Защита от перегрузки по току.

MPetrovich

Не у меня одного наверное то и дело горят регуляторы б/к и колл. моторов. Решил поднять тему создания компактной схемки защиты от перегрузок по току. Предлагаю свой вариант на базе LM555 и р-канального MOSFET. Высказывайтесь пожалуйста, камрады.

ubd

Значит, регуляторы используешь слабые. Бери с запасом по току, и не должны гореть.

6wings

я бы тоже посоветовал просто ставить регуляторы помощнее. Чем меньше всего установлено, тем выше отказоустойчивость.
Кроме того, есть “Бритва Оккама” - “Не плоди сущностей сверх необходимого”

MPetrovich
6wings:

Кроме того, есть “Бритва Оккама” - “Не плоди сущностей сверх необходимого”

А шо це такэ?

6wings

применительно к данному случаю - если приобрести регулятор с тепловой защитой, рассчитанный на реальные подходящие двигателю токи, то Ваше устройство будет той самой “лишней сущностью”.

MPetrovich
6wings:

применительно к данному случаю - если приобрести регулятор с тепловой защитой, рассчитанный на реальные подходящие двигателю токи, то Ваше устройство будет той самой “лишней сущностью”.

А я то думал - что-то особенное! Ну и как регулятор с тепловой защитой справиться с резким броском тока, вызванным неожиданным стопорением мотора? Да никак. Моментальный тепловой пробой внутри корпуса ключа, произошедший за единицы милисекунд, даже не поднимет температуры чипов и на 2-3 градуса.
А лично у меня такие случаи сплошь и рядом, поскольку летать я только учусь.
А по схеме что-нибудь скажете?
Может я напрасно не описал принцип работы и есть непонятки? В этом случае исправляю свою оплошность и кратенько опишу схемку. Токовым датчиком в схеме является сопротивление сток-исток в открытом состоянии. Емкость С1 служит для пуска схемы, она формирует импульс при включении питания, который первоначально открывает полевик. После того, как он открылся, ток начинает течь через диод и подстроечный резистор и поддерживает полевой транзистор в открытом состоянии. Когда ток превысит установленный подстроечником предел, на ключе возникнет падение напряжения равное IxRds(on), потенциал на нагрузке снизиться и компаратор переключит выход в закрытое состояние, что отключит проходной транзистор и ток в нагрузку перестанет течь. При снятии питания, ёмкость разрядиться и при вновь поданном питании снова пустит схему.

BALAL
MPetrovich:

А я то думал - что-то особенное! Ну и как регулятор с тепловой защитой справиться с резким броском тока, вызванным неожиданным стопорением мотора? Да никак.

!??
При неожиданном стопорении мотора логика регулятора отключает силовую часть.

MPetrovich:

Когда ток превысит установленный подстроечником предел, на ключе возникнет падение напряжения равное IxRds(on), потенциал на нагрузке снизиться и компаратор переключит выход в закрытое состояние, что отключит проходной транзистор и ток в нагрузку перестанет течь.

Обесточенная модель теряет управление и…
Надо тогда альтернативный BEC (или иначе называется?? забыл!) до “предохранителя” (как там, по-английски?) предусматривать.

MPetrovich
BALAL:

!??
При неожиданном стопорении мотора логика регулятора отключает силовую часть.

Ну да, отключает. Только регулятору уже кирдык к тому времени.

Обесточенная модель теряет управление и…
Надо тогда альтернативный BEC (или иначе называется?? забыл!) до “предохранителя” (как там, по-английски?) предусматривать.

Если мотор стопориться, то уже по фигу где находиться модель - в воздухе или на земле. Без движка особо не поуправляешь. А потом, предохранитель ставиться перед каждым силовым контроллером, а не один на всю схему.

Мне вообще странно, что обсуждается вопрос целесообразности применения предохранителей. Никто же не оспаривает необходимость плавких предохранителей, а этот -просто быстродействующий аналог не превышающий габариты плавкого предохранителя.

А по схемотехнике есть какие-нибудь замечания?

Володимир
MPetrovich:

Ну да, отключает. Только регулятору уже кирдык к тому времени.

Если мотор стопориться, то уже по фигу где находиться модель - в воздухе или на земле. Без движка особо не поуправляешь. А потом, предохранитель ставиться перед каждым силовым контроллером, а не один на всю схему.

Мне вообще странно, что обсуждается вопрос целесообразности применения предохранителей. Никто же не оспаривает необходимость плавких предохранителей, а этот -просто быстродействующий аналог не превышающий габариты плавкого предохранителя.

А по схемотехнике есть какие-нибудь замечания?

Замечания следующие - сопротивление регулятора измеряеться милиомами, сопротивление проводов АКБ-рег-мотор соизмеримо с сопротивлением регулятора. Поэтому спортсмены ПАЯЮТ АКБ к регулятору перед каждым полетом, ибо на бананах теряется много!!! Любая добавочная схемка внесет потери за которые прийдеться платить…

Пользую регуляторы Джети Спин - при торможении мотором на полном газу о планету регулятор громко пищит мотором, но не перегорает (запас по току не большой, на одной модели 66А при 35А полетных, на другой 44А при 25А полетных). Еще и можно считать по прилету предельные токи 😉

MPetrovich
Володимир:

Замечания следующие - сопротивление регулятора измеряеться милиомами, сопротивление проводов АКБ-рег-мотор соизмеримо с сопротивлением регулятора. Поэтому спортсмены ПАЯЮТ АКБ к регулятору перед каждым полетом, ибо на бананах теряется много!!! Любая добавочная схемка внесет потери за которые прийдеться платить…

Я не спортсмен и такие экстремальные методы не использую.
А плачу я за новые регуляторы и радиодетали к ним и эта статья расходов меня уже достала.

Пользую регуляторы Джети Спин - при торможении мотором на полном газу о планету регулятор громко пищит мотором, но не перегорает (запас по току не большой, на одной модели 66А при 35А полетных, на другой 44А при 25А полетных). Еще и можно считать по прилету предельные токи 😉

Да у Вас, судя по всему, предел регуляторов по максимальному току превышает ток, который способна отдать батарея. Предположим она у Вас 20С и ёмкость 2500мА/ч, тогда предельный ток, отдаваемый ею, составит 50А; и то вряд ли, поскольку данные по макс. отдаваемому току производители и продавцы обычно завышают.
Это конечно тоже выход, но масса регулятора при этом превысит все разумные пределы, да и мотор в конце концов таких издевательств не вытерпит и перегорит или магниты от температуры потеряют свои свойства.

Я немного доработал схему, разделив цепь запуска и цепь ОС и добавил индикацию. Вот:

Володимир
MPetrovich:

Да у Вас, судя по всему, предел регуляторов по максимальному току превышает ток, который способна отдать батарея. Предположим она у Вас 20С и ёмкость 2500мА/ч, тогда предельный ток, отдаваемый ею, составит 50А; и то вряд ли, поскольку данные по макс. отдаваемому току производители и продавцы обычно завышают.
Это конечно тоже выход, но масса регулятора при этом превысит все разумные пределы, да и мотор в конце концов таких издевательств не вытерпит и перегорит или магниты от температуры потеряют свои свойства.

Масса регулятора на 44А - 40 грамм, на 66А (там можно 70А) - 50 грамм, я их брал из-за возможности использовать 6S липо и из-за импульсного встроенного ВЕС-а.
Батарея 6S2P собранная из пилотажевских 3S 2100 по мануалу должна отдать 66А.

Я называю это разумным балансом энергоустановки… А возможность считать максимальный ток состоявшийся в полете - позволяет подобрать винт “сверху” чтобы не перегружать всю установку.

MPetrovich
Володимир:

Масса регулятора на 44А - 40 грамм, на 66А (там можно 70А) - 50 грамм, я их брал из-за возможности использовать 6S липо и из-за импульсного встроенного ВЕС-а.
Батарея 6S2P собранная из пилотажевских 3S 2100 по мануалу должна отдать 66А.

Я оперирую токами в два раза меньшими, но уже спалил два 370-х мотора и пару раз перепаял регуляторы на 20А. Масса Ваших регуляторов впечатляет, один весит порядка 1/4 веса моего вертолётика.
Однако речь опять зашла о целесообразности использования предохранителя, а не о схемотехнике. Хочу, в таком случае, остановиться поподробнее на вопросе потерь в предохранителе. Для примера возьму усреднённый MOSFET в корпусе ТО-220. Его Rds(on) порядка 0,005 Ом., при токе в 60А падение на нём составит 0,005х60=0,3В, что в процентном соотношении при 12В питания составит 0,3/12=2,5%. Реальный разброс параметров, принимаемый при расчётах составляет обычно 10%, ну пусть при жёстких условиях будет не более 5%. О каких значимых потерях можно после этого говорить, если параметрический разброс перекрывает ожидаемые потери минимум в 2 раза!!! Мало того, один транзистор даже с гигантским радиатором не потянет тока в 60А, поэтому реально будет два транзистора, а в SO-8 все четыре или пять, следовательно сопротивление уменьшиться в соответствующее количество раз и падение напряжения тоже. Вес же предохранителя, даже с радиатором, не превысит 15 грамм.
Надеюсь с этим вопросом разобрались? Можно теперь про схему?

Володимир
MPetrovich:

Я оперирую токами в два раза меньшими, но уже спалил два 370-х мотора и пару раз перепаял регуляторы на 20А. Масса Ваших регуляторов впечатляет, один весит порядка 1/4 веса моего вертолётика.

Коллекторные? Я спалил один такой, подключив к нему мотор с КЗ, а другой регулятор выжил - встроеная защита от перегрузки, фирму точно не помню, вроде SMM.
Для самолета весом в 1кг, мотора 100гр, вес регулятора в 40 гр обычное дело… Батарейка весит больше 150грамм…

Можно теперь про схему?

Про схему не подскажу, пробовать надо…

GriffinRU
MPetrovich:

Не у меня одного наверное то и дело горят регуляторы б/к и колл. моторов. Решил поднять тему создания компактной схемки защиты от перегрузок по току. Предлагаю свой вариант на базе LM555 и р-канального MOSFET. Высказывайтесь пожалуйста, камрады.

Согласен на 100% с ответами 6wings и BALAL - абсолютно не нужная роскошь. Нормальный рег сработает как часы и поверте ваши ms не имеют под собой ни какой почвы…
У вас полевики летят видно по какой-то другой причине, так как импулсный ток они могут держать очень приличный, а вот если с управлением проблемы из-за фиговой разводки или не адекватного питания то вырубить полевики можно и без мотора…

Про потери на полевике даже и говорить ни стоит.

Правда сдается мне, что речь идет сугубо о коллекторных регуляторах, если только о них, то с тем же ТО-220 с 5-ю мОмами ток у него импульсный должен быть приличный и без реверса (ни авто) как вы их мочите?

Схемку обсуждать нет смысла, так как она как банный лист… Намного проще и правильнее (С точки зрения КПД) её реализовать на полевиках самого регулятора, да и многие б.к реги этим не болеют, а вот для коллекторного рега актуально, но решается в софте или в железе, но грубо (отрубить управление ключем при перегрузке ни сложно).

Артур

OVK
MPetrovich:

… Можно теперь про схему?

Привет!
Схема чудноватая. По Вашей логике, компаратор сработает при аварийном падении напряжения на нагрузке.
Пусть это будет половина. Но полевик открыт (0,005 Ом - сами пишете), чтобы на выходе стало 1/2 напряжения акка, нужно закоротить нагрузку тоже на 0,005 Ом. Т.е. нагрузка на акк составит 0,01 Ом. Аварийный ток (пусть акк=10В, закон Ома) при этом равен 1000А. Извините, фигня…Акк просядет гораздо раньше, сбросит питание на компаратор (полевик запросто сгорит по току) и непонятно что при таком “переходном” процессе будет на выходе компаратора. Купите детали, паяльник, а когда макет заработает, скромно поделитесь радостью. ДА… еще огнетушитель 😉
Удачи!

OVK

УУпс… Не разглядел деталей…
Прошу прощения за “мягкий” комментарий Вашей схемы. Это вообще бред. LM555 - это не компаратор, а заготовка для таймера из ждущих мультиков. И что Вас тянет саченять схемы…Кто-то же может спаяет, травму получит…

GriffinRU

Мне кажется, что товарищ нас разводит, а мы подсели… 😃

Если нет, то вообще чума, так как от фонаря какая батарея, если полевик с массивным теплоотводом вылетает за миллисекунды, то простого электролита будет достаточно в цепи питания рега, чтобы его спалить.

Вы про ТО-220 и SO8 из своего опыта или как, про токи имеется ввиду.

А про схемку вопрос простой:
Из каких соображений вы приняли Rdon полевика как величину постоянную?
Про 555 и компаратор - промолчу

Артур

BALAL
OVK:

Привет!
Схема чудноватая. По Вашей логике, компаратор сработает при аварийном падении напряжения на нагрузке.
Пусть это будет половина.

Оппа! А я-то думал - где-же у него кноп… “датчик тока” - сам полевик, чтоли - плохо разбираюсь в чужих схемах…

MPetrovich
OVK:

Привет!
Схема чудноватая. По Вашей логике, компаратор сработает при аварийном падении напряжения на нагрузке.
Пусть это будет половина. Но полевик открыт (0,005 Ом - сами пишете), чтобы на выходе стало 1/2 напряжения акка, нужно закоротить нагрузку тоже на 0,005 Ом. Т.е. нагрузка на акк составит 0,01 Ом. Аварийный ток (пусть акк=10В, закон Ома) при этом равен 1000А. Извините, фигня…Акк просядет гораздо раньше, сбросит питание на компаратор (полевик запросто сгорит по току) и непонятно что при таком “переходном” процессе будет на выходе компаратора. Купите детали, паяльник, а когда макет заработает, скромно поделитесь радостью. ДА… еще огнетушитель 😉
Удачи!

Напряжение падает не на нагрузке (где Вы вообще видели, чтобы напряжение падало на нагрузке?). Оно падает на Rds(on), которое равно вышеуказанному значению. С нагревом это сопротивление увеличивается, но не настолько, чтобы сильно повлиять на работу схемы.

OVK:

УУпс… Не разглядел деталей…

Это точно.

LM555 - это не компаратор, а заготовка для таймера из ждущих мультиков.

LM555 - это набор для синтеза разного рода устройств. Если Вы видите в нем только таймер, то это Ваши проблемы.

GriffinRU:

Мне кажется, что товарищ нас разводит, а мы подсели… 😃

Ничуть.

Если нет, то вообще чума, так как от фонаря какая батарея, если полевик с массивным теплоотводом вылетает за миллисекунды, то простого электролита будет достаточно в цепи питания рега, чтобы его спалить.

При определенных условиях - да.

Вы про ТО-220 и SO8 из своего опыта или как, про токи имеется ввиду.

Конечно из своего опыта.

А про схемку вопрос простой:
Из каких соображений вы приняли Rdon полевика как величину постоянную?

См. выше.

Про 555 и компаратор - промолчу
Артур

Вот это правильно. Если нечего сказать, лучше промолчать.

BALAL:

Оппа! А я-то думал - где-же у него кноп… “датчик тока” - сам полевик, чтоли - плохо разбираюсь в чужих схемах…

Совершенно верно. Единственный, кто разобрался.

GriffinRU
MPetrovich:

С нагревом это сопротивление увеличивается, но не настолько, чтобы сильно повлиять на работу схемы.

Конечно из своего опыта.

  • так разика в полтора-два, может в три-четыре. А главное ток отсечки будет плюс-минус сколько процентов?
  • странно как народ делает 100-400 Амперные реги на паре 220-х, правда они выгорают позже из-за перегрева…

Вот это правильно. Если нечего сказать, лучше промолчать.

Немного грубовато.

Совершенно верно. Единственный, кто разобрался.

Забавно.

Артур

6wings

я уже говорил, что с моей точки зрения этот девайс является “лишней сущностью” на борту, ухудшающей отказоустойчивость, но дело не только в этом. Хотелось бы услышать ответ на вопрос:

  • отдает ли автор себе отчет в том, что произойдёт, если это устройство внезапно сработает во время полёта при условии, что борт питается от ВЕС, встроенного в регулятор?
OVK
MPetrovich:

LM555 - это набор для синтеза разного рода устройств. Если Вы видите в нем только таймер, то это Ваши проблемы.

Привет!
Внутри LM555 действительно компаратор, обвешанный некоторыми дополнениями для применеия в импульсных схемах.
Получается, применяя его с известной сноровкой, мы утрем нос неизобретательным разработчикам. Снимаю шляпу и каюсь.
Вопрос конкретный. Сразу сгорел диод, соединяющий выход устройства с регулировочным сопротивлением (по “недоработанной” схеме в начале топика). Когда движок сопротивления придвигаем к земле. Ставим диод мощнее - горит сопротивление. Поставили мощное сопротивление и диод, горит полевик. Добавляем мощный полевик, вспухает и греется аккумулятор. Что посоветуете? Убытков уже на 1500руб.
Надежда на Вас. Последняя.

MPetrovich
GriffinRU:
  • так разика в полтора-два, может в три-четыре. А главное ток отсечки будет плюс-минус сколько процентов?

Ладно, согласен. У меня и у самого были сомнения в стабильности срабатывания схемы. Вы мне их подтвердили. А какие будут предложения? Кусок толстой нихромовой проволоки? Только сложновато будет подбирать длину, чтобы сопротивление порядка 5 мОм получить.

  • странно как народ делает 100-400 Амперные реги на паре 220-х, правда они выгорают позже из-за перегрева…

По даташитам прописано, что не катит корпус ТО-220 при токах больше 30А

Немного грубовато.

Если задело, извиняюсь. Рефлекторная защитная реакция.

6wings:

я уже говорил, что с моей точки зрения этот девайс является “лишней сущностью” на борту, ухудшающей отказоустойчивость, но дело не только в этом. Хотелось бы услышать ответ на вопрос:

  • отдает ли автор себе отчет в том, что произойдёт, если это устройство внезапно сработает во время полёта при условии, что борт питается от ВЕС, встроенного в регулятор?

Я уже вроде выше вроде отвечал на этот вопрос. И не понимаю отчего так упорно отвергается предохранитель, как элемент схемы? В системе АБС автомобиля тоже стоят предохранители и никому не приходит в голову думать о том, что произойдёт если они “случайно” сработают.

OVK:

Привет!
Внутри LM555 действительно компаратор, обвешанный некоторыми дополнениями для применеия в импульсных схемах.

Там их даже два.

Вопрос конкретный. Сразу сгорел диод, соединяющий выход устройства с регулировочным сопротивлением (по “недоработанной” схеме в начале топика). Когда движок сопротивления придвигаем к земле. Ставим диод мощнее - горит сопротивление. Поставили мощное сопротивление и диод, горит полевик. Добавляем мощный полевик, вспухает и греется аккумулятор. Что посоветуете? Убытков уже на 1500руб.
Надежда на Вас. Последняя.

Это стёб?
Поставить последовательно с диодом сопротивление порядка 200-300 Ом, если уж о таком виде дуроустойчивости идёт речь. Однако описанная выше ситуация аналогична переполюсовке питания. Есть конечно схемы с защитой и от этого, но тут уж надо проявить недюжинную фантазию, чтобы предугадать все закидоны пользователей.

6wings
MPetrovich:

Я уже вроде выше вроде отвечал на этот вопрос. И не понимаю отчего так упорно отвергается предохранитель, как элемент схемы? В системе АБС автомобиля тоже стоят предохранители и никому не приходит в голову думать о том, что произойдёт если они “случайно” сработают.

Значит Вы действительно не видите разницы 😦

С автомобилем при отказе АБС ничего особенного не случится кроме некоторого, да и то условного, ухудшения управляемости (зависит от условий езды). Кроме того, автомобиль НЕ УПАДЁТ - он стоит на земле.

У самолёта же при отказе по питанию, который создаст Ваш девайс, все рули встанут в ступор (если не в произвольное положение). Причем, с наибольшей вероятностью это может произойти именно при силовом пилотаже и максимальном энергопотреблении когда мотор сильно нагружен, а рулями осуществляется ПОСТОЯННАЯ работа по удержанию самолёта в маневре. Представьте себе, что будет с самолётом если питание пропадет во время выполнения, например, висения, силовой бочки, роллинг харриера или даже просто полёта на харриере… Страшно подумать.

MPetrovich
6wings:

Значит Вы действительно не видите разницы 😦

Да я не навязываю никому свою схему! Кто считает её лишней, тот может не ставить, а кто сочтёт полезной, тот сможет попользоваться.
Я ещё раз повторю, что я начинающий “летун” и мои запросы к бортовой электронике сводяться в основном к тому, чтобы она поменьше выгорала. А падаю я всё равно часто.

Жаль только по схеме пока разговор вялый, всё больше в сторону куда-то.