Jump to content

SUBIECTE NOI
« 1 / 5 »
RSS
casa verde 2024

Intrerupator cu N - doza doar cu ...

Incalzire casa fara gaz/lemne

Incalzire in pardoseala etapizata
 Suprataxa card energie?!

Cum era nivelul de trai cam din a...

probleme cu ochelarii

Impozite pe proprietati de anul v...
 teava rezistenta panou apa calda

Acces in Curte din Drum National

Sub mobila de bucatarie si sub fr...

Rezultat RMN
 Numar circuite IPAT si prindere t...

Pareri brgimportchina.ro - teapa ...

Lucruri inaintea vremurilor lor

Discuții despre TVR Sport HD.
 

BMS - Low Voltage Disconnect and Protections

* * * * * 1 votes
  • Please log in to reply
18 replies to this topic

#1
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Deschid acest topic pentru a documenta realizarea unui circuit capabil sa faca conectarea si deconectarea in siguranta a sarcinilor de mare putere la un banc de baterii LiFePO4

Attached File  2017-05-28_18-06-05.png   17.78K   67 downloads
  • Circuitul va deconecta invertorul si alti consumatori de la bancul de baterii cand primeste semnal LVD (Low Voltage Disconnect) de la BMS.
  • Va reconecta consumatorii dupa trecerea unui interval de timp oarecare (aproximativ cateva secunde sau putin mai mult) de la restabilirea tensiunii normale a bateriilor sau disparitia semnalului LVD.
  • Va alimenta consumatorii prima data printr-un MOS de medie putere conectat prin intermediul unui rezistor (sau poate inductor), pentru a incarca eventualii condensatori de pe intrarea acestuia treptat, fara a suprasolicita condensatorii si propriile MOS-uri de putere cu un spike de curent foarte mare.
  • Daca la iesire tensiunea refuza sa se apropie suficient de mult intr-un timp prestabilit (scurt; cca 1-2 sec) de tensiunea normala, circuitul decupleaza, asteapta un interval (10 sec?) si apoi incearca din nou
  • Daca utilizatorul conecteaza dupa ce iesirea este ON o sarcina de impedanta foarte mica (invertor de putere) sau scurtcircuiteaza iesirea, circuitul VSPIKE DETECT trebuie sa execute FASD (Fast Shutdown) ; apoi circuitul restarteaza in secventa prestabilita dupa un interval de cateva secunde
  • Secventa de start:
  • Circuitul UVLO asteapta ca sursa auxiliara (presupun ca de cca 13V) sa livreze peste 10V la iesir
  • UVLO permite start driver 1
  • MOSFET 1 ON
  • Tensiunea de iesire pe sarcina incepe sa urce, tensiunea pe bus-ul Voltage Difference scade.
  • Cand tensiunea pe bus-ul Voltage Difference a scazut sub 2V, circuitul MOSDRV 2 comanda MOSFET-urile de mare putere prin driverul de putere TC4422.
  • Acestea pun GNDOUT la GNDIN. Sarcina este acum conectata direct la baterii.

Edited by addysoftware, 28 May 2017 - 17:44.


#2
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Vspike detect trebuie sa rezolve o problema de : sa simta un scurtcircuit (acesta dureaza mai mult si are curent mai mare decat incarcarea unor condensatori la o distanta de cateva zeci de metri de baterii ) dar in acelasi timp sa nu decupleze daca suprasarcina are durata foarte scurta.
Pe scurt, daca utilizatorul are deja alti consumatori cuplati si vrea sa mai cupleze un inverter sau o alta sarcina ce presupune incarcarea unor condensatori la o oarecare distanta, mai mare decat cativa metri, circuitul Vspike ar trebui sa nu reactioneze. Insa ar trebui sa reactioneze la cuplarea unui inverter chiar langa iesire, sau la un scurtcircuit undeva pe linie, la mica distanta (curenti mari si timpi lungi (ms)). Asta s-ar putea rezolva prin introducerea unui foarte scurt delay (1ms ?) la timpul de reactie al Vspike.

Edited by addysoftware, 28 May 2017 - 18:03.


#3
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Ia sa vedem problemele:
Daca MOS-ul de start trebuie sa poata sa livreze 10A pentru incarcare conzi inverter, asta inseamna un rezistor de 5 ohmi la 500W, deci ar merge la cca 50W pe termen scurt. Cam mare ca putere.
Daca avem deja ca sarcina ceva rezistiv (sub 100 ohmi) gata conectat in circuit, o sa dea failure to start mereu, deoarece tensiunea pe MOSFET si rezistor nu va ajunge suficient de repede aproape de zero (<2V).

#4
mihaicozac

mihaicozac

    Guru Member

  • Grup: Senior Members
  • Posts: 15,546
  • Înscris: 05.12.2005
Eu încă n-am văzut genul ăsta de soft start la nicio baterie. Protecţia originală la supracurent este făcută cu rezistenţe de mică valoare şi acţionează aproape instantaneu, chiar dacă apar şpiţuri de curent de scurtă durată ele nu cred că dăunează sănătăţii celulelor. Vârful de sarcină se poate atenua prin folosirea unei baterii de condensatori paralel pe ieşirea bateriei, cam cum se obişnuieşte la maşinile electrice cu supercondensatorii, care preiau foarte bine sarcinile tranzitorii.
O rezistenţă înseriată cu ieşirea în faza de prestart poate duce la următoarea situaţie: tensiunea creşte relativ lent până la un prag unde de ex. invertorul dă să pornească şi absoarbe curent mai mare ceea ce duce la căderea tensiunii şi resetarea lui, cu alte cuvinte "sughiţă".
O protecţie de 10A pt. o sarcină de 8A continuu şi 30A vârf va decupla probabil de câteva ori până se stabilizează consumul dar faza tranzitorie durează probabil sub 1 secundă.

#5
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Pai nu de baterii mi-e mie... ci de MOSFETs.
Circuitul e ptr baterii de 200-300Ah si curenti de lucru de 200-400A
Am mai analizat nitel si o sa fac asa:

Circuitul de start (Low-power MOS & Resistor) dispare. In schimb, voi calibra circuitul Isense sa decupleze mosfetii extrem de rapid cand curentul depaseste... de exemplu 500A. O dioda (de fapt cateva in paralel) vor prelua curentul prin inductanta parazita a cablurilor de iesire si vor descarca aceasta inductanta.

Attached File  2017-05-28_20-17-46.png   6.7K   19 downloads

Circuitul Isense si fast-shutdown il voi face sa re-cupleze de cateva ori fara a comanda slow-shutdown (care genereaza restart abia dupa o temporizare de ordinul secundelor)

Edited by addysoftware, 28 May 2017 - 19:27.


#6
mihaicozac

mihaicozac

    Guru Member

  • Grup: Senior Members
  • Posts: 15,546
  • Înscris: 05.12.2005
Asta e o abordare mai corectă, cred eu. Însă rezistenţa aia de 10mohmi la curenţi de sute de A e prea mare.

#7
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007

 mihaicozac, on 28 mai 2017 - 19:52, said:

Asta e o abordare mai corectă, cred eu. Însă rezistenţa aia de 10mohmi la curenţi de sute de A e prea mare.
Ahm aia era doar pt simulare, a ramas asa....
In realitate o sa folosesc probabil Rds-on a MOSfetilor

#8
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Bun; Am simulat pt 50nH inductanta si am cca 1kA dupa 1us. Deci creste cu 100A/100ns (timpul de 100ns e in general ok pt comutarea unor MOS-uri de mare putere, de aceea il iau aici ca etalon.
100A e rezonabil ca crestere intr-o suta de nanosecunde; daca circuitul FASD reactioneaza suficient de rapid, in sa zicem 30-50ns, mai punem descarcarea sarcinii stocate in poarta MOS-ului si efectul Miller inca vreo 80-100ns, poate chiar mai mult, avem de luptat cu vreo 200A peste cei 400A sesizati ca supracurent. Deci o inductanta de 50nH pentru iesire ar fi acoperitoare...

...si voi folosi 8 tranzistoare de mare putere in paralel. Sa merg doar cu 4? din punct de vedere al supracurentului ar rezista, dar nu-mi convine ca se vor incalzi cam tare la 50A/capsula; mai bine merg cu 8, asta inseamna la 200A cca 25A/capsula; la vreo 2,5 miliohmi voi avea 25 x 25 x 2,5 =  1,5W/capsula, 12,5W in total; superbine, zic. Un radiator nu prea mare. Daca user-ul vrea 400A, puterea va urca la 50W care se pot disipa cu un ventilator, deci ramane acelasi circuit...

Edited by addysoftware, 28 May 2017 - 20:53.


#9
mihaicozac

mihaicozac

    Guru Member

  • Grup: Senior Members
  • Posts: 15,546
  • Înscris: 05.12.2005
50nH înseamnă aşa ochiometric vreo 10cm de conductor, fără miez magnetic. Şpiţurile de supratensiune de pe linie mă gândesc că vor fi absorbite de celule, pt. că la tensiune mai mare decât cea a bateriei se deschide dioda din mosfet şi curentul circulă înapoi.

#10
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007

 mihaicozac, on 28 mai 2017 - 21:37, said:

50nH înseamnă aşa ochiometric vreo 10cm de conductor, fără miez magnetic. Şpiţurile de supratensiune de pe linie mă gândesc că vor fi absorbite de celule, pt. că la tensiune mai mare decât cea a bateriei se deschide dioda din mosfet şi curentul circulă înapoi.
Da, am luat in simulare o inductanta foarte mica ca sa vad de ce ordin de marime iese cresterea dI/dt. E acoperitor.
Acu' ma gandesc ce versiune sa folosesc pentru conductie: cu MOS-ul "sus" sau cu MOS-ul "jos"?
Trebuie sa le pun in balanta. Oricum imi trebuie sursa auxiliara, si cred c-o fac choppata, ca sa consume putin. Deci in privinta asta, nu m-ar deranja sa urc MOS-ul pe bara de plus...

#11
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Intre timp am regandit oleaca chestia. Si aceasta varianta are problemele ei... dar cam aceleasi probleme ar apare si la varianta initiala, in momentul decuplarii unei sarci de ordinul a 6-10kW...

Pana la urma problemele la curenti mari/foarte mari sunt asa:
  • Inductanta parazita a cablurilor spre sarcina, posibil spre 2 microhenry la 1,5 metri lungime, variaza practic cu aria "maturata" de "bobina" (cu o singura spira) formata din cablurile de legatura spre sarcina; deci poate acumula sute de mJ (250mJ la 500A si 2uH), se va rezolva cu cateva (trebuie sa vad cate) diode Schottky in antiparalel pe iesire. Ma uit in seara asta sa vad cam ce capabilitati au diodele obisnuite, de 20-60A/60-75V, ref la curentul IFSM.
  • Inductanta "bobinei" formata de cablurile de alimentare din baterie, care la fel, poate atinge 1-4 microhenry. Practic cam aceeasi energie poate fi disponibila, gata sa actioneze pentru a distruge MOS-fetii.. Aceasta insa trebuie sa o tai cu una-doua diode supresoare la intrarea +/- a montajului, din fericire sunt destul de potente TVS-urile, am vazut modele de 10,15 si 30kW (30KPAxxx) in puls de 1 us, cred ca doua-trei vor fi de ajuns. Nu pun una singura deoarece tensiunea in regim de clamp creste destul de mult la curenti mari, de ex la o dioda de 58V creste de la 64V (tensiunea ei de deschidere/avalansa) pana la cca 92V la curent maxim, si asta e detrimental pentru modelul de MOSFET-uri pe care le voi putea folosi: daca tensiunea e mare, trebuie sa folosesc MOS-uri cu tensiune UDS mare (100V) si implicit vor suferi la capitorul RDS-ON... si la pret. Poate reusesc insa sa folosesc MOS-uri de 75V... trebuie sa caut informatii ref la relatia curent/tensiune pt aceste diode. TVS-urile sunt al naibii de ieftine; apoi, pulsul de curent se va imparti la trei si deci si viata lor va fi mult mai lunga.
Nu trebuie sa uitam ca la conectarea pe o sarcina capacitiva, curentul va creste spre 500-600A in (poate) 100-200 ns apoi va fi taiat brusc, dar condensatorii abia vor acumula sub un volt pe puls, deci vor trebui (pentru a-i incarca) cateva zeci de pulsuri de start unul dupa altul, cu durata de cateva sute de nanosecunde - cel mai probabil 100-200ns - si cu interval de cateva zeci de microsecunde unul dupa altul. Deci diodele vor fi in esenta, destul de solicitate, nu atat la amplitudinea pulsurilor cat la totalul energiei care trebuie disipata, si care e cu atat mai mare cu cat invertorul folosit este mai bun, avand capacitati mai mari pe intrare si rezistenta ESR a acelor capacitori mai buna....

#12
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Am facut un montaj de test; deocamdata am testat asa:

Circuitul driver MOS a fost facut cu un TC4422 (9A peak current) la care am aplicat pe intrare un UVLO la cca 11V format din doua tranzistoare in configuratie trigger Schmitt. Rezistorul de initializare R1 trage sus intrarea lui TC4422 dar Q3 o tine la masa cata vreme tensiunea de alimentare e sub cca 11V.
Attached File  2017-06-05_17-35-27.png   31.18K   30 downloads

In timpul startului curentul debitat de Q6 poate fi foarte mare; daca depaseste cateva zeci de A, potentialul de drena in timpul conductiei lui Q6 ajunge la zeci de mV; Q8 transmite potentialul de drena al lui Q6 catre Q10, acesta amplifica in montaj baza comuna si livreaza in Q11. Q11 este repetor pentru a amplifica in curent [Intrebare: oare s-ar merita sa incerc un cascod in locul acestui sistem Q10-Q11?] si livreaza pulsul FASD catre Q4 si Q5; Q5 pune la masa foarte puternic poarta lui Q6, descarca capacitatea de poarta si intrerupe curentul spre sarcina. In acelasi timp semnalul FASD este aplicat si catre Q1 pentru a sunta si in cele din urma intrerupe comanda lui 4422, dar aceasta varianta am numit-o SLSD (Slow-Shutdown) din cauza timpului de propagare relativ mare prin 4422.

Primele rezultate sunt promitatoare.  Am incarcat in cca 2 secunde un cond de 1000uF/100V pe drena MOS-ului final. Curentul este sub forma de pulsuri foarte scurte cu pauze relativ mari datorate epuizarii energiei de pe bara de +15V, prin suntarea curentului livrat de 4422 cu Q5, exact cum am vrut. O sa mai bibilesc insa la timpi. De asemenea am senzatia ca circuitul Q8,10,11 nu e chiar atat de rapid pe cat as vrea.

Consumul blocului este de cca 1mA.

Edited by addysoftware, 05 June 2017 - 16:36.


#13
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007

 addysoftware, on 05 iunie 2017 - 16:20, said:

....De asemenea am senzatia ca circuitul Q8,10,11 nu e chiar atat de rapid pe cat as vrea.
A fost doar o senzatie. Merge al dracu' de misto'.
2 nanosecunde intarziere intre primirea informatiei de supracurent in Q8 si livrarea acesteia catre Q4.
Cu galben: semnalul in sursa lui Q8; cu albastru: semnalul in iesirea lui Q11.
Sondele sunt pe 10:1

Attached File  IMG_20170606_121518.jpg   94.87K   23 downloadsAttached File  IMG_20170606_121526.jpg   95.75K   21 downloadsAttached File  IMG_20170606_121625.jpg   95.76K   15 downloadsAttached File  IMG_20170606_121654.jpg   97.69K   12 downloads

O sa incerc sa masor si propagarea intre intrarea lui Q4 si iesirea lui Q5. Acolo s-ar putea sa existe o intarziere chiar marisoara datorata capacitatii g-s a lui Q5, dar si datorita faptului ca acesta are de stins un curent foarte mare, de ordinul a 10-15A sau chiar mai mult (curentul livrat de iesirea lui 4422 plus curentul livrat de capacitatea g-s a finalului MOS de putere plus curentul dat de capacitatea Miller a acestuia.

#14
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
Intre timp am terminat jucaria. Arata cam asa (e inca la stadiul de prototip... sau sa-i zicem varianta zero) https://forum.softpe...0#entry21353159
La pornire pe sarcina capacitiva (invertor) curentul este intrerupt dupa fiecare cateva microsecunde (depinde de lungimea/inductanta cablurilor de iesire) cand curentul ajunge la valoarea de intrare in protectie. Startul unui invertor de 3kW dureaza aprox 1 secunda, frecventa trenului de pulsuri de curent mare este de cca 150-200 Hz.

update schema:
  • s-a adaugat un rezistor de 120 ohmi (125mW) in drena Q8
  • C12 a fost crescut la 680pF (Q8 era mult prea sensibil)


#15
mihaicozac

mihaicozac

    Guru Member

  • Grup: Senior Members
  • Posts: 15,546
  • Înscris: 05.12.2005
Felicitări pt. idee, placa de test mi-a adus aminte de când eram copil şi făceam montaje la Casa Pionierilor...  Posted Image

Edited by mihaicozac, 02 July 2017 - 00:21.


#16
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
hihihi :) Eu asa lucrez tot de cand eram copil; intai pe carton (e cel mai rapid stil de prototyping daca n-ai breadboard, si n-am, ca deh, am ramas in urma cu tehnologia), apoi, dupa modificari si teste, daca merita, trec "pe curat"; versiunea 1,2..etc.

#17
addysoftware

addysoftware

    Ecological Member :)

  • Grup: Moderators
  • Posts: 7,552
  • Înscris: 12.04.2007
E cam gata in varianta functionala,
Attached File  2017-07-19_10-56-12.png   16.13K   15 downloadsAttached File  IMG_20170719_110045.jpg   92.58K   17 downloads
Sustine fara radiatoare de caldura** nominal 80A, poate sustine pe termen scurt* 150-300A, poate comuta 800A, e protejat la 800A, reteaza varfurile aparute la comutare, sustine in bursturi incarcarea condensatoarelor de la intrarea invertoarelor sau alte sarcini (in general capacitive) care se comporta ca un scurtcircuit la pornire, sustine continuu suprasarcina de pornire motoare. M-a costat cca 150 lei plus ceva munca. E rezonabil.
*termen scurt = 20 sec la 150A, 4 sec la 300A
**cu radiatoare rezonabil de mari ar putea sustine pana la 200A nominal, 300A ptr 20sec, 400A la 4 sec si 800A protectia.


Mai mentionez ca placa nu e exact cum as fi vrut-o, din lipsa de timp. Va urma o varianta mai dragutza si mai estetica la toamna
Firele sunt doar ptr 60A, caci nu am nevoie de mai mult deocamdata (in loc sa folosesc montajul ca LVCO (LowVoltage CutOff) il folosesc ca HVCO, intre panouri si baterii; curentul de varf este de aproape 60A)

#18
sorinmircea

sorinmircea

    Member

  • Grup: Members
  • Posts: 603
  • Înscris: 23.10.2011

 addysoftware, on 19 iulie 2017 - 10:19, said:

E cam gata in varianta functionala,
2017-07-19_10-56-12.png IMG_20170719_110045.jpg
Sustine fara radiatoare de caldura** nominal 80A, poate sustine pe termen scurt* 150-300A, poate comuta 800A, e protejat la 800A, reteaza varfurile aparute la comutare, sustine in bursturi incarcarea condensatoarelor de la intrarea invertoarelor sau alte sarcini (in general capacitive) care se comporta ca un scurtcircuit la pornire, sustine continuu suprasarcina de pornire motoare. M-a costat cca 150 lei plus ceva munca. E rezonabil.
*termen scurt = 20 sec la 150A, 4 sec la 300A
**cu radiatoare rezonabil de mari ar putea sustine pana la 200A nominal, 300A ptr 20sec, 400A la 4 sec si 800A protectia.

Pentru comutaitie poti folossii ca izolatori astea
ADUM5230  sau  Si8232BD

Anunturi

Second Opinion Second Opinion

Folosind serviciul second opinion ne puteți trimite RMN-uri, CT -uri, angiografii, fișiere .pdf, documente medicale.

Astfel vă vom putea da o opinie neurochirurgicală, fără ca aceasta să poată înlocui un consult de specialitate. Răspunsurile vor fi date prin e-mail în cel mai scurt timp posibil (de obicei în mai putin de 24 de ore, dar nu mai mult de 48 de ore). Second opinion – Neurohope este un serviciu gratuit.

www.neurohope.ro

0 user(s) are reading this topic

0 members, 0 guests, 0 anonymous users

Forumul Softpedia foloseste "cookies" pentru a imbunatati experienta utilizatorilor Accept
Pentru detalii si optiuni legate de cookies si datele personale, consultati Politica de utilizare cookies si Politica de confidentialitate