EM
Guest
Mon Feb 23, 2015 12:54 pm
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?
--
Pozdrawiam
EM
J.F.
Guest
Mon Feb 23, 2015 2:58 pm
Użytkownik "EM" napisał w wiadomości grup
Quote:
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.
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.
Quote:
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.
Uzyj wiekszego transila.
Albo wiekszej diody.
J.
Krzysztof Ol
Guest
Mon Feb 23, 2015 7:05 pm
W dniu poniedziałek, 23 lutego 2015 12:54:31 UTC+1 użytkownik EM napisał:
Quote:
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.
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.
EM
Guest
Tue Feb 24, 2015 8:39 am
W dniu 2015-02-23 o 18:05, Krzysztof Ol pisze:
Quote:
W dniu poniedziałek, 23 lutego 2015 12:54:31 UTC+1 użytkownik EM napisał:
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.
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 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
http://www.tme.eu/pl/Document/c07d6b96fc602d4140f3a912bf633d9a/8703504.pdf
kończy 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
Piotr Gałka
Guest
Tue Feb 24, 2015 10:19 am
Użytkownik "EM" <edim123@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:mch9rg$6vp$1@node2.news.atman.pl...
Quote:
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
http://www.tme.eu/pl/Document/c07d6b96fc602d4140f3a912bf633d9a/8703504.pdf
kończy 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.
W karcie katalogowej:
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000725.pdf
Rysunek 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:
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/P6SMB6.8AT3-D.PDF
Kilkanaście 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.
Piotr Wyderski
Guest
Tue Feb 24, 2015 10:33 am
EM wrote:
Quote:
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.
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.
Quote:
Bezpiecznik ma być samoresetujący, czyli planuję PTC.
Bezpiecznik może nie być potrzebny.
Pozdrawiam, Piotr
EdiM
Guest
Tue Feb 24, 2015 5:39 pm
W dniu 2015-02-24 o 10:19, Piotr Gałka pisze:
Quote:
W karcie katalogowej:
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000725.pdf
Rysunek 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:
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/P6SMB6.8AT3-D.PDF
Kilkanaście 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.
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:
http://www.tme.eu/pl/Document/8aac201c2faa663863bfc1dcb3277fd0/K1008322279.pdf
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.
--
Pozdrawiam
EM
Piotr Gałka
Guest
Tue Feb 24, 2015 7:43 pm
Użytkownik "EdiM" <edim123@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:mci9fg$8rg$1@node2.news.atman.pl...
Quote:
Dziękuję
Chyba nic nie wspominałem o wykresach dla jednego kierunku.
Rozumiałem, że według Ciebie nie ma danych o I2t a ogólnie są tyle że w
postaci wykresów.
Quote:
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.
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.
Quote:
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.
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.
Quote:
Jeszcze jedno mi przychodzi do głowy. Zastosowanie bezpiecznika
polimerowego w wykonaniu SMD. One wydają się mieć mniejszą bezwładność.
Mają raczej mniejsze rozmiary i masę.
Też tak myślę. Choć jest jeszcze kwestia chyba lepszego odprowadzania ciepła
przez płytkę od SMD niż od przewlekanych.
P.G.
Krzysztof Ol
Guest
Tue Feb 24, 2015 8:40 pm
W dniu wtorek, 24 lutego 2015 17:39:13 UTC+1 użytkownik EdiM napisał:
Quote:
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.
EM
Guest
Fri Feb 27, 2015 10:52 am
W dniu 2015-02-24 o 19:43, Piotr Gałka pisze:
Quote:
Jeszcze jedno mi przychodzi do głowy. Zastosowanie bezpiecznika
polimerowego w wykonaniu SMD. One wydają się mieć mniejszą
bezwładność. Mają raczej mniejsze rozmiary i masę.
Też tak myślę. Choć jest jeszcze kwestia chyba lepszego odprowadzania
ciepła przez płytkę od SMD niż od przewlekanych.
P.G.
Spróbuję:
http://www.tme.eu/pl/Document/8aac201c2faa663863bfc1dcb3277fd0/K1008322279.pdf
2A
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.
--
Pozdrawiam
EM
Krzysztof Ol
Guest
Fri Feb 27, 2015 10:19 pm
W dniu piątek, 27 lutego 2015 10:52:09 UTC+1 użytkownik EM napisał:
Quote:
Weź jeszcze pod uwagę, że maksymalny prąd dopuszczalny tego PPTC to 40A. Producent nie gwarantuje co będzie się działo przy większym prądzie.
EM
Guest
Mon Mar 02, 2015 9:23 am
W dniu 2015-02-27 o 21:19, Krzysztof Ol pisze:
Quote:
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.
--
Pozdrawiam
EM