Discussion in 'Opencharge' started by MalteS, Sep 2, 2008.

  1. Space

    Space New Member

    Hallo Malte, ich muss gestehen das ich das Thema etwas in der Hintergrund gedrängt hatte, da mein Schwager dringend eine Pumpensteuerung für seine Drainagepumpen benötigte. Nun geht es aber weiter...

    Im Anhang die Berechnung der Basiswiderstände für den Entladeteil, als auch die Berechnung des Entladewiderstandes. Schau es mal an, ob du das nachvollziehen kannst oder ob ich da quer liege.

    Wenn das so passt, so haben wir da auch ein Thema mit der Leistungsaufnahme von den Basiswiderständen, da die Stromverstärkung des BCP53 nicht sehr hoch ist.

    Thomas


    @EDIT:XLS neu hochgeladen. Diode im Entladezweig einbezogen und Fehler in Zelle B10 (hart verdrahtet mit /50) behoben.
  2. MalteS

    MalteS Member

    Hallo Thomas,

    ich denke wir greifen auf den BCP53-16 (siehe Reichelt zurück) der hat eine geringfügig höhere Stromverstärkung. Ausserdem geht die Verstärkung mit steigendem Ic stark zurück was umgekehrt bedeutet das, wenn wir ein Exemplar erwischen das einen sehr geringe hfe aufweist sich das nicht übermässig auswirken wird.
    Allerdings ist bei einem hfe von 25 der Ib bei 20mA und nicht bei 10mA wie in deinem xls sheet. Das wird dann wirklich zum Problem.
    Vieleicht sollten wir nochmal schauen ob wir nicht einen PNP Transistor mit grösserem hfe bekommen.

    Gruß
    Malte
  3. Space

    Space New Member

    Jup, der BCP53-16 liegt bei der Stromverstärkung bei 100. Entspannt die Lage aber nicht komplett....

    XLS ist korrigiert, irgendwie habe ich da den Hfe Wert hart mit 50 verdrahtet gehabt. Sieht nun noch schlimmer aus :(

    Ich werde mal in Richtung FET forschen. Die notwendigen Gatewiderstände gegen + sind ja im Layout vorhanden.
  4. MalteS

    MalteS Member

    Moin Thomas,

    Hast du das xls sheet gelöscht?

    Das Problem ist ja das sie Stromverst. von 100 bei einem Ic von 150mA gelten. Darüber wirds weniger....

    Ich würde es mal andersherum betrachten: Wenn wir die Verlustleistung der Widerstände voll ausnutzen wo landen wir dann vom Balancerstrom?

    Mit 0805 bei 1/8W liegen wir bei einem Ib von 2.5mA, mit 1206 und 1/4W bei 5mA.
    Das Verhältniss von hfe minimun bei den -10 und -16 typen würde ich mal mit 100/63 annehmen. Damit ergibt sich ein hfe min von 40 bei 500mA Ic. (Die Angabe fehlt für den -16, und ich habs mir mal so hergeleitet). Damit habe ich mal die Kurve für den -16 aus dem Datenblatt interpoliert. (siehe Anhang). Nach meinem Verständniss kommen 300-350mA im Worst case raus (hfe, 300mA > 60). 5mA * 60 = 300mA. Für den 0805 Widerstand fall sinds noch 200mA (hfe > 80).

    1206 Widerstände gibts bei CSD. Ich tät sagen das reicht. Ist ja nur eine Worst Case betrachtung. Im Regelfall wird man drüber liegen.

    Wenn dir ne gute Lsg mit FETs einfällt bin ich dafür aber offen.

    Zeit ins Bett zu gehen
    Malte

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  5. Space

    Space New Member

    ...ist wieder da.
    Jup, da habe ich mich verguckt.

    ...gut interpoliert :), Laut diesem Datenblatt ist 40 richtig
    Ok, der Schaltbetrieb (CEsatt) des Transistors darf aber nicht verlassen werden, sonst wird es dem zu warm. Das bedeutet auch der Lastwiderstand muss dem Worstcase Fall angepasst werden.

    Die Basiswiderstände werden ja nicht im 100% Dutycycle betrieben. Ich denke geringfügig überlasten, sollte kein Thema sein.

    ...wird Heute aber nichts, da ich gleich nach Köln unterwegs bin. Geht Morgen Abend los.


    Thomas

    Attached Files:

  6. Space

    Space New Member

    Einen beschaffbaren Darlington, habe ich nicht gefunden. Schwer beschaffbare und geeignete schon :rolleyes:

    Ich habe mal auf Basis des FET BSP171 (Reichelt 0,51€) das ganze mit möglichen Widerstandskombis durchgerechnet.

    Attached Files:

  7. MalteS

    MalteS Member

    Hi Thomas,

    interessanter Ansatz. Würde die Auswahl eines Mosfets einfacher werden wenn man den Verpolungschutz auf einen Stecker beschränkt? (d.h. Vgs > 21V). Wäre es möglich den Mosfet nicht voll durchzuschalten und damit den Lastwiderstand rauszuwerfen (Leistungsmosfet vorausgesetzt)?

    Gruß
    Malte
  8. Space

    Space New Member

    Ich verstehe im Moment den Zusammenhang zwischen Verpolungsschutz und Vgs nicht. Worauf möchtest du heraus ?

    ...(ebenfalls) interessanter Ansatz . Ptot von dem BSP17 liegt bei 1,8W, was ja schon 450mA @4,2V entspricht. In meinen Augen ausreichend als Balancerstrom.

    Ist aber nach meinem Verständnis nicht so einfach realisierbar, da die klassische Stromgegenkopplung mit einem Drain Widerstand (P Channel) wegen der Einschaltung über den ULN nicht einfach anwendbar ist. Ist in meinen Augen aufwändiger, als der Einsatz von Lastwiderständen. Um den Drainwiderstand kommt man auch sicherlich trotzdem nicht rum.
    Der Vorteil einer Strom Gegenkopplung währe allerdings ein konstanterer Balancerstrom, auch bei Spannungen unter 4,2V.

    Wobei mir gerade eine Idee kommt.
    Was spricht dagegen die Entladestufen für einen höheren Entladestrom als 500mA @4,2V auszulegen und sie per (Software-)PWM auf ihre maximale Wärmeleistungsfähigkeit zu beschränken?
    Man hätte dann die Option auch z.B. bei FePo Zellen mit der vollen Entladeleistung arbeiten zu können.
    Beispiel (RDS vernachlässigt):

    FePo 3,6V, RLast 7Ohm, I 0,5A = WRLAst 1,8W@100%PWM

    LiPO 4,2V, RLast 7Ohm, I 0,5A = WRLAst normalerweise 2,1W durch den Betreib mit 95% PWM auf 1,99W begrenzt.




    Gruß

    Thomas
  9. MalteS

    MalteS Member

    Ich dachte du hattest den FET nach Vgs ausgewählt das dieser in der Lage ist die volle Akkuspannung (50,2V) auszuhalten.


    Klingt gut, sollten wir so machen. Einen gewissen Duty Cycle (92%) haben wir ja eh schon weil zwischendurch auch die Spannung gemessen wird.
  10. Space

    Space New Member

  11. MalteS

    MalteS Member

    Mhhhh ja, es sei denn jemand baut mal einen Stecker der wirklich wild vertauscht ist. Aber grundsätzlich ist das nicht sehr wahrscheinlich.

    Ich lasse sie erst mal im Layout, rausnehmen geht ja recht einfach.

    Sollen wir dann die FET Lsg angehen? Stellt sich für mich noch die Frage:
    Alles auf Fets umbauen oder nur den Stecker mit den höheren Spannungen?
    und:
    Wer machts :)
  12. Space

    Space New Member

    BCP53-16 und BSP171 sind Gehäuse (SOT223) und (Funktions-)Pin kompatibel. Bei gleichem Layout bleiben also beide Optionen.

    Bei 500mA Entladestrom lohnt sich das aber kaum, hier zu mischen.
    Wenn ich ins XLS schaue, bei angenommenen BCP53-16 (Hfe=40), kann ich bei 1/8W Basiswiderständen und Auge zu gerade mal die ersten 3 Zellen mit dem BCP53-16 ausrüsten.
    Also den Schritt zum SOT223 sollten wir sowieso machen. Ich möchte mich bei Doing nicht drücken, aber wenn ich das Layout mache, sind im Vergleich zu dir Abstriche bei der Ästhetik zu machen.
    Du kennst ja mein Laderlayout ;) So sauber wie du, bekomme ich das nicht hin.
  13. MalteS

    MalteS Member

    O.k. dann übernehme ich das

    Wobei das SOT223 ein guter Punkt ist. Ich glaube da ist ein SO23 Gehäuse derzeit im Layout. Grmpf da muss ich nochmal schauen...
  14. MalteS

    MalteS Member

    Habe versucht auf den SO223 umzubauen und das ist viel Arbeit weil da einfach zu wenig Platz ist. Ich habe jetzt schon die Dioden rausgeworfen und es passt einfach nicht wirklich.
    Habe daher nochmal geschaut und folgende Typen im SOT23 aufgetrieben:

    Die gefallen mir ganz gut:
    IRLML6402TR (Conrad - 29ct)
    IRLML5203PBF (Vds = 30v -> das wäre mein Favorit, möchte leider eine etwas höhere Vgs Spannung, nach dem was ich berechnet habe geht er aber noch)
    IRLML6302PBF

    IRLML6401PBF

    Die letzteren drei Typen gibt es bei csd für ~20ct
  15. Space

    Space New Member

    Ja dann nehmen wir doch den IRLML5203 von Conrad.
    Mit Vgs von min 3,5V müssen die Spannungsteiler dann aber wohl ausgerichtet werden. Das geht bei FePo schon nicht mehr in den Schaltbetriieb.

    Ich habe Gestern noch eine beschaffbaren Darlington (BST60 in TO23) gefunden. Ist aber mit 48ct auch nicht günstiger als als ein BSP171 FET.
    Bringt aber mit einem HFE von 2000 und einer Spannungsfestigkeit von 60V gute Voraussetzungen mit

    Edit da vergessen zu erwähnen:
    Alternativ gibt es noch den FMMT718, ebenfalls SOT23 und einem HFE von >150@500mA. Das reicht immerhin bis Zelle 8. Doch Mixbetrieb ?
  16. MalteS

    MalteS Member

    Moin Thomas,

    der IRLML5203 wäre bei CSD zu beziehen. Liegt entweder bei 21 oder 19ct (also irrelevant). Was ich nicht bedacht habe ist das Vds ja quasi 0V ist da die Spannung am Rlast abfällt und das ich ja auch den FePo Fall berücksichtigen muss. Da ist für den 5203 nicht mehr genug Vgs vorhanden (an der 1. Zelle).

    Der 6402 sollte durchgängig gehen. Wegen 60ct. eine Mischbestückung machen? Ich denke eher nicht. Sehe da nur den kleinen Vorteil der höheren Spannungsfestigkeit.

    Ich würde für den 6402 votieren.

    Gruß
    Malte
  17. Space

    Space New Member

    Beschlusslage: IRLML6402TR wird durchgehend verwendet :)
  18. MalteS

    MalteS Member

    Die Werteberechung für den BSP171 passt doch auch für den IRLML6402, oder übersehe ich etwas?
    Den Lastwiderstand habe ich jetzt mit 6.8 Ohm angesetzt. Das sind bei 4.2V wegen der Diode dann knapp unter 2W. Alternativ gibts bei CSD auch 2.5W Typen.
    Der nächste bei Reichelt verfügbare Wert sind 8.2Ohm, da liegen wir schon im 400mA Bereich.
  19. Space

    Space New Member

    ...die Rechnung würde annährend passen, wenn ich nicht noch ein Fehler im XLS hätte. Der niedrigere RdsOn gegenüber dem BSP171 spielt nicht so die Rolle. Aber, mein Fehler, die Spannung der ggf. vorhandenen Diode habe ich zwar ausgeweisen aber nicht in der Rechnung berücksichtigt.

    Mit Diode ergibt sich:

    I Soll 0,5 A
    R DS ON max 0,08 Ohm
    U Lipo 4,2 V
    U Diode 0,7 V
    U RLast 3,46 V
    R Last 6,92 Ohm = 6,8Ohm
    P Last 1,73 W

    Ohne Diode:
    I Soll 0,5 A
    R DS ON max 0,08 Ohm
    U Lipo 4,2 V
    U Diode 0 V
    U RLast 4,16 V
    R Last 8,32 Ohm = 8,2Ohm
    P Last 2,08 W

    Bei der Diodenvariante könnte man mit einem 2W Widerstand sogar auf 600mA Entladestrom hoch:

    I Soll 0,6 A
    R DS ON max 0,08 Ohm
    U Lipo 4,2 V
    U Diode 0,7 V
    U RLast 3,452 V
    R Last 5,753 Ohm =5,6
    P Last 2,0712 W


    Entscheide einfach, was in deinen Augen das beste ist.


    Thomas
  20. MalteS

    MalteS Member

    Gut,
    letzte Frage dann ist Schematic und Board fertig:
    Was nehmen wir für T13?

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