Бесперебойник для D-Link DES-3200-26

[Goblin]

Для небольшого зарядного делал защиту так:

Полевик Т3 использовал КП303 или КП307, мосфеты Т1б Т2 какие-то р-канальные в soic-8 из Б/У.
Уже несколько лет работает.... нареканий не было.

[mr_kot]

мосфеты Т1б Т2 какие-то р-канальные в soic-8 из Б/У.

А зачем два, да еще и встречно включенных? Или они параллельно включены, на схеме ошибка?

[Телекот]

Схему наверно по пьянке сочиняли. Последовательное соединение полевиков не нужно, опто-пара совсем не нужна, генератор тока тоже не нужен.

[Goblin]

Телекот, дорисуйте паразитные диоды сток-исток и «перепутайте» клеммы АКБ - на это ведь рассчитана схема.
Источник тока применён был из-за того, что зарядное устройство с не фиксированным выходным напряжением

Два последователь включенных мосфета не дадут протекать току в любом направлении - ни от зарядки к АКБ, ни наоборот Попробуйте сделать это на одном мосфете...

[Телекот]

А оптопара здесь нахрена? что то надо гальванически развязать?

Попробуйте сделать это на одном мосфете...

Да это мне делать не надо, это делается с времён появления мосфетов.

Схема рассчитана только что бы отключать АКБ при его не верном подключении, двух стороннего отключения не нужно.

[Goblin]

В предложенной мной схеме напряжение на выходные клеммы зарядки включиться только при правильно подключенном АКБ, в предложенной Вами схеме выход будет всегда под напряжением... на мой взгляд, это не удобно и не безопасно.
Считаете бредом - или пьяным безобразим - пусть так, но это Ваше мнение...

[Телекот]

Эта схема переведена для примера как можно коммутировать АКБ одним полевиком. Если для управления использовать маломощный вспомогательный транзистор то напряжения на выходе сразу не будет. Показать или сам сообразишь?
Ладно покажу, а то голову сломаешь, опять оптопар наставишь.

[Сергеj]

Когда-то хотел собирать защиту по этой схеме, но Slabovik забраковал ее. по какой причине, уже не помню.

[Телекот]

по какой причине, уже не помню.

Без АКБ на выходе есть напряжение.
Да и схема нарисована через ж... , трудно подаётся анализу. Пришлось её перерисовывать в нормальный вид.

То сразу видно что если без АКБ включить зарядку, полевик сразу откроется.

[Slabovik]

Вот еще бы сюда хорошую защиту от переполюсовки...

Защита от переполюсовки и от попыток использования зарядника как блока питания - это отдельная схема. Базовая схема - третья картинка первого поста на предыдущей странице. Но будут изменения, поскольку следить за напряжением разряжающегося аккумулятора уже не нужно, правая TL431 уходит в небытие, но ключ остаётся - он будет отключать аккумулятор тогда, когда он будет хотеть разряжаться. Вообще, если цеплять узел к данному блоку, то фишка не обязательная, т.к. если грамотно распорядиться диодными развязками, то кроме как в конденсатор фильтра аккумулятору разряжаться некуда, но цель - иметь возможность совокупить данный узел с любым блоком питания, а у каких-то блоков это будет не так. Поэтому оставляем.

• 

В общем, за направлением тока следит компаратор на правой части двойного LM393. Если имеется хоть небольшой ток в аккумулятор, то на клемме "-" аккумулятора напряжение будет хоть чуточку выше, чем на левом (верхнем) конце токового шунта. Как будет это зафиксировано, на выходе компаратора установится низкий уровень и правый внизу полевик откроется, полностью перестав препятствовать зарядке. Если блок выключается, либо подсоединяется аккумулятор, например, на 24 вольта, то напряжение на клемме "-" становится ниже, чем на левом (верхнем) конце шунта, транзистор закрывается, препятствую перетеканию тока из аккумулятора в блок.

Левый полевик управляется очень знакомым триггером, который следит, что если напряжение на аккумуляторе меньше 8 или 9 вольт (не помню точно, на сколько там порог рассчитан - он зависит от R13, R14 и R9), то заряд не включится. Правда, есть фича - если был подключен аккумулятор, а потом отключен - возврата в положение "отключено" нет, что в принципе позволит снимать с выхода блока относительно небольшие токи. Я думаю, что это совершенно безопасно, т.к. для самого блока совершенно всё-равно с точки зрения протекающих процессов, аккумулятор к нему подключен, или радиоприёмник, а вот городить что-то, что могло бы эти вещи отличать - задача совершенно непосильная, т.к. с точки зрения тока, как уже говорил, процессы абсолютно идентичны.

Относительно небольшие - это такие токи, при которых не будет переход блока в режим ограничения тока с падением напряжения на выходе ниже порога срабатывания триггера. Например, при попытке подключить конденсатор блок чётко перейдёт в состояние "выкл".

Также, в отличие от реализации в бесперебойнике, здесь очень уместен транзистор, подключенный к шунту и совместно с полевиком организующий ограничитель тока. В бесперебойнике это не работало, т.к. там сам блок не ограничивал ток на общей шине, в результате чего могло быть сочетание нагрузки и настроек, что полевик неопределённо долго работал стабилизатором тока, что приводило к его нагреву (естественно), а здесь данный режим вполне естественен, т.к. сам блок ограничивает ток, а стабилизация тока необходима только на время выравнивания потенциалов на конденсаторе блока и аккумуляторе.

А вот с триггером режима пока решение не готово. Суть мысли в том, чтобы по снижении тока ниже 1/3 от установленного ограничения, триггер переводил режим с режима зарядки с 14,2 вольта на выходе в режим хранения с 13,6 вольт на выходе. А если ток вырастает выше 2/3 от установленного - наоборот, выставлял 14,2 вольта... Собственно, сам принцип вопросов не вызывает - проблема на данный момент в количестве нужных для реализации корпусов, т.е. это как минимум ещё два компаратора, на которых делается RS-триггер. В зарядниках Sonar, кстати, реализован подобный алгоритм, но использован триггер Шмитта, но у меня не получается его прикрутить к изменяемым порогам переключения... Хотя, можно на корпуса наплевать, использовав четыре компаратора в одном кузове. Как думаете?

p.s. Есть ощущение, что диод, необходимый в коллекторе правого ключа, у левого ключа не нужен - не будет там такой ситуации, когда ток захочет течь по переходу К-Б в прямом направлении...

[Ruzik]

Slabovik
Собрал на макетке. При переполюсовке сгорел левый по схеме полевик и VT3. Полевики 40N03, других нет.
При первом запуске на входе было 15 вольт, на выходе 5,3 вольт.



Надо нормально спаять.

[Slabovik]

Правильно сгорел. Потому что ограничитель тока блока питания должен быть настроен на ток ниже, чем ток, получающийся при ограничении этим полевиком. Если он больше, то никакого эффекта защиты не будет, а вся лишняя мощность будет оставаться на полевике и он очень быстро перегреется. Именно поэтому в бесперебойнике данная штука и не работала, а уравнивание пришлось реализовать в чисто ключевом режиме (если загоните в модельку ту схему - будет хорошо видна генерация, пока потенциалы не уравняются)

Порог ограничения полевиком лежит в районе 0.6 вольта падения напряжения на шунте. Ограничение тока самим блоком питания должно быть заведомо ниже этого порога процентов на 20-25. Ну т.е. для 0.1 Ом шунта максимальный заданный ток от блока питания должен быть никак не более 5А.

С другой стороны, при переполюсовке есть одна хреновина, которая мне не очень нравится. Она называется "возможность для протекания тока" по пути R9-R10 - это потому что на клемме "-" при переполюсовке образуется напряжение выше, чем на клемме "+". По этой причине для 12-вольтовых аккумуляторов 30-вольтовые полевики - это минимально возможный минимум.

Поэтому можно вообще отцепить R9 и закоротить K-A у TL431 - схема превратится в вариант, который в детстве был

а будучи перевёрнутым и с заменой реле на полевик показан Телекотом выше (собственно, это и есть минималистично-достаточная схема)
Ибо TL431 только делает чёткими пороги, и ничего более.

Как независимый вариант (и он мне кажется лучше, чем полное удаление TL431), можно удалить "драйвер для бедных", заменив его одним резистором примерно на 5,6~6,8кОм максимум 10 кОм - это будет проще. При этом даже имеющийся при полной переполюсовке ток через R9 не сможет поднять напряжение на затворе выше порогового (полтора-два вольта). Бояться некоторого снижения напряжения открытия на затворе из-за номинала R10 не стоит - низковольтные транзисторы надёжно открыты уже при 6~7 вольтах.
Но по этим же причинам нежелательно применение т.н. "Logic Level" транзисторов. У них пороговое напряжение часто меньше вольта, а это маловато.

А вообще, эксперименты лучше проводить на меньших токах, увеличив Rш и уменьшив ток от блока питания - тогда простого лабораторника будет хватать, и транзисторы будут оставаться целые. И на радиатор их надо бы, тогда даже при нагреве можно не только успеть оценить ситуацию, но и сделать замеры (где-то в середине темы я показывал фото своего макета).

Тем временем, помедитировал над триггером режима "заряд-хранение". Минималистично получилось вот так

Точки set_i и set_v подсоединяются, соответственно, к R7 и R3. Напряжение зарядки и напряжение хранения регулируются независимо. Последовательно с подстроечниками можно воткнуть один-два диода - получится кое-какая температурная компенсация напряжения (ТКН свинцово-кислотной банки довольно близок к ТНК PN перехода). А можно и терморезитор PTC подобрать параллельно верхнему резистору 1.0к...

Погонял в симуляторе - вроде хорошо, но конкретные значения резисторов делителя зависят от параметров транзисторов. Возможно, что номиналы нужно будет уточнить. Транзисторы практически любые маломощные. КТ315А - без проблем, 2SC945 и т.п. мелочь...

[Ruzik]

Slabovik
Спаял на макетке по схеме..



При запуске на входе 15 вольт, на выходе 14,8 вольт. При правильном подключении, заряд идет.
При КЗ, ток не отключается, амперметр показывает установленный ток.
При переполюсовке искрит и зарядный вырубается (гаснет амперметр и вольтметр).

Проверил печатку, ошибок нет. Номиналы соответствуют схеме, транзисторы 733, 945.
VT4 IRF640 и VT5 40N03.

[Slabovik]

Не, я чуть выше написал, что надо попробовать изменить. А именно: R5 - 4.7 кОм, VT3 убрать, VD4 закоротить.

Вообще, есть мысль, что жесткое задание порогов может и не нужно, тогда TL431 легко заменяется на транзистор. Вот так

• 

Нагрузочные характеристики для режима к.з. и OverVoltage

• 

То же самое, только добавил имитатору батареи отрицательное

• 

Но есть другая фигня. В модели у меня возбуждается LM358, который я использую за неимением LM393 в то время, когда к выходу ничего не подключено (не к.з. или что-то, а выходы свободно болтаются).

[Ruzik]

Внес изменения в схему..



Работает, только ток на выходе схемы меньше, чем если подключить аккумулятор напрямую к зарядному. Если напрямую, то ток 10 ампер. Если через эту схему, то ток через амперметр 4 ампера при том же установленном токе на зарядном.

[Slabovik]

Какой полевик греется. Левый? Чего там на затворе? ВС течёт?
Мистика.
Однако всё так и должно быть, если вдруг тот зарядник переходит в режим CV (а он, походу, переходит, т.к. ток-то снижается), тогда падение напряжения на вот этом "предохранителе" работает банальным реостатом, а пары десятых вольта в режиме CV для аккумулятора достаточно, чтобы ток изменился в разы...

p.s. В симуляторе возбуд уходит, если увеличить R13 и уменьшить R15, выровняв их, либо вообще сделав R13 больше R15.
Второй вариант - соединить верхнюю точку R13 не с "bat-", а со стоками ключевых полевиков. Но это чуть ухудшает реакцию. Не знаю, может и не критично. Всё-таки чувствую, что нужно делать самому....

[Ruzik]

Полевики не греются выше 40 без радиатора. Ток после схемы 1 ампер, так как аккумулятор уже заряженный, на заряднике выкручено на максимум.

Напряжение 15 вольт.
Аккумулятор не подключен, на затворе VT4 12 вольт, на затворе VT5 0,7 вольт. На 7 ноге LM393 15 вольт.
Аккумулятор подключен, на затворе VT4 12 вольт, на затворе VT5 0,9 вольт. На 7 ноге LM393 15 вольт.

[Slabovik]

Заменил в модели транзистор на TL431. Всё хорошо. Понадобилась только коррекция резисторов (взад вернуть). Методика заведения ПОС от резистивного делителя внизу гарантирует непревышение Gate Threshold Volgate практически для любых типов транзисторов. Поэтому рекомендую сделать пробу по схеме

• 

В общем, должна работать и на TL431, и на транзисторах. На TL431 потребление порядка одного мА и меньше никак, зато чётко выставляются пороги и практически не зависят от температуры. На транзисторах получается микропотребление, но плавающие "плюс-минус" в зависимости от температуры пороги.

Наверное, таким же способом можно устранить приоткрывание ключа при использовании ускоряющего закрытие транзистора.

[Ruzik]

1. Может у меня с LM393 что? Посмотрел второй скрин из предыдущего сообщеня, там V[lm] при отключении аккумулятора, падает до 7 вольт. У меня такого не происходит.

2. Собрать именно по этой схеме и номиналами, которые на ней?

[Slabovik]

Это не на выходе LM - это напряжение на выходе БП "Vbat+" - оно получилось тоже зелёное.
Оно падает потому что в модели падает напряжение на батарее - она имитирована источником напряжения, а это напряжение я изменяю для просмотра реакции модуля. А поскольку сам блок находится в режиме ограничения тока (его имитация в левой части схемы), то падает всё напряжение на "+" относительно земли. В эти переходные процессы хорошо видно, что и когда включается. Например, открытие Q3, ограничивающее ток при подключении аккумулятора (график посередине, красная линия тока коллектора, линейка тока справа).

Напряжение на выходе LM становится высоким тогда, когда напряжение на батарее (т.е. её нижнем конце) начинает превышать (становится ниже) напряжения блока, которое получается примерно 14,4 вольта. Тогда выход LM закрывается - вторая зелёная линия с чёткими прямоугольниками...

Другая часть имитаций у меня с подключениями источника напряжения - я его делаю const и коммутирую другими полевиками.

Да, из этой схемы надо взять принцип заведения ПОС на УЭ TL431. В первой схеме при переполюсовке ток через резистор ПОС шёл и через резистор затвора, вызывая на нём приличное падение напряжения, что приоткрывало ключ. В таком подключении падение напряжения пренебрежительно мало.

Номиналы резисторов я пересчитал и проверил в симуляторе, порог включения чуть выше 8 вольт, выключения чуть выше шести.
Резистор, который у меня отмечен 68 Ом можно оставить 75.