[电路/定理] 分享我的失败设计

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 楼主 | 2018-5-14 19:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
有个项目要求设备在市电断电的情况下可以使用备用电池继续工作,并且在有市电的时候可以给电池充电。我的整体设计框图如图一所示。
                        图一
但是测试的时候发现防倒灌二极管发热严重,于是更改设计防倒灌设计修改为图二所示。

                    图二
原本以为完美解决问题了,结果样机测试的时候发现当仅用电池供电的时候没问题。但是使用市电的时候如果突然断掉市电,开关电源的电并不会立即放光从而使Q2继续导通Q1也继续导通,这时候电池的电倒灌回15V端形成自锁,根本起不到防倒灌作用。
很不幸发现问题的时候已经做了数台样机并且有一台已经发货了(我们公司的传统没什么好说的),没办法暂时只能换回原方案用个大功率的二极管。下一步我打算使用图三的方法,但是又觉得太啰嗦了点。请各位前辈们指点迷津。


                      图三

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gaohq 2018-5-15 13:39 回复TA
请告知电池电压范围 
qinlu123 2018-5-15 14:28 回复TA
@gaohq :三串18650锂电池 

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lihui567 + 10 赞一个!
| 2018-5-14 20:16 | 显示全部楼层
在功耗允许的情况下,在15V开关电源输出端增加假负载,使开关电源可以快速放电。也可以选用带PG信号输出的开关电源,利用PG信号去控制MOSFET的通断。

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zyj9490 2018-5-14 21:54 回复TA
没用,除非快过MOS管的流动速度。 
wangsuocheng 2018-5-15 20:17 回复TA
@zyj9490 :谢谢指导 
| 2018-5-14 21:16 | 显示全部楼层

参考无线电基地台通信电源,输出直流13.8V,蓄电瓶是12V/100A.



| 2018-5-14 21:51 | 显示全部楼层
备份电源没有那么简单的,用MOS管取代单向导电二极管,从能源流向上完全不同,核心是二极管只能单向导电,MOS管在开启时,电流可以双向流动,关键是+15V断电信息必须是独立的,即是开关电源必须搞成原初级隔离,通过光隔取得初级电源的状态。去控制三极管。这才叫解耦。
| 2018-5-14 21:53 | 显示全部楼层
断电的信息必须取之于开关电源的初级即可。通过光耦控制三极管。
| 2018-5-14 23:13 | 显示全部楼层
3号图没用,开关电源的15V延迟一样会让图3开启自锁啊  ,感觉和图2没什么区别
| 2018-5-14 23:15 | 显示全部楼层
就用大功率的二极管就好了

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king5555 + 1 一半正确。平常电甁要充电,一半不对!
 楼主 | 2018-5-15 08:48 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2018-5-14 21:51
备份电源没有那么简单的,用MOS管取代单向导电二极管,从能源流向上完全不同,核心是二极管只能单向导电,M ...

如果在允许一定倒灌的情况下,图三是不是可以用。

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king5555 + 1 可釆用我发明的电路,这是我若干发明中最少元件3D1R。
 楼主 | 2018-5-15 08:48 | 显示全部楼层
lf626384 发表于 2018-5-14 23:13
3号图没用,开关电源的15V延迟一样会让图3开启自锁啊  ,感觉和图2没什么区别 ...

如果允许一定倒灌的情况下,当倒灌后15V位置的电压就是电池电压这样PNP管子就无法导通了。

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lf626384 2018-5-16 19:54 回复TA
嗯 有道理 
| 2018-5-15 09:33 | 显示全部楼层
用个比较器,让电池电压和开关电源的输出电压比较,一旦电池电压高于开关电源的输出电压则让Q2关闭,否则Q2打开给电池充电。
 楼主 | 2018-5-15 10:03 | 显示全部楼层
gaohq 发表于 2018-5-15 09:33
用个比较器,让电池电压和开关电源的输出电压比较,一旦电池电压高于开关电源的输出电压则让Q2关闭,否则Q2 ...

当倒灌以后电池电压和开关电源电压是差不多的,这时候比较器状态就难说了。

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gaohq 2018-5-15 12:50 回复TA
开关电源输出电压下降在前,然后才有电流倒灌现象,用比较器没问题。 
qinlu123 2018-5-15 13:06 回复TA
@gaohq :开关电源电压是高于电池电压的,开关电源电压下降到电池电压的时候就开始倒灌了。 
zyj9490 2018-5-15 13:24 回复TA
MOS管根本没有关断的间隔,自锁瞬间发生,除非采用BOOST充电架构,开关电源上的续流管限制电流流向, 
| 2018-5-15 10:15 | 显示全部楼层
qinlu123 发表于 2018-5-15 10:03
当倒灌以后电池电压和开关电源电压是差不多的,这时候比较器状态就难说了。 ...

电源变压器次级是否有电,是决定供电方式唯一而且准确的办法,按照此思路设计就不败。
| 2018-5-15 13:10 | 显示全部楼层
qinlu123 发表于 2018-5-15 08:48
如果在允许一定倒灌的情况下,图三是不是可以用。

要看电池充电管理器原理。
| 2018-5-15 15:11 | 显示全部楼层
三串电池 最高电压 4.2 *3 =12.6V  设置 15V 电压降到 13V 开始关闭PMOS

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zyj9490 2018-5-15 15:18 回复TA
这也是一个办法, 
yhchen2001 2018-5-15 20:50 回复TA
有道理! 
lf626384 2018-5-16 19:53 回复TA
稳压管D1是多少伏的?? 
 楼主 | 2018-5-15 15:33 | 显示全部楼层
gaohq 发表于 2018-5-15 15:11
三串电池 最高电压 4.2 *3 =12.6V  设置 15V 电压降到 13V 开始关闭PMOS

那我的图三可不可以呢,允许短时间的倒灌。当开关电源电压下降到电池电压,电流倒灌以后15V端的电压和电池电压差不多(倒灌时电源管理处损耗很小),这样PNP管子就无法开启了也类似于你给出的电路。@zyj9490
| 2018-5-15 16:34 | 显示全部楼层
qinlu123 发表于 2018-5-15 15:33
那我的图三可不可以呢,允许短时间的倒灌。当开关电源电压下降到电池电压,电流倒灌以后15V端的电压和电 ...

你的图3不可以,14楼的图利用了电池电压上限性特点。从而避了反馈这个通路,关断MOS
| 2018-5-15 16:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2018-5-15 16:42 编辑
qinlu123 发表于 2018-5-15 15:33
那我的图三可不可以呢,允许短时间的倒灌。当开关电源电压下降到电池电压,电流倒灌以后15V端的电压和电 ...

图3从原理上可克服断电时的自 锁的问题。电池通过二个电阻流电了。
 楼主 | 2018-5-15 17:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 qinlu123 于 2018-5-15 17:02 编辑
zyj9490 发表于 2018-5-15 16:34
你的图3不可以,14楼的图利用了电池电压上限性特点。从而避了反馈这个通路,关断MOS ...

我简述一下对14楼电路的理解您看一下对不对。使用稳压管将Q1的发射极电压稳定在某一个电压值,将开关电源正极分压后接到Q1的基极,这样当开关电源电压下降到某一电压值(比电池电压高)时导致Q1的Vbe不足以开启Q1进而关闭MOS管。那么我的图3当开关电源掉电后的具体表现是什么样子的呢,请前辈指点不要嫌我啰嗦,我看了您两个楼的回复没看明白到底能不能用。
| 2018-5-15 17:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2018-5-15 17:06 编辑
qinlu123 发表于 2018-5-15 17:01
我简述一下对14楼电路的理解您看一下对不对。使用稳压管将Q1的发射极电压稳定在某一个电压值,将开关电源 ...

当没有供电时,导致+15跟电池电压相似,无法导通PNP,无电流到下管的基极,导致MOS管的gs无电压,MOS管关闭。+15V继续下降,直到二个分压电阻分得的电压平衡,可能会反向堆住(Q)。无电流到下管基极,进入稳定的裁住态。
 楼主 | 2018-5-15 17:11 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2018-5-15 17:05
当没有供电时,导致+15跟电池电压相似,无法导通PNP,无电流到下管的基极,导致MOS管的gs无电压,MOS管关 ...

那我把R5删掉行不行,“反向堆住”是什么意思。

评论

zyj9490 2018-5-15 18:33 回复TA
反向截住。 
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