Каков правильный размер стабилитрона и предохранителя PTC?

Нуб здесь. Мне нужно добавить защиту от перенапряжения в небольшую портативную систему солнечной энергии, которую я собираю. Солнечная фотоэлектрическая батарея имеет напряжение под нагрузкой в ​​диапазоне 23-26 В и напряжение холостого хода, которое может достигать 45 В. Солнечная батарея подключена к солнечному контроллеру заряда для зарядки пары аккумуляторов глубокого цикла. Выход «нагрузка» контроллера заряда подключен к постоянному напряжению с максимальным входным напряжением 30 В.

Нагрузка представляет собой цепь макс. 10А. Мне нужно ограничить напряжение до 28-29 В, чтобы не повредить регулятор напряжения.

введите описание изображения здесь

Я начал свое исследование, чтобы решить эту проблему, и прочитал о схемах лома, схемах защиты от перенапряжения стабилитрона, диодах TVS и т. Д. Я думаю, что базовый стабилитрон + PTC хорошо подходит для моих нужд, но я абсолютно в тупике со значениями . Проблема, которую я обнаружил, заключается в том, что моя схема должна работать при 10 А, поэтому мне нужен предохранитель PTC как минимум на 10 А. Когда я проверяю дигикей на предохранители PTC на 10 А, все они ОЧЕНЬ медленные, что, по моему первоначальному пониманию, означает, что я поджарю свой стабилитрон до того, как предохранитель успеет перегореть.

Я застрял. Предохранитель PTC на 10 А (или любой другой) защитит мой регулятор напряжения и последующие части, но предохранитель на 10 А не сгорит достаточно быстро, чтобы спасти стабилитрон, и если стабилитрон выйдет из строя, я потеряю защиту по напряжению. - Ах!

Как защитить от перенапряжения сигнал 10 А, 30 В постоянного тока?

Редактировать: я только что понял, что я думаю, что это в корне ошибочно: если батареи разряжены или отключены, солнечный фотоэлектрический модуль не может производить достаточный ток, чтобы взорвать PTC. У меня было бы, может быть, 1-2 А 50 В, шунтирующих через стабилитрон, и это не сработало бы.

На выходе контроллера заряда можно использовать последовательный или шунтирующий регулятор, или повышающе-понижающий переключатель. У вас есть ссылка на производителя контроллера заряда и номер детали, техническое описание, руководство или спецификации? Какая нагрузка, кстати?
Ну, помимо переворачивания стабилитрона, если вы поместите PTC и стабилитрон в хороший тепловой контакт, PTC может перегореть немного быстрее. Кроме этого, я бы подумал о другой схеме. Я думаю о мониторинге напряжения и включении полевого транзистора (в шунте), когда напряжение становится слишком высоким.
@EM Fields — без номера детали или спецификации; это супер дешёвый китайский агрегат. Они работают, но это не высокое качество устройства.
@George Herold - Похоже, «простой стабилитрон + PTC» не подходит для этого приложения? Я заинтересован в предложении полевого транзистора, хотя я не совсем его понимаю ;) Я также только что понял, что если мои батареи разрядятся, у меня все равно не будет возможности взорвать PTC!
Пять вопросов: 1) какое напряжение батареи? 2) каков максимальный ток короткого замыкания солнечной батареи (Isc)? 3) Использует ли контроллер преобразование мощности в импульсном режиме? Другими словами, возможно ли, что выходной ток контроллера может быть больше, чем входной ток солнечной батареи? 4) Какова емкость (в ампер-часах) аккумулятора? 5) Какой тип аккумулятора (свинцово-кислотный?, и если да, то залитый, гелевый или AGM)?
Я собирался опубликовать схему. (Я не уверен, что это сработает, я не специалист по энергетике.) (Полевой транзистор питается от операционного усилителя, с опорным напряжением на одном входе и делителем напряжения от источника на другом. Возможно, с резистором последовательно с фет.) Но меня беспокоит ваш вопрос. Эта схема работает только в условиях неисправности. (блок контроллера заряда на вашей схеме выходит из строя) или он должен работать все время при любом перенапряжении? В последнем случае вам следует изучить понижающие или понижающе-повышающие преобразователи, как это предлагается EM Fields.
@mkeith 1) 2x 12-вольтовых морских глубоководных цикла последовательно для 24 В 2) я не знаю Isc массива и manf. в спецификациях его нет tinyurl.com/n59t9o3 3) Тоже не знаю, в контроллере это не указано 4) 120 Ач 5) залитый свинцово-кислотный
@ Geord Herold - он не предназначен для постоянной работы, я не ищу регулировку или кондиционирование напряжения во время работы. Мне нужна защита от всплеска напряжения, когда контроллер заряда ошибочно пропускает напряжение холостого хода фотоэлектрической батареи, которое может быть 38-44 В. Это происходит, когда контроллер заряда пропускает питание фотоэлектрической батареи к нагрузке, а вы отключаете нагрузку — происходит внезапный скачок напряжения разомкнутой цепи.
@SteveK, а как насчет номинальной мощности солнечной батареи?
Если у вас есть только одна солнечная панель мощностью 45 Вт, вам не нужно беспокоиться о рассеивании 10 А * 30 В в стабилитроне. Спецификации панели Aleko доступны в Интернете в другом месте. Поэтому, пожалуйста, подтвердите, есть ли у вас Алеко, и сколько их у вас есть. Аккумуляторы не могут подавать ток на нагрузку 30 В, поэтому аккумуляторы в этот момент не учитываются.

Ответы (1)

Плавкие предохранители с положительным температурным коэффициентом могут быть прекрасными в некоторых отношениях, но они не очень хороши в обеспечении защиты от перенапряжения для цепей с зажимом Зенера. Предположим, например, что у вас есть стабилитрон, который абсолютно жестко фиксирует точно 30,0 вольт, PTC имеет рассеиваемую мощность 7 Вт (взято из таблицы данных устройства 32 В 10 А), а источник питания выдает ровно 30,5 вольт. При таком сценарии сопротивление PTC увеличится до 0,035 Ом и останется на этом уровне на неопределенный срок, преодолев 14 ампер. В таком состоянии PTC будет совершенно счастливо рассеивать 7 Вт, но 30-амперный стабилитрон должен рассеивать 420 Вт — не только кратковременно, но бесконечно.. Обратите внимание, что если бы напряжение питания увеличилось, ток через стабилитрон (и мощность, которую он должен был бы рассеять) значительно упал бы, но во многих сценариях источник питания с низким импедансом с такой же вероятностью будет немного превышать требуемое напряжение, как и быть массово закончена.

Если вы хотите использовать PTC с шунтом и заинтересованы только в том, чтобы выжить в условиях перенапряжения, а не в возможности работать через них, я бы предложил использовать схему, которая выборочно замыкает на землю напряжение после PTC. Когда такая цепь отключается, это приводит к рассеиванию большой мощности в PTC и относительно малой мощности в цепи защиты. Работа цепи в таких обстоятельствах будет невозможна, но последующие устройства можно будет использовать после того, как все будет отключено и PTC будет сброшен.

Полимерные предохранители и стабилитроны обычно используются для защиты от перенапряжения. Стабилитрон создает перенапряжение, а полимер «выдувает», чтобы защитить стабилитрон от слишком сильного нагрева. Они даже делают устройства все в одном... ищите полизеновые предохранители.
@GeorgeHerold: Интегрированная комбинация Zener + polyfuse может работать достаточно хорошо, если тепло от Zener гарантированно отключит предохранитель до того, как Zener будет уничтожен. Использование отдельных компонентов для этой цели может быть целесообразным при использовании небольших предохранителей при низком напряжении, но тот факт, что условия перенапряжения могут привести к тому, что стабилитрон будет рассеивать гораздо большую мощность, чем предохранитель, предполагает, что такие конструкции можно использовать только тогда, когда сам предохранитель не может рассеивать много энергии, и, таким образом, стабилитрон сможет рассеивать большее количество энергии без больших затрат.
PolyZen производит встроенные защитные устройства. Не уверен, что у них есть что-то для такого уровня мощности, но, возможно, стоит посмотреть.
@Supercat - «... интересует только выживание в условиях перенапряжения ...» - да, это то, что я хочу. Состояние перенапряжения является исключением, и если я буду следовать надлежащей процедуре, этого не должно произойти. Тем не менее, я человек и иногда не буду следовать процедуре, и я не хочу, чтобы оборудование поджаривалось, пока я нахожусь в 4 часах от ближайшего шоссе, глубоко в кустах. Я лишь немного слежу за вашими тепло/мощностными расчетами (буду перечитывать несколько раз). Однако ваш второй абзац звучит интересно и может быть тем, что мне нужно. Хотя я новичок и не понимаю, как будет выглядеть такая схема.
Забавный факт: иногда вам везет, и ваш стабилитрон выходит из строя из-за короткого замыкания, и в этом случае комбинация предохранитель-стабилитрон действительно работает. Однако это не рекомендуемая техника проектирования...
Каков правильный размер стабилитрона и предохранителя PTC?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v