Для начала, я просто нарисовал "горячую" часть так, как это видится мне.
Это сделано для того, чтобы иметь возможность отделить мух от котлет. "Горячая" часть (мухи) отдельно, котлеты (схема защиты) - отдельно.
Кстати, это позволяет хорошо увидеть, что, в общем-то, какой-то жесткой привязки частей у нас нет - при желании горячую часть можно использовать ту, которая есть, не заморачиваясь на самостоятельное её изготовление вместо того, чтобы правильно приготовить уже имеющуюся - я это ещё на первой странице пытался сказать. Поэтому "горячую" часть я не делал, а использовал готовый промышленный блок от Meanwell
Спойлер
В горячей части, кроме очевидных ZD1, R5, R7 - элементов, обеспечивающих безопасность, есть неявные R2 и R3. Казалось бы, сунуть FB на H.Gnd - и делов. А не. Если у нас вдруг на "холодоной" стороне что-то произойдёт, что отключится ОС, эти R2 R3 не дадут пойти вразнос преобразователю. Просто напряжение на его выходе подскочит до 16..16,5 вольт, и... и всё останется целым.
Переходим к блоку регулировки и защиты. Вот его схема с внесёнными (думаю, что полезными) изменениями.
Небольшая переделка в части триггера блокировки модуля защиты от переполюсовки. Уточнены номиналы, убран лишний резистор. Также убраны ещё два резистора в делителе, с помощью которого получалось 5 мВ для смещения правого ОУ (для гарантии того, чтобы ОУ не открывал транзистор раньше времени). Вместо этого R11 стал иметь сопротивление не 10, а 330 кОм. Падение напряжения от тока базы транзистора на входе ОУ вполне обеспечивает необходимую величину смещения.
Сопротивление R22 несколько уменьшил, расширив зону гистерезиса. Я уже говорил о том, что при плохом аккумуляторе может случиться явление постоянного подключения-отключения аккумулятора от нагрузки. Расширение границ срабатывания уводит проблему из актуальных в теоретические, хотя и делает невозможным самостоятельное (т.е. самим блоком) подключение нагрузки при замене аккумулятора без наличия питания от сети - у аккумулятора него уже не хватит напряжения для включения. Решить это можно только с помощью вмешательства оператора - кнопочку организвать...
Блок защиты от переполюсовки VT1, VT2, VT3 очень недурно работает. Однако есть нюансик. Для увеличения скорости срабатывания, установлен резистор R15. Дело в том, что при переполюсовке через шунт организуется ток, заведомо превышающий ток, получаемый от БП. А блокировка на VT1 VT2 может защёлкнуться только тогда, когда через HL1 потечёт достаточный ток для удержания транзисторов в открытом состоянии. И, когда ток уже достаточен для приоткрытия VT2, но потенциал на стоке VT3 ещё маловат (ниже или примерно равен потенциалу на его затворе), VT3 работает в линейном режиме, ограничивая (фактически, стабилизируя), но не отсекая ток. Естественно, при этом он нагревается, и поэтому конструктивно нуждается в теплоотводе.
Интересно то, что при работе с нормальным аккумулятором, это явление (нагревание VT3) словить практически не представляется возможным (можно, но при этом ОС на горячую часть нужно отключить), а вот если вместо аккумулятора прицеплять какую-то нагрузку, лампочку там, или ещё чего - то вполне можно попасть на условие, когда нагрев VT3 неизбежен.
Поскольку считаю, что при работе с аккумулятором поймать данное явление маловероятно, решил более не заморачиваться с ним. Посмотрим, что покажет эксплуатация...
Когда закончил опыты по наладке модуля защиты от переполюсовки, глянул на всё целое, и... и что-то так мне захотелось от DA2 (TL431) избавиться. По сути, что она делает? Она делает опору, которую мы сравниваем с напряжением, получаемым с шунта, и по величине которого определяем величину тока.
А что, если сделать вот так
Дело в том, что TL431 работает так, чтобы у неё на входе "Adj" (или, часто его ещё называют "Ref") было напряжение, равное 2.495 вольта. Почему бы этот факт не использовать? Добавляем небольшое сопротивление между R5 и Gnd, с которого и снимаем "показания". Но есть сомнения. Они связаны с тем, что это сопротивление по факту уже ввязано в цепи обратной связи, как TL431, так и самого измерительного ОУ. Как оно себя поведёт на самом деле - я ещё не проверял. Может, кто соберёт, попробует? Правда, минус от такого нововведения с целью экономии - отсутствие подстроечника для оперативной регулировки уровня ограничения тока. Хотя...
Чтобы не потеряться, пара ссылок на самое начало:
Вариант №1 http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2198606#p2198606
Вариант №2 http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2198663#p2198663
Предварительный вариант №3 http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2218708#p2218708
Да, немного о получении правильных номиналов C1 и C3.
Конденсаторы C1 и C3 призваны обеспечивать общую устойчивость блока в целом. Ведь блок питания представляет собой усилитель опорного напряжения, естественно, с обратной связью. И при некоторых условиях, благодаря этой обратной связи вполне возможно получить возбуждение, как мы это можем легко получить на УНЧ или каком другом усилителе. Конденсаторы уменьшают глубину ОООС (Общей Отрицательной Обратной Связи) на частотах, на которых задержка распространения сигнала по петле ОС уже слишком большая (превышает 135°).
Как делать.
Первым настраивается С1. Включается блок без аккумулятора, в режиме ограничения напряжения. Желательно иметь разные варианты допустимых нагрузок. Первым делом устанавливается минимальное значение емкости С1. Включается. И контролируем с помощью осциллографа поведение напряжения на катоде DA1 (TL431). Если там есть следы возбуждения - дерганье, ломаная линия и т.п., то C1 увеличиваем на ступеньку. Так повторяем до тех пор, пока во всём диапазоне нагрузок поведение блока будет устойчивым.
Можно конечно сразу запаять C1 емкостью заведомо большой, но это чревато другим явлением - замедленной реакцией блока на изменение нагрузки. Это тоже плохо - нагрузка уже снята, а из-за медленной реакции на выходе блока получили выброс...
С3 настраивается аналогичным образом, но только уже в режиме ограничения тока - прицепляем пустой аккумулятор (или аккумулятор с лампочкой параллельно). С1 перед этим уже должен быть настроен. И повторяем процедуру, уже для C3.
У меня с блоком Meanwell C3 получился 0,033 мкФ...
