Обзор неудачного «Идеального диода» для построения резервного питания от 12В.
Предисловие
Я живу в сельской местности, и у нас тут бывают периодические блэкауты, особенно в летний период. Минимальное время восстановления подачи — от 1 часа, среднее — 3-4 часа, если аварийная бригада ничем не занята.
Поэтому когда делал ремонт несколько лет назад, сделал в квартире дополнительную разводку линий 12В для дежурного и аварийного освещения, а также питания USB зарядок, встроенных в розетки.
Изначально в качестве резервируемого блока питания использовал БИРП на 6А, доставшийся за недорого, и две АКБ по 7а/ч в нем. Этого, в принципе, хватало на ожидание восстановления подачи электроснабжения. Но аппетиты пришли во время еды, добавилось светодиодное освещение, видеорегистратор, роутеры-шмоутеры… И это все уже пошло мимо БИРПа, что было неудобно. Да и к тому же AGM батареи очень неохотно отдавали большой ток, и хватать их стало чуть больше чем на год. А с учетом роста их стоимости становилось вообще грустно.
Поиски решения
Решил я запилить резервирование от автомобильной АКБ — 60А/ч за 3000руб это неплохо, на мой взгляд. Длительное ковыряние типовых схем UPSов, а также предлагаемых решений привело к одному — АКБ и БП изолируются друг от друга диодными вентилями:
В типовых схемах использовались диоды Шоттки. Из тех, что я нашел (и поставил) — падение напряжения при токе в 15А было 0,6В. И грелся он неплохо так.
Также нашел я несколько схем реализации «Идеальных диодов» на мосфетах. «Идеальным» он назван потому, что падение прямого напряжения на нем минимально, вследствие чего нет паразитного нагрева атмосферы и просадки напряжения при питании от АКБ. Но реальных отзывов об их эксплуатации на форумах не нашел, собирать из дерьма и палок на макетке мне не очень хотелось, ваять свою платку я уже и забыл как.
Али-джинн-экспресс
Вбив в поиск на али «ideal diode», я получил пачку однотипных платок с ценовым разбросом от $2 до $10. Отзывы, как обычно — «Товар пришел, все ок, продавцу 5 звезд». Обзоров нигде тоже не нашел.
Рискнул и купил 3 штуки, выбрав вариацию полуслепым рандомом :)
Из заявлений продавца:
Перепад напряжения общей диод составляет 0,2 V и 0,7 V. Можете ли вы представить, сколько энергии потребляется 10A? 10A * 0,2 V = 2W, 2W действует на диод, чтобы генерировать тепло достаточно, чтобы сделать диодный лом.
Новая сила, идеальный диод с защитой от обратного заполнения, внутреннее сопротивление 8 миллиом, два параллельных, падение ультра низкого напряжения, вместо обычного диода,
Модуль параметры:
Название модуля: 15A идеальный диод с защитой от засыпки
Рабочее напряжение: DC5-60V
Рабочий ток: 15а (макс.) пик 18а (без теплоотвода 10а работает в течение длительного времени, может использоваться параллельно для увеличения рабочего тока)
Статический рабочий ток: 0.2ма (12 в, будут ошибки, когда рабочее напряжение отличается)
Рабочая температура: -40 ~ + 85 градусов
Пришли мне вот такие модули:
(Линейку для масштаба не прикладывал, винты на клеммах М4)
Под капотом у этой балалайки 2 мосфета STP75NF75. Причем схема включения не предполагает использования минусовой клеммы.
В перечерчивании схем с плат не особо силен, но выглядит так, что оба мосфета стоят параллельно своими стоками и истоками, а цепи затворов у каждого свои — там просто включен диод (или стабилитрон) вместе с конденсатором. Подобной схемы в интернетах не нашел.
Тестирование
Кратко — все плохо. Не отвратительно, но плохо.
На «диоде» идет постоянное падение напряжения 0,65В. Хорошая новость — это падение константно.
Вторая хорошая новость — он реально не пропускает ток в обратном направлении.
Тестовый стенд собирал из пары диодов, шунта, и нихромовой спирали.
Ток нагрузки ~3,5А.
На этом токе радиатор нагрелся до 75 градусов.
Выводы
Заявленной «идеальности» нет. Можно использовать как диод шоттки с клеммами, правда очень дорогой.
У себя его пристрою
на питание регистратора и сетевых девайсов куда-нибудь. Наверное :)
Также едет еще одна версия «идеальных диодов», постараюсь выложить их тест тоже.
UPD: Схема устройства, зарисованная ksiman:
Вывод 2: Все отвратительно плохо. Работает исключительно на паразитных диодах мосфетов.
Не покупайте данную вариацию.
Т.е. по факту он работает в линейном режиме, либо это падение на внутреннем диоде, а полевик реально не открывается.
Ну да, все правильно, N-канальный полевик имеет внутри паразитный диод, катодом к фланцу, соответственно судя по схеме включения у Вас на фото, Вы получили 0.65 вольта падение на его диоде.
Все равно какая-то странная схема… без земли она кстати работать не будет, полевик просто не откроется.
В сети полно статей на эту тему.
Вот например одна из них
Вот ютюбе на парень пытается реализовать мостовой выпрямитель на аналогичных полевиках.
Разве?
Если просто заменить в схеме транзистор, то даже если притянуть затвор к земле, то все равно работать не будет, так как в этом случае паразитный диод будет в обратную сторону.
Упрощенно, сейчас в схеме работает работает паразитный диод, Р-канальные транзисторы имеют ту же цоколевку, но другую полярность и если просто впаять на место старого транзистора новый Р-канальный, то диод у него будет направлен в обратную сторону.
С Р-канальным транзистором вход и выход платы поменяются местами.
А, ещё у них сейчас в моде полотёры, простите — волАнтёры.
Короче, язык — поломаешь, блин.
Поэксперементировал с разными схемами и остановился на этой
https://aliexpress.ru/item/item/4000582085402.html
Работает отлично, но есть одно НО. Срабатывание не мгновенно, поэтому плату я зашунтировал обычным диодом Шоттки. При переходном процессе, когда сетевое напряжение пропало (выход БП просто напрямую подключен на выход этой платки, утечек в моем БП нет) без шунтирующего диода была кратковременная просадка. Падение минимально,
https://aliexpress.ru/item/item/32916618516.html
Схемку не покажете, как подключаете?
Вот концепт (идея). Показано сильно упрощенно, без цепей контроля разряда АКБ, без зарядника, схемы ограничения тока и т.п. R2 подбирается, что бы сработка была на 0,5В меньше выдаваемого БП напряжения.
Т.е. при 11.5В реле уже должно отключаться. С1 подбирается в зависимости от нагрузки, тут надо соблюдать компромисс между четкой работой и подгоранием реле от большой емкости, от балды большие банки ставить не надо, только необходимый минимум. Ну и работает оно так: если БП выдает >11.5В, то реле включается и перебрасывает нагрузку на БП, как только напруга начинает падать ниже 11.5В реле отключится и через нормально замкнутый контакт нагрузка будет запитанна от батареи. При появлении сетевого напряжения, а соотв. и стабильного напряжения на выходе БП, нагрузка снова переключится на питание от сети. На схеме так же не показан диод, шунтирующий катушку реле, для защиты от обратных выбросов TL431!
UPD: не советую реле на такие токи, я использую 100А реле на номинальном токе 5-10А. А для мелочевки (например контроллер протечек) такая схема вообще без проблем подходит.
ссылка
Без минусовой клеммы не пробовал. Подключил как положено.
Это только предположение.
P.S. Хотя плата вряд ли трехслойная.
IN+ IN-
OUT+ OUT-
что значит нет минусовой клеммы?
Чтобы все работало корректно, нужна схема посложнее, с контроллером, который будет знать когда ток потек обратно и закроет транзистор.
В простом варианте это выглядит как-то так.
Суть в том, что в этой схеме транзистор не закроется, пока на какой-то из сторон будет напряжение.
Думаю что Вы просто не поняли о чем идет речь.
Вот еще вариант
Если я правильно понял Вас, то Вы имеете в виду именно схему переключения, а в обзоре и комментарии выше речь о «идеальном диоде» на полевом транзисторе, схема показана выше, примерно то же самое хотели изобразить на плате показанной в обзоре.
Это так-же очевидно, как и то, что в схеме с микросхемой нужно применять микросхему.
Но в том-то и дело, что если микросхему сложно заменить транзисторами, то два транзистора в одном корпусе легко меняются на два отдельных.
Я в курсе как работает эта схема, потому и написал
Вы бы читали внимательно, что Вам пишут, а не психовали.
А в этом возрасте уже сложно чем-то вывести человека из равновесия. В крайнем случае смотришь на оппонента как на неуча. :)
vrtp.ru/index.php?showtopic=26768&st=1230#
crocodil=Hector
И написал я это именно потому, что представляю как она работает и почему там надо именно транзисторную сборку.
Ниже человек подтвердил, что схема может работать нестабильно. Предположу что даже у транзисторной сборки может получиться разброс параметров больше чем надо для стабильной работы, просто шанс этого гораздо меньше.
Если хочется чтобы работало корректно, то применяют специализированный чип. Лично я не очень люблю схемотехнические решения, работающие «на пределе».
Схема интересная, бесспорно, я её давно видел, потом читал статью на хабре, как-то пробовал, но насколько я помню, с какой-то другой транзисторной сборкой.
ИМХО, лучше специализированный контроллер.
Схема на транзисторах работает отлично — я проверил, не поленился, нашел даже ее фото, написал пару ее параметров (могу дополнить).
Нашел ссылки с 2017 года с их применением мною лично. Читай.
Serg_datex заявляет, что у него она не работает.
Доказательств- 0.
А он вообще знает, что такое паяльник?
Что ты пытаешься доказать, kirich? Что твоя схема на микросхеме будет чем то лучше?
Может у нее меньше потребление?
Нет.
Ничем она не лучше.
Вот.
На заметку — все аналоговые микросхемы устроены на токовых зеркалах из двух согласованных транзисторов
Вам, ничего. Но судя по ветке общения как раз Вы начали что-то доказывать, правда я так и не понял, зачем. Общался я с Вами корректно, привел свои аргументы, пусть и очень простые, Вы начали спорить и чему-то учить.
Успокойтесь пожалуйста, не нервничайте.
Спасибо Вам за это.
не лучше, значит не лучше, Вы сравнивали?
Этого аргумента в пользу первой достаточно??
Не говорю о цене, размерах на плате с обвязкой и т.д.
Спор=дискуссия.
Или в твоём понимании это разные понятия??
(дискуссия — спор, обсуждение какого-н. вопроса на собрании, в печати, в беседе)
А вот здесь есть нюанс, если схема относится к классу — работает сразу при использовании исправных компонентов, это одно, а если — после сборки
обработать напильникомнастроить, то уже другое.Я про это вообще-то и писал.
Насчет сложности и размерах. Ниже предлагали LM5050, один чип + резистор + конденсатор, как бы получается совсем наоборот, проблема только в цене.
«Все аналоговые», блин, LOL
что и в самом деле BC807DS имеет не два физически раздельных кристалла, а оба на одном кристалле? Или, например, сопряжение характеристик этих транзисторов, делающее пригодным обсуждаемое применение? Поищите, может и найдете…
Но все же намекну — назначение описано в самом начале даташита. И сравните, скажем, с NST45010MW6T1G.
И увидишь — один там кристал, или два. Дальше, надеюсь, все будет понятно.
в теориибывают и согласованные пары на 1й подложке. А ещё получить точность в 10мВ можно подбором.а также то, что у ней много зависимостей от разных факторов.
Именно потому я изначально написал —
идеальная схема работает без подбора компонентов. Но попробовать еще раз все равно надо, хотя бы ради интереса :)
А kirich ему поддакивает, что да — схема не стабильна.
Что вы курите, ребята? ;)
Неужели сложно сразу сделать так, как нужно?
BC807DS согласованны в процессе производства, т.к. созданны на одном кристалле, с одинаковой концентрацией примесей, пороговым напряжением, h21, идеальный тепловой контакт и т.д.
kirich — что может быть в схеме с BC807DS не так с температурной стабильностью?
Есть какие-то разумные аргументы?
Для сравнения, у того же производителя в документации на сборку транзисторов bcv62 явно сказано: Matched pairs. Applications current mirros.
Но насколько мне известно, обычно применяют специальные контроллеры.
потому, что он криво смотрит) неточно. Но почему тогда Вы пишете, что при смене полярности тока нужны дополнительные телодвижения??С компаратором, отдельным чипом или как предложили выше, с двумя транзисторами, конечно будет работать.
И второй минус схемы — p канальный мосфет — с сильноточными дефицитно.
Сейчас p-канальные сильноточные мосфет вообще не вопрос…
Т.е. никакой это не «переключатель» и низкое падение на нём не получицца. ))
Специально перечертил ради интереса. У него была задача защитить преобразователь, если аккумулятор подключен неправильно, но при этом на входе преобразователя может быть напряжение от другого источника, типовая схема с одним транзистором в таком варианте не работает.
Можно проверить в симуляторе, но откровенно «принцип Неуловимого Джо». ))
Можно было поставить обычный R2R ОУ и выцепить сигнал прямо на MOSFET, хватило бы и 50 мВ.
А чтобы транзисторы открылись нужно подключить землю. Но как заметили выше эта платка вам не подойдет.
https://aliexpress.ru/item/item/4000001991362.html
Увы, она тоже требует допилинга (нужно удалить диод, через который типа должен акб заряжаться), но хотя бы вопрос падения напряжения не стоит.
a.aliexpress.com/_A7kPc7
Можно использовать как диод это твердотельное реле? В отключенном состоянии оно прозванивается как диод.
Но все равно непонятно, что туда засунули китайцы. Для мосфета нужно было бы трехпроводное подключение.
Краткий вывод — схема не рабочая
Речь идёт, по-моему, об условном блоке питания (импульсный, линейный — неважно), который, как и батарею, необходимо защитить от нештатного режима работы.
брат жив, батя грит малаца— Уууууууууу
Поэтому уже, как минимум, эротикой попахивает.
Перекидные контакты вполне справляются с этим.
Да и контакты реле от переключения под нагрузкой в 20а быстро устанут
Кажется так…
Осталось только попробовать…
https://aliexpress.ru/item/item/1005001714054068.html
Собрано на широко известной LM5050-1
Вы такую использовали?
Если пятиэтажка ваша, обычно проблем немного. ;)
если пятиэтажка не завод для всего вашего аула/табора, а скромное жилище сиротинушки, то от размера халупки необходимая мощность резерва не так и сильно зависит…
напомню, на картинке как пример пятикиловатник. что в резерве нужно питать в пятиэтажке боьшей мощностью? лифты???
Пришлось поставить эл.конвектор в домик с дизелем, и основательно утеплить. Дабы не супер сильный минус хотя бы был.
Сразу ставится автомобильная АКБ с неё запитывается резервное освещение и прочее на прямую.
АКБ подключается к автомобильному ЗУ.
При отключении сети, всё работает с АКБ, при нормальной работе работает с ЗУ и с АКБ.
По такой схеме у меня на работе включено «аварийное» оборудование в медтехнике.
Освещение так включено всегда.
Один из минусов такого использования, и это указанно в инструкции к технике — запрещена проверка ёмкости АКБ циклами разряд — заряд.
Ну и не чего не мешает пару раз в год встряхнуть электролит нагрузочной вилкой.
(это не вопрос, это ответ, почему такой вариант не всегда целесообразен.)
«на все деньги»максимальным током.поэтому у питальников с резервом обычно рассчетная мощность это полезная выходная плюс немного на заряд с ограничением тока.А в варианте тупого запараллеливания возможны случаи когда разряженный аккум большой емкости будет кушать больше чем способен отдать БП, вгоняя его в защиту.
Я как-то выкладывал переделку блока питания в ИБП, добавляется всего несколько деталей и получается полноценный бесперебойник, с поддержанием батареи в буферном режиме, защитой от переразряда и переполюсовки.
По такой схемотехнике без особых сложностей делается ИБП на выходную мощность порядка 100-200Вт.
Тоже имеет право на жизнь как частный случай при совпадении условий )))
Сам то ты ведь выложил переделку и с ограничением зарядного тока, и с вкоряченными защитами… Но в том варианте полезный средний ток нагрузки ограничен зарядным током… Чаще используют вариант где выход БП более мощный, плюс часть мощности с ограничением отдельно на заряд акккума.
А вот это плохой вариант, согласен.
1. обеспечивать ток не менее усредненного максимального тока нагрузки. Требование жесткое.
1.а) иметь запас мощности выше п1 в х1.2-2 раза. Мягкое требование.
2. поддерживать мягкое ограничение выходной мощности. При превышении максимальной мощности БП должен снижать выходное напряжение (в небольших пределах). Альтернатива — жесткая стабилизация с не_менее х1.5 кратным запасом по току нагрузки от пикового тока нагрузки (без слова «усредненного»). Требование жесткое.
3. ограничение тока заряда аккумулятора. В зависимости от требований к стабильности выходного напряжения, схема заряда может объединяться с основной силовой цепью, либо быть раздельным регулирующим узлом.
Мой коммент был не рекомендацией к действию, а просто для общего понимания.
Вместе с радиатором…
Ну или в крайнем случае купить :)
По собственным наблюдениям — чем большее количество батарей последовательно подключается, тем капризнее они работают.
Для снижения разбаланса из ставят рядышком на едином радиаторе.
У Шоттки есть проблема с обратным током при их разогреве.
С проводкой проблема только одна, не надо жабиться на сечении проводов, иначе на длинном хвосте будет большое падение и придётся переделывать.
200 мВ как минимум втрое меньше, чем на паразитном диоде.
с параметром Voltage drop:
0.0 V@10A
0.1 V@20A
www.advanceyacht.co.uk/power-management-products/rce100-1e-2ig-mbi-1002-ig
Достаточно зевнуть с номиналами что бы не заработало.
Есть устройство с аккумулятором, есть разъем для зарядки этого аккумулятора.
Задача: когда зарядное не включено, на разъеме не должно быть напряжения от аккумулятора, чтобы вода не окисляла контакты
Диод не подходит, тк из за падения напряжения аккумулятор не дозаряжается, тоесть если зарядное дает 12,6 вольт, до акумулятора доходит 12,4 вольта.
Может кто подскажет?
получается по любому чтото переделывать, а если в зарядном микросхема стоит, то тут не повысишь
Главное диод греется, что скверно плохо
Но я бы забил, аккумулятор дольше прослужит
И ведь уже не первый раз я такую косячную схему «придумываю».
Например
powmr.com/solar-charge-controller/series-en/solar-laderegler-pwm-30a-40a-50a-60a-80a-automat-solar-controller-12v-24v-36v-48v-pv100v-lithiumbatterien-ternare-lithiumbatterien-lithiumeisenphosphat-usw./
Самый старый блок в работе, из тех что я поставил, в деревне, работает 8й год (батарею уже пришлось сменить — покупалась самая дешевая AGM).
Например:
SM74611 — Vf=26mV (8A)
SPV1001 — Vf=120mV (8A)
и т.п.
Все они построены на мосфете с управлением затвора посредством накопленного заряда.
Искать по словам:
Cool bypass switch (CBS)
Super Barrier Rectifier
Smart Bypass Diode
Надо патентовать гибрид подобного диода и energy harvester) что из этих 26 мВ накачивал затвор транзистора)