Определение скорости разряда конденсатора

Плакат первый раз, прошу прощения, если случайно пропустил какие-то правила.

Я построил схему, которая удерживает реле замкнутым, подключенным к аккумулятору, в течение определенного периода времени, поэтому мой Raspberry Pi успевает отключиться.

Я следовал этой схеме в качестве руководства по отключению контроллера Raspberry Pi в автомобиле .

Где-то все же что-то идет не так. Когда схема собрана на макетной плате и я использую настольный источник питания, она будет работать примерно 30 секунд. Это было бы идеальное время для того, чтобы Pi выполнил последовательность выключения. Я даже немного увеличил емкость и смог получить целую минуту времени, что, надеюсь, даст Pi время для запуска и выключения, если питание было непреднамеренно включено на короткое время.

Когда я устанавливаю схему в машину, все идет не так. Цепь будет длиться всего 15 секунд, независимо от того, какой размер конденсатора я использую. Я провел счетчик по всему автомобилю, пытаясь выяснить, что может быть причиной этого, и не могу найти ничего для своей жизни. Поместив измеритель на затвор MOSFET и землю, я могу наблюдать падение напряжения до 3 В с 12 В почти мгновенно, тогда как на стенде это занимает больше времени. Это с 2 конденсаторами по 1000 мкФ, включенными параллельно. Первоначально для 30-секундной установки я использовал конденсатор на 470 мкФ. Несмотря ни на что, реле всегда будет терять свое поле и в конечном итоге разомкнется примерно через 15 секунд. с конденсаторами на 2000 мкФ на стенде он будет работать более минуты.

Сначала я подумал, что, может быть, в машине есть что-то, что отключает питание от аккумулятора или заземление жгута проводов автомобильной стереосистемы, куда я подключил его. Какой-то предохранитель, кроме предохранителя. Я держал счетчик на каждом из отдельных проводов во время последовательности, и батарея всегда остается около 11 В, IGN, очевидно, падает, когда IGN выключен, а GND всегда сохраняет непрерывность с шасси.

Единственная возможная вещь, которую я могу придумать, отличается между системой питания автомобиля и стендовым источником питания - это заземление. Нужен ли резистор между петлей C1/R1 и землей? Какая разница в символах земли на диаграмме, на которую я ссылался?

Земля в крайнем левом углу — это масса шасси. Те, что справа, — это земля схемы Pi. Их нужно как-то соединить, чтобы схема работала.
Не уверен точно, в чем проблема, но в стороне вы должны отметить, что показанная схема небезопасна для подключенных к ней устройств. На клеммах аккумулятора могут быть большие положительные и отрицательные всплески напряжения, и, как показано, они будут связаны прямо с регулятором и вашим устройством. После реле должно быть добавлено какое-то временное подавление.
Насколько я понимаю, эти всплески обрабатывал регулятор? Я не использую какую-либо самодельную схему для регулятора, я просто использую USB-регулятор 12–5 В, который я нашел в Интернете, предназначенный для автомобильных приложений.
Вы запускаете схему под той же нагрузкой на стенде? нагрузка будет фигурировать в уравнении времени и сильно повлияет на результат.
Также обратите внимание, что диоды 1N4148, показанные в связанной схеме, являются маломощными сигнальными диодами (слабый ток). Это не лучшие детали для использования в автомобильных силовых цепях. (Ответ, в котором упоминается возможный неисправный диод, может иметь смысл.) Для этого приложения используйте диоды серии 1N400X или лучше.

Ответы (3)

У меня нет ответа, но есть предложение: вы абсолютно уверены, что ваша линия +12 В всегда находится под напряжением? Многие автомобили отключают то, что считается основной шиной 12 В, где-то от 10 до 60 секунд после выключения автомобиля.

Второе предложение: последовательный резистор на затворе полевого транзистора с зажимом стабилитрона на 12 В, подключенным прямо между источником и затвором. Значение резистора не критично, потому что оно стоит после времязадающего конденсатора. В любом месте от 1k до 22k хорошо — я бы использовал 4k7.

Я регулярно наблюдаю значительные переходные процессы на шинах питания транспортных средств. Частично это происходит из-за так называемого «сброса нагрузки», когда большая нагрузка внезапно снимается во время работы двигателя, и регулятор напряжения генератора не может реагировать достаточно быстро. Это только один источник высоковольтных переходных процессов, есть и другие.

Вы тестируете ту же схему из автомобиля на стендовой установке? Есть ли шанс, что вы разрядили статическое электричество на мосфете в машине?

Обратите внимание, что когда вы переносите цепь в машину, сливной штифт полностью плавает сам по себе. Затем, когда вы затем подключаете первый провод к автомобильной системе, вы эффективно снимаете все накопление статического электричества с этой стороны цепи. Если вы соприкоснетесь с какой-либо частью цепи, любой статический заряд на вас попытается уйти на массу автомобиля. Когда вы собираетесь подключиться к следующему автомобилю, вы также можете наложить статический заряд на другую часть цепи, которая пытается достичь земли.

Например, при подключении заземления схемы сначала заземляются контакты источника и затвора МОП-транзистора. Тогда, если следующее, к чему вы прикоснетесь, — это провод к дренажному штырьку, любой статический заряд на нем может разрядить Mosfet. Подключение провода Drain к автомобилю в первую очередь может привести к разряду статического электричества в противоположном направлении, если вы затем физически коснетесь земли цепи.

Салоны автомобилей печально известны тем, что создают статические заряды, а дискретные мосфеты печально известны тем, что их разрушают статические заряды. Также при повторном тестировании цепи в автомобиле вы могли физически коснуться части цепи с отсоединенным одним или несколькими другими проводами.

Убедитесь, что МОП-транзистор в автомобильной цепи все еще исправен. Поменяйте его на новую деталь, если это возможно. Даже небольшой разряд статического электричества может привести к нестабильной работе Mosfet. Если вы считаете, что проблема связана со статическим электричеством, вы можете добавить немного защиты, добавив высокоомный резистор от точек стока к источникам (затем установите Mosfet в последнюю очередь). Небольшой предел стоимости в той же позиции может помочь. Резистор высокого номинала будет снимать любой статический заряд, который пытается накопиться. Колпачок или резистор также уменьшит скачок напряжения от статического разряда.

Поставьте диод перед конденсатором.

Источник->Диод->Конденсатор->Реле.

Вероятно что-то перед конденсатором (в источнике) разряжает конденсатор.

Если у вас есть батарея и конденсатор, подключенные параллельно и потребляющие от этого энергию, конденсатор будет разряжаться быстрее, чем батарея, из-за внутренних сопротивлений на пути и внутреннего сопротивления батареи. Я не знаю, может ли это объяснить такое быстрое отключение. Диод предотвратит то, что что-то перед конденсатором на пути от батареи позволит разрядить конденсатор в обратном направлении.

Если у вас есть конденсатор и батарея параллельно, они будут разряжаться вместе. Они оба будут иметь одинаковое напряжение на них. Если батарея выдержит, она также будет поддерживать напряжение на конденсаторе.
Вы мыслите категориями идеальных обстоятельств. Например, вы предполагаете, что электроны, составляющие электрический заряд, могут течь с бесконечной скоростью от батареи к конденсатору. Вы игнорируете импеданс цепи между батареей и конденсатором. И в этом конкретном случае вы игнорируете то, что что-то может потреблять много энергии в цепи, ситуация, в которой диод предотвратит разрядку конденсатора чем-то другим, а не реле, которое он хочет запитать и т. д. .