Ochrana proti přepólování Li-ion 18650 - výběr P-MOSFETu

Zpráva

ondyy · #1 Příspěvek od **ondyy** » 11 zář 2023, 12:51

Zdravím,

Chtěl bych použít obvod ochrany proti přepólování pro 18650 3,7V Li-ion akumulátor (pro elektroniku za baterkou).

Vím, že zařízení bude odebírat z Li-ion akumulátoru maximálně 1 A, často odebírá nízké proudy pod 50 mA. Napětí baterie je v rozmezí 3,2-4,2 V.

Nejsem si ale jistý, který konkrétní typ P-MOSFETu v SMD provedení je nejvhodnější (například)? Dále jaké parametry Zenerovy diody a hodnotu odporu rezistoru je vhodné pro tento obvod použít?

Jde mi zejména o to, aby zařízení fungovalo v celém rozsahu nabití akumulátoru a aby ochranný obvod měl co nejnižší ztráty.

Děkuji

Zde přikládám moje schéma zapojení:

#2 Příspěvek od **jezevec** » 11 zář 2023, 12:58

To zapojení ti nepomůže, opačná polarita se na článek dostane přes substrátovou diodu.

JirkaZ · #3 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 zář 2023, 13:03

Tak tak.

MOSFET je potřeba používat inverzně (tj. vodivý při přehozené polaritě D a S).

Edit: on už je otočený, moje nepozornost, dále viz můj další příspěvek níže.

Hledat vhodný typ je potřeba především dle otevíracího napětí Ugson (jinými slovy i klasický logic level tady může být příliš vysoko).

ondyy · #4 Příspěvek od **ondyy** » 11 zář 2023, 13:04

Možná to z toho dotazu nevyplynulo - ale potřebuji chránit proti přepólování tu elektroniku, která je až za baterií (to co bude zapojeno na té výstupní svorkovnici)

JirkaZ · #5 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 zář 2023, 13:06

To je jasné...

ondyy · #6 Příspěvek od **ondyy** » 11 zář 2023, 13:21

Poprosím tedy úpravu zapojení a výběr konkrétního vhodného SMD Mosfetu a dalších komponent pro uvedené parametry obvodu.

Děkuji

JirkaZ · #7 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 zář 2023, 13:41

Pardon, slepě následuju jezevce, pořádně nečtu dotaz a nedívám se.

To zapojení je OK. Vhodný SMD typ viz třeba tady.

Nicméně u takto jednoduchého zapojení počítej s jednou věcí: pokud se aku napětím při vybíjení dostane pod nějakou rozumnou mez pro spolehlivé otevření MOSFETu, tak se MOSFET začne přivírat a při odběru 1A se může "usmažit".

Řešením je použít aku s vnitřní ochranou, která vypne při ještě dostatečném napětí (je nutné to vypínací napětí porovnat s charakteristikou v DS, Fig. 1 až 3).

Případně se za pár Kč dají koupit hotové externí ochrany (mimochodem: možná by samy fungovaly jako ochrana proti přepólování - to je třeba ověřit ze zapojení, nebo raději i vlastním měřením).

ZD řekněme někde mezi 10 až 15V (spodní limit tak, aby se spolehlivě neotevírala napětím z aku a horní tak, aby byla spolehlivě pod Ugsmax - opět z DS).

Odpor vůbec není kritický, třeba někde mezi 10 až 100 kOhm.

ondyy · #8 Příspěvek od **ondyy** » 11 zář 2023, 13:56

A kolik je to mezní napětí, kdy se začne tento konkrétní MOSFET přivírat? https://www.tme.eu/cz/details/irlts2242trpbf/tranzistory-s-kanalem-p-smd/infineon-technologies/?
Pro jaký Jaký teoreticky max. proud je možné tento MOSFET použít - resp. jaký parametr to udává?

Určitě je to v datasheetu, ale omlouvám se, v tomto se nevyznám, jen vím co potřebuji aby to dělalo

Co jsem vypozoroval, tak elektronika za baterkou ji nevybila pod 3,0 V. Ten proud 1 A je fakt úplné maximum co potřebuji, spíše to nechávám jako rezervu, jinak to bude brát méně.

Externí ochranu bych úplně nechtěl, raději bych to řešil součástkami přímo na DPS.

Díky

JirkaZ · #9 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 zář 2023, 14:05

Stručně řečeno: 1A Id a 3V Ugs je stále zcela bezpečně "natvrdo" otevřeno...

ondyy · #10 Příspěvek od **ondyy** » 11 zář 2023, 14:07

Super, a naopak pro velmi malé proudy (<1 mA) to bude také fungovat bez problémů v celém rozsahu nabítí baterky?

JirkaZ · #11 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 zář 2023, 14:12

Proč by nemělo?

ondyy · #12 Příspěvek od **ondyy** » 11 zář 2023, 14:27

Raději se ptám

MOSFET používám v zapojení skutečně poprvé. Co se týče nějakých ztrát, nebude to příliš významné? Aby to zbytečně nezvyšovalo spotřebu, když se předpokládá, že se do zařízení vloží baterie jednou a správně.

JirkaZ · #13 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 zář 2023, 14:37

Nějaké vůbec uvažovatelné ztráty budou pouze při vyšším proudu, jinak prakticky nic. Pochopitelně ztrátou se myslí úbytek napětí, s vybíjením to nemá v podstatě vůbec nic společného*.

Chceš-li konkrétní čísla, opět viz DS. Ohmův zákon snad umíš...

(*) ledaže by dál byl měnič, který si při poklesu napětí na vstupu vezme větší proud. Ale číselně se v daném případě opět pohybujeme v marginálních úrovních.

ondyy · #14 Příspěvek od **ondyy** » 11 zář 2023, 14:59

Fajn, jen ještě pro porovnání - včera jsem se ptal na stejný dotaz na zahraničním fóru, tam mi doporučili tyto MOSFETy:

https://toshiba.semicon-storage.com/inf ... me=TPC8125
https://toshiba.semicon-storage.com/inf ... =SSM3J338R

Tak by se jen chtěl zeptat, zda jsou také použitelné pro mojí aplikaci, případně v čem jsou horší/lepší, resp. jaké mají výhody/nevýhody oproti Vámi doporučenému https://www.tme.eu/cz/details/irlts2242 ... hnologies/

Žádný měnič na výstupu AKU zapojen není.

Děkuji

JirkaZ · #15 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 zář 2023, 15:12

Použitelné jsou oba, podrobnosti jsou v DS.