Выключатель питания постоянного тока с высоким непрерывным током

Мне нужно сделать выключатель питания (по очень дешевой цене) для электромобиля.

Аккумулятор представляет собой 8-секундный (29,6 Вном) блок LiPo, питающий ESC, который приводит в движение двигатели.

Максимальный непрерывный ток, проходящий через переключатель, составляет приблизительно 120 А. Можно ожидать пиков около 180 А или около того, но очень редко/почти вообще.

Ограничения заключаются в том, что схема должна питаться от аккумуляторной батареи и не потреблять много тока в выключенном состоянии. Существуют также некоторые ограничения по размерам (например, все решение не должно быть больше, чем 50 мм x 50 мм x 20 мм или около того).

Я бы предположил, что мне понадобится переключатель с механическим приводом при номинальном напряжении, который включает какой-либо контактор (механический/электрический/полупроводниковый).

Я провел некоторое исследование, но мне нужен небольшой совет относительно того, что мне следует использовать для супер дешевого решения.

До сих пор я встречал:

Тиристорные схемы

Схемы переключения МОП-транзисторов

Твердотельные реле

Механические реле

Некоторым из них может потребоваться преобразователь постоянного тока в постоянный или что-то еще, чтобы снизить напряжение до полезных уровней для включения схемы переключения.

Есть ли у кого-нибудь другие идеи, и может ли кто-нибудь предложить, какой лучший (самый дешевый) вариант здесь?

Спасибо

Это для безопасной изоляции или просто выключение, когда оно не используется?
Есть ли у ESC какое-либо «резервное» средство, которое вы могли не заметить?
@ pjc50 Это в основном для того, чтобы просто отключить его, когда он не используется. Я должен отключить аккумулятор, чтобы зарядить его, так что это моя защитная изоляция. Я, вероятно, оставлю его (не полностью без присмотра) в выключенном состоянии, но, вероятно, включу предохранитель, чтобы сделать его немного безопаснее.
@Andyaka My ESC не имеет резервного устройства. Он разрядил мои батареи до 0,5 В на элемент, когда я оставил его подключенным к сети на день, что было печальным днем. Однако мне удалось восстановить 7 из 8 ячеек.
Нет порога блокировки при пониженном напряжении?
@Andyaka Теоретически у него есть LVC - я установил жесткое напряжение на 3,2 В на ячейку для 8 ячеек. Не зацепило о_О. Вот почему я хочу полностью обойти эту ситуацию. Я, вероятно, также встрою свой собственный LVC в эту схему переключения.

Ответы (1)

У вас есть только два практических решения

а) механический переключатель

б) МОП-транзисторы

Тиристоры и твердотельные реле не работают из-за их минимального напряжения включения, которое создает слишком много тепла для рассеивания в требуемом объеме.

... и если это для изоляции системы, подойдет только (а).

Вы заметите, что (b) во множественном числе. Я ожидаю, что для сверхдешевых (относительно) вы будете использовать несколько пакетов типа TO-220 параллельно. К счастью, полевые МОП-транзисторы хорошо распределяются, когда они подключены параллельно и полностью включены. При достаточно низком RDSoн вы могли бы управлять теплом, выделяемым 180А в пределах вашего объема.

Промышленность производит много отличных новых полевых транзисторов с VDS в диапазоне 70-100 В для 42-вольтовой автомобильной электрики, они идеально подходят.

Чтобы удерживать их, полевые транзисторы не требуют питания, что позволит вам спроектировать схему управления достаточно экономично. Если вы переключаете отрицательную шину, чтобы положительная была доступна для питания затвора, вам может понадобиться немного больше, чем делитель потенциала, чтобы оставаться в пределах максимального напряжения затвора.

Возможно, вашему приводу потребуется быстро переключать их, чтобы избежать чрезмерного рассеяния при включении или выключении под нагрузкой.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вышеизложенное может дать пищу для размышлений. R1 и R2 снижают напряжение батареи до 50%. Диапазон напряжения затвора должен быть правильным для полевого транзистора, обычно> 10 В для лучшего RDson, <20 В для пробоя затвора, хотя проверьте конкретные полевые транзисторы, которые вы в конечном итоге используете. LiPo аккумуляторы должны поддерживать напряжение на клеммах в диапазоне 2:1. Если вы суетливы, вы можете уменьшить значение R1 и запараллелить стабилитрон с R2. Поместите светодиод последовательно со своим стабилитроном или используйте несколько светодиодов последовательно, поскольку ваш стабилитрон является альтернативой.

Q1 и Q2 ускоряют зарядку/разрядку ворот для переключения под нагрузкой, опустите один или оба, если этого никогда не произойдет. Я показал механический переключатель включения/выключения, хотя электронное управление достаточно легко организовать.

Такое переключение отрицательной шины означает, что если вы регулярно заземляете отрицательную клемму вещей, аккумуляторная батарея и электроника не могут использовать одну и ту же землю. Есть возможность сделать что-то неправильно.

Переключатель на стороне высокого напряжения потребует некоторого усилителя напряжения для управления воротами.

Большое спасибо @Neil_UK. Вариант MOSFET(s) выглядит идеальным решением. Я не буду переключаться при экстремальных нагрузках - максимум 2 А. Не могли бы вы предложить схему? Я не против разработать его сам, но было бы неплохо иметь что-то, с чем можно было бы работать.
Думаю нужно проектировать на возможность переключения под большой нагрузкой, при КЗ; вы не хотите, чтобы взрывающиеся полевые МОП-транзисторы усугубляли вашу ошибку. PS есть различные форумы по дизайну электромобилей, которые могут быть полезны: diyelectriccar.com/forums
Выключатель питания постоянного тока с высоким непрерывным током
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v