Cut off per batterie al litio con mosfet e zener

[olometabolo]

Buongiorno

Avrei bisogno di realizzare un circuito che mi permetta di aprire un circuito quando la tensione di due batterie al litio in serie scende sotto la soglia dei 6v, per evitare di rovinarle.

Visto che il carico che devono alimentare necessita di 15A avevo pensato di usare un mosfet. Per attivare in gate pensavo di usare uno zener da 6v. Per il mosfet uno logic level come il FQP30N06L a 6v dovrebbe permettere il passaggio di tutta la corrente necessaria.

Questa soluzione é idonea o ho detto una marea di baggianate?

Modificato: 21 gennaio 2016 da Livio Orsini

[fisica]

sotto la soglia di 6V al carico di 15 ampere?

 

i miei ricordi sono che a 3V la batteria si considera scarica, quindi con 15 ampere potrebbe pure non reggere...

Modificato: 21 gennaio 2016 da fisica

[Livio Orsini]

Uno zener ti da un riferimen to fisso di tensione.

Tu hai bisogno di un comparatore che faccia commutare il mosfet qaundo la tensione è sotto un certo livello.

La commutazione deve avvenire in modo deciso e rapido, in modo che il mosfet o è aperto o è chiuso.

[olometabolo]

Uno zener ti da un riferimen to fisso di tensione.

Tu hai bisogno di un comparatore che faccia commutare il mosfet qaundo la tensione è sotto un certo livello.

Percui uso lo  zenner per avere il riferimento de le lo collego ad un op-amp che apre e chiude il mosfet?

[gabri-z]

Più utile un comparatore che un AO .

Come ti ha già detto Livio , la commutazione deve avvenire nel minor tempo possibile, già sono tanti i 15 A .

[olometabolo]

Più utile un comparatore che un AO

Dicevo un ao perche ne ho sotto mano ma alla fine visto che no ho fretta posso pure spendere sti 50cent e prendere qualche lm393

Lo so che 15A sono tanti potrei mettere un relais da 20A invece che un mosfet

[olometabolo]

Comunque mi confermate che la logica é corretta, con lo zenner ho la tensione di referenza e la comparo con quella della batteria.

Se voglio che stacchi a 6v devo prendere uno zener da 5.1V per il vref e per la comparazione faccio un partitore che mi dia 5.1V quando la batteria é a 6V esatto?

Potrebbe essere utile usare un regolatore di tensione (a basso drop out) al posto dello zener come comparatore?

Lo so che 15A sono tanti potrei mettere un relais da 20A invece che un mosfet?

 

[Livio Orsini]

Puoi usare uno zener da 6.8V ed un partitore con potenziometro, in parallelo per allo zner, così puoi regolare la soglia al punto giusto.

Io userei un vecchio LM311 che è ancora uno di migliori comparatori.

Ovviamente non piloti direttamente il gate del mosfet, ma devi interporre il classico driver fatto con 2 bjt in simmetria.

[gabri-z]

Usare uno Zenner da 6,8 V potrebbe essere troppo se vuole commutare a 6 V , perché sotto i 6,8 V lo Zenner smette di '' esistere '' .

Credo sia meglio usare uno minore per creare un riferimento e sul'altro ingesso il cursore di un potenziometro inserito in un partitore sulla batteria (seria di batterie )

[olometabolo]

Quote

Usare uno Zenner da 6,8 V potrebbe essere troppo se vuole commutare a 6 V , perché sotto i 6,8 V lo Zenner smette di '' esistere '' .

Credo sia meglio usare uno minore per creare un riferimento e sul'altro ingesso il cursore di un potenziometro inserito in un partitore sulla batteria (seria di batterie )

 

Avevo pensato acneh io a questo problema ed ero giunto alla tua stessa conclusione

 

Quote

Ovviamente non piloti direttamente il gate del mosfet, ma devi interporre il classico driver fatto con 2 bjt in simmetria.

 

Sarebbe questo il pilotaggio a due bjt in simmetria?

[gabri-z]

Come intendi alimentare il circuito e ricaricare le batterie ?

[dott.cicala]

Tempo fa mi son trovato a realizzare per un amico lo stesso tipo di circuito con la prescrizione di non usare mosfet per via della RdOn che pur essendo di soli 0,045ohm a pieno carico creava una caduta di tensione di circa 0,7V e così fui costretto ad usare un relè. Il circuito faceva uso di un LM358 dove i due amp.op. erano in configurazione a trigger di Scmitt. Ha sempre funzionato bene ma ricordo la difficoltà nell'eseguire tarature precise, anche perchè i circuiti erano due e dovevano intervenire con le stesse identiche soglie di tensione. Lavorava con batterie a 12V.

 

Il circuito è il seguente

 

 

Oggi, visti i problemi di taratura lo stesso circuito lo realizzerei così

 

[gabri-z]

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Oggi, visti i problemi di taratura ....

A questo ci arrivo  , ma non riesco a capire il ruolo del secondo A.O. (quello che comanda il LED rosso) ; basterebbe il primo ....illuminami 

[dott.cicala]

In realtà il led è bicolore.

Il led rosso si accende quando si raggiunge la soglia di attenzione ma la batteria non è ancora scarica e quindi il verde è ancora acceso.

Se nel led bicolore si accendono contemporaneamente sia il rosso che il verde la luce emessa assumerà il colore giallo/arancio.

Quando la batteria è scarica, si spegnerà il verde e quindi il relè si disecciterà, ma il led rosso rimarrà acceso e così la segnalazione luminosa assumerà il colore rosso. Si ottengono così 3 indicazioni cromatiche con un led bicolore: Verde=Ok - Giallo = Livello di guardia - Rosso= batteria scarica e disconnessa

 

[gabri-z]

'' In realtà il led è bicolore. ''

 

 

E... adesso sono tornato a casa ! 

[Livio Orsini]

Per ottenere la commutazione, come riferimento è sufficiente un diodo o due polarizzati direttamente.

Poi si fail partitore sulla tensione di batteria.

Un comparatore o un OA in circuitazione comparatore ed il pilotaggio di un relè elettromeccanico, effettuato con un transistor, ed è tutto fatto, funzionante e sicuramente affidabile, senza troppe complicazioni. Tutto quello che non c'è non si rompe.

Io caldeggio l'uso dl vecchio LM311 perchè è un ottimo comparatore che funziona anche con singola alimentazione a 5V, era nato proprio per interfacciare la logica TTL.

Se poi il relè è del tipo a 2 scambi si può anche pilotare 2 LEDs, od uno bicolare, per avere  l'indicazione dello stato.

[dott.cicala]

Sembra facile....ma se non si introduce un' isteresi succede che il carico ballerà il tip tap.

Raggiunta la soglia il carico viene scollegato

e subito la tensione ai capi della batteria sale,

supera la soglia e il carico viene riconnesso, 

ma subito la tensione sotto carico cala oltre la soglia e il carico viene nuovamente scollegato...e così via.

Ecco perchè ho usato un AO in configurazione a trigger di Schmitt....

[gabri-z]

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Sembra facile....ma se non si introduce un' isteresi succede che il carico ballerà il tip tap

E perché pensi che abbia domandato :

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Come intendi alimentare il circuito e ricaricare le batterie ?

Perché tra poco ci ritroveremo in una discussione tipo '' ago - 200 e passa messaggi '' ( ciao ago si to vivo ? ) per la  '' colpa '' del mancante isteresi ...e tutto nasce dal fatto che non si sa domandare .

Se l'amico olometabolo ci avesse detto cosa ha di preciso a disposizione , cosa deve fare , in quali condizioni , etc....

Se lui , a distacco avvenuto porta via le batterie e se le carica , sostituisce .... è una cosa , ha tutto sotto controllo ; se invece deve far partire automaticamente un carica batterie , è una cosa tanto diversa , come minimo , il suo carico  (mai definito , o io non ricordo e chiedo scusa ) partirà per conto suo appena la batteria riprende un pochino ..e l'elenco delle variabili è luuuungo.

 

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Per ottenere la commutazione, come riferimento è sufficiente un diodo o due polarizzati direttamente.

Poi si fail partitore sulla tensione di batteria.

 

Sai che rompo sempre  , sufficiente , SI , ma più lontani siamo dalla soglia , più aumenta l'errore riflesso .

[Livio Orsini]

No, non è detto. Se fai le cose per benino ed usi i componenti adatti, specie per questo tipo di applicazione, non hai errori influenti.

Usando un LM311 ti basta mettere uno zener da 5.1V sulla sua alimentazione e togli il problema eventuale dell'alimentazione ballerina.

Poi il 311, impiegato secondo manuale, ha l'isteresi per definizione, si tratta solo di stabilirne la quantità.

 

[olometabolo]

Ho un aspirapolvere portatile alimentato da 4 batterie AA da 1.2Ah. Il problema e che gia dopo 5 minuti la potenza di aspirazione diminuisce.

Ho dunque pensato di sostituire le 4 NiMh con due 18650. Evidentemente il circuito di ricarica non é adatto e neppure quello di protezione ( che non esiste)

 

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Come intendi alimentare il circuito e ricaricare le batterie ?

Il circuito lo alimento con le batterie stesse che saranno ricaricate da un apposito modulo con bilanciamento (che prendero gia fatto su internet)

 

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Tutto quello che non c'è non si rompe.

Lo dice sempre anche mio padre.

 

 

[Darlington]

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Ho dunque pensato

 

 

Ma non hai pensato, invece, di sostituire le batterie con altre uguali, specie se hanno già alcuni anni alle spalle?

 

Le batterie non sono eterne. Io piuttosto che complicarmi la vita al grido di "litio = nuovo = per forza migliore" mi limiterei a sostituire le batterie lasciando il tutto invariato.

[olometabolo]

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Ma non hai pensato, invece, di sostituire le batterie con altre uguali, specie se hanno già alcuni anni alle spalle?

 

Le batterie sono nuove ma in effetti sono da solo 1200mAh ho cercato in giro e di batterie AA con le linguette ne ho trovate solo di non name ( delle quali non mi fido) o delle eneloop ma a 4.5€ pezzo da 1900mAh

[Darlington]

Ciao, esistono, esistono... basta cercarle bene

 

Un esempio: http://www.modeltoy.it/product_info.php?products_id=5941

 

 

Costano un pò, sì, ma sono delle Sanyo, sono da 2700mAh sicuramente veri e non solo in etichetta, e sopportano un rateo di scarica elevato

 

 

Per usare delle litio dovresti procurarti il caricatore, aggiungere un circuito di cutoff, e comunque in ogni caso spendere per avere delle batterie che sopportino bene elevati ratei di scarica, altrimenti il rischio non è solo che si rovinino ma anche che si surriscaldino ed esplodano.