mini-UPS 5V

[UDAR]

Poate te gîndești la un buck-boost , multe din circuitele pentru boost merg și buck-boost, nu știu în clipa asta să dau un tip, se poate face și cu circuite de uz general , la o forțare a notei chiar și cu MC34063 și tranzistori externi. Dar e mai complicat puțin .

[The Stressmaker]

In schema initiala se foloseste o particularitate a mosfetilor, aceea ca exista dioda intrinseca a tranzistorului. Implementarea corecta in acea schema tine cont de doua conditii. Prima este ca, indiferent de starea tranzistorului mosfet, exista conductie dinspre sursa catre consumator sau dinspre acumulator catre consumator prin diodele intrinseci fiecarui tranzistor. Acest lucru implica o cadere de tensiune ca la o dioda normala cu siliciu. A doua conditie este ca circuitul sa detecteze corect care din surse trebuie selectata si care mosfet trebuie activat. De abia atunci, prin activarea tranzistorului, se poate elimina caderea de tensiune de pe dioda intrinseca prin suntarea acesteia de catre tranzistor.

Acelasi montaj incerc sa-l realizez si eu la un proiect de lampa cu leduri dar la care sa nu folosesc integrate specializate la comanda mosfetilor canal N. Solutia la care am ajuns este ca sa folosesc tranzistorul in partea de jos a schemei, pe bara de minus. Astfel, cu o simpla rezistenta, se poate comanda mosfet-ul corect. Problema apare in zona 2,8-3,6V, specifica acumulatorilor cu litiu, in care tensiunea este insuficienta deschiderii complete a tranzistorului (minimum 3,6-4V sunt necesari pentru aceasta, IRFZ44N, 49A). Solutia este ca sa folosesc 3 leduri rosii ultrabright inseriate pe post de celule solare (si inca un led pentru iluminare conceptual asemanator cu un optocuplor) cu care sa maresc tensiunea pe poarta tranzistorului la 4,2V suficienta pentru o deschidere completa. Schema pe care incercati sa o realizati seamana destul de bine cu ce incerc sa realizez doar ca eu o vreau alimentata de la acumulator auto.

Alta problema apare la egalizarea tensiunilor pe fiecare grup de celule in paralel si limitarea acesteia la 4,2V. Asta implica circuite aditionale de echilibrare la care cel mai simplu este lm317 in regim de regulator sunt sau tl431 combinat cu un tranzistor pnp cu acelasi rol.

@ironickSQUAD: tranzistorii mosfet canal N necesita o tensiune de poarta cu minim 4V mai mare (2V la cei TTL) decat cea de sursa si de aceea exista integratul driver. Daca se foloseste bara de minus pentru comanda atunci nu mai este necesar acest integrat iar comutarea de pe o sursa pe alta necesita doar doua tranzistoare si trei rezistente si un zenner. Problema in acest caz apare la faptul ca masa (minusul) nu mai este continua in cazul celor doua surse si de acest lucru trebuie tinut cont la realizarea incarcatorului pentru acumulatorii cu litiu.

Daca am inteles bine tensiunea de iesire este de 5V tensiune care se obtine dintr-o sursa in comutatie "buck" care are la intrare minimum 6V (2x3V tensiunea pe acumulatorii cu litiu la descarcare completa) si maximum 18V de la sursa. Daca curentul necesar este mic, pana intr-un amper, se poate implementa un stabilizator liniar direct pe mosfetul de comanda altfel, inainte de iesirea din montaj (unde e acum Vout), trebuie adaugata sursa in comutatie. Daca aveti constrangeri legate de eficienta sau regim termic metoda propusa de mine nu va avantajaza pentru ca nu exista stabilizatoare in comutatie pe bara de minus.

Atasez o imagine la cum ar aparea un astfel de selector in logica negativa (pe bara de minus). Se pot adauga la acesti doi tranzistori si o comanda pentru stabilizator de tensiune liniar sau chiar un incarcator pentru acumulatorul cu litiu de tip CV/CC fara utilizarea unor circuite dedicate.

[UDAR]

În tema inițială ”sursa” este bateria mașinii - cu toți ceilalți consumatori legați pe ea . Există deci riscul - cel puțin teoretic- ca la o scădere a tensiunii acestei surse sub tensiunea acumulatorului cu Li , acesta din urmă să debiteze pe acei consumatori ( prin tranzistorul de jos deschis și prin dioda celui de sus ) și să se distrugă. 

[The Stressmaker]

Se poate elimina acest risc daca se foloseste un Zenner de 10V care, impreuna cu jonctiunea tranzistorului, este la limita inferioara a acumulatorului auto si la limita superioara a acumulatorilor. Daca am inteles bine vor fi 2 celule Li-Ion inseriate asa ca maximum 8,4V va fi tensiunea pe acumulatori. Oricum exista cele doua diode intrinseci cu anozii legati impreuna iar tranzistorii mosfet "dubleaza" functiunile acestora iar un tranzistor cu canal N lucreaza cu poarta mai pozitiva decat sursa.

In principiu, daca tensiunea la sursa auto scade atunci tensiunea pe drena mosfetului creste (sunt unite plusurile la cele doua surse) si astfel se poate "negativa" primul mosfet (de fapt intra in zona de functionare "standard" dar cu poarta mai negativa decat drena), daca este activat, prin rezistenta de baza si jonctiunea BE a tranzistorului npn tinand cont ca tensiunea minima de deschidere este de 4V intre poarta(grila) si sursa iar tensiunea pe jonctiunea tranzistorului npn este de 0,6V. Prin acea dioda intrinseca curentul este catre sursa si ar trebui sa fie tensiunea pe sursa mai mare decat cea pe acumulator ca sa se intample asta. Fiind un circuit simplu este prezentat ca si concept si poate fi imbunatatit.

Completez inca o data cu referirea ca punctul comun (referinta) este plusul celor doua surse si nu minusul asa ca aceasta situatie poate creea probleme aparatelor care necesita minusul sursei pentru functionare cum ar fi casetofonul auto si carcasa metalica a acestuia. Tranzistorul mosfet cu canal N este folosit aici "invers" decat in mod normal tocmai pentru a beneficia de acea dioda pentru ca tranzistoarele mosfet pot fi folosite in ambele sensuri nu numai cu drena la plus si sursa la minus, atata timp cat diferenta intre poarta si sursa este pozitiva cu plusul la poarta.

Ca o analogie, este aceeasi organizare ca la schemele avand tranzistoarele cu germaniu pnp.

PS: mosfetii cu canal N sunt niste "animalute" ciudate dar puternice si versatile si de aceea am incercat sa gasesc solutii de ocolire a acelui integrat driver. Faptul ca am inceput discutia in acest topic m-a determinat sa scriu aici http://www.elforum.info/topic/89397-lampa-portabila-auto/