Detecta el umbral de voltaje de la fuente de alimentación, mientras consume una corriente muy baja

Las baterías de plomo ácido se dañan por una descarga excesiva, algo así como las baterías de polímero de litio.

Necesito un circuito que corte la carga de la batería cuando cae por debajo de 10v. Esa es la parte fácil.

La parte difícil es tener un circuito que consume una corriente minúscula y esperar hasta que el voltaje de la batería supere los 13v (lo que indicaría que se está cargando), momento en el que volvería a activar la carga.

La mejor idea que tengo es usar un regulador de voltaje de corriente de reposo bajo, específicamente el TS2950CT50 +5v que tiene una corriente de reposo de alrededor de 75uA. Usaría una MCU PIC16F de rango medio que tiene una referencia de voltaje interno (y ADC o comparador) que entra en modo de espera, verificando periódicamente si el voltaje excede los 13.5v. La MCU podría consumir tan solo un par de uA.

Si bien 75uA no es tan malo, me preguntaba cómo podría lograr una corriente de espera más baja.

Otra idea de la que no estoy seguro en absoluto es operar un diodo zener por debajo de su voltaje de ruptura, confiando en un ligero aumento de la corriente de fuga para activar un circuito MOSFET. La fuga de los diodos zener parece ser de 1uA por voltio, por lo que, en teoría, solo consumiría 10uA. Pero dado que los zeners no tienen una gran precisión en el mejor de los casos, y mucho menos a diferentes temperaturas, con el envejecimiento, EMI o lo que sea, ¿podría usar esto de manera confiable?

Con un empujón, sería permisible desactivar la protección contra descarga excesiva cuando el voltaje de la batería alcanza entre 12,5 y 13,5 V.

Como soy masoquista, preferiría no usar un IC dedicado a este propósito (no es que haya encontrado uno). ¿Qué otras soluciones hay?

Gracias

¿Cuál es la corriente de carga que necesita cambiar? Además, no creo que haya otras soluciones para el masoquismo.
como no tengo tiempo para modificar y reescribir, aquí hay una respuesta que escribí hace algún tiempo, que incluye algunas matemáticas para la histéresis de dos transistores (omita el diodo, el OP lo tenía y lo guardé, nunca escuché por qué era allí): electronics.stackexchange.com/a/132634/53769 tal vez puedas hacer algo con eso. Además de vías como esa, hay fichas. Su plan uC es bueno. Las soluciones de un solo uA con componentes discretos siempre tienen el riesgo de captar ruido. Lo mitigas un poco usando un NPN como primer elemento y haciendo los cálculos.
Un verdadero masoquista diseñaría esto usando solo componentes discretos ;-) Haría trampa un poco y tal vez usaría algo de lógica CMOS o tal vez algunos comparadores. ¡Uhm, lo que realmente necesitas es un comparador de ventanas! Algo como esto: edn.com/electronics-products/electronic-product-reviews/other/… ¿quizás? (Me refiero al circuito en la parte superior de la página)
¿Cuál es la capacidad de la batería? Cuanto más grande es, menos te importan 100uA más o menos. La forma más fácil de diseñar una solución es usar un comparador de micropotencia y una referencia de voltaje. El comparador puede cambiar un MOSFET de canal P para conectar o desconectar la carga. Si insiste en no usar circuitos integrados, será difícil lograr la precisión de voltaje y la baja corriente de reposo que desea.
Tal vez se podría usar un diodo zener para mantener cerrado un relé de apertura automática mientras el voltaje está por encima de 10v, no estoy seguro de cómo evitaría que la histéresis se cargue hasta llegar a 13v, ¿quizás desconecte el relé de alguna manera mientras se carga?
No quería admitirlo, pero es para circuitos automotrices auxiliares que funcionan con una batería de automóvil; tenía curiosidad por saber qué tan baja se podía lograr la corriente, en parte porque puede haber varios circuitos de este tipo. La corriente más alta que puede usar cualquier circuito es 50A. La capacidad de la batería sería de 75 Ah, aunque solo se pueden usar 25 Ah dado que las baterías SLI no pueden realizar un ciclo profundo y los cargadores de automóviles no las cargan por completo. También se autodescargan, por lo que un circuito en espera de 100uA sería irrelevante.
@ user2813274: nunca he oído hablar de/visto un relé de este tipo, ¿puede dar un ejemplo?
@Jodes err ... esos son los tipos básicos de relé, tendrán un resorte que los abre una vez que la corriente deja de fluir (debido a que el voltaje es más bajo que el voltaje inverso nominal del zener), si desea ejemplos, puede encontrar algunos aquí : cualquiera de los relés sin enclavamiento de 12v debería funcionar, la especificación interesante es el voltaje de apagado, que es donde se abre. Y con suficiente manipulación, creo que podría hacer que el voltaje de encendido sea de 13v.

Respuestas (2)

Si decide usar un chip dedicado para detectar bajo voltaje, podría usar un detector de voltaje de la serie S-1011 de Seiko.

+1 por el increíble consumo de 600 nA y el 1,5 % de precisión con este IC. Sería genial si pudiera dar un diagrama de circuito para su uso en este escenario. ¿Específicamente para detectar cuando hay un voltaje de suministro superior a 13v?

Mis comentarios se están convirtiendo en una respuesta, por lo que publicaré aquí, pero aún no lo he eliminado por completo y, con suerte, pronto lo editaré en una respuesta adecuada.

Creo que puede usar un diodo zener de 10v y un relé para obtener una fuga de estado "apagado" de solo unos pocos nA dependiendo del zener (y suponiendo 10v / 25ºc), ya que eso es típico del componente

Entonces, si tuviéramos que elegir un relé, como este , tiene un voltaje de encendido de 8,4, por lo que deberíamos tratar de mantener el voltaje aplicado por debajo de 8,4 si la batería está por debajo de 13v (para que no se active). ) - sí, esto es un máximo y la pieza en particular puede variar

Creo que después del zener de 10v, si tuviéramos que colocar otro diodo, digamos un zener de 12v (sí, no 13v, tengan paciencia conmigo), y luego el relé, solo se encendería cuando el voltaje esté por encima de 12v (más cualquiera que sea el caídas de 10v zener en reversa)

Luego, para mantener el relé abierto incluso después de que el voltaje cae por debajo de 12v y el segundo zener deja de dejar pasar la corriente, un cable de la salida del relé (que se enciende a 12v) y luego conecta un transistor que se activaría desde ese pin, y haga que extraiga energía después del diodo de 10v, funcionaría, ya que el relé + transistor se mantendría abierto incluso después de que el diodo de 12v se apagara.

Luego, para proteger el transistor y hacer que se apague, necesitaríamos limitar la corriente de entrada al transistor de modo que no sea suficiente para mantener el relé cerrado, y el relé necesita corriente para venir del diodo de 10v que se apaga, realmente solo deberíamos necesitar un par de ma para saturar el transistor, ya que la bobina en sí solo necesita 30ma para permanecer abierta, por lo que si enviamos 3ma al transistor, usaríamos (12v/3ma -> 4k), digamos una resistencia de 4.7k , y el transistor necesitaría una ganancia de 15x más o menos

todavía tengo que dibujarlo en el circuito, pero creo que funcionaría, y necesitarías 5 componentes: un relé, dos didoes zener (10v y 12v), un transistor y una resistencia.

para su 50A, necesitará un relé más robusto, pero los principios serían los mismos (o podría usar este circuito para impulsar un relé más grande)

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