[panther26]

Всем привет. Возникла у меня задача разработать простую схему, которая бы отключала нагрузку от батареи при разряде до некоторого напряжения. Схема нужна была универсальная, которая бы работала с "пальцами", литием, свинцовыми батареями в разных комбинациях. Потребляла бы небольшой ток и точно бы срабатывала при установленном пороге. Результатами решил поделиться тут. Какое-то время потратил на проверку разных вариантов, получилась такая схема



Краткое пояснение работы. На один вход компаратора U1 поступает напряжение от референсного источника напряжения U2 на TLV431 (1.24v). Оно сравнивается с напряжением от делителя на R1, R3. Когда напряжение на делителе становится меньше референсного выход компаратора сажает на землю затвор полевика Q1 и он закрывается, отключая нагрузку. В обычном состоянии полевик открыт, т.к. напряжение смещения задает R4. Полевик подобран с минимальным сопротивлением открытого канала - в данном случае 10мОм. Минимальное напряжение работы схемы определяется минимальным напряжением открытия полевого транзистора. В даташите этот параметр определяется как Gate Threshold Voltage. Если будете использовать транзистор на максимальном токе, то для безопасной работы ставьте напряжение, при котором отключается схема, хотя бы, на 4-5 вольт больше. В данном случае Gate Threshold Voltage 2.2в, при токах, близких к номинальному, минимальное напряжение отключения надо ставить от 7v (а лучше смотреть график Typical Output Characteristic в даташите для определения максимального тока). Резистор R5 определяет гистерезис. Для тех, кто не знает, что это, обьясню. Допустим, вы поставили напряжение отключения 3v. Как только схема отключит нагрузку от батареи, напряжение сразу начнет подниматься и нагрузка опять будет подключена к батарее. И так циклически. Что может привести к поломке нагрузки. Что бы этого не происходило вводят гистерезис. После отключения, что бы опять подключить нагрузку напряжение должно быть больше некоторого уровня (например, отключается при 3v, включается при 3.3). В данной схеме гистерезис приблизительно 0.6v на каждые 5v

Общие параметры схемы

напряжение аккумулятора 2.2-29v
ток потребления 1.2mA на каждые 5v
максимальный ток 10А (зависит от напряжения, см. ниже)
гистерезис 0.6v на каждые 5v

кто будет делать, выкладываю печатную плату



В данной плате разведено под стандартный переменный резистор. Но сразу советую использовать многооборотный. Иначе сложно выставить нужное напряжение. Сразу предупрежу - стандартные синие китайские многооборотные имеют слишком большой ТКС. Может быть проблема с точностью выставления при колебаниях температуры. Я использовал наш СП5-2В, он стабилен

фото готового девайса




Где можно использовать - источники резервного питания, модели, автономные устройства, разные девайсы для тестирования аккумов

добавлено

посидел часик с даташитом на irf7413z, дорисовал графики, рассчитал максимальные токи при наихудших условиях. на самом деле там все хитро и максимальный ток зависит одновременно от температуры транзистора, напряжения на затворе и внешней температуры. вот, что получилось. по этой табличке можете понять, в каких режимах можно использовать эту схему

Vbat I Pmax I Pmax/2
---------------------
2.5v...1.2A.....0.8A
2.8v...2.8A.....1.9A
3v......3.8A.....2.6A
3.5v...5.9A.....4.1A
4v......6.7A.....4.6A
4.5v...7.4A.....5.1A
5v......8.1A.....5.6A
6v......8.5A.....5.9A
7v......8.9A.....6.2A
8v......9.4A.....6.5A
9v......9.8A.....6.7A
10v....10A......7A

Pmax - это ток при максимальной мощности на транзисторе. Если очень хочется, можно по второй колонке использовать схему. Но лучше не долго Для долгой работы, лучше по третьей колонке

Если напряжение батареи больше 10 вольт, ограничения такие же, как для 10 вольт

[FreeBSP]

Круто, я вот до сих пор неплнимаю режимы работы биполярников..
Еще бы это все в смд исполнении и с постоянными резюками под 1-2 лития. А в таком виде не очень понятна сфера применения, особенно в контексте этого форума.
Но как самостоятельная разработка всеравно здорово!

[panther26]

 Сообщение от FreeBSP :

Еще бы это все в смд исполнении и с постоянными резюками под 1-2 лития

да запросто просто мне не очень удобно smd, сделал на выводных деталях

 Сообщение от FreeBSP :

А в таком виде не очень понятна сфера применения, особенно в контексте этого форума

Могу рассказать, зачем оно мне Например поехал на природу, подключил нагрузку к аккуму, выставил напряжение разряда и можно не париться, что аккум разрядится. Дальше, у меня дома несколько батарей свинцовых, на случай если свет отключат, там тот же принцип. Еще делаю тестилку для лития и повербанков. Будет самое оно вовремя отключить. Ну и у народа разные свои разработки на одной или нескольких батареях - что бы не искать нужный контроллер, можно такое сделать

 Сообщение от FreeBSP :

Но как самостоятельная разработка всеравно здорово

Спасибо

[RUS]

Доброго!
Если взять транзистор с меньшим сопротивление открытого канала, например IRF7832Z, максимальные рабочие токи увеличатся?

[panther26]

 Сообщение от RUS :

Если взять транзистор с меньшим сопротивление открытого канала, например IRF7832Z, максимальные рабочие токи увеличатся?

да, конечно. только надо смотреть сопротивление канала при разных напряжениях и смотреть ограничение по температуре. в принципе, никто не мешает вам поставить в схему мощный полевик на радиаторе