disyuntor de corte de bajo voltaje de la batería (restablecimiento manual)

En primer lugar, soy consciente de que existen dispositivos prefabricados como este, sin embargo, no he podido encontrar ninguno que se ajuste exactamente a mis necesidades, que son las siguientes.

  1. 0 consumo de energía cuando está apagado
  2. Caída mínima de voltaje cuando está encendido
  3. Poder configurarlo para que se dispare a 10.5V
  4. Diseño simple
  5. Restablecer manualmente

Cuando intenté diseñar un circuito para satisfacer esas necesidades, se me ocurrió lo siguiente. (R1 solo representa la carga)Circuito de protección de la batería

La idea es que cuando conecto una batería con un voltaje superior a 10,5 V y se presiona S1 para iniciar el circuito, el relé normalmente abierto comenzará a mantenerse cerrado. Entonces habría sintonizado R2 para que tuviera la resistencia suficiente para que cuando el voltaje en el circuito principal cayera a 10,5 V, el voltaje en la bobina del relé fuera demasiado bajo para mantener los contactos cerrados. Los contactos entonces se abrirían y cortarían la energía a todo el circuito.

En teoría, esta es una solución agradable, simple y elegante al problema para un profano como yo. El problema con el que me estoy topando es que no hay un voltaje "exacto" donde un relé se apaga, por lo que sería casi imposible apagarlo cuando el circuito principal está exactamente a 10.5V. No puedo usar un transistor o dispositivo similar porque incluso una pequeña caída de voltaje en un circuito nominal de 12 V como este hace una gran diferencia. Necesito que lleguen 10,5 V al dispositivo final cuando la batería está a 10,5 V.

Espero mantener este circuito lo más simple posible para poder empaquetarlo como una sola unidad resistente. Actualmente, la única aplicación que tengo consume 5 amperios constantes, pero me gustaría poder modificar el circuito para acomodar cargas más grandes si fuera necesario en el futuro, por lo que un componente electromecánico parece ideal para cambiar el circuito principal.

Mi pregunta es, ¿hay algún componente o circuito simple que pueda colocar en lugar de R2 que solo permita voltajes de más de 10.5 V y se corte por completo por debajo de eso? Si puedo hacer que ese circuito de amperaje relativamente bajo (menos de 200 mA) se corte por completo a un voltaje designado, entonces puedo cambiar el circuito principal con cualquier relé o contactor que desee con una modificación mínima.

Un relé electromecánico agotará su batería. Hay interruptores de lado alto MOSFET que tienen una caída de voltaje muy baja, no consumen casi nada.
El problema de encender el relé con un voltaje que cae lentamente es que el relé puede abrir los contactos lentamente... lo que puede causar que se desarrolle un arco sostenido a través de los contactos.

Respuestas (1)

Usted identificó el problema con mucha precisión: un relé apenas tiene un "voltaje de apagado" específico. Su idea con el transistor es excelente: puede construir circuitos con un comportamiento dependiente del voltaje definido con mucha precisión a partir de componentes semiconductores como ese.

Las cosas mejoran aún más: una de las grandes desventajas de su enfoque de relé es que mantener el relé cerrado inevitablemente consumirá bastante corriente (para mantener la bobina energizada), lo que agotará su batería (y por lo tanto trabajará en contra del propósito de la batería).

Un MOSFET (transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido de metal) es genial porque cambia la resistencia de su unión (la conexión entre los contactos llamados "drenaje" y "fuente") basándose únicamente en el voltaje aplicado a su contacto de puerta : y potencialmente, ¡muy drásticamente!

Incluso un solo MOSFET de canal P en el lugar donde solía estar el interruptor de su relé, junto con un divisor de voltaje hecho con valores de resistencia muy grandes (para evitar agotar la batería) podría resolver esto. Mejor aún, hay comparadores de referencia de voltaje como TL431LI que están diseñados exactamente para este tipo de cosas, encender o apagar un transistor exactamente en el voltaje de entrada correcto. Francamente, buscaría circuitos de "MOSFET de interruptor de lado alto" y casaría uno con un detector de "bajo voltaje TL431".

Sin embargo, la solución se vuelve aún más fácil: hay circuitos de protección de bajo voltaje contra la descarga excesiva de las baterías. Suena exactamente como el trabajo que tienes. Busque el BQ296100 de TI y los chips en la misma categoría si esto despierta su interés.

El TL431 es exactamente lo que estaba buscando. Gracias. Todo esto en este momento es para un probador de capacidad de batería de ciclo profundo de 20 horas, por lo que necesitaba un punto de encendido / apagado preciso para obtener una prueba precisa, razón por la cual inicialmente no opté por un MOSFET. Esa es también la razón por la que no me preocupaba la carga adicional de mantener el relé cerrado porque sería una carga constante, por lo que podría ajustar ligeramente la carga principal para obtener el consumo de amperaje total deseado en el circuito. Sin embargo, el MOSFET CON el TL431 cumple todos esos requisitos aún mejor.
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