Elektronicka poistka

[Mek]

Caute, mam clanky zo starych notebookovych baterii, teda tie, ktore boli OK, a chcem z nich spravit DIY powerbanku. Clanky budu spojene paralelne.
Uz mam menic z 3,7 V na 5 V, funguje aj stabilizuje ako ma, pouzil som LT1170, ktory som doma mal.
Chcem to doplnit elektronickou poistkou, ktora by limitovala prud do 0,5 A.
Vyskusal som niekolko zapojeni z internetu alebo AR, z ktorych mi fungovalo iba jedno (vacsinou boli na ine napatie ako 5 V), a to toto. Funguje ako ma, akurat ze na snimacom rezistore R1 vznika ubytok napatia, ktoremu by som sa rad vyhol. U mna je rezistor 0,82 Ω (s touto hodnotou zapojenie reaguje odpojenim napatia niekde okolo 0,6 A), teda pri 0,5 A je ubytok okolo 400 mA a to sa mi zda vela.
Mate nejake overene zapojenie elektronickej poistky na 5 V, ktore by bolo bez ubytku? Podelte sa prosim.
Potreboval by som nieco bez specialnych IO (ktore su aj tak drahe a v sucasnosti nedostupne). Bud z diskretnych suciastok, alebo aj s beznymi IO.
Vopred dakujem.

[Hop377]

S tym ubytkom budes mat problem asi pri kazdom jednoduchom rieseni, dokonca aj obycajna trubickova poistka ma pomerne vysoky odpor cca v stovkach mOhm. Polyswitch by nestacil, tam by sa odpor pri 500mA mohol pohybovat okolo 500mOhm?

[Mek]

Polyfuse mi nenapadol, kukol som teda co maju v TME. Nasiel som napriklad toto, ale nie su mi jasne tie parametre, udavaju tam Menovity prud = 500 mA, Spinany prud = 1 A. Datasheet je v rozsypanom caji, tak neviem, co to znamena.
Inac, zapojenie, ktore potrebujem, nemusi pri pretazeni odpajat zataz, moze sa spravat ako zdroj prudu, ze bude napatie klesat (ako pri zdroji G400). Mozno by to slo urobit s OZ

[Dolfi]

A prečo si nepoužil menič, ktorý dokáže regulovať aj výstupný prúd ?

Jediné zapojenie zdroja, ktoré dokáže obmedziť dodávaný prúd bez snímacieho odporu, (a já ho mám v merku), je len toto: https://svetelektro.com/clanky/univerza ... ovace-186/ . Samozrejme, stačí len jeden PNP tranzistor s vysokým zosilnením (BD912) a nejaké NPN BC-čko. Pri dostatočnom budení môže byť saturácia CE aj len 100 mV pri 0,5 A. No vtedy asi nebude strmý nástup obmedzenia prúdu hneď po prúde 0,5 A.

Nižšie je aj zapojenie s MOS FET-om. No nakoľko pracujeme len s 5 V, asi bude pomerne ťažké zrealizovať aj stabilizátor (zdroj konštantného prúdu) a aj zväčšiť úbytok napätia na pozícii D3, ktoré je potrebné na dokonalé otvorenie toho FET-u.

[miso156]

Ak nebudes uplne odpajat a pouzijes obmezenie prudu, pri trvalom skrate ti bude tranzistor prehrievat cca 5V x 0.5A = 2,5W co moze byt neprijemne ak si poruchu dlhodobo nevsimnes.

Ta poistka ku ktorej si prilozil link sa da v pohode prerobit na snimanie prudu operakom (nie tranzistorom). Tam sa mozes pohybovat v pohode s ubytkom na shunte okolo 100mV, takze s odporom 100mV/0.5A= 200mohm.

[Mek]

Dakujem za vase prispevky
dolfi, poznas to, aky mala taky dala (ten IO menic)...
Pozrel som ten navod, hm, tam je v jednej scheme aj stabilizator aj obmedzovac prudu, potreboval by som z toho vypreparovat len ten obmedzovac, ako na to? A aby to fungovalo pri 5 V. Sorry, som laik...

Ak nebudes uplne odpajat a pouzijes obmezenie prudu, pri trvalom skrate ti bude tranzistor prehrievat cca 5V x 0.5A = 2,5W co moze byt neprijemne ak si poruchu dlhodobo nevsimnes.

Ta poistka ku ktorej si prilozil link sa da v pohode prerobit na snimanie prudu operakom (nie tranzistorom). Tam sa mozes pohybovat v pohode s ubytkom na shunte okolo 100mV, takze s odporom 100mV/0.5A= 200mohm.

Chcel by som indikovat aktivaciu obmedzenia prudu cervenou LED, aby som si to hned vsimol a zataz odpojil. Tranzistor mozem pouzit taky, aby ten vykon zniesol.
To riesenie s operakom by ma zaujimalo, ale ako som vyssie pisal, som laik, neviem ako ten operak zapojit, ake suciastky okolo neho a s akymi hodnotami... a staci nejaky bezny typ napr. LM358? Mohol by si sa prosim rozpisat?

[miso156]

LM358 sa da pouzit v pripade low-side verzie tohoto obvodu, kedy je hlavny spinac (aj shunt) zapojeny na strane Gnd. Neviem ci ti to vyhovuje.

Pre high-side sensing aby si mohol mat Load na zemi musis pouzit iny operak, napr. nieco od LT.

[Mek]

Nenapada mi ziaden dovod, preco by sa nemohlo spinat GND. Na vystupe bude USB port, bude sa tam pripajat mobil, alebo radio, ktore berie napatie z USB.

[miso156]

Aby som len nekecal, dam ti inspiraciu s LM358.
Spinac IRFxxxx (P-kanal) je na Vcc strane, pod nim nasleduje zataz Load a na Gnd strane je meraci 220mOhm shunt. Na pravo tie dva BJT su PNP/NPN latch.

Po pripojeni celeho obvodu na 5V zdroj je latch v nedefinovanom stave, takze pre prvotne zopnutie zataze mozno budes musiet stlacit Reset. Zapnutie do definovaneho stavu sa da vyriesit kondikom, ale to su suciastky naviac, ako chces.

Akonahle sa zataz zvysi nad 0.5A (R_Load < 10ohm ), na shunte sa objavi V_shunt >100mV, operak zapojeny ako komparator preklopi svoj vystup do 5V, ten otvori NPN, ten zas PNP a ten pritiahne Gate Mosfetu na Vcc a zataz odpoji. Latch samozrejme ostane zapnuty, takze pre opatovne zopnutie zataze po vyrieseni priciny nadprudu musis opat stlacit Reset a tym Latch vypnut.

Tlacitko Reset nedrz zbytocne dlho ak nevies ci zataz neostala v skrate, lebo mosfetom pojde plna palba po cely cas co tlacitko drzis.Aj to sa da vyriesit kondikom ktory bude od tlacitka davat iba kratky pulz a nadprud tak nestihne narobit paseku, ale zasa su to suciastky naviac.

Do serie s R10 je dobre dat diodu 1n4148 (katoda do bazy Q1) aj ked by to malo ist aj bez nej. Je to zalezitost spolahlivosti z dovodu dvojiteho napajania bazy Q1 (je to na dlhsi pokec).

Pre opticku signalizaciu poruchy/nadprudu mozes pripojit ledku s predradnym rezistorom paralelne k R2.
Mosfet daj s cim nizsim Vgs treshold, minimalne nieco ako IRF5305 aby zvladol spominanych Id=0.5A uz pri cca 4V Vgs.

Inak, tak na okraj, ak ti ide aj o pocet suciastok aby to cele bolo co najmensie, tak sa to da vyrazne zminimalizovat. Latch sa da nahradit malym 1A tyristorom v TO92, aj operak sa da vyhodit. Len to uz treba pri navrhu mat v rukach, merat si tresholdy jednotlivych suciastok. Toto je univerzal.

[miso156]

S tym SCR-kom sa to da takto:

Potenciometrom 2k2 (mozno 3k3) si nastavis pozadovany prud pri ktorom ma poistka vypnut. Do serii s potenciometrom je treba dat 1k odpor aby sa pri natoceni do krajnej polohy neposkodilo hradlo.

Pri takomto zjednodusovani uz musis obetovat aspon 200mV ubytok na shunte, preto som ho dal 0.47ohm.

[Dolfi]

... tam je v jednej scheme aj stabilizator aj obmedzovac prudu, potreboval by som z toho vypreparovat len ten obmedzovac, ako na to?

Žiaľ, to zapojenie je tak koncipované, že je to stabilizátor a pri dosiahnutí nastavenej hodnoty prúdu začne ho obmedzovať, (sťahovať napätie). A pridaním diódy medzi katódu zenerky, (tam bude anóda tej diódy) a výstup, sa dosiahne záporný sklon poklesu prúdu, (prakticky sa pri skrate vypne).

Ak by si chcel vyradiť funkciu stabilizátora, podľa mňa stačí do zapojenia osadiť zenerku na vyššie napätie, ako je tých 5 V z meniča. V normálnom režime výkonový tranzistor pôjde do saturácie a 5 V napájanie zníži len o to saturačné napätie CE. Napokon, tých vstupných 5 V sa dá o úbytok cca 100 mV aj zvýšiť.

[breta1]

Zvážil bych možnost použít obvod ACS70331
-bočník má odpor cca 1mO
-možnost snímání v plus/mínus větvi
-napájení 3,3V až 5V
-citlivost 0,8V/1A
S vhodným OZ lze zesíleným výstupním signálem z ACS70331 řídit omezení proudu.

[Mek]

Vdaka za inspiracie a vysvetlenie, mam s cim experimentovat
O velkost mi az tak nejde.
Dam vediet, ako som pokrocil

[Mek]

Aby som len nekecal, dam ti inspiraciu s LM358.

Skusil som to univerzal zapojenie, pridal som aj tu 1N4148 diodu ako si pisal. Na vystupe operaku je normalne 0 V, ale pri odbere 0,5 A sa tam objavi 3,8 V a k odpojeniu zataze nedojde. Deje sa to, aj ked odpojim tu diodu (aby som vylucil, ze nieco ine ovplyvnuje vystup operaku), alebo aj ked ju nahradim prepojkou (ako je to v scheme vyssie).
Preco sa na vystupe operaku objavi 3,8 V a nie 5 V (operak napajam 5 V)? K preklopeniu latchu nikdy nedojde, a mosfet tiez zacina vzdy v zopnutom stave.
Predtym, nez zacnem uvazovat tymto smerom a skusat ine mosfety, moze to byt tym, ze som pouzil EMB45P03? Zvolil som ho kvoli nizkemu Rdson z mojich zasob (IRF5305 doma nemam). Z tych grafov sa neviem vysomarit, mozes mi prosim podrobnejsie popisat, ako ich citat, teda co konkretne ma na nich zaujima? Vopred dakujem.

[maskrtnik01]

Preco sa na vystupe operaku objavi 3,8 V a nie 5 V (operak napajam 5 V)?

Odhadujem, že ste nepoužili rail-to-rail operačný zosilňovač.

[miso156]

LM358 ma v sebe dva tranzistory na Vcc strane, takze musis na vystupe pocitat s 5V-2*Vbe, co je priblizne 3.8V. (cerveny ramcek). Inak, nemalo by to vadit.

K povodnej scheme:
Zmeraj, ci pri pretazeni otvori Q1 a teda ci je napatie medzi CE tranzistoru Q1 priblizne 0V.
Urcite mas dobre zapojeny Mosfet, Source na Vcc, Drain na zataz?

[Mek]

Mal som prehodene D a S mosfetu. A akoby to nestacilo, mal som vymenene Q1 a Q2 a zabudol som zapojit emitor Q2 Moja podvecerna nepozornost.
Uz to fachci ako ma, dakujem moc za pomoc

[miso156]

Super.

Kedze nemam co robit, nieco o tom zapojeni a jeho uskaliach napisem:

Azda najdolezitejsia podmienka v celom zapojeni je, aby sa Latch spolahlivo preklopil "skor" ako zmizne signal pretazenia z vystupu operaku. O celom tom rozhoduje napatie na R1.

V normalnom stave ked nedochadza k pretazeniu je na R1 okolo 0V. Akonahle nastane faultovy pripad (pretazenie), operak da na vystupe 3.8V signal a ten zacne otvarat Q1 a zaroven Q2, takze napatie na R1 rastie. Co si vsak treba uvedomit je, ze tym sa zaroven zatvara Mosfet a postupne mizne faultovy signal z operaku. Preto je treba, aby sa v prvomrade spolahlivo preklopil Latch, a to je v tedy, ked je na R1 napatie narastene na cca 0.8V. Najlepsie je, aby tychto 0.8V nijako neovplyvnilo stav Mosfetu a velkost prudu vo vykonovej casti. To sa zapezpeci tym, ze pouzijes Mosfet s nizkym Vgs treshold, ako som pisal, idealne teda aby zmena z 5V na 5-0.8V= 4.2V na jeho Vgs este nesposobila ziadnu zmenu na prude zatazou.

Tych 0.8V plati pre zapojenie s diodou, bez diody sa to kriticke napatie na R1 posunie na viac ako 1V kvoly tomu ze sa tam vytvara delic z R5,R10. Dioda v serii s R10 tomu delicu zabrani. Takze idealne, cim nizsi Vgs trehold Mosfetu, tym lepsie/spolahlivejsie.

[Dolfi]

Uz to fachci ako ma ...

A pri tom nadšení, že to "fachčí", si si zmeral, aké napätie ti zostane z 5 V pri 0,5 A na záťaži ?

[Mek]

Zmeral, uz to nemam na stole, tak po pamati napisem, ze to bolo nejakych 4,8 V a nejake drobne. Shunt som zmenil za 0,1 Ω a potom aj rezistory na referenciu pri OZ. Podla zdrojov na nete je rozmedzie napati USB 4,75 - 5,25 V, pod zatazou aj menej. Lepsie nez 400 mV dole, ako som mal v povodnom rieseni