odwrotną polaryzacją -

Feb 23, 2015 11 Replies

Witam Chciałem zastosować bezpiecznik + diodę antyrównolegle, jako zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem akumulatora SLA. Odrzucam diodę szeregowo oraz użycie MOSFETa, jako diody. Akumulator musi być ładowany i rozładowywany w obwodzie.



Aby połączyć funkcje ochrony przepięciowej i zabezpieczenia przed odwrotnym podłączeniem, zastosowałem transil jednokierunkowy w obudowie SMB.



Bezpiecznik ma być samoresetujący, czyli planuję PTC. No i tutaj pojawił się pewien problem. Przy bezpieczniku rzędu 2,5A podczas testów odwrotnego podłączenia akumulatora udawało się wyzwolić go. Testy finalne jednak pokazały, że dioda się przepala.



Nie za bardzo byłem w stanie obliczyć zachowanie, bo zarówno dla typowych bezpieczników PTC jak i diod transil (w kierunku przewodzenia) nie znam parametru I2t.



Czy ktoś ma jakieś sugestie jak to zrobić dobrze i przewidywalnie?


Użytkownik "EM" napisał w wiadomości grup

W bateryjkach do laptopow, i do telefonow chyba tez, robi sie to dwoma mosfetami (wraz z ich diodami). Jeden sie rozlacza gdy napiecie na wyjsciu baterii spadnie ponizej progu, co zabezpiecza i przed zwarciem, i przed zbytnim rozladowaniem. Niekoniecznie zapezpiecza przed odwrotnym podlaczeniem odbiornika ... ale wtedy dioda pomaga i ma szanse przetrwac..

No i u Ciebie ... trzeba by przemyslec co bedzie po odwrotnym podlaczeniu, bo jajca moga byc.

Uzyj wiekszego transila. Albo wiekszej diody.

J.

W dniu poniedziałek, 23 lutego 2015 12:54:31 UTC+1 użytkownik EM napisał:

Czyli transil i PPTC mają być w szeregu? Jeśli tak, to dla transila niektórzy producenci podają Peak Forward Surge Current. Minimalna zimna rezystancja PPTC powinna być na tyle duża, żeby taki prąd nie popłynął.

W dniu 2015-02-23 o 18:05, Krzysztof Ol pisze:

W stanie odwrotnego podłączenia tak na prawdę bezpiecznik jest szeregowo z transilem. Przykładowo Peak Forward Surge Current dla SMBJ Fairchilda = 100A, ale "measured on 8.3 ms...." Rezystancja zimna PTC 2,5A = 0,020. Rezystancja akumulatora 12V 7Ah też ok. 0,020. Aby ograniczyć prąd do 100A musiało by być 0,12ohma w obwodzie. Razem z przewodami realne. Ale nawet gdy będzie to taka wartość, nie wiem jak długo to będzie trwać impuls zanim prąd spadnie. Przykładowa charakterystyka PTC

formatting link
ńczy się na ok. 70A, ale czas i tak jest wtedy rzędu 0,15s. Gdyby był podany parametr I2t dla diody oraz tego bezpiecznika (co dla bezpieczników jest standardowym parametrem), to oszacowanie wytrzymałości było by banalnie proste. W sumie wystarczy dać bezpiecznik topikowy (w razie potrzeby odpowiednio szybki) i po kłopocie, ale chciałbym aby był samoresetowalny.

Pozdrawiam EM

Użytkownik "EM" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:mch9rg$6vp$ snipped-for-privacy@node2.news.atman.pl...

W karcie katalogowej:

formatting link
4 jest wspólny dla wszystkich transili. Dygresja ============== Ten wykres jest moim zdaniem trochę "nie tego". Zrobili go tak, że w zasadzie mogli by zamiast niego podać I2t. W starej karcie był bardziej pokrzywiony - wygląda, że pochodzący z eksperymentów. Wykres bardziej bliski prawdy jest chyba tu:
formatting link
ście lat temu czytałem jakieś opracowanie podające inżynierski wzór na wyliczenie mocy dla danego impulsu, gdy znany jest tylko jeden punkt wykresu (np. 600W dla 1ms). Wychodziło coś jak w tej karcie P6SMB. Odchyłka od stałej wartości I2t była uzasadniona nierównomiernością rozkładu temperatur w złączu - dlatego przy krótszych impulsach wychodzi mniejsze I2t bo lokalne miejsca nie zdążą oddać ciepła do sąsiednich obszarów. W każdym razie to uzasadnia nie podawania I2t tylko przedstawianie tej zależności w formie wykresu. Koniec dygresji ============== Wracając do karty ST: Logika mówi, że skoro dla 6V8 jest tak samo jak dla 220V to jedynym istotnym czynnikiem jest zdolność chwilowego gromadzenia ciepła. Czyli dla kierunku przewodzenia będzie tan sam wykres. Zresztą, nie wiem gdzie wyczytałeś, że wykres dotyczy tylko kierunku zaporowego. Z rysunku 8 wychodzi, że dla 70A spadek napięcia będzie około 3V - czyli impuls ma 210W. Z rysunku 4 wynika, że transil wytrzyma to tylko przez 10ms. Skoro PTC zadziała po 150ms to zdecydowanie za długo. P.G.

No to może MOSFET zubożony? On normalnie przewodzi, a ujemne napięcie względem źródła (dla N) go blokuje. Niewielkie dodatnie otwiera go jeszcze bardziej. Układ zabezpieczający będzie podobny jak dla zwykłego PMOS wzbogaconego.

Bezpiecznik może nie być potrzebny.

Pozdrawiam, Piotr

W dniu 2015-02-24 o 10:19, Piotr Gałka pisze:

Dziękuję Chyba nic nie wspominałem o wykresach dla jednego kierunku. Rzeczywiście ten wykres "Peak Pulse Power Rating" i dalsze rozważania mają sens. Nie widzę też miedzy nimi istotnej różnicy na wspomnianych kartach, poza tym ze STM daje mniejszą graniczną moc. Szukałem jeszcze innych diod zamiast transila i nie jest łatwo znaleźć jakąś z dużym prądem impulsowym (powyżej 200A). Chyba jednak zastosowanie PTC będzie trudne bez mocnej diody zabezpieczającej. Z drugiej strony ten prąd zwarcia podczas wzrostu temperatury PTC pewnie szybko maleje i nie ma tak dużej wartości przez wspomniane 150ms. Generalnie moje perypetie z takim zabezpieczeniem wyszły z tego, że bez głębszej analizy zrobiłem test w prototypie i takie rozwiązanie zadziałało. Potem w finalnym rozwiązaniu już nie. Czyli raczej tak nie jest, że mam przekroczoną moc 15x, co wynika z aktualnej analizy. Może miałem sporą rezystancję przewodów i to wystarczyło? Może dać jeszcze szeregowo jakiś rezystor drutowy... Na pewno najłatwiej by było szybki bezpiecznik topikowy.

Jeszcze jedno mi przychodzi do głowy. Zastosowanie bezpiecznika polimerowego w wykonaniu SMD. One wydają się mieć mniejszą bezwładność. Mają raczej mniejsze rozmiary i masę. To wygląda chyba trochę lepiej:

formatting link
Rozwiązanie z MOSFETem będzie kłopotliwe. Oczywiście można użyć dwóch (anty)szeregowo skoro sa dwa kierunki przepływu prądu, ale jeśli urządzenie będzie chciało ładować akumulator to te MOSFETy będą załączone i nici z pełnej ochrony. Raczej wtedy to jakieś sprytne ograniczenie prądu.

W dniu wtorek, 24 lutego 2015 17:39:13 UTC+1 użytkownik EdiM napisał:

Jeśli dobrze patrzę, i w tym, i w poprzednio wybranym elemencie przewlekanym masz około 3s do zadziałania przy prądzie 10A, dla temperatury pokojowej, wersja 2.5A - wykres "typical time-to-trip". Niedługo potem wykresy się urywają. Obawiam się, że to kolejny przypadek, który spowoduje uszkodzenie diody. Jeśli rezystancja w całym obwodzie będzie na tyle wysoka, żeby ograniczyć prąd do 10A (co chyba nie jest niemożliwe), to PPTC będzie potrzebował dużo czasu, by się nagrzać. Wtedy na diodzie wydzieli się pi razy oko 10A * 1V = 10W. Nie liczyłem, ale obstawiam, że bez radiatora się spali w ciągu tych 3 sekund.

Użytkownik "EdiM" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:mci9fg$8rg$ snipped-for-privacy@node2.news.atman.pl...

Rozumiałem, że według Ciebie nie ma danych o I2t a ogólnie są tyle że w postaci wykresów.

Chodzi o nachylenie. W STM zmiana t x 100 to zmiana P /10, a tak dokładnie chyba nie jest. Chyba, że ST ma teraz jakąś nową technologię zapewniającą dokładnie takie samo wydzielanie ciepła w całej strukturze złącza. Nie znam się na technologii. Jedynie odgrzebuję w pamięci co kiedyś czytałem.

Nie wiem, ale nie byłbym tego za bardzo pewny. Gdyby R PTC się na tyle podniosło, że I wyraźnie spadnie to chyba mimo, że P mniejsze to podział mocy między PTC/transil będzie znacznie bardziej na korzyść PTC i nagrzewanie powinno przybierać na tempie. Bym podejrzewał, że przez pewien czas jest dość duży prąd i dopiero potem zaczyna coraz szybciej maleć. Ale dokładniej nigdy nie wnikałem.

Też tak myślę. Choć jest jeszcze kwestia chyba lepszego odprowadzania ciepła przez płytkę od SMD niż od przewlekanych. P.G.

W dniu 2015-02-24 o 19:43, Piotr Gałka pisze:

Spróbuję:

formatting link
One się wydają szybsze z dokumentacji. Do tego transil SMBJ 2 sztuki równolegle, ponieważ z tego co patrzyłem to SMCJ wcale nie miał większego prądu przewodzenia.

W dniu piątek, 27 lutego 2015 10:52:09 UTC+1 użytkownik EM napisał:

Weź jeszcze pod uwagę, że maksymalny prąd dopuszczalny tego PPTC to 40A. Producent nie gwarantuje co będzie się działo przy większym prądzie.

W dniu 2015-02-27 o 21:19, Krzysztof Ol pisze:

Jak patrzę ta te THT które podawałem wcześniej, to też jest 40A. Generalnie lipne te bezpieczniki. Przykładowo 9A, Itrip 18A, Imax 40A :)

No nic, to ma być zabezpieczenie przed błędem konserwatora, czyli 'wymieniacza' akumulatora. Jak widać, raczej nie da się tego dobrze zrobić na PTC.

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required