Bảo vệ ngắn mạch cho thiết bị đeo hiện tại cao: cầu chì, polyswitch, TBU, bộ ngắt mạch, cái gì khác?


8

Tôi đang suy nghĩ về các yếu tố thiết kế cho một ứng dụng có thể đeo được, chạy bằng pin, khá cao. Dòng điện tối đa 40A ở mức 5V, nhưng thường là khoảng một phần ba đến một nửa số đó.

Sức mạnh sẽ đến từ các gói pin xe RC thông qua bộ chuyển đổi DC-DC . Các gói thường không có tích hợp bảo vệ hiện tại, vì vậy tôi sẽ cần phải cung cấp cho riêng mình.

Tôi muốn bảo vệ quá dòng vì hai lý do:

  • An toàn cá nhân. Nếu bạn cố gắng rút ra nhiều hơn dòng điện định mức từ pin lithium hóa được gắn vào lưng, bạn sẽ có một khoảng thời gian tồi tệ.
  • Mạch bảo vệ. Đó là một ứng dụng có thể đeo và mọi thứ di chuyển, nghiền nát lẫn nhau và rút ngắn lại. Tôi không muốn tự giết pin hoặc phần còn lại của mạch khi điều đó xảy ra.

Từ các cuộc điều tra của tôi cho đến nay, có vẻ như một cầu chì thủy tinh hoặc polyswitch sẽ không đủ nhanh chóng, một TBU bật ra ở dòng giữ dưới 2A và hầu hết các bộ ngắt mạch được chế tạo cho hệ thống dây điện trong nhà AC.

Tôi nên tìm loại thiết bị nào?


Trước khi bạn nói bất cứ điều gì: có, một thiết bị đeo 40A là điên rồ. Tôi hài lòng với chẩn đoán đó. Đây không phải là sản phẩm sản xuất, đây là áo khoác LED một lần cho Burning Man. Không, đèn LED hiện tại loại thấp hơn không tồn tại. Nếu tôi muốn sử dụng ít năng lượng hơn, tôi sẽ không chạy chúng như sáng. Tôi muốn sử dụng nhiều sức mạnh này.
Robert Atkins

Đốt người! Rất thích. Than ôi. 40A khi tiếp xúc gần da có thể kết thúc với nhu cầu cấp bệnh viện và có thể tử vong. Tôi đã rút ngắn một vài chìa khóa và tiền xu của AA NimH trong túi của mình trong những dịp "vài" và chỉ có một số trải nghiệm đau đớn và buồn cười - khi ở một bữa tiệc trưa, nhiếp ảnh gia đột nhiên lấy máy ảnh của mình ra và bắt đầu rút quần trong túi quần ra, ném họ đi bất cứ nơi nào trong khi cố gắng giữ túi của mình ra khỏi chân của mình, mọi người chú ý [tm]. Khi thực hiện như một hành khách trên xe, chỉ có vợ tôi nhìn thấy - nhưng thật là 'buồn cười'. Không bao giờ lặp lại. | Bảo vệ - = xem câu trả lời :-)
Russell McMahon

Bạn sẽ hút 40A trong một bộ pin, hoặc bạn sẽ có một số trong số họ? Tôi đã thực hiện các bộ hạn chế dòng điện thấp hơn bằng cách sử dụng điện trở cảm giác hiện tại-> Điện áp Vbe của một npn tắt FET loạt khi dòng điện quá nhiều. Nhưng ở 40A, công suất điện trở (40A * 0,6V) là 24W! (nóng bức). Làm thế nào về một số cầu chì xe loại spade?
George Herold

Tối đa hai gói pin, tôi nghĩ là 20A. Tôi có ấn tượng rằng các cầu chì loại xe hơi sẽ không đủ nhanh để bảo vệ Teensy3.1 đang chạy toàn bộ chương trình, nhưng tôi sẽ sửa chữa điều đó.
Robert Atkins

Tôi không nghĩ bạn có thể bảo vệ thanh thiếu niên bằng bất kỳ hình thức bảo vệ toàn cầu nào; nếu đèn tắt, bạn có thể đặt 40A trên thanh thiếu niên một mình mà không vấp phải sự bảo vệ. Tương tự như vậy, bạn có thể có được hệ thống dây điện đủ nóng để đốt cháy quần áo (hoặc làm tan chảy tổng hợp!) Với ít hơn 40A. Hãy chắc chắn rằng bạn có một số cách giúp bạn thoát khỏi điều này rất nhanh trong trường hợp có vấn đề và một số loại công tắc hoặc phích cắm ngắt kết nối cơ học. Hệ thống dây linh hoạt có thể mang 40A có thể là một vấn đề trong chính nó.
pjc50

Câu trả lời:


7

EDIT1: Xem bên dưới để biết thêm thông tin về việc triển khai của bạn và chuyến đi hiện tại để đặt bên trong hoặc cố định chặt vào bộ pin để tránh cháy nổ. Chỉ bây giờ nhìn thấy bạn cung cấp liên kết.


200W LED ... bạn sẽ sáng hơn các pyres. Dù sao, hãy cẩn thận và tận hưởng. .

Những gì bạn nên làm là bảo vệ pin bằng bảng quản lý Cell hoặc chip. Nhiều gói pin cao cấp nhắm vào một chiếc ô tô / máy bay / máy bay trực thăng cụ thể thực sự đã có sẵn bên trong, bởi vì nó luôn luôn quan trọng ở mọi nơi.

Các gói eBay / Alibaba giá rẻ sẽ không có chúng, thường là ngay cả khi người ta nói họ làm.

Sau đó, thêm bất kỳ loại bảo vệ chuyển mạch cứng nào ở mức 1,5 lần giới hạn của đơn vị bảo vệ.

Những gì một hệ thống như vậy là đo lường:

  1. Dòng điện đến khi đang sạc
  2. Hiện tại đi ra ngoài khi xả
  3. Điện áp di động của mỗi pin

Và đôi khi, hoặc thậm chí thường xuyên, chúng cũng cân bằng các tế bào khi kết thúc quá trình sạc.

Bạn có thể thực hiện chuyến đi hiện tại bằng điện tử của mình với mosfet, điện trở giá trị thấp và op-amp đường sắt-ray. Hoặc một op-amp kép nếu việc tính toán phải dễ dàng hơn một chút. Chỉ cần đảm bảo bạn sử dụng bộ sạc cân bằng nếu bạn muốn có thể sử dụng nó thường xuyên nhất có thể. Thật không may, tôi phải chạy ngay bây giờ, nếu không tôi có thể đã thêm sơ đồ đầy đủ như một phần thưởng.


EDIT1, Nội dung: Đầu tiên một số lảm nhảm về pin và bộ chuyển đổi DC-DC (chuyển sang tiêu đề tiếp theo nếu nó làm bạn chán, nhưng nó có thể có giá trị).

Để đặt một số điều vào quan điểm, bạn phải nhận ra rằng bộ pin chỉ 4,8ah, và thông thường, nếu không luôn luôn, hàm lượng năng lượng đó được đo ở mức phóng điện tương đối thấp, có thể trong trường hợp này là khoảng 2,4A. Nếu bạn vẽ gấp mười lần, khả năng sử dụng sẽ giảm đáng kể.

Tuy nhiên, hãy lạc quan và nói rằng bạn sẽ có được một trận hòa 20A và duy trì khả năng sử dụng 4,5ah. Điều này có nghĩa là điều đó sẽ chỉ kéo dài 4,5ah / 20A = 0,225 giờ = 13,5 phút. Tôi không thể nói nếu bạn sẽ hài lòng với điều đó, nhưng tôi chỉ muốn chắc chắn rằng bạn đã nhìn thấy những con số. Và hãy nhớ rằng, 4,5ah đó có lẽ sẽ khá lạc quan.

Về bộ chuyển đổi DC-DC, tôi hoàn toàn không thể có được đồ họa thực tế hoặc thất bại, dữ liệu dạng bảng, dữ liệu về đầu vào cho các yêu cầu hoặc thông số phạm vi đầu ra, vì vậy tôi sẽ giả sử "hiệu quả tối thiểu" đã nêu, mặc dù tôi không có thông tin nào cho dù đó là với 0,2V giữa đầu vào và đầu ra, hoặc tối thiểu 2V, trong trường hợp sau, bộ chuyển đổi có thể hoạt động kém hơn khi pin bắt đầu cạn kiệt.

Vì vậy, từ đường cong của pin lithium polymer trung bình, tôi sẽ khái quát rất rõ ràng đến điện áp trung bình 7.1V so với tuổi thọ pin, để làm cho việc tính toán dễ dàng hơn. Để biết thông tin: Một tế bào đi từ 2,5V đến 4,25V trong chu kỳ sạc và ngược lại quá trình phóng điện, các đường cong và mật độ chính xác phụ thuộc vào tổng dòng một lần nữa, do đó, điều này nhanh chóng trở thành một tập hợp vi sai phức tạp và vì nó chỉ là "cho bạn thông tin ", tôi sẽ khái quát nó thành" giả sử trung bình 7.1V ở dòng điện không đổi ".

Xem xét mọi thứ, nếu DC-DC thực hiện 20A ở mức 5V, thì công suất đầu ra là 100W. 100W đó, với hiệu suất được chỉ định thấp nhất là 82% công suất đầu vào. Vậy công suất đầu vào phải là: 100W * (100/82) = 122W. Hãy lưu ý, điều này có nghĩa là gậy 22W bên trong bộ chuyển đổi = hawtness! Giữ nó ở bên ngoài của trang phục và thông thoáng hợp lý. 122W có nghĩa là: 122W / 7.1V = 17.2A. Với 4,5ah (giảm nhẹ, như trên), đó là 4,5ah / 17,2A = 0,262 giờ = 15,72 phút = 15 phút và 43,2 giây.

Lưu ý: Bạn có thể cải thiện hiệu quả tại một số điểm bằng cách lấy một tế bào 3S 11,1V, để cung cấp cho bộ pin mức thấp hơn và bộ chuyển đổi DC-DC có nhiều chỗ hơn để hoạt động hiệu quả. (Hoặc một DC / DC khác với gói 22,2V, sẽ thực sự giảm được sức hút hiện tại trong gói, nhưng có lẽ, những thứ đó không phải là giá cả phải chăng nếu bạn không mua 200 lần).


Bây giờ, một số tính toán Trippy hiện tại! Yay!


Bây giờ, nếu bạn muốn an toàn, bạn sử dụng dòng điện 25A cho mỗi bộ pin. Điều này có thể đã làm ấm chúng, ngay cả khi chúng có thể mất 140A, vì vậy hãy chuẩn bị để giải quyết một số khó chịu nhẹ. Trên thực tế, nếu bạn làm đúng cách, bạn sẽ lường trước được điều tồi tệ nhất: Thất bại trong việc bảo vệ và nổ và đeo pin ở bên ngoài với hai hoặc ba lớp vải jeans chắc chắn giữa bạn và chúng, có thể là một lớp vải mềm mỏng hơn giữa hai các lớp để lan truyền áp lực. Chỉ cần đề phòng, không thể làm tổn thương, phải không?

Tôi sẽ đi qua các tính toán sau sơ đồ mạch, sử dụng 25A. Nếu bạn muốn 40A trở lên, có nguy cơ, bạn có thể thay thế dòng điện đó cho 25A và xem qua các tính toán và tìm kiếm để tìm các thành phần mới của bạn. (Hoặc nếu có bao giờ bạn cần một chuyến đi 4A trên pin cũng có thể có cùng hướng dẫn).

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

Bây giờ, như thể điều này không đủ dài, còn nhiều nữa!

OP-AMPS:

Đầu tiên: Tìm đúng op-amp. Đó là một chút khó khăn, bởi vì nhà cung cấp không bao gồm một tham số thú vị, như chỉ dẫn chi phí (buộc bạn phải qua lại giữa một trang web của nhà cung cấp) hoặc không tìm kiếm rộng rãi, buộc bạn phải đi sâu vào phụ nhỏ -có tập hợp. Tôi hơi tùy tiện chọn Texas Cụ. Với chiến lược "Nhấp vào số lớn nhất cho đến khi bạn tìm kiếm theo tham số". Như tôi đã nói, những người này cần tìm hiểu một chút về việc tìm kiếm.

Vì vậy, tôi đi ra đây: TI OpAmp được cấu hình sẵn Tham số

Tôi đặt vào:

  • Tổng điện áp cung cấp tối thiểu <= 4,5V (pin rất thấp)
  • Tổng điện áp cung cấp tối đa> = 10V (mức tăng cực đại của sạc, cho phép một vài volt trên pin Vmax
  • GBW (MHz)> = 0.152 (Gain BandWidth là, để đơn giản hóa một chút, điểm mà amp dừng khuếch đại, 152kHz vẫn cho phép phản ứng dưới 1ms, nên 1ms vẫn ổn, vì vậy chúng tôi không cần GBW nhiều MHz.
  • Iq (perChannel) <= 0,45mA (Đây là dòng cung cấp cho mỗi Ampe. 1/10000 dung lượng pin có thể sẽ thấp hơn mức tự xả của pin, vì vậy giá trị tối đa này sẽ ổn.
  • Vos <= 3mV (Điều này khá bảo thủ / hạn chế, nhưng nó mang lại nhiều kết quả. Càng thấp thì càng tốt, nhưng 3mV đã đủ tốt. Vos, một lần nữa, quá mức, điện áp dưới mức mà Amp không thể "chú ý" chênh lệch điện áp đầu vào. Tôi đã chọn mục tiêu ngắt 125mV, vì vậy 3mV sẽ là 2-ish%. Xem lựa chọn điện trở để biết thêm thông tin.)

Sau đó, tôi đã sắp xếp nó theo chi phí đơn vị (thấp nhất trước tiên) và cuộn xuống cho đến khi tôi tìm thấy một mô hình đường sắt hai kênh. Rail to rail có nghĩa là các đầu ra và / hoặc các đầu vào có thể đi hết điện áp cung cấp. Op-Amps thông thường không phải lúc nào cũng cho phép bạn đi tất cả các điện áp cung cấp với đáp ứng đầu ra đáng tin cậy. Rail to rail tiết kiệm rất nhiều cho việc thử nghiệm, thử và đọc, chỉ với chi phí thêm tối đa $ 1. Tôi nói: Đáng giá cho ứng dụng này! Đặc biệt là vì bạn muốn đẩy mạnh vào cổng của mosfet nhất có thể (thêm về điều này hơn nữa).

Vì vậy, tôi đã đến TLC2262 với độ lệch 1mV, dòng điện phân cực đầu vào thấp, dải tần tăng khá, v.v. Và bảng dữ liệu (luôn luôn kiểm tra!) Nói rõ rằng "điện áp đầu vào chế độ chung" bao gồm đường ray âm. Điều đó có nghĩa là opAmp sẽ cho phép chúng ta đo điện áp rất thấp trên điện trở.


ĐẠI DIỆN R1:

Tiếp theo là điện trở đo, R1. Tôi đã chọn để đi cho một điện áp chuyến đi trên 125mV. Bạn càng đi thấp, bạn càng lãng phí năng lượng. Nhưng, nếu bạn xuống quá thấp, bạn sẽ nhận được các giá trị điện trở điên rồ. Tôi nghĩ, có thể, 5mOhm đã rất thấp cho thiết kế DIY, nhưng có khả năng một số đã có kết nối đáng tin cậy. Những gì bạn sẽ cần là một điện trở với một số cách kết nối đường dẫn hiện tại với hai chân chính và kết nối phép đo của bạn tại hai điểm chính xác nơi điện trở bắt đầu. Bởi vì dây của điện trở sẽ nhanh chóng làm biến dạng phép đo của bạn. Hãy tưởng tượng một điện trở công suất như thế này:

sơ đồ

mô phỏng mạch này

Nếu bạn đo ở đầu dây, bạn đo được hơn 9mOhm, nơi bạn mong đợi 5mOhm, tức là gần gấp đôi! Vì vậy, bạn kết nối opAmp gần với điện trở thực nhất có thể, với ít nhất là dây mang dòng điện giữa nó.

Bây giờ, chúng tôi đã chọn 5mOhm. Ở dòng điện cực đại 25A, chúng ta có thể tính toán công suất tiêu tán của điện trở, bằng cách: P = I ^ 2 * R = 25A * 25A * 0,005Ohm = 3.125W. Các sơ đồ cho thấy 5W cho sự chắc chắn.

Tôi sẽ giả sử trong các tính toán tiếp theo rằng bạn có thể có được kết nối đáng tin cậy. Nếu không, bạn có thể kiểm tra với nguồn cung cấp phòng thí nghiệm hiện tại cao (ví dụ 10A) và đồng hồ vạn năng phong nha để xem điện áp trên 25A sẽ là bao nhiêu (2,5 lần so với mức bạn đo được ở 10A).

Vậy, với R = 0,005 Ohm (5mOhm), chúng ta có thể tính được sự sụt giảm điện áp như sau: V = I * R = 25A * 0,005Ohm = 0,125V = 125mV. Chúng tôi sẽ gọi V này (r1) sau.


DIODE

Sau đó, chúng ta cần nhìn vào D1. Nếu chúng ta ước tính điện áp trên D1 là khoảng 0,5V, chúng ta có thể tính toán dòng điện qua nó bằng điện áp pin trung bình ước tính là 7.1V và điện trở R4, là 120kOhm.: V (r4) = Vbat - Vdiode = 7.1 - 0.5 = 6,6V. Idiode = I (r4) = 6,6V / 120kOhm = 55uA. (là tốt và thấp). Bây giờ để hoàn thành đúng các phép tính, chúng ta cần xem biểu dữ liệu 1N4148. 1N4148 từ Vishay rẻ, dễ kiếm và rất tốt cho mục đích này, vì vậy chúng tôi xem xét: 1N4148

Trên trang 2, trong Hình 2, chúng ta có thể thấy điện áp chuyển tiếp là gì (Vdiode) cho dòng điện phía trước. Thật không may, đồ thị chỉ đạt 100uA, nhưng vì diode đáp ứng tốt và trơn tru ở khu vực thấp hơn, tiếp cận một tiệm cận nhất định ở 0,00001uA, chúng ta có thể ngoại suy về Vf (diode) = 0,45V ở 55uA. Có vẻ như chúng tôi đã giảm khoảng 50mV. Chúng ta có thể tiếp tục lặp lại, nhưng điện trở khá lớn và điện áp trên nó cũng vậy, vì vậy, để cân bằng, chúng ta sẽ "đủ gần" cho cửa sổ chuyến đi 24A đến 27A, có thể nói như vậy. Trong hình 1, chúng ta có thể thấy rằng Vf (diode) giảm khi nhiệt độ cao hơn, vì vậy nếu pin nóng lên, màn hình hiện tại sẽ tắt sớm hơn, nghe có vẻ là một tính năng tốt.


OP-AMP Chức năng và toán học

Bây giờ, Op-Amp OA1-B (phần 2 của Op-amp kép TLC) được sử dụng làm bộ tổng hợp. Không có phản hồi từ đầu ra đến đầu vào. Điều này có nghĩa là nếu đầu vào âm (-) vượt quá đầu vào dương (+), thì Ampe sẽ dao động đầu ra ở mức thấp. Khi + cao hơn, Ampe sẽ xoay cao. Vì vậy, nếu điện áp đến từ OA1-A cao hơn một chút (được kết nối với - đầu vào) so với điện áp diode 0,45V (được kết nối với đầu vào +), Op-Amp sẽ tắt MOSFET.

Hiện tại, bỏ qua R8, R9, LED1 và Q1, tại thời điểm này, chúng không có tác dụng đáng kể nào cả.

Ở đây có một số phép toán OpAmp cho OA1-A. OpAmp, theo định nghĩa đơn giản nhất (mà chúng ta có thể được phép sử dụng một cách hợp lý trong trường hợp cụ thể này của OA1-A), cố gắng lấy đầu vào âm (-) của nó để có cùng điện áp với đầu vào dương (+), bằng cách điều chỉnh đầu ra.

Vì vậy, nếu chuyến đi hiện tại được kích hoạt, điện áp điện trở, V (r1) là 125mV như chúng tôi đã tính toán trước khi sử dụng giá trị điện trở và dòng điện ngắt. Giả sử điểm này, đầu vào OpAmp + sẽ cao hơn 125mV so với cực âm của pin. Bây giờ OpAmp cố gắng đưa V- đến cùng điện áp. Giả sử nó sẽ đạt được điều này, điện áp trên R2 cũng là 125mV. Bây giờ, OpAmp không thể đặt bất kỳ dòng điện đáng kể nào ra khỏi hoặc vào đầu vào của nó, vì vậy dòng điện phải đến từ đầu ra của OpAmp thông qua điện trở phản hồi, R3. Vì vậy, dòng điện qua R2 và R3 là (khoảng) như nhau.

R2 và R3 (Là sự tiếp nối của OP-Amp Math)

Hiện tại qua R2 và R3:

I (r3) = I (r2) = V (r2) / R2 = V (r1) / R2 = 125mV / 7.5kOhm = 16.7uA. (V (r2) có thể được thay thế bằng V (r1) vì mong muốn của Op-Amp để có được đầu vào - và + cho cùng một điện áp).

Bây giờ chúng tôi muốn đầu ra trở nên giống như điện áp diode tại điểm ngắt chính xác, để một chút nhỏ hơn sẽ tắt MOSFET. Vì vậy, điện áp trên R3 phải là:

V (r3) = Vf (diode) - V (r2) = Vf (diode) - V (r1) = 0.45V - 0.125V = 0.325V (một lần nữa thay thế vì hành vi phản hồi của Op-Amp).

Mà cho: R3 = V (r3) / I (r3) = 0,325V / 16,7uA = 19,5kOhm.

Vậy mối quan hệ giữa R3 và R2 là R3 / R2 = 2.6

Vì vậy, trong sơ đồ trên, chúng ta có thể thay thế các giá trị đã cho bằng bất kỳ giá trị tiêu chuẩn / có thể tìm thấy nào cách nhau một yếu tố 2.6, bởi vì điều đó sẽ giữ cùng một sự cân bằng. Nhưng hãy cố gắng giữ R2 trong khoảng từ 1kOhm đến 10kOhm, để bạn ở trong khu vực ít rò rỉ, nhưng tín hiệu hợp lý (10uA đến 150uA). 1,5kOhm và 3,9kOhm sẽ là một tùy chọn, hoặc 2,0kOhm và 5,2kOhm, hoặc, có thể, 10kOhm và 26kOhm.


TẠI SAO R5?

220Ohm R5 chỉ là một biện pháp phòng ngừa. Nó tránh OpAmp một cách nhanh chóng cố gắng cung cấp một dòng điện lớn vào cổng, bảo vệ cả OpAmp mà bạn sử dụng và MOSFET.


MOSFE

MOSFET: Đây là một lần nữa một chút khó khăn. Nó xuất phát từ nhiều năm kinh nghiệm phát triển để chọn một MOSFET công suất cao. 10 đến 15 năm trước, tôi có thể đã nói "Hãy xem Transitor lưỡng cực, bởi vì chúng có thể phù hợp hơn", nhưng ngày nay, để dẫn truyền ổn định dòng điện cao: MOSFET!

Bây giờ, những gì bạn muốn chủ yếu: Thấp về sức đề kháng (R (DS) -on) ở điều kiện hoạt động của bạn. Khả năng chống chịu càng cao, bạn sẽ càng ném được nhiều năng lượng trong MOSFET. Vứt bỏ quyền lực = không thuận lợi. Vậy DS) Bật với điện áp cổng tối đa có thể đạt được khoảng 7V. Điện áp cổng càng cao (lên đến giới hạn: mọi biểu dữ liệu sẽ cho bạn biết điện áp cổng nào sẽ phá vỡ "V (gs) Max") càng tốt. Vì vậy, với pin 3S thay cho pin 2S, bạn cũng sẽ có được dẫn truyền MOSFET tốt hơn.

Tiếp theo, bạn muốn chắc chắn rằng nó thực sự có thể dẫn dòng điện bạn muốn đi qua và bạn có một gói bạn cảm thấy thoải mái với việc làm mát nếu cần thiết. Tại thời điểm này, tôi đã chọn Bộ chỉnh lưu quốc tế, bởi vì tôi chưa bao giờ mua IR MOSFET và đã buồn khi tôi bắt đầu sử dụng nó. Theo cảm nhận của tôi, họ thực sự cung cấp các thông số kỹ thuật và đồ thị họ cung cấp, vì vậy đó là một chất lượng tốt khi bạn đang tìm cách đưa dòng điện cao qua một cái gì đó.

Vì vậy, tôi đã đi đến đây: Bảng chỉnh lưu quốc tế "StrongIRFE"

Bây giờ, IR có các loạt khác nhau, và một loạt khác có thể cung cấp cho bạn nhiều lựa chọn hợp lý hơn tôi đang làm, nhưng tôi sẽ để lại một số nghiên cứu (tại thời điểm này tôi cũng 3 giờ) cho bạn :-). Tôi thích cơ hội của mình với cái tên "StrongIRFE" và kết quả không làm tôi thất vọng.

Vì vậy, tôi đã sắp xếp theo R (DS) On, bởi vì bạn cần chọn một cái gì đó và trong trường hợp này là tốt như bất kỳ.

Sau đó, tôi cuộn xuống để tìm một gói đẹp, với 20 năm kinh nghiệm của fiddlin, tên bộ lọc mắt của tôi gần như ngay lập tức trên "Đây là SMD", "Đây là thông qua lỗ" và "Đây là vô nghĩa" (và nhiều danh mục phụ) . Nhưng để tạo một hướng dẫn nhỏ, thô, nếu nó nói "TO2 **?", Trong đó * là số và? không phải là một món quà hay một lá thư, nó rất có thể là một gói xuyên lỗ với một lỗ vít đẹp để gắn nó vào một miếng kim loại, để thoát nhiệt. Những thứ này, đối với những người bắt đầu với MOSFETS, có lẽ là sự lựa chọn tốt nhất của bạn. Nhấp vào một trong số đó, kiểm tra bảng dữ liệu, kiểm tra giá của người quản lý, kiểm tra xem bạn đã đạt được sự cân bằng hạnh phúc giữa $$$ và HAWT-HAWT-HAWT chưa. Làm sao? Dễ thôi! ...- ish.

Ví dụ MOSFET: IRFP7430 . Trong biểu dữ liệu (<- nhấp chuột ), trên trang 2, nó nói một cái gì đó khá tuyệt vời. Bảng thứ hai (cho 25degrees C), dòng thứ ba, R (DS) On là 1,2mOhm với Id = 50A và Vss = 6V. Điều đó có thể đạt được! Nhưng, trong thiết kế điện tử, bạn buộc phải sống một cuộc sống bi quan, vì vậy chúng tôi tìm kiếm các biểu đồ. Đồ thị là bạn của chúng tôi.

Trên trang 4 so sánh Hình 3 và Hình 4. Nếu nó nóng hơn, nó sẽ tiến hành các biểu đồ lật! Chà, có một số thứ đang diễn ra ở đó, mà tôi sẽ không đi vào, nhưng về cơ bản, nếu chúng ta sử dụng biểu đồ cho 25 độ C, điều đó có thể ổn.

Vì thế. Chúng tôi giả sử điện áp pin thấp nhất của chúng tôi là 5V, vì vậy V (gs) sẽ ở gần mốc 4,8V. Trong thực tế, sự bi quan một lần nữa thúc đẩy chúng ta sử dụng đường cong 4,8V (Một lên từ dưới cùng). Hình 3 sau đó cho chúng ta thấy rằng ở 20A, trong trường hợp xấu nhất, chúng ta sẽ "giảm" 0,25V. Đó là rất nhiều! Nhưng hãy nhớ rằng, trong trường hợp này, pin đã hết khá nhiều, vì vậy dù sao nó cũng sẽ không còn lâu nữa.

Tính công suất bị mất: P = I * V = 20A * 0,25V = 5W. Vì vậy, bạn sẽ cần một tản nhiệt hoặc một miếng kim loại khác để thoát khỏi một phần nhiệt.

Bây giờ, trong "hoạt động trung bình", với 7.1V, V (gs) có thể sẽ đạt gần 6.8V. Vì 6.0V và 7.0V không nằm cách xa nhau trong biểu đồ, chúng tôi sẽ ước tính khoảng một nửa giữa chúng. Vấn đề. Dòng điện so với điện áp nằm ngoài phạm vi giới hạn trên 25A của chúng tôi.

Nhưng, chúng ta có thể ước tính, với thang đo logarit của cả hai trục và hành vi cận tuyến tính nhẹ ở 25A, điện áp rơi sẽ vào khoảng 55mV. Tôi làm điều này bằng cách sử dụng một cây thước và một chút nội suy não người (các nghệ sĩ gọi đây là trí tưởng tượng, nhưng tôi nghĩ rằng âm thanh mơ màng). Vì vậy, trong khu vực vận hành hiện tại trung bình của nó, nó sẽ tiêu tan: P = V * I = 0,055V * 25A = 1,38W. Điều đó tốt hơn so với điện trở weensy nhỏ bé mà chúng tôi đã chọn. Tuyệt vời!

Vì vậy, bây giờ với người quản lý (chỉ là một chỉ dẫn): IRFP7430PBF

Ừ! $ 6,86? Có thể được chấp nhận, nhưng vẫn, TIẾP THEO! (nhân tiện, bạn có thể làm người quản lý trước nếu bạn có ngân sách eo hẹp, tiết kiệm rất nhiều đồ thị, nhưng với một ví dụ điển hình tôi đã chọn làm sai cách xung quanh).


MOSFE tiếp theo: irfp7537

Trông đẹp và khỏe khoắn. Chúng tôi đã học được từ sai lầm của chúng tôi, mouser đầu tiên.

Người anh em: IRFP7537PBF

Hừm, $ 3,22. Tốt hơn nhiều.

Bây giờ là các biểu đồ, nhấp vào liên kết ở trên cho biểu dữ liệu (sau "MOSFET tiếp theo"). So sánh Hình 1 của hình này với Hình 1 của hình trước, thì rõ ràng tại sao cái này chỉ bằng một nửa chi phí. Đó là gấp đôi sức đề kháng! Tuy nhiên, vẫn còn một vài tính toán nhanh bằng các phương thức được hiển thị trước đó:

Pin cực thấp, V (gs) = 4,8V, ước tính nửa chừng giữa dòng 4,5V và 5,0V, trường hợp xấu nhất ở 20A: V (ds) = 0,25V. Hay! Tương tự! Vì vậy, các MOSFET này có một số điểm tương đồng. Vì vậy, một lần nữa, thêm kim loại.

Pin trung bình: V (gs) = 6.8V, đồ thị ở đâu đó giữa 6.0V và 7.0V. Lần này cạnh ở mức 30A với 0,1V, vì vậy 25A có lẽ là khoảng 0,08V thay vì 0,055V. Vì vậy, với điều này, sự tiêu tán trung bình của chuyến đi hiện tại là: P = 0,08V * 25A = 2W. Vẫn ít hơn điện trở!

Vì vậy, trong thực tế, bạn cũng có thể chọn cái thứ hai, bởi vì bộ chuyển đổi DC / DC, dây dẫn, điện trở bên trong của pin và điện trở đo lường cùng nhau vẫn tiêu tốn nhiều năng lượng hơn MOSFET của bạn.


R6, R7, R8, R9, Q1, SW1

Bây giờ chỉ còn một vấn đề cần khắc phục: Một khi dòng điện bị ngắt, MOSFET tắt, điều này là tốt. Nhưng, sau đó không còn hiện tại nữa. Vì vậy, Op-Amp OA1-A lại chuyển sang chế độ "không đo quá dòng". Điều này có nghĩa là Op-Amp OA1-B sau đó bật lại MOSFET. Nhưng rất nhanh. Trong khoảng phân số của một phần nghìn giây. Vì vậy, nó sẽ bắt đầu dao động và hạn chế hiệu quả dòng điện liên tục, nhưng làm tăng nhiệt nhanh chóng trong MOSFET.

Để giải quyết điều này, Q1 và một số điện trở được đưa vào dưới dạng "bộ nhớ". Nếu Op-Amp OA1-B xuống thấp, để tắt MOSFET, bóng bán dẫn Q1 sẽ bật. Q1 sau đó truyền dòng điện vào âm của Op-Amp OA1-B và đèn LED qua R9. R8 đảm bảo rằng Op-Amp OA1-A không bị làm phiền bởi điều này (vì OA1-A muốn đầu ra của nó là 0V).

Tình huống này có nghĩa là Op-Amp OA1-B tiếp tục thấy điện áp cao hơn nhiều ở đầu vào - đầu vào so với đầu vào +, giữ đầu ra ở mức thấp và tắt MOSFET. Ngoài ra, đèn LED sáng lên để thông báo cho bạn: "Tôi đã kích hoạt quá dòng!". (Mặc dù vậy, hãy sử dụng đèn LED có độ sáng thấp hoặc độ sáng cao, vì tôi đã chọn giữ mức nhỏ hiện tại).

Bây giờ nếu bạn nhấn SW1, bạn sẽ nối dây cơ sở của Q1 với pin +, do đó tắt bóng bán dẫn và đặt lại sơ đồ về trạng thái bình thường. Trừ khi quá dòng vẫn còn, trong trường hợp nhấn công tắc sẽ gây ra dao động được mô tả trước đó. Vì vậy, đó là một ý tưởng tốt để không giữ nút nhấn quá lâu, chỉ trong trường hợp.

LƯU Ý 1: Hệ thống có thể chuyển sang Q1 khi bật kết nối đầu tiên của pin, chỉ cần nhấn nút nhanh để khắc phục điều đó.

LƯU Ý 2: Bạn cũng có thể sạc pin qua MOSFET trong các trường hợp lý tưởng, nhưng để tránh gây ra hành vi kỳ lạ trong Op-Amps, tốt nhất là sạc pin trực tiếp, không có sơ đồ chuyển mạch ở giữa.

KHÔNG CÓ TÓM TẮT ...... TÔI ĐANG TỪ BÂY GIỜ! Lại là 6:10 sáng.

Tôi đã lên kế hoạch tóm tắt tất cả các công thức, nhưng vì bây giờ tôi đã hơn 5 giờ vào bài viết này, tôi nghĩ rằng tôi sẽ để lại cho người đọc.


Các bộ pin tôi muốn sử dụng thường không có các mạch bảo vệ tích hợp (như đã lưu ý) và các bộ pin có xu hướng đứng đầu ở mức rút ra 6-8A, gần như không đủ. Re: MOSFET, tôi không thể kiểm soát được mức độ quá dòng sẽ cho phép khói thoát ra khỏi MOSFET sau khi tôi vấp nó. Tôi tìm kiếm gì trên một bảng dữ liệu?
Robert Atkins

@RobertAtkins Mục đích của tôi về mạch bảo vệ không phải là để bạn mua một bộ pin khác, mục đích là để thông báo cho bạn rằng những biện pháp bảo vệ đó cũng có thể được chế tạo hoặc mua riêng, với nhiều thông số kỹ thuật lớn hơn. Tôi có thể đã quá ngắn để vội vàng hoàn thành bài viết, xin lỗi. (Bạn có thể mua một bảng từ gói 10Ah cho gói 2AH, cho bạn giới hạn 40A đối với pin 2Ah, ví dụ, không siêu thông minh, nhưng có thể).
Asmyldof

1
God Trời ơi, tôi yêu Stack. Điều đó thật tuyệt vời. 👏
Robert Atkins

1
@RobertAtkins Hội chợ đủ. Tôi cố gắng đưa ra lời khuyên tốt nhất có thể về thông tin tôi có, sau đó tùy thuộc vào bạn để xem bạn sử dụng lời khuyên đó như thế nào. Ngoài ra, tôi dính vào tuyên bố thứ hai của mình: Tận hưởng! :-)
Asmyldof

2
Tôi cần phải mở khóa bánh xe chuột của mình để làm cho nó quay miễn phí để thoải mái cuộn ngược lên nút upvote. Đây là những gì tôi gọi là một câu trả lời nghiên cứu và giải thích. đại tràng-o
Jonas Schäfer

1

Bảo vệ mỗi mạch phụ sẽ làm cho FAR có ý nghĩa hơn.
Ngay cả LEDS chuyển đổi với nhau có thể có hệ thống dây riêng trong nhiều mạch. Trọng lượng dây là như nhau, đường kính bó của dây N lớn hơn 1 dây có cùng khả năng dòng điện và có thể cách điện hơn một chút. Khả năng phản hồi của dây N sẽ tốt hơn.

Cầu chì thổi nhanh được đánh giá ở mức chạy hiện tại là đủ tốt, có lẽ là [tm].
Một cầu chì quá tải sẽ thổi trong 10 mili giây.
Bàn có sẵn.

Bạn có thể thắt chặt giới hạn hiện tại trên mỗi subcircuit - tùy chọn với việc tắt theo dõi và điện tử hiện tại. Âm thanh phức tạp hơn (nó là) nhưng không nhiều như vậy và kết quả là tốt hơn. Bạn có thể thiết lập quá dòng với hồ sơ thời gian và tắt nhanh như bạn muốn. Mỗi mạch cần một MOSFET (giả sử) cho nguồn cấp điện, điện trở cảm giác hiện tại, opamp / bộ so sánh và nguồn điện áp tham chiếu chung. Nói một cách đơn giản, bạn có thể có độ trễ RC trên đầu vào cảm giác hiện tại để cung cấp cho bạn độ trễ nhẹ để đèn LED NHƯNG quá dòng không có dòng tăng đột biến nên không thực sự cần thiết.

Bạn có thể có cả giới hạn hiện tại VÀ chuyến đi quá dòng. ví dụ: Nếu một mạch được chọn cần 4A, bạn có thể đặt giới hạn hiện tại ở mức 5A và chuyến đi quá dòng ở 4.5A với độ trễ nhỏ. QNot không phải là một ciruit rất phức tạp và FAR rẻ hơn so với giao dịch với Burning Man.


Nguy hiểm!:

Đốt người! Rất thích. Than ôi.
40A khi tiếp xúc gần da có thể kết thúc với nhu cầu cấp bệnh viện và có thể tử vong.

Làm thế nào để tôi biết điều này (ngoài việc nó rõ ràng đối với những người nhạy cảm hơn tôi)?

Tôi đã rút ngắn một vài chiếc AA NimH cộng với chìa khóa và tiền xu trong túi của tôi trong những dịp "một vài" và chỉ có một số trải nghiệm đau đớn và buồn cười. Hai như vậy dễ dàng đến với tâm trí.

Khi vào một bữa tiệc trưa, nhiếp ảnh gia đột nhiên nhanh chóng đặt máy ảnh của mình và bắt đầu điên cuồng rút túi quần ra và vứt chúng đi bất cứ đâu trong khi cố gắng giữ túi của mình ra khỏi chân, mọi người chú ý [tm].

Khi thực hiện như một hành khách trên xe, chỉ có vợ tôi nhìn thấy - nhưng thật là 'buồn cười'.
Không bao giờ lặp lại.


Bảo vệ mỗi mạch phụ không thực sự khả thi với thiết kế tôi hiện có (đang hoạt động tốt và đáp ứng một loạt các hạn chế khác.) Tôi đã nghĩ rằng tôi có thể chia bus điện thành hai nửa tối đa bằng pin và cầu chì của riêng họ / breaker, nhưng 40A-> 20A không thay đổi đáng kể vấn đề.
Robert Atkins

Ngay cả với các mạch phụ được hợp nhất, bạn sẽ cần cầu chì X được gắn trực tiếp vào mặt phẳng cứng của pin hoặc vẫn bảo vệ pin. Vì nếu có 0,5m dây không sử dụng, điều đó đủ để tạo ra sự cố chập điện, cháy nổ và rất có thể là nổ pin (có thể tăng cường độ bán lựu đạn với pin kim loại). Nơi tốt nhất (nếu bạn hỏi tôi: chỉ) để bảo vệ nguồn di động công suất cao nằm trong lớp vỏ cứng của nguồn.
Asmyldof
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.