до ~10 Вольт (я делал защиту для 3х последовательно включенных аккумуляторов 18650, стоящих в моем металлоискателе). Вы можете задать свой собственный порог отключения путем подбора резистора R3.

К слову сказать, напряжение полного разряда Li-ion аккумулятора составляет 3.0 В и никак не меньше.

Полевик (такой как в схеме или ему подобный) можно выколупать из старой материнской платы от компа, обычно их там сразу несколько штук стоит. ТЛ-ку, кстати, тоже можно взять оттуда же.

Конденсатор С1 нужен для первоначального запуска схемы при включении выключателя (он кратковременно подтягивает затвор Т1 к минусу, что открывает транзистор и запитывает делитель напряжения R3,R2). Далее, после заряда С1, нужное для отпирания транзистора напряжение поддерживается микросхемой TL431.

Внимание! Указанный на схеме транзистор IRF4905 отлично будет защищать три последовательно включенных литий-ионных аккумулятора, но совершенно не подойдет для защиты одной банки напряжением 3.7 Вольта. О том, как самому определить подходит полевой транзистор или нет, говорится в конце статьи.

Минус данной схемы: в случае КЗ в нагрузке (или слишком большого потребляемого тока), полевой транзистор закроется далеко не сразу. Время реакции будет зависеть от емкости конденсатора С1. И вполне возможно, что за это время что-нибудь успеет как следует выгореть. Схема, мгновенно реагирующая на коротыш в нагрузке, представлена ниже:

Выключатель SA1 нужен для «перезапуска» схемы после срабатывания защиты. Если конструкция вашего прибора предусматривает извлечение аккумулятора для его зарядки (в отдельном ЗУ), то этот выключатель не нужен.

Сопротивление резистора R1 должно быть таким, чтобы стабилизатор TL431 выходил на рабочий режим при минимальном напряжении аккумулятора — его подбирают таким образом, чтобы ток анод-катод был не меньше 0.4 мА. Это порождает еще один недостаток данной схемы — после срабатывания защиты схема продолжает потреблять энергию от батареи. Ток хоть и небольшой, но его вполне достаточно, чтобы полностью высосать небольшой аккумулятор за какие-то пару-тройку месяцев.

Приведенная ниже схема самодельного контроля разряда литиевых аккумуляторов лишена указанного недостатка. При срабатывании защиты потребляемый устройством ток настолько мал, что мой тестер его даже не обнаруживает.

Ниже представлен более современный вариант ограничителя разряда литиевого аккумулятора с применением стабилизатора TL431. Это, во-первых, позволяет легко и просто выставить нужный порог срабатывания, а во-вторых, схема имеет высокую температурную стабильность и четкость отключения. Хлоп и все!

Достать ТЛ-ку сегодня вообще не проблема, они продаются по 5 копеек за пучок. Резистор R1 устанавливать не нужно (в некоторых случаях он даже вреден). Подстроечник R6, задающий напряжение срабатывания, можно заменить цепочкой из постоянных резисторов, с подобранными сопротивлениями.

Для выхода из режима блокировки, нужно зарядить аккумулятор выше порога срабатывания защиты, после чего нажать кнопку S1 «Сброс».

Неудобство всех вышеприведенных схем заключается в том, что для возобновления работы схем после ухода в защиту, требуется вмешательство оператора (включить-выключить SA1 или нажать кнопочку). Это плата за простоту и низкое потребление энергии в режиме блокировки.

Простейшая схема защиты li-ion от переразряда, лишенная всех недостатков (ну почти всех) показана ниже:

Принцип действия этой схемки очень похож на первые две (в самом начале статьи), но здесь нет микросхемы TL431, а поэтому собственный ток потребления можно уменьшить до очень небольших значений — порядка десяти микроампер. Выключатель или кнопка сброса также не нужны, схема автоматически подключит аккумулятор к нагрузке как только напряжение на нем превысит заданное пороговое значение.

Конденсатор С1 подавляет ложные срабатывание при работе на импульсную нагрузку. Диоды подойдут любые маломощные, именно их характеристики и количество определяют напряжение срабатывания схемы (придется подобрать по месту).

Полевой транзистор можно использовать любой подходящий n-канальный. Главное, чтобы он не напрягаясь выдерживал ток нагрузки и умел открываться при низком напряжении затвор-исток. Например, P60N03LDG, IRLML6401 или аналогичные (см. таблицу).

Вышеприведенная схема всем хороша, но имеется один неприятный момент — плавное закрытие полевого транзистора. Это происходит из-за пологости начального участка вольт-амперной характеристики диодов.

Устранить этот недостаток можно с помощью современной элементной базы, а именно — с помощью микромощных детекторов напряжения (мониторов питания с экстремально низким энергопотреблением). Очередная схема защиты лития от глубокого разряда представлена ниже:

Микросхемы MCP100 выпускается как в DIP-корпусе, так и в планарном исполнении. Для наших нужд подойдет 3-вольтовый вариант — MCP100T-300i/TT. Типовой потребляемый ток в режиме блокировки — 45 мкА. Стоимость в розницу порядка 1$.

Еще лучше вместо MCP100 применить монитор BD4730, т.к. у него выход прямой и, следовательно, нужно будет исключить из схемы транзистор Q1 (выход микросхемы соединить напрямую с затвором Q2 и резистором R2, при этом R2 увеличить до 47 кОм).

В схеме применяется микроомный n-канальный MOSFET IRF7210, без проблем коммутирующий токи в 10-15 А. Полевик полностью открывается уже при напряжении на затворе около 1.5 В. Стоимость транзистора — 50 рублей/штучка.

По-моему, последняя схема наиболее близка к идеалу. Если бы у меня был неограниченный доступ к радиодеталям, я бы выбрал именно ее.

Небольшое отступление

Любую из вышеприведенных схем можно подключить к батарее из нескольких аккумуляторов (после некоторой подстройки, конечно). Однако, если банки будут иметь отличающуюся емкость, то самый слабый из аккумуляторов будет постоянно уходить в глубокий разряд задолго до того, как схема будет срабатывать. Поэтому в таких случаях всегда рекомендуется использовать батареи не только одинаковой емкости, но и желательно из одной партии.

И хотя в моем металлодетекторе такая защита работает без нареканий уже года два, все же гораздо правильнее было бы следить за напряжением на каждом аккумуляторе персонально.

Всегда используйте свой персональный контроллер разряда Li-ion аккумулятора на каждую банку. Тогда любая ваша батарея будет служить долго и счастливо.

О том, как подобрать подходящий полевой транзистор

Во всех вышеприведенных схемах защиты литий-ионных аккумуляторов от глубокого разряда применяются MOSFETы, работающие в ключевом режиме. Такие же транзисторы обычно используются и в схемах защиты от перезаряда, защиты от КЗ и в других случаях, когда требуется управление нагрузкой.

Разумеется, для того, чтобы схема работала как надо, полевой транзистор должен удовлетворять определенным требованиям. Сначала мы определимся с этими требованиями, а затем возьмем парочку транзисторов и по их даташитам (по техническим характеристикам) определим, подходят они нам или нет.

Внимание! Мы не будем рассматривать динамические характеристики полевых транзисторов, такие как скорость переключения, емкость затвора и максимальный импульсный ток стока. Указанные параметры становятся критично важными при работе транзистора на высоких частотах (инверторы, генераторы, шим-модуляторы и т.п.), однако обсуждение этой темы выходит за рамки данной статьи.

Итак, мы должны сразу же определиться со схемой, которую хотим собрать. Отсюда первое требование к полевому транзистору — он должен быть подходящего типа (либо N- либо P-канальный). Это первое.

Предположим, что максимальный ток (ток нагрузки или ток заряда — не важно) не будет превышать 3А. Отсюда вытекает второе требование — полевик должен длительное время выдерживать такой ток.

Третье. Допустим наша схема будет обеспечивать защиту аккумулятора 18650 от глубокого разряда (одной банки). Следовательно мы можем сразу же определиться с рабочими напряжениями: от 3.0 до 4.3 Вольта. Значит, максимальное допустимое напряжение сток-исток Uds должно быть больше, чем 4.3 Вольта.

Однако последнее утверждение верно только в случае использования только одной банки литиевого аккумулятора (или нескольких включенных параллельно). Если же для питания вашей нагрузки будет задействована батарея из нескольких последовательно включенных аккумуляторов, то максимальное напряжение сток-исток транзистора должно превышать суммарное напряжение всей батареи.

Вот рисунок, поясняющий этот момент:

Как видно из схемы, для батареи из 3х последовательно включенных аккумуляторов 18650 в схемах защиты каждой банки необходимо применять полевики с напряжением сток-исток Uds > 12.6В (на практике нужно брать с некоторым запасом, например, в 10%).

В то же время, это означает, что полевой транзистор должен уметь полностью (или хотя бы достаточно сильно) открываться уже при напряжении затвор-исток Ugs менее 3 Вольт. На самом деле, лучше ориентироваться на более низкое напряжение, например, на 2.5 Вольта, чтобы с запасом.

Для грубой (первоначальной) прикидки можно глянуть в даташите на показатель «Напряжение отсечки» (Gate Threshold Voltage) — это напряжение, при котором транзистор находится на пороге открытия. Это напряжение, как правило, измеряется в момент, когда ток стока достигает 250 мкА.

Понятно, что эксплуатировать транзистор в этом режиме нельзя, т.к. его выходное сопротивление еще слишком велико, и он просто сгорит из-за превышения мощности. Поэтому напряжение отсечки транзистора должно быть меньше рабочего напряжения схемы защиты. И чем оно будет меньше, тем лучше.

На практике для защиты одной банки литий-ионного аккумулятора следует подбирать полевой транзистор с напряжением отсечки не более 1.5 — 2 Вольт.

Таким образом, главные требования к полевым транзисторам следующие:

  • тип транзистора (p- или n-channel);
  • максимально допустимый ток стока;
  • максимально допустимое напряжение сток-исток Uds (вспоминаем, как будут включены наши аккумуляторы — последовательно или параллельно);
  • низкое выходное сопротивление при определенном напряжение затвор-исток Ugs (для защиты одной банки Li-ion следует ориентироваться на 2.5 Вольта);
  • максимально допустимая мощность рассеивания.

Теперь давайте на конкретных примерах. Вот, например, в нашем распоряжении имеются транзисторы IRF4905, IRL2505 и IRLMS2002. Взглянем на них поближе.

Пример 1 — IRF4905

Открываем даташит и видим, что это транзистор с каналом p-типа (p-channel). Если нас это устраивает, смотрим дальше.

Максимальный ток стока — 74А. С избытком, конечно, но подходит.

Напряжение сток-исток — 55V. У нас по условию задачи всего одна банка лития, так что напряжение даже больше, чем требуется.

Далее нас интересует вопрос, каким будет сопротивление сток-исток, при открывающем напряжении на затворе 2.5V. Смотрим в даташит и так сходу не видим этой информации. Зато мы видим, что напряжение отсечки Ugs(th) лежит в диапазоне 2…4 Вольта. Нас это категорически не устраивает.

Последнее требование не выполняется, поэтому транзистор забраковываем.

Пример 2 — IRL2505

Вот его даташит. Смотрим и сразу же видим, что это очень мощный N-канальный полевик. Ток стока — 104А, напряжение сток-исток — 55В. Пока все устраивает.

Проверяем напряжение Vgs(th) — максимум 2.0 В. Отлично!

Но давайте посмотрим, каким сопротивлением будет обладать транзистор при напряжении затвор-исток = 2.5 вольта. Смотрим график:

Получается, что при напряжении на затворе 2.5В и токе через транзистор в 3А, на нем будет падать напряжение в 3В. В соответствии с законом Ома, его сопротивление в этот момент будет составлять 3В/3А=1Ом.

Таким образом, при напряжении на банке аккумулятора около 3 Вольт, он просто не сможет отдать в нагрузку 3А, так как для этого общее сопротивление нагрузки вместе с сопротивлением сток-исток транзистора должно составлять 1 Ом. А у нас только один транзистор уже имеет сопротивление 1 Ом.

К тому же при таком внутреннем сопротивлении и заданном токе, на транзисторе будет выделяться мощность (3 А)2 * 3 Ом = 9 Вт. Поэтому потребуется установка радиатора (корпус ТО-220 без радиатора сможет рассеивать где-то 0.5…1 Вт).

Дополнительным тревожным звоночком должен стать тот факт, что минимальное напряжение затвора для которого производитель указал выходное сопротивление транзистора равно 4В.

Это как бы намекает на то, что эксплуатация полевика при напряжении Ugs менее 4В не предусматривалась.

Учитывая все вышесказанное, транзистор забраковываем.

Пример 3 — IRLMS2002

Итак, достаем из коробочки нашего третьего кандидата. И сразу смотрим его ТТХ.

Канал N-типа, допустим с этим все в порядке.

Ток стока максимальный — 6.5 А. Подходит.

Максимально допустимое напряжение сток-исток Vdss = 20V. Отлично.

Напряжение отсечки — макс. 1.2 Вольта. Пока нормально.

Чтобы узнать выходное сопротивление этого транзистора нам даже не придется смотреть графики (как мы это делали в предыдущем случае) — искомое сопротивление сразу приведено в таблице как раз для нашего напряжения на затворе:

45 миллиом! Круто, да? Современные технологии, однако.

Таким образом, при токе через наш полевичек в 3А, на нем будет падать всего 3*0.045=0.135В, а выделяемая на транзисторе мощность составит 405 мВт. Судя по даташиту, максимальная рассеиваемая мощность этого транзистора составляет 2 Вт.

Вывод: транзистор IRLMS2002 подходит нам по всем показателям. А если еще учесть его миниатюрный корпус (~3х3 мм), то ему вообще цены нет.

Аналогичным образом подбираются и любые другие полевики.

Несколько подходящих низковольтных полевых транзисторов, обладающих низким выходным сопротивлением при малом напряжении затвор-исток (около 2.5 Вольт) приведены в таблице:

Название Ток стока Напряжение
сток-исток
Мощность Стоимость*
N-channel
Si2302DS 2.8 А 20 В 1.25 Вт 0.01$
FDN339AN 3 А 20 В 0.5 Вт 0.40$
IRLML2502 4.2 А 20 В 1.25 Вт 0.10$
IRF7301 5.2 А 20 В 2 Вт 0.35$
FDC637BNZ 6.2 А 20 В 1.6 Вт 0.31$
FDS9926A 6.5 А 20 В 2 Вт 0.26$
IRLMS2002 6.5 А 20 В 2 Вт 0.35$
PHB108NQ03LT 75 А 25 В 187 Вт 0.99$
P-channel
SCH1332 2.5 А 20 В 1 Вт 0.29$
IRLML6402 3.7 А 20 В 1.3 Вт 0.13$
IRLML6401 4.3 А 12 В 1.3 Вт 0.11$
FDT434P 6 А 20 В 3 Вт 0.50$
FDS6576 11 А 20 В 2.5 Вт 0.3$
IRF7210 12 А 12 В 2.5 Вт 0.33$
FDS4465 13.5 А 20 В 2.5 Вт 0.66$

*Указана ориентировочная цена по состоянию на 2017 год при заказе от 10 шт. и более.

Любой транзистор из таблицы можно сразу брать и применять в схемах защиты литий-ионных аккумуляторов от глубокого разряда и/или перезаряда.

Также можно использовать микросборку TXY8205A, которая добывается из старых аккумуляторов от сотовых телефонов. Внутри два N-канальных MOSFET’а рассчитанных на 6А. Сборка может иметь различную маркировку на корпусе: SM8205A, SSF8205, S8205A и т.п. Цифры «8205» как бы намекают.

Кстати, нередко попадаются и такие платы защиты, как на фото в центре. Наглядная иллюстрация к вопросу о качестве китайской продукции 🙂

Также на платах защиты могут попадаться и другие микросборки, все они тоже подойдут (например, часто встречаются YA2042, AM8814, TPC8212).

В этой статье мы рассмотрели отдельные схемы защиты литиевых аккумуляторов от глубокого разряда. Но, как вы уже знаете, необходимо еще позаботиться о своевременном прекращении заряда.

Полностью безопасная эксплуатация Li-ion аккумуляторов возможно только с применением комплексных решений, обеспечивающих одновременную защиту как от переразряда, так и от перезаряда (так называемые контроллеры заряда-разряда). О них мы рассказывали в этой статье.

Если статья хоть немного помогла, поставьте, пожалуйста, лайк:

…или подпишитесь на новости:

1234•111213141516171819•282283284285

Поделиться: ⇧ ⇩

1234•111213141516171819•282283284285

  • Сварочные аппараты
  • Ремонт
  • Авто и мото
  • Счетчики
  • Охрана и защита
  • Самоделки своими руками
  • Производство кирпича
  • Краски, лаки и чернила
  • Косметика и парфюмерия
  • Работа с деревом
  • Драгоценные металлы
  • Идеи для бизнеса
  • Самодельные станки
  • Работа с металлом
  • Замазка, смазка и клей
  • Схемы и чертежи
  • Энергетика
  • Домашние мини-заводы

Предлагаемое устройство предотвращает глубокий разряд аккумуляторной батареи, автоматически отключая нагрузку, как только напряжение на клеммах аккумулятора снизится ниже установленного значения.

В качестве компаратора напряжения, контролирующего степень разрядки батареи, используется интегральный стабилизатор DA1 (отечественный аналог КР142ЕН19). В качестве ключа, коммутирующего нагрузку, использован полевой транзистор IRF5505, имеющий следующие характеристики: ток стока максимальный – 18 А, сопротивление открытого канала – 0,1 Ом, максимально допустимое напряжение сток-исток – 55 В. При 12-ти вольтовой батарее и токе нагрузки 2 А падение напряжение на транзисторе составляет 0,7 В, что вполне приемлемо для большинства устройств, питающихся от аккумулятора.

После подачи напряжения на схему выключателем SA1 полевой транзистор VT1 открывается (благодаря конденсатору С1, выполняющему роль пускового) и напряжение поступает в нагрузку. Как только напряжение на нагрузке окажется ниже установленного резистором R3, транзистор начнет закрываться, что вызовет еще большее падение напряжения. Таким образом, благодаря лавинному процессу транзистор закроется скачком, и напряжение питания с нагрузки будет снято. В таком состоянии схема будет потреблять от аккумулятора ток порядка сотен микроампер.

По материалам «Радио»№6, 2004 г.

Метки: автомат, питание

Рекомендуемый контент

  • Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи http://begin.esxema.ru/wp-content/plugins/svensoft-social-share-buttons/images/placeholder.png Предлагаемое устройство предотвращает глубокий разряд аккумуляторной батареи, автоматически отключая нагрузку, как только напряжение на клеммах аккумулятора снизится ниже установленного значения. В качестве компаратора напряжения, контролирующего степень разрядки батареи, используется интегральный стабилизатор DA1 (отечественный аналог КР142ЕН19). В качестве ключа, коммутирующего нагрузку, использован полевой транзистор IRF5505, имеющий следующие характеристики: ток стока максимальный – 18 А, сопротивление открытого
  • Twitter
  • ВКонтакте
  • Mail.ru

Тема: Простая защита аккумулятора от глубокого переразряда

Показано с 1 по 15 из 27

  1. 21.11.2008, 07:23 #1 Экстра-класс Регистрация 23.05.2005 Адрес Красноярск, Россия Возраст 42 Сообщений 1,041 Поблагодарили 110 Поблагодарил 32

    Простая защита аккумулятора от глубокого переразряда

    Добрый день! Вроде простой вопрос, но поиском ничего ценного не нашлось…
    Задача — есть свинцовый акк-р 12В 7А/ч, и еще 6В 12А/ч, питают в постоянном режиме «железяку», заряжать вовремя получается не всегда.
    Как их защитить от переразряда? Т.е. насколько я понимаю необходимо отключение акк-ра от нагрузки при достижении порядка 10,5В на 12-и Вольтовом акк-ре и около 5В на 6-и Вольтовом акк-ре.
    Подкиньте простенькую схемку pse. WBR, Вадим Козлов (R0AU) http://r0au.ru 73!

  2. 23.11.2008, 01:56 #2 Коротковолновик Регистрация 26.03.2004 Адрес Владикавказ Возраст 46 Сообщений 189 Поблагодарили 5 Поблагодарил 2 Вот типа… Последний раз редактировалось UA6JLU; 24.11.2008 в 17:52. UA6JLU :: Возможно всё!… Но сколько это стоит ?
  3. 24.11.2008, 05:44 #3 Экстра-класс Регистрация 23.05.2005 Адрес Красноярск, Россия Возраст 42 Сообщений 1,041 Поблагодарили 110 Поблагодарил 32 Спасибо большое. Я не совсем правильно выразился. Надо автономную автоматическую схему, что бы работала без присутствия человека, ездить за несколько десятков км кнопку нажимать проблематично WBR, Вадим Козлов (R0AU) http://r0au.ru 73!
  4. 24.11.2008, 09:25 #4 Коротковолновик Регистрация 26.03.2004 Адрес Владикавказ Возраст 46 Сообщений 189 Поблагодарили 5 Поблагодарил 2 Хмммм… Таки я так и не понял, тебе надо полностью автоматическое зар. устройство с отключением и включением?
    Сообщение от RU0AU Т.е. насколько я понимаю необходимо отключение акк-ра от нагрузки при достижении порядка 10,5В на 12-и Вольтовом акк-ре Или автоматическое отключение нагрузки от аккума для защиты оного от глубокого разряда!
    Я так понял, что аккум эпизодически кто-то заряжает… Он бы и нажал на кнопку…
    Без кнопки тоже можно но мне непонятно когда, при каком условии аккум надо подключить обратно? или заряд происходит автоматически?
    Короче: опиши чуть более понятно, главное чтобы сам понял, что тебе надо, потом до людей донести легче будет Последний раз редактировалось UA6JLU; 24.11.2008 в 09:55. UA6JLU :: Возможно всё!… Но сколько это стоит ?
  5. 24.11.2008, 10:11 #5 Экстра-класс Регистрация 23.05.2005 Адрес Красноярск, Россия Возраст 42 Сообщений 1,041 Поблагодарили 110 Поблагодарил 32 Условно говоря, в деревне, стоит некий девайс. 220В включают периодически (на подстанции), иногда раз в несколько недель, т.е. аккумулятор успевает полностью разрядиться и переразрядиться. Ещё момент — получить доступ именно к 220В для питания чего-либо у меня нет возможности — у меня только выход с блока питания 13,8В. Почему — с ходу не объяснишь Т.е. имею только 13,8В, которые часто отключаются и надолго — соответственно акк-р разряжается. А так он просто стоит в буфере — свинцовый, или гелевый, как там его называют, т.е. без эффекта памяти, в общем. В доме никого нет (из людей). Ездить каждый раз кнопку нажимать нет возможности. Надо, чтобы нагрузка отключалась от аккумулятора при его разряде и включалась обратно после того, как акк-р хотя бы немного подзарядится (когда напругу дают). WBR, Вадим Козлов (R0AU) http://r0au.ru 73!
  6. 24.11.2008, 10:40 #6 Коротковолновик Регистрация 26.03.2004 Адрес Владикавказ Возраст 46 Сообщений 189 Поблагодарили 5 Поблагодарил 2 Тады два варианта: Один — по прежнему на реле(включенное реле потреблять будет от аккума лишних 40 до 100мА в зависимости от типа), второй с компаратором и ключевым полевиком, по сложности второй вариант тяжелей… Если в варианте с реле плату делать не надо, все можно прям на его выводах напаять, то для компаратора надо будет плату травить и прочее, хотя и маленькую но всеж…
    Рисовать? UA6JLU :: Возможно всё!… Но сколько это стоит ?
  7. 24.11.2008, 10:57 #7 Экстра-класс Регистрация 23.05.2005 Адрес Красноярск, Россия Возраст 42 Сообщений 1,041 Поблагодарили 110 Поблагодарил 32 Плату пока, наверное, не надо — а вот схему бы посмотрел с удовольствием. Спасибо. WBR, Вадим Козлов (R0AU) http://r0au.ru 73!
  8. 24.11.2008, 12:24 #8 Радиослушатель Регистрация 21.08.2008 Адрес KO85US (Россия, Москва) Возраст 46 Сообщений 31 Поблагодарили 15 Поблагодарил 7 Мысли в тему:
    Во-первых, в схеме из сообщения №2 «нажимать кнопку» запуска может аналогичная схема, подключённая к блоку питания и настроенная на напряжение заряжаемого аккумулятора (13.4-13.6 В).
    Во-вторых, есть готовые устройства аналогичного назначения. Контроллеры заряда для систем с солнечными батареями, блоки резервного питания для пожарной и охранной сигнализации…
    Яндексом в несколько минут нашел такие изделия, как ББП-20, Скат-1200, БКА-12 фирмы «Бастион», УЭП производства завода «Промсвязь»…
    Вам обязательно нужно самодельное? Последний раз редактировалось RD3AHM; 24.11.2008 в 12:29. Причина: Добавил информацию
  9. 24.11.2008, 16:19 #9 Коротковолновик Регистрация 26.03.2004 Адрес Владикавказ Возраст 46 Сообщений 189 Поблагодарили 5 Поблагодарил 2 Сообщение от RU0AU Плату пока, наверное, не надо — а вот схему бы посмотрел с удовольствием. Спасибо. Хе… Плату, мой друг, ты сам рисовать будешь!
    А вот схемку ща набросаю…
    Добавлено через 1 минуту
    Сообщение от RD3AHM «нажимать кнопку» запуска может аналогичная схема …мысли читаешь Последний раз редактировалось UA6JLU; 24.11.2008 в 16:20. Причина: Добавлено сообщение UA6JLU :: Возможно всё!… Но сколько это стоит ?
  10. 25.11.2008, 05:36 #10 Экстра-класс Регистрация 23.05.2005 Адрес Красноярск, Россия Возраст 42 Сообщений 1,041 Поблагодарили 110 Поблагодарил 32 Спасибо. Нашел еще вот такую схемку http://www.mastercity.ru/vforum/atta…7&d=1131683437
    отсюда http://www.mastercity.ru/vforum/showthread.php?t=498
    Работать будет? WBR, Вадим Козлов (R0AU) http://r0au.ru 73!
  11. 25.11.2008, 12:55 #11 Коротковолновик Регистрация 26.03.2004 Адрес Владикавказ Возраст 46 Сообщений 189 Поблагодарили 5 Поблагодарил 2 Конечно будет! Это полный функциональный аналог моей схемы! К тому же в ней допущенна таже оплошность, что и у меня! Отключать схема будет «-» аккумулятора, что не очень хорошо в некоторых случаях!
    __________________________________________________ ______
    Но есть и серьезное отличие, на ключевом транзисторе будет падать около полутора вольт…
    выдать больше 4 А схема не сможет…
    В моей схеме падения напряжения практически не будет при токах нагрузки до 10А, а максимальный ток может доходить до 25-30А. Последний раз редактировалось UA6JLU; 25.11.2008 в 18:21.
    • Поделиться
      • Поделиться этим сообщением через
      • Digg
      • Del.icio.us
      • Technorati
      • Разместить в ВКонтакте
      • Разместить в Facebook
      • Разместить в MySpace
      • Разместить в Twitter
      • Разместить в ЖЖ
      • Разместить в Google
      • Разместить в Yahoo
      • Разместить в Яндекс.Закладках
      • Reddit!

    RU0AU Сказал спасибо. UA6JLU :: Возможно всё!… Но сколько это стоит ?

  12. 27.11.2008, 08:02 #12 Экстра-класс Регистрация 23.05.2005 Адрес Красноярск, Россия Возраст 42 Сообщений 1,041 Поблагодарили 110 Поблагодарил 32 У меня токи до 1А, но вот с отключением минуса….. не то, что бы большие проблемы, но хотелось бы отключать плюс. Возможно?
    И, если можно, для надежности, из первых уст — так сказать — пару слов о настроке. WBR, Вадим Козлов (R0AU) http://r0au.ru 73!
  13. 29.11.2008, 12:48 #13 Экстра-класс Регистрация 18.08.2006 Адрес Москва (RM) Возраст 69 Сообщений 2,319 Поблагодарили 1275 Поблагодарил 291 В системах охранно-пожарной сигнализации применяются источники питания с автоматическим отключением аккумулятора при падении напряжения ниже 10.8в. Наберите в поисковике БИРП или СКАТ или БРП. Это те источники, которые мне известны. Я их ремонтировал. Вот как пример:
    http://www.birp.ru/info.php
    Александр Миниатюры Последний раз редактировалось UA3AFO; 29.11.2008 в 12:53.
  14. 27.01.2009, 14:00 #14 Экстра-класс Регистрация 23.05.2005 Адрес Красноярск, Россия Возраст 42 Сообщений 1,041 Поблагодарили 110 Поблагодарил 32 А вот такое будет работать?
    Вижу, что что-то немного не то, но поянть что, не могу Миниатюры WBR, Вадим Козлов (R0AU) http://r0au.ru 73!
  15. 27.01.2009, 15:23 #15 Без позывного Регистрация 14.06.2008 Возраст 57 Сообщений 43 Поблагодарили 5 Поблагодарил 4 Вадим,вот набросал схему, сам её не собирал, но вроде должна работать.
    Стабилитрон Д2 должен быть Вольт на 11-12, Д3 на 9 Вольт.
    Точнее пороги включения выключения можно подобрать резисторами в цепях базы транзисторов Т1 Т2 соответственно.
    Владимир RA0YBA
    P.S. Забыл аккумулятор нарисовать. Он должен быть включен плюсом с точке соединения Д1,Д2 минусом к эмиттеру Т1. Миниатюры Последний раз редактировалось Владимирович; 27.01.2009 в 15:28.

» Предыдущая тема | Следующая тема «

Добавить комментарий

Закрыть меню