Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

AstroMiK
Příspěvky: 608
Registrován: 08 pro 2017, 19:05
Reputation: 0

Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od AstroMiK » 07 kvě 2024, 16:38

Tvořím zařízení, které bude mít jednu z funkcí podobnou budíku.
V nastavený čas se pomocí RTC obvodu DS3231 přes dva FETy přemostí hlavní vypínač a zařízení se spustí.

Schéma "budíkové" a napájecí části přikládám níže.

Program už mám hotový.
Při napájení 9V baterií všechno funguje jak má.

Problém je v tom, že se předpokládá, že to zařízení může být napájeno i 24V.
Při návrhu HW jsem se proto snažil všechno počítat s rezervou tak, aby to zvládlo napájení až do 30V.

Když jsem ale chtěl těch 30V připojit místo 9V baterie, došlo k "zahoření".
Bohužel jsem měl vypnutou proudovou ochranu na zdroji, takže tam tekly 2A (toho jsem si ještě všimnul, ale už jsem to nestačil odpojit).
Nemůžu to tvrdit na 100 %, ale s velkou pravděpodobností k připojení 30V došlo ve chvíli, kdy byl "budík" aktivní (/INT výstup DS3231 v LOW).

P-FET shořel plamenem. RTC obvod sice stále může plnit funkci RTC (komunikuje a měří čas), ale jeho /INT výstup je trvale zapečený na GND.
Zároveň to odnesla i procesorová deska "BlackPill" (STM32F411CEU...). Ta má po připojení 3,3V na napájecí piny skoro zkrat.
Všechno ostatní se zdá, že přežilo (DC-DC zdroj, SD karta, displej, nějaká I2C čidla, přídavná EEPROM ...)

Poškozené části jsem vyměnil. Preventivně jsem vyměnil i ten N-FET (ani jsem ho neměřil, rovnou jsem ho vyhodil).

Při 9V napájení opět všechno funguje jak má.

A já teď nevím, jestli jsem to špatně navrhnul, nebo jestli příčinou plamenů byla nějaká nekvalitní součástka, a nebo jestli se mi tam
jen něco náhodně zkratovalo.

Mám teď trochu strach do toho znova pustit 30V, ale vyzkoušet to musím.

Zkuste se mi prosím na to schéma někdo podívat - jestli tam nenajdete nějakou blbost.
A kdyžtak navrhněte, jak to otestovat, aby příště už nebyly škody tak velké.

Přikládám i datasheety použitých FETů.
Podle mých výpočtů by to měly zvládnout napěťově i proudově.


Provedl jsem měření v různých místech obvodu při několika nižších napájecích napětích (8V, 10V a 12V).
Zdá se, že ta napětí tam jsou taková, jaká bych očekával.


Schéma:
rtc_schema.gif

N-FET:
2N7002-1318672-2.pdf
(766.97 KiB) Staženo 7 x

P-FET:
BSS84A_SOT_23_-3365101.pdf
(602.72 KiB) Staženo 10 x

Uživatelský avatar
Caster
Příspěvky: 398
Registrován: 11 zář 2019, 09:02
Reputation: 0

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od Caster » 07 kvě 2024, 16:54

Není mi moc jasné, co to má vlastně dělat. Např. proč není vstup DC-DC AP1501 převodníku připojen rovnou na přívod napájení (až 30 V) a co mají dělat ty FETy, spínat nějakou zátěž (ve schématu není zakreslena) :o .

AstroMiK
Příspěvky: 608
Registrován: 08 pro 2017, 19:05
Reputation: 0

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od AstroMiK » 07 kvě 2024, 17:18

FETy mají jen překlenout vypnutý hlavní vypínač.

I když bude hlavní vypínač vypnutý, tak se v nastavený čas zařízení probudí, něco vykoná (něco změří, nebo zapípá jako budík) a přes I2C se přepne /INT výstup RTC obvodu do neaktivního stavu (otevřený "kolektor") a tím se zase zařízení vypne.

Kdyby to bylo trvale napájené z 24V, tak bych asi žádné usínání neřešil a nechal to trvale zapnuté.
Je ale varianta, že to bude napájené z 9V baterie a pak by i samotná spotřeba AP1501 tu baterii zbytečně vybíjela.

Co se týče zátěže, je to jen pár čidel, SD karta, displej...
Maximální odběr jsem naměřil při 8V na vstupu pod 100mA. Při 30V (to jsem tam ještě neměl ty FETy) to bylo pod 50mA.

Mimochodem mi jdou nějak špatně vkládat příspěvky - pořád mě to odhlašuje.

Uživatelský avatar
kiRRow
Příspěvky: 1193
Registrován: 07 kvě 2019, 07:03
Reputation: 0
Bydliště: Opava

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od kiRRow » 07 kvě 2024, 18:15

Jako ten P-MOSFET je s 30V mezi G a S úplně těsně na hraně možností ... dle mne došlo k nějaké špičce, prorazilo se to mezi S a G .... tím se dostalo na D N-MOSFETU 30V a už stačil jen malinkatý impuls na G N-MOSFETU a ten velmi ochotně pustil 30V jako do procesorové desky, tak i do interupt pinu DS1307

A jinak mi to nedává ani hlavu ani patu...

AstroMiK
Příspěvky: 608
Registrován: 08 pro 2017, 19:05
Reputation: 0

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od AstroMiK » 07 kvě 2024, 18:19

... DÍKY.

To mi nějak uniklo. Soustředil jsem se na těch max 60V mezi D-S, ale těch 30V na G-S jsem si nevšimnul.
Zkusím najít nějaký lepší FET.

Uživatelský avatar
kiRRow
Příspěvky: 1193
Registrován: 07 kvě 2019, 07:03
Reputation: 0
Bydliště: Opava

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od kiRRow » 07 kvě 2024, 18:21

Já bych použil jen jeden spínací prvek a před ním RS klopný obvod ...

AstroMiK
Příspěvky: 608
Registrován: 08 pro 2017, 19:05
Reputation: 0

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od AstroMiK » 07 kvě 2024, 18:34

... tam už se nic víc nevejde ...
pcb.gif

Uživatelský avatar
kiRRow
Příspěvky: 1193
Registrován: 07 kvě 2019, 07:03
Reputation: 0
Bydliště: Opava

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od kiRRow » 07 kvě 2024, 20:08

Externí destička ... 4 dráty na ... + - R a S .... a dva co budou překlemovat ten spínač ...

Uživatelský avatar
kiRRow
Příspěvky: 1193
Registrován: 07 kvě 2019, 07:03
Reputation: 0
Bydliště: Opava

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od kiRRow » 08 kvě 2024, 06:28

Jako stejně i tak ... pokud se sepne N-MOS, tak přivede přes ten 47K odpor 30V na DS1307 a procesor desku ...

AstroMiK
Příspěvky: 608
Registrován: 08 pro 2017, 19:05
Reputation: 0

Re: Prosím o kontrolu zapojení FETů v napájecí části

Příspěvek od AstroMiK » 08 kvě 2024, 07:56

Myslím, že ne.

Když koukneš na ty naměřené hodnoty, tak uvidíš, že v bodě "H" (GATE N-FETu) je vždycky napětí zálohovacího článku (3V).
A v bodě "F" (SOURCE N-FETu) je při neaktivním /INT výstupu stejné napětí jako v "H" (protože neaktivní /INT výstup je v podstatě odpojený).
Při aktivaci /INT výstupu se napětí vbodě "F" sníží na 0V (vnitřní FET v DS3231 se spojí na GND).

Jediná elektroda toho N-FETu, na které se objevuje téměř plné napájecí napětí, je DRAIN (bod "E") při neaktivním výstupu.
Když se výstup aktivuje, klesne napětí v bodě "E" na 0V, a tím sepne P-FET.

Pokud bude všechno fungovat správně, tak není důvod, aby se to napájecí napětí z DRAINu dostalo někam dál do RTC, nebo procesoru.


Určitě jsi měl pravdu v tom tvém prvním příspěvku, kde jsi přišel na to, že u P-FETu je 30V mezi G-S těsně na hranici.
To bude ten problém.

Odpovědět

Kdo je online

Uživatelé prohlížející si toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 host