Limitador de descarga de batería mejorado. Unidad de protección de batería contra descarga Protección de batería de gel contra descarga

No es ningún secreto que a las baterías de iones de litio no les gustan las descargas profundas. Esto hace que se marchiten y marchiten, y también aumenten la resistencia interna y pierdan capacidad. Algunos ejemplares (los que tienen protección) pueden incluso sumergirse en una hibernación profunda, de donde resulta bastante problemático sacarlos. Por lo tanto, cuando se utilizan baterías de litio, es necesario limitar de alguna manera su descarga máxima.

Para ello se utilizan circuitos especiales que desconectan la batería de la carga en el momento adecuado. A veces, estos circuitos se denominan controladores de descarga.

Porque El controlador de descarga no controla la cantidad de corriente de descarga, estrictamente hablando, no es un controlador de ningún tipo. De hecho, este es un nombre establecido pero incorrecto para los circuitos de protección contra descargas profundas.

Contrariamente a la creencia popular, las baterías integradas (placas PCB o módulos PCM) no están diseñadas para limitar la corriente de carga/descarga, ni para desconectar oportunamente la carga cuando está completamente descargada, ni para determinar correctamente el final de la carga.

En primer lugar, Los paneles de protección, en principio, no son capaces de limitar la corriente de carga o descarga. Esto debería ser manejado por el departamento de memoria. Lo máximo que pueden hacer es apagar la batería cuando hay un cortocircuito en la carga o cuando se sobrecalienta.

En segundo lugar, La mayoría de los módulos de protección apagan la batería de iones de litio a un voltaje de 2,5 voltios o incluso menos. Y para la gran mayoría de baterías, se trata de una descarga muy fuerte; esto no debe permitirse en absoluto.

Tercero, Los chinos están remachando estos módulos por millones... ¿De verdad crees que utilizan componentes de precisión de alta calidad? ¿O que alguien los pruebe y ajuste antes de instalarlos en baterías? Por supuesto, esto no es cierto. En la producción de placas base chinas, solo se observa estrictamente un principio: cuanto más baratas, mejor. Por lo tanto, si la protección desconecta la batería del cargador exactamente a 4,2 ± 0,05 V, entonces es más probable que se trate de un feliz accidente que de un patrón.

Es bueno si tienes un módulo PCB que funcionará un poco antes (por ejemplo, a 4,1 V). Entonces la batería simplemente no alcanzará el diez por ciento de su capacidad y listo. Es mucho peor si la batería se recarga constantemente, por ejemplo, a 4,3V. Entonces la vida útil se reduce y la capacidad cae y, en general, puede hincharse.

¡Es IMPOSIBLE utilizar las placas de protección integradas en las baterías de iones de litio como limitadores de descarga! Y como limitadores de carga también. Estas placas están destinadas únicamente a la desconexión de emergencia de la batería en caso de situaciones de emergencia.

Por lo tanto, se necesitan circuitos separados para limitar la carga y/o proteger contra una descarga demasiado profunda.

Simple dispositivo de carga sobre componentes discretos y circuitos integrados de aplicaciones específicas que analizamos. Y hoy hablaremos de las soluciones que existen hoy en día para proteger una batería de litio de una descarga excesiva.

Para empezar, propongo un circuito de protección contra sobredescarga de iones de litio simple y confiable, que consta de solo 6 elementos.

Las clasificaciones indicadas en el diagrama harán que las baterías se desconecten de la carga cuando el voltaje caiga a ~10 voltios (hice protección para 3 baterías 18650 conectadas en serie en mi detector de metales). Puede configurar su propio umbral de apagado seleccionando la resistencia R3.

Por cierto, el voltaje de descarga total. batería de iones de litio es 3,0 V y nada menos.

Se puede extraer un chip de campo (como el del diagrama o algo similar) de la placa base de una computadora vieja; por lo general, hay varios a la vez; TL-ku, por cierto, también se puede coger desde allí.

El condensador C1 es necesario para el arranque inicial del circuito cuando se enciende el interruptor (tira brevemente la puerta T1 a menos, lo que abre el transistor y alimenta el divisor de voltaje R3, R2). Además, después de cargar C1, el microcircuito TL431 mantiene el voltaje requerido para desbloquear el transistor.

¡Atención! El transistor IRF4905 indicado en el diagrama protegerá perfectamente tres baterías de iones de litio conectadas en serie, pero es completamente inadecuado para proteger un banco de 3,7 voltios. Se dice cómo determinar usted mismo si un transistor de efecto de campo es adecuado o no.

La desventaja de este circuito: en caso de un cortocircuito en la carga (o de un consumo excesivo de corriente), el transistor de efecto de campo no se cerrará inmediatamente. El tiempo de reacción dependerá de la capacitancia del condensador C1. Y es muy posible que durante este tiempo algo tenga tiempo de quemarse correctamente. A continuación se presenta un circuito que responde instantáneamente a una carga corta bajo carga:

El interruptor SA1 es necesario para "reiniciar" el circuito después de que se haya disparado la protección. Si el diseño de su dispositivo permite quitar la batería para cargarla (en un cargador separado), entonces este interruptor no es necesario.

La resistencia de la resistencia R1 debe ser tal que el estabilizador TL431 alcance el modo de funcionamiento con un voltaje mínimo de batería; se selecciona de tal manera que la corriente ánodo-cátodo sea de al menos 0,4 mA. Esto genera otro inconveniente de este circuito: una vez activada la protección, el circuito continúa consumiendo energía de la batería. La corriente, aunque pequeña, es suficiente para agotar por completo una batería pequeña en tan solo un par de meses.

El siguiente esquema para el control casero de la descarga de baterías de litio está libre de este inconveniente. Cuando se activa la protección, la corriente consumida por el dispositivo es tan pequeña que mi probador ni siquiera la detecta.

A continuación se muestra una versión más moderna del limitador de descarga de una batería de litio que utiliza el estabilizador TL431. Esto, en primer lugar, le permite establecer fácil y simplemente el umbral de respuesta deseado y, en segundo lugar, el circuito tiene una estabilidad a alta temperatura y una desconexión clara. ¡Aplaude y listo!

Conseguir TL-ku hoy no es ningún problema, se venden a 5 kopeks el manojo. No es necesario instalar la resistencia R1 (en algunos casos incluso es dañina). El trimmer R6, que establece el voltaje de respuesta, se puede reemplazar con una cadena de resistencias constantes con resistencias seleccionadas.

Para salir del modo de bloqueo, debe cargar la batería por encima del umbral de protección y luego presionar el botón S1 "Reset".

El inconveniente de todos los esquemas anteriores es que para reanudar el funcionamiento de los esquemas después de entrar en protección, se requiere la intervención del operador (encender y apagar SA1 o presionar un botón). Este es el precio a pagar por la simplicidad y el bajo consumo de energía en modo de bloqueo.

A continuación se muestra el circuito de protección contra sobredescarga de iones de litio más simple, desprovisto de todas las desventajas (bueno, casi todas):

El principio de funcionamiento de este circuito es muy similar a los dos primeros (al principio del artículo), pero no hay un microcircuito TL431 y, por lo tanto, su propio consumo de corriente se puede reducir a valores muy pequeños: unos diez microamperios. . Tampoco se necesita un interruptor o botón de reinicio; el circuito conectará automáticamente la batería a la carga tan pronto como el voltaje a través de ella exceda un valor umbral preestablecido.

El condensador C1 suprime las falsas alarmas cuando funciona con una carga pulsada. Cualquier diodo de baja potencia servirá; son sus características y cantidad las que determinan el voltaje de funcionamiento del circuito (deberá seleccionarlo localmente).

Se puede utilizar cualquier transistor de efecto de campo de n canales adecuado. Lo principal es que puede soportar la corriente de carga sin esforzarse y poder abrirse con un voltaje bajo de la fuente de la puerta. Por ejemplo, P60N03LDG, IRLML6401 o similar (ver).

El circuito anterior es bueno para todos, pero hay un momento desagradable: el cierre suave del transistor de efecto de campo. Esto ocurre debido a la planitud de la sección inicial. características corriente-voltaje diodos.

Este inconveniente se puede eliminar con la ayuda de una base de elementos moderna, es decir, con la ayuda de detectores de voltaje de micropotencia (monitores de energía con un consumo de energía extremadamente bajo). A continuación se presenta el siguiente esquema para proteger el litio de descargas profundas:

Los microcircuitos MCP100 están disponibles tanto en paquetes DIP como en versiones planas. Para nuestras necesidades, es adecuada una opción de 3 voltios: MCP100T-300i/TT. El consumo de corriente típico en modo de bloqueo es de 45 µA. El coste para una pequeña venta al por mayor es de unos 16 rublos por pieza.

Es incluso mejor utilizar un monitor BD4730 en lugar del MCP100, porque tiene una salida directa y, por lo tanto, será necesario excluir el transistor Q1 del circuito (conecte la salida del microcircuito directamente a la puerta de Q2 y la resistencia R2, mientras aumenta R2 a 47 kOhm).

El circuito utiliza un MOSFET IRF7210 de canal p de microohmios, que conmuta fácilmente corrientes de 10-12 A. El interruptor de campo ya está completamente abierto a un voltaje de puerta de aproximadamente 1,5 V, y en el estado abierto tiene una resistencia insignificante (menos superior a 0,01 ohmios)! En resumen, un transistor genial. Y, lo más importante, no demasiado caro.

En mi opinión, el último esquema es el más cercano al ideal. Si tuviera acceso ilimitado a componentes de radio, elegiría este.

Un pequeño cambio en el circuito le permite utilizar un transistor de canal N (luego se conecta al circuito de carga negativo):

Los monitores de suministro de energía (supervisores, detectores) BD47xx son una línea completa de microcircuitos con voltajes de respuesta de 1,9 a 4,6 V en pasos de 100 mV, por lo que siempre puede elegirlos según sus propósitos.

Un pequeño retiro

Cualquiera de los circuitos anteriores se puede conectar a una batería de varias baterías (después de algunos ajustes, por supuesto). Sin embargo, si los bancos tienen diferentes capacidades, entonces la batería más débil se descargará constantemente mucho antes de que el circuito funcione. Por lo tanto, en tales casos, siempre se recomienda utilizar baterías no solo de la misma capacidad, sino preferiblemente del mismo lote.

Y aunque dicha protección funciona perfectamente en mi detector de metales desde hace dos años, sería mucho más correcto controlar personalmente el voltaje de cada batería.

Utilice siempre su controlador personal de descarga de batería de iones de litio para cada frasco. Entonces cualquiera de tus baterías te servirá para ser feliz para siempre.

Cómo elegir un transistor de efecto de campo adecuado

En todos los esquemas anteriores para proteger las baterías de iones de litio contra descargas profundas, se utilizan MOSFET que funcionan en modo de conmutación. Los mismos transistores se suelen utilizar en circuitos de protección contra sobrecargas, circuitos de protección contra cortocircuitos y en otros casos donde se requiere control de carga.

Por supuesto, para que el circuito funcione como debería, el transistor de efecto de campo debe cumplir ciertos requisitos. Primero, decidiremos estos requisitos, y luego tomaremos un par de transistores y de acuerdo con sus hojas de datos (según especificaciones técnicas) determinemos si son adecuados para nosotros o no.

¡Atención! No consideraremos características dinámicas. transistores de efecto de campo, como la velocidad de conmutación, la capacitancia de la compuerta y la corriente de drenaje pulsada máxima. Estos parámetros adquieren una importancia crítica cuando el transistor opera a altas frecuencias (inversores, generadores, moduladores PWM, etc.); sin embargo, la discusión de este tema está fuera del alcance de este artículo.

Entonces, debemos decidir inmediatamente el circuito que queremos montar. De ahí el primer requisito para un transistor de efecto de campo: debe ser del tipo correcto(ya sea canal N o P). Este es el primero.

Supongamos que la corriente máxima (corriente de carga o corriente de carga, no importa) no excederá los 3A. Esto lleva al segundo requisito: el trabajador de campo debe largo tiempo soportar tal corriente.

Tercero. Digamos que nuestro circuito protegerá la batería 18650 de una descarga profunda (un banco). Por tanto, podemos decidir inmediatamente sobre los voltajes de funcionamiento: de 3,0 a 4,3 Voltios. Medio, voltaje máximo permitido drenaje-fuente U ds debe ser superior a 4,3 voltios.

Sin embargo, la última afirmación es cierta sólo si se utiliza sólo un banco de baterías de litio (o varios conectados en paralelo). Si para alimentar su carga se utiliza una batería de varias baterías conectadas en serie, entonces El voltaje máximo de la fuente de drenaje del transistor debe exceder el voltaje total de toda la batería..

Aquí tenéis una imagen que explica este punto:

Como se puede observar en el diagrama, para una batería de 3 baterías 18650 conectadas en serie, en los circuitos de protección de cada banco es necesario utilizar dispositivos de campo con una tensión drenaje-fuente U ds > 12,6 V (en la práctica, hay que tomarlo con un margen, por ejemplo del 10%).

Al mismo tiempo, esto significa que el transistor de efecto de campo debe poder abrirse completamente (o al menos con suficiente fuerza) ya con una tensión puerta-fuente U gs inferior a 3 voltios. De hecho, es mejor centrarse en un voltaje más bajo, por ejemplo, 2,5 voltios, para que quede margen.

Para obtener una estimación aproximada (inicial), puede consultar en la hoja de datos el indicador "Voltaje de corte" ( Voltaje de umbral) es la tensión a la que el transistor se encuentra en el umbral de apertura. Este voltaje normalmente se mide cuando la corriente de drenaje alcanza los 250 µA.

Está claro que el transistor no puede funcionar en este modo, porque su impedancia de salida sigue siendo demasiado alta y simplemente se quemará debido al exceso de energía. Es por eso El voltaje de corte del transistor debe ser menor que el voltaje de funcionamiento del circuito de protección.. Y cuanto más pequeño sea, mejor.

En la práctica, para proteger un frasco batería de iones de litio Debe seleccionar un transistor de efecto de campo con un voltaje de corte de no más de 1,5 a 2 voltios.

Por tanto, los principales requisitos para los transistores de efecto de campo son los siguientes:

• tipo de transistor (canal p o n);
• corriente de drenaje máxima permitida;
• el voltaje máximo permitido de la fuente de drenaje U ds (recuerde cómo se conectarán nuestras baterías: en serie o en paralelo);
• baja resistencia de salida a un cierto voltaje de puerta-fuente U gs (para proteger una lata de Li-ion, debes concentrarte en 2,5 voltios);
• disipación de potencia máxima permitida.

Ahora veamos ejemplos específicos. Por ejemplo, tenemos a nuestra disposición los transistores IRF4905, IRL2505 e IRLMS2002. Echemos un vistazo más de cerca.

Ejemplo 1: IRF4905

Abrimos la hoja de datos y vemos que se trata de un transistor con un canal tipo p (canal p). Si estamos satisfechos con esto, miramos más allá.

La corriente máxima de drenaje es 74A. En exceso, claro, pero encaja.

Voltaje de fuente de drenaje: 55 V. Según las condiciones del problema, disponemos de un solo banco de litio, por lo que el voltaje es incluso mayor al requerido.

A continuación, nos interesa la pregunta de cuál será la resistencia drenaje-fuente cuando el voltaje de apertura en la puerta sea de 2,5 V. Miramos la hoja de datos y no vemos esta información de inmediato. Pero vemos que el voltaje de corte U gs(th) se encuentra en el rango de 2...4 voltios. No estamos categóricamente contentos con esto.

El último requisito no se cumple, por lo que descartar el transistor.

Ejemplo 2: IRL2505

Aquí está su hoja de datos. Miramos e inmediatamente vemos que se trata de un dispositivo de campo de canal N muy potente. Corriente de drenaje: 104 A, voltaje de fuente de drenaje: 55 V. Hasta ahora todo está bien.

Verifique el voltaje V gs(th) - máximo 2,0 V. ¡Excelente!

Pero veamos qué resistencia tendrá el transistor con un voltaje puerta-fuente = 2,5 voltios. Veamos el gráfico:

Resulta que con un voltaje de puerta de 2,5 V y una corriente a través del transistor de 3 A, caerá un voltaje de 3 V a través de él. De acuerdo con la ley de Ohm, su resistencia en este momento será 3V/3A=1Ohm.

Por lo tanto, cuando el voltaje en el banco de baterías es de aproximadamente 3 voltios, simplemente no puede suministrar 3 A a la carga, ya que para esto la resistencia total de la carga, junto con la resistencia de la fuente de drenaje del transistor, debe ser de 1 ohmio. Y solo tenemos un transistor que ya tiene una resistencia de 1 ohmio.

Además, con tal resistencia interna y una corriente dada, el transistor liberará potencia (3 A) 2 * 3 ohmios = 9 W. Por lo tanto, necesitará instalar un radiador (una caja TO-220 sin radiador puede disipar alrededor de 0,5...1 W).

Una alarma adicional debería ser el hecho de que el voltaje mínimo de puerta para el cual el fabricante especificó la resistencia de salida del transistor es 4V.

Esto parece indicar que no se previó el funcionamiento del trabajador de campo con un voltaje U gs inferior a 4 V.

Teniendo en cuenta todo lo anterior, descartar el transistor.

Ejemplo 3: IRLMS2002

Entonces, saquemos a nuestro tercer candidato de la caja. E inmediatamente observe sus características de rendimiento.

Canal tipo N, digamos que todo está en orden.

Corriente máxima de drenaje: 6,5 A. Adecuado.

El voltaje máximo permitido entre drenaje y fuente V dss = 20 V. Excelente.

Tensión de corte - máx. 1,2 voltios. Aún así está bien.

Para conocer la resistencia de salida de este transistor, ni siquiera tenemos que mirar los gráficos (como hicimos en el caso anterior): la resistencia requerida se proporciona inmediatamente en la tabla solo para nuestro voltaje de puerta.

Circuito de protección Batería de ácido sólido desde el alta

La tarea es la siguiente: hay paneles solares que cargan la batería y hay una carga que chupa esta batería. Está diseñado para que la batería funcione en modo buffer y se descargue y recargue constantemente. Pero en realidad, el modo resulta ser algo diferente y es posible una situación en la que la carga puede descargar excesivamente la batería. Se sabe que la descarga de baterías de plomo-ácido por debajo de 11 voltios es destructiva para ellas: se produce una sulfatación irreversible de las placas, como resultado de lo cual la capacidad de la batería se pierde significativamente. Para evitar que esto suceda, es necesario apagar la carga si la batería está descargada a 11 voltios, idealmente con un pequeño margen, es decir. no hasta 11, sino, digamos, hasta 11,5 voltios.

La búsqueda de diagramas en Internet condujo al resultado esperado: los más necesarios y dispositivos útiles o no, o sólo unos pocos, y están lejos de ser ideales. Logramos encontrar un circuito en el radiocat que, en principio, cumple la tarea, pero no está pensado. En particular, si la carga descargó la batería, el dispositivo la apagó a 11 voltios, ¿qué pasará a continuación? El voltaje de la batería aumentará ligeramente, incluso sin recargar, y la carga se volverá a conectar hasta que el voltaje vuelva a caer, y así sucesivamente, cíclicamente, de vez en cuando, en un modo, se podría decir, generación.

Para evitar que esto suceda, es necesaria la histéresis. Amplía los umbrales de respuesta del dispositivo, evitando la aparición de dichos modos de generación de respuesta cíclica. Los comparadores tienen una excelente opción de conmutación para este caso, que consiste en agregar solo una resistencia de la salida a la entrada. Fue de esta manera que modificamos el circuito del radio cat, simulándolo en proteus.

El diagrama del dispositivo es muy simple. El estabilizador integrado 7805 alberga una fuente de voltaje de referencia (reference). Con él se compara el voltaje de la batería, suministrado a través de un divisor en el potenciómetro, lo que conduce al funcionamiento o falla del comparador. El potenciómetro regula el voltaje de respuesta y la resistencia establece la histéresis de la salida a la entrada. Con las clasificaciones indicadas en el diagrama, la carga se apaga a un voltaje de 11,5 voltios y se conecta (mientras se carga la batería) a 12,5 voltios. Al volver a calcular las resistencias de estas resistencias, se pueden cambiar estos valores de voltaje.

La placa de circuito impreso está diseñada para que coincida con los componentes existentes, lo que explica la elección de piezas tan grandes. El LED está diseñado para indicar el modo de funcionamiento actual del dispositivo: se enciende cuando la carga está conectada. El diodo protege el devanado del relé, que se supone debe controlar la carga, de las emisiones de campos electromagnéticos de autoinducción.

Placa de circuito impreso.

Un dispositivo sencillo que consta de sólo dos transistores ayudará a todos los propietarios de automóviles a proteger la batería de su vehículo para que no se descargue por completo. Esto es especialmente cierto para aquellos cuyos automóviles no están equipados con una luz de advertencia en los faros.

Características del dispositivo.

• Tensión de apagado: 10 ± 0,5 V.
• La corriente máxima del dispositivo operativo es 1 mA.
• La corriente máxima de un dispositivo desconectado es de 10 µA.
• La corriente máxima permitida que pasa por el dispositivo es 5A.
• Corriente de corta duración: 10 A (no más de 5 segundos).
• El tiempo de respuesta ante un cortocircuito en la carga no supera los 100 μs.

Diagrama eléctrico.

El funcionamiento se basa en un transistor de efecto de campo de canal N, por ejemplo el RFP50N06, que actúa como "llave". Cuando la tensión de alimentación cae a 10,5 V, se activa la protección y la batería se desconecta de la carga. Cuando se aplica voltaje de carga, encendido automático dispositivos.

Otra función que realiza el circuito es la protección contra cortocircuitos.

El circuito es muy sencillo y contiene un número mínimo de elementos radioeléctricos, por lo que su repetición no requiere fabricación obligatoria. placa de circuito impreso. Si se dispone de todas las piezas necesarias, en menos de media hora se puede realizar el montaje sobre una placa de montaje especial o mediante montaje en superficie.

Dadas las altas corrientes que pasan a través del dispositivo, la soldadura debe realizarse con cuidado. Es recomendable conectar el transistor MOSFET al radiador para evitar que se sobrecaliente y falle.

La configuración se reduce a seleccionar las resistencias R3 y R4, que son responsables del umbral de respuesta (cuanto mayor sea su valor, más sensible será el circuito).

SW – microinterruptor sin fijación, de pequeñas dimensiones, para protección de encendido. Si lo desea, no puede usarlo activando el dispositivo cortocircuitando el terminal (-) de la batería con la salida “menos”.

Lista de repuestos necesarios y su coste estimado:

1. Transistor de efecto de campo – 1 pieza (60 rublos) – RFP50N06 Canal N 60V 50A 170 grados
2. Transistor KT 361 – 1 pieza (5 rublos).
3. Resistencias de baja potencia: 4 unidades (1 unidad cada una): 3 de 10 kOhm y 1 de 100 kOhm
4. Diodo Zener – 1 pieza – 6 rublos.

Por lo tanto, si no se tiene en cuenta el precio de los consumibles (soldadura, electricidad para un soldador), el costo de dicho dispositivo de protección electrónico es inferior a 75 rublos.

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DISPOSITIVO para proteger baterías de 12v de descarga profunda y cortocircuito con apagado automático su salida de la carga.

CARACTERÍSTICAS
El voltaje de la batería al que se produce el apagado es de 10 ± 0,5 V (obtuve exactamente 10,5 V).
La corriente consumida por el dispositivo de la batería cuando está encendido no es más de 1 mA
La corriente consumida por el dispositivo de la batería cuando está apagado no supera los 10 µA
La corriente continua máxima permitida a través del dispositivo es 5A (bombilla de 30 vatios 2,45 A - Mosfit sin radiador +50 grados (habitación +24))
La corriente máxima permitida a corto plazo (5 segundos) a través del dispositivo es 10 A.
Tiempo de desconexión en caso de cortocircuito en la salida del dispositivo, no más de - 100 μs

ORDEN DE FUNCIONAMIENTO DEL DISPOSITIVO

EL DISPOSITIVO FUNCIONA DE LA SIGUIENTE MANERA:

Piezas de repuesto

2. Cualquier transistor de efecto de campo, seleccione según A y B. Tomé RFP50N06 Canal N 60V 50A 170 grados 3. Resistencias 3 para 10 Ω y 1 para 100 Ω

5. Diodo Zener 9,1 V

Soldador + estaño + colofonia con alcohol + cortadores de alambre + cableado + multímetro + carga, etc. etcétera

Soldado mediante el método de boquilla de estaño. No quiero envenenar el tablero. No hay ningún diseño.

Carga 30 vatios, corriente 2,45 A, el trabajador de campo se calienta a +50 grados (temperatura ambiente +24). No es necesario enfriar.

Visité una carga de 80 vatios... VAH-VAH. Temperatura superior a 120 grados. Las vías empezaron a ponerse rojas... Bueno, ya sabes, necesitas un radiador, vías bien soldadas.

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Etiquetas: protección de batería, batería, 12v, 12v, 12v, 12v, protección, grabadora, mosfit. Protegiendo la batería de una descarga profunda... El circuito no es mío. Sólo repetiré... Úselo cuando sea necesario... Grabadoras, magnetófonos, etc. ... DISPOSITIVO para proteger baterías de 12v de descargas profundas y cortocircuitos con desconexión automática de su salida de la carga. CARACTERÍSTICAS Tensión de la batería...

Hola a todos. Recientemente monté un interruptor electrónico basado en un transistor de efecto de campo que apaga automáticamente la batería cuando se descarga a un voltaje específico. Es decir, este dispositivo es capaz de monitorear la disminución de voltaje en la batería y desconectarla de la carga a tiempo para que no llegue a cero y se deteriore. Por ejemplo, si olvidó apagar la linterna.

Diagrama del dispositivo de protección de la batería.

Para baterías de plomo-ácido con un voltaje de 12 V, el voltaje mínimo permitido durante la descarga es de aproximadamente 9 V. Es a este voltaje que se debe desconectar la carga de la batería para evitar una descarga profunda. Es conveniente controlar el voltaje de la batería utilizando el chip estabilizador paralelo TL431. Este chip contiene un amplificador de error incorporado y una referencia de voltaje de precisión. Para cambiar la carga, se recomienda utilizar un transistor MOSFET, que puede proporcionar una caída de voltaje en estado encendido muy baja. El esquema es extremadamente simple, lo usé yo mismo durante varios años, lo ensamblé mediante una instalación con bisagras y recientemente hice una versión "en caja":

En esta versión el interruptor es para baterías de 6/12V, se selecciona P1 y luego se reemplaza por baterías permanentes. Para 6 V, el umbral es 4,8...5 V, para 12 V, 9,6...10 V, respectivamente. Puede configurar su P1 para otros voltajes de corte según lo desee. Para mayor comodidad, agregué un indicador: LED.

En vista de la escasez de potentes transistores de efecto de campo de canal P, e incluso de “Nivel Lógico”, el circuito se puede convertir a uno de canal N, en lugar de uno de canal P, instalando un transistor P-N-P de baja potencia de El tipo KT316, y esto se puede utilizar para cambiar la potente tecla del canal N. Pero en este caso, no será el "más", sino el "menos" de la carga la que se desconectará.

No se requiere un radiador para corrientes de carga de hasta varios amperios; esto es exacto y está verificado. En general, para la instalación en un automóvil, donde las corrientes alcanzan decenas de amperios, todo es fácil de calcular. Multiplicamos la resistencia del interruptor de campo abierto por la corriente al cuadrado.

Y aunque el transistor no se calienta en absoluto, lo instalé en un radiador pequeño, solo para estar seguro. Solo hubo un caso en el que, durante el proceso de recarga de la batería, toqué a un trabajador de campo: hacía notablemente calor. Mientras averiguaba qué estaba pasando, descubrí que el estabilizador 431 había fallado y la llave estaba "atascada" en modo lineal, sin abrirse nunca por completo, razón por la cual se estaba calentando. Por qué el estabilizador se quemó sigue siendo un misterio, estaba soldado, tal vez ya había sucedido antes. Todos los demás elementos del circuito permanecieron intactos.

Protección contra descarga profunda de la batería
Protección contra descarga profunda de la batería Hola a todos. Recientemente monté un interruptor electrónico basado en un transistor de efecto de campo que apaga automáticamente la batería cuando se descarga a un voltaje específico. Eso es

Dispositivo para proteger baterías de 12v contra descargas profundas y cortocircuitos con desconexión automática de su salida de la carga.

CARACTERÍSTICAS

El voltaje de la batería al que se produce el apagado es de 10± 0,5V. (Obtuve exactamente 10,5 V) La corriente consumida por el dispositivo de la batería cuando está encendido no es más de 1 mA. La corriente consumida por el dispositivo de la batería cuando está apagado no supera los 10 µA. La corriente continua máxima permitida a través del dispositivo es 5A (bombilla de 30 vatios 2,45 A - Mosfit sin radiador +50 grados (habitación +24))

La corriente máxima permitida a corto plazo (5 segundos) a través del dispositivo es 10A. Tiempo de desconexión en caso de cortocircuito en la salida del dispositivo, no más de - 100 μs

ORDEN DE FUNCIONAMIENTO DEL DISPOSITIVO

Conecte el dispositivo entre la batería y la carga en la siguiente secuencia:
- conectar los terminales de los cables, respetando la polaridad (cable naranja + (rojo), a la batería,
- conectar al dispositivo, respetando la polaridad (el terminal positivo está marcado con un signo +), los terminales de carga.

Para que aparezca voltaje en la salida del dispositivo, debe cortocircuitar brevemente la salida negativa a la entrada negativa. Si la carga recibe alimentación de otra fuente además de la batería, esto no es necesario.

EL DISPOSITIVO FUNCIONA DE LA SIGUIENTE MANERA:

Al cambiar a alimentación de batería, la carga la descarga al voltaje de respuesta del dispositivo de protección (10± 0,5V). Cuando se alcanza este valor, el dispositivo desconecta la batería de la carga, evitando una mayor descarga. El dispositivo se encenderá automáticamente cuando se suministre voltaje desde el lado de carga para cargar la batería.

Si hay un cortocircuito en la carga, el dispositivo también desconecta la batería de la carga. Se encenderá automáticamente si se aplica un voltaje superior a 9,5 V desde el lado de la carga. Si no existe tal voltaje, entonces debe unir brevemente el terminal negativo de salida del dispositivo y el terminal negativo de la batería. Las resistencias R3 y R4 establecen el umbral de respuesta.

Piezas de repuesto

1. Tablero de montaje (opcional, se puede montar)
2. Cualquier transistor de efecto de campo, seleccione según A y B. Tomé RFP50N06 Canal N 60V 50A 170 grados
3. Resistencias 3 para 10 kΩ y 1 para 100 kΩ
4. Transistor bipolar KT361G
5. Diodo Zener 9,1 V
Agregar. Puedes usar terminales + Mikrik para iniciar (no lo hice yo mismo porque será parte de otro dispositivo).
6. Puede tener un LED en la entrada y salida para mayor claridad (seleccione una resistencia, suelde en paralelo)

Soldador + estaño + colofonia con alcohol + cortadores de alambre + cableado + multímetro + carga, etc. etcétera. Soldado mediante el método de boquilla de estaño. No quiero envenenar el tablero. No hay ningún diseño. Carga 30 vatios, corriente 2,45 A, el trabajador de campo calienta hasta +50 grados (temperatura ambiente +24). No es necesario enfriar.

Probé una carga de 80 vatios... VAH-VAH. Temperatura superior a 120 grados. Las vías empezaron a ponerse rojas... Bueno, ya sabes, necesitas un radiador, vías bien soldadas.

Protección de baterías contra descarga profunda
Protección de batería contra descarga profunda Dispositivo para proteger baterías de 12v contra descarga profunda y cortocircuito con desconexión automática de su salida de la carga. CARACTERÍSTICAS

¿Con qué frecuencia nos olvidamos de apagar la carga de la batería? ¿Alguna vez has pensado en esta pregunta? Pero a menudo sucede que la batería parece estar funcionando y funcionando, pero luego algo se ha secado... Nosotros Mida el voltaje en él y hay 9-8 V, o incluso menos. Torba, puedes intentar restaurar la batería, pero no siempre funciona.
Por esta razón, se inventó un dispositivo que, cuando la batería se descarga, desconectará la carga y evitará una descarga profunda de la batería, porque no es ningún secreto que las baterías temen una descarga profunda.
Para ser honesto, pensé muchas veces en un dispositivo para proteger la batería de una descarga profunda, pero nunca fue mi destino probarlo todo. Y el fin de semana me propuse hacer un pequeño circuito de protección.

Circuito de protección de la batería contra descarga total.

Cualquier botón de inicio y parada sin arreglar

Miremos el diagrama. Como puede ver, todo se basa en dos amplificadores operacionales encendidos en modo comparador. Se tomó LM358 para el experimento. Y entonces vamos...
La tensión de referencia está formada por la cadena R1-VD1. R1 es una resistencia de balastro, VD1 es un diodo zener simple de 5 V, se puede usar para voltaje mayor o menor. Pero no más ni igual al voltaje de una batería descargada, que por cierto es igual a 11V.

Se montó un comparador en el primer amplificador operacional, comparando el voltaje de referencia con el voltaje de la batería. El voltaje al tercer tramo se suministra desde la batería a través de un divisor de resistencia, que crea el voltaje comparado. Si el voltaje en el divisor es igual al de referencia, aparece un voltaje positivo en el primer tramo, que abre los transistores, que se instalan como etapa amplificadora, para no cargar la salida del amplificador operacional.

Todo está configurado de forma sencilla. Suministramos 11V al terminal Out. Está en este tramo, porque el diodo cae 0,6 V y luego tendrás que reconstruir el circuito. Se necesita un diodo para que cuando presione el botón de inicio, la corriente no vaya a la carga, sino que suministre voltaje al circuito mismo. Al seleccionar las resistencias R2R6, captamos el momento en que el relé se apaga, el voltaje en el séptimo tramo desaparece y en el quinto tramo el voltaje debe ser ligeramente menor que el de referencia.

Cuando se ha construido el primer comparador, aplicamos un voltaje de 12 V, como se esperaba, al terminal Vcc y presionamos Iniciar. El circuito debe encenderse y funcionar sin problemas hasta que el voltaje baje a 10,8V, el circuito debe apagar el relé de carga.

Presione Detener, el voltaje en el quinto tramo desaparecerá y el circuito se apagará. Por cierto, es mejor no configurar C1 a un valor más alto, ya que tardará mucho en descargarse y tendrás que mantener presionado el botón STOP por más tiempo. Por cierto, todavía no he descubierto cómo forzar el apagado inmediato del circuito si hay una buena capacitancia en la carga misma, lo que tardará más en descargarse, aunque puedes colocar una resistencia de lastre en el propio condensador

En la segunda operación se decidió montar un indicador que indicara cuando la batería está casi descargada y el circuito debería apagarse. Se configura de la misma manera... Suministramos 11.2V a Out y seleccionamos R8R9 para asegurarnos de que el LED rojo se encienda.
Esto completa la configuración y el circuito está completamente operativo...

Buena suerte a todos con vuestra repetición...
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Un cargador sencillo con Indicador LED cargando, la batería verde se está cargando, la batería roja está cargada.

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Dispositivo de protección de batería contra descarga profunda
¿Con qué frecuencia nos olvidamos de apagar la carga de la batería? Luego medimos el voltaje y ahí está 9-8V. Khan para él Aquí hay un dispositivo que evitará que la batería se descargue por completo.

Hay dos cosas que realmente no les gustan a las baterías: la sobrecarga y la descarga excesiva. Y si el primer problema se resuelve con éxito con los cargadores modernos (excepto los rectificadores más simples), entonces con una descarga por debajo de un nivel crítico las cosas empeoran: casi nunca los dispositivos que funcionan con baterías brindan protección contra una sobredescarga. No se puede descartar una descarga accidental: cuando simplemente olvidó apagar el dispositivo y se descarga, se descarga... Para solucionar este problema, se propone autoensamblaje Módulo disyuntor simple de bajo voltaje. Este circuito es bastante simple y se puede aplicar a cualquier batería de litio o plomo-ácido. Naturalmente, el umbral de apagado se puede ajustar en función de la batería.

Diagrama de la unidad de protección de la batería.

Cómo funciona. Cuando se presiona el botón de reinicio, se aplica voltaje positivo a la puerta del transistor de potencia MOSFET de canal N.

Si el voltaje a la salida del diodo Zener U1 es superior a 2,5 voltios, determinado por el divisor de voltaje formado por R4, R5 y R6, el cátodo de U1 se conecta a su ánodo, volviéndolo negativo con respecto a su emisor, R2. limita la corriente base a un valor seguro y proporciona suficiente corriente para operar U1. Y el transistor Q1 mantendrá el circuito abierto incluso cuando sueltes el botón de reinicio.

Si el voltaje en U1 cae por debajo de 2,5 voltios, el diodo zener se apaga y eleva el voltaje positivo en el emisor de R1, apagándolo. La resistencia R8 también apaga el transistor de efecto de campo, lo que provoca que se desconecte la carga. Además, la carga no se volverá a encender hasta que se presione el botón de reinicio.

La mayoría de los FET pequeños están clasificados para solo +/- 20 voltios en el voltaje de la fuente de la puerta, lo que significa que el circuito de bloque es adecuado para dispositivos de no más de 12 voltios: si se requieren voltajes de operación más altos, será necesario agregar elementos de circuito adicionales para mantener la seguridad. trabajo del trabajador de campo. Un ejemplo de uso de dicho circuito: un controlador de carga simple paneles solares se muestra en la foto.

Si se requiere un voltaje inferior a 9 voltios (o superior a 15), será necesario volver a calcular los valores de las resistencias R4 y R6 para cambiar el rango de ajuste.

Puede colocar en el circuito casi cualquier transistor PNP de silicio con una clasificación de al menos 30 voltios y cualquier MOSFET de canal N con una tensión nominal de al menos 30 voltios y una corriente más de 3 veces la que va a cambiar. Resistencia pasante de una fracción de Ohm. Para el prototipo se utilizó el F15N05: 15 amperios, 50 voltios. Para corrientes elevadas, son adecuados los transistores IRFZ44 (50 A máx.) y PSMN2R7-30PL (100 A máx.). También puedes conectar varios transistores de efecto de campo del mismo tipo en paralelo según sea necesario.

Este dispositivo no debe permanecer mucho tiempo conectado a la batería, ya que él mismo consume varios miliamperios debido al LED y al consumo de corriente de U1. Cuando está apagado, su consumo actual es insignificante.