Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Unterspannungsabschaltung


von Julian R. (julianr)



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Vorweg: Ich mache normalerweise Embedded Software, mit Analogschaltungen 
hab ich nicht viel am Hut.
Ich baue gerade so ne art "Powerbank" auf basis einen 6S LiPos. Um den 
Akku vor Unterspannung zu schützen habe ich mir die Schaltung im Anhang 
ausgedacht. Ist nur ein OPV als Komparator mit Hysterese und P-Channel 
Mosfet als Schalter. Bevor ich mich jetzt in KiCad einarbeite und eine 
richtige Schaltung und Platine zeichne wollte ich mal um Feedback 
bitten. Ist das so grundsätzlich machbar? Die Bauteile habe ich 
ausgewählt weil die SMD Bauform haben (aber noch von Hand lötbar sind) 
und weil die bei Reichelt verfügbar sind.
Der 100 Ohm Lastwiderstand ist nur zum Test, später sollen da so 30-50 
Watt drüber laufen.

von Sebastian S. (amateur)


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Ich würde auf jeden Fall das gesamte Design nochmal überdenken.
Schaltet der FET durch, so wird es knapp mit Deiner Ugs.
R3 ist auch viel zu groß (schaltet dadurch recht langsam).
Aus Gründen der Sicherheit zieht man das Gate gerne (Hochohmig) auf 
Masse.

von Sebastian S. (amateur)


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Ach so ich vergaß:
Die heutigen FETs haben z.T. phantastische Werte, die sich z.T. auch 
verwerten und reproduzieren lassen. Aber die meisten stehen nicht auf 
den linearen Betrieb, sondern nur auf An oder Aus. Im Übergangsbereich, 
wenn die Spannung langsam zu den Grenzen krabbelt, ist dies aber nicht 
immer gewährleistet. In diesem Falle neigen FETs, die nicht explizit für 
diese Betriebsart geeignet sind, zu Geruchsbelästigungen und zu 
frühzeitigem Tot.
Langer Rede, kurzer Sinn: Möglichst schnell umschalten oder einen FET 
nehmen, der für den linearen Betrieb geeignet ist. Ich habe mir aber das 
Datenblatt von dem Typ nicht reingezogen.

von Hans (Gast)


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Sebastian S. schrieb:

> Aus Gründen der Sicherheit zieht man das Gate gerne (Hochohmig) auf
> Masse.
Ist ein P-Channel, also hochohmig auf +.
R4 wirkt als Schmitttrigger und  lässt den Fet klar ein - oder 
ausschalten.
Was ich sehe, dass das Gate tiefer als -20V erhält, das könnte den Fet 
killen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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So eine Überwachung kannst Du nur machen, wenn bereits für jede 
Zellenstufe eine einzelne Überwachung bereis vorhanden ist.

von MaWin (Gast)


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Julian R. schrieb:
> Ist das so grundsätzlich machbar

Das schon, aber deine Schaltung braucht auch Strom, wenn sie abschaltet, 
vor allem der LM321 aber auch der Spannungsteiler.

6S sind 15-25.2V, das Gate des MOSFET hält nur 20V aus.

Der LM4040 ist ein shunt-Regler, braucht also über 50uA Strom über einen 
Widerstand von plus.

von mark space (Gast)


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Damit landet der Grundverbrauch der Schutzschaltung im mA-Bereich. 
Rechne mal aus, wie schnell das den Akku entlädt.

von Julian R. (julianr)


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Vielen Dank für den Input. Die 20V Ugs Max habe ich tatsächlich 
übersehen. Der Stromverbrauch ist mir duchaus bewusst, die Schalte wäre 
auch nur aktiv wenn die Ausgangsspannung aktiv wäre. Da hier wie gesagt 
30-50W vom Verbraucher gezogen werden, wäre der Eingenverbrauch also 
kein Problem.
Wichtig finde ich den Hinweis von Dieter, dass die Zellen einzeln 
überwarcht werden sollten. Das war mir so nicht bewusst. Ich denke ich 
werde eine fertige BMS Platine kaufen die genau das macht.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Julian R. schrieb:
> Wichtig finde ich den Hinweis von Dieter, dass die Zellen einzeln
> überwarcht werden sollten. Das war mir so nicht bewusst. Ich denke ich
> werde eine fertige BMS Platine kaufen die genau das macht.

Das hast Du gut erkannt und die passenden Schlussfolgerungen 
geschlossen.

Deine ursprüngliche Lösung würde nur gehen in Verbindung mit einem 
aktiven Balancer und einer Last, die nicht mehr Leistung verbraucht, als 
der aktive Balancer umladen könnte. Aber das erwähnte Problem, das "mark 
space (Gast)" nannte. wird dadurch nicht weniger.

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