Авторизация
Зарегистрироваться

Защита от некорректной полярности на входе для DC-DC преобразователя на базе SX1308/MT3608

  • Цена: 1.6$ за набор из 5 модулей

Всем привет. Сегодня я хочу рассказать про доработку, способную спасти большое количество модулей DC-DC преобразователей, не дав волшебному дыму, благодаря которому оно там всё и работает внутри, вырваться наружу)).

В частности, речь пойдёт про доработку всем известных, копеечных, мелких модулей DC-DC Step-Up, построенных на микросхемах SX1308 или MT3608, способных стабильно работать от 1-ой банки 18650, чего например, не может более мощная XL6009, но доработка годится и для неё



Данные модули, а точнее микросхемы на которых они построены, не лишены недостатков, среди которых: отсутствие защиты при КЗ выхода, отсутствие защиты при некорректной полярности входа. Всё это приводит к их быстрому поджариванию.

Вообще, изначально я начал делать доработку модуля ещё в начале лета, после того как спалил два таких модуля друг за другом.
В одном случае, я перепутал полярность входа, во втором уже точно не помню, то ли те же грабли с полярностью, толи всё таки было КЗ на выходе, да и не столь важно, главное что модулям хана.

Была так же идея сделать защиту по току, так как на этом модуле она типо есть встроенная, но работает она только при достаточно высоком сопротивлении нагрузки, и то это я узнал случайно (речь про SX1308).
Если на выходе будет либо очень низкое сопротивление нагрузки, либо вообще кз, модуль обречен на смерть в течении максимум 5-6 секунд, если на входе у него хорошая банка формата 18650, способная отдать значительные токи.
На MT3608 полноценной защита от кз выхода тоже нет, работает ли там защита при небольших токах, я не проверял.

Именно на защите по току я и застопорился. Рисовал с десяток вариантов в Proteus, основываясь на компараторе, потом переносил на макетку. Пару вариантов даже в ряде случаев работали, но только в ряде случаев, в общем хочу попробовать попозже ещё один вариант, жду дополнительные деталюшки, не ясно получится ли что то в итоге, так как я не профи в разработке схем, но посмотрим.

А так хотел сделать всё аналоговое, без применения микроконтроллеров и здоровенной схемы, ибо уже теряется смысл в такой доработке, ввиду сложности, гемора, стоимости, и общей целесообразности, ведь спалить модуль в случае перегрузки достаточно сложно: должно либо произойти кз в нагрузке, либо кз в проводах (например юзер по кривости рук замкнул два вывода сам), либо подключаем изначально не подходящую нагрузку, с током потребления более 2А, при сильно большом напряжении выхода (более подробно даташите).

На половину написанная статья так бы и весела в черновиках ещё бы пару месяцев (провисев почти 3), ведь я всё-таки хотел сделать DC-DC повышайку полностью неубиваемой, но в моём случае, спалить очередной модуль по некорректной полярности оказалось намного проще, и более того, сегодня я сжёг ещё один такой модуль, и вместе с ним относительно дорогостоящий передатчик для FPV (TS832) на 5.8ГГц (на входе там понижающий DC-DC преобразователь, есть небольшая надежда что после него ничего не сгорело, в том числе и аналоговая камера).
Модуль конечно вышел из строя по моей ошибке, так как я отвлекся и вставил батарею в холдер не той полярностью, во время тестирования дальности при пешем тестировании (можно было её вообще не вынимать её от туда или не использовать холдер, или просто поставив тумблер). Вот такая вот история. Теперь снова к микросхемам.

Если кто то не знает, то схема включения данных микросхем очень проста и идентична друг другу, приведу пример из документации на SX1308:

При выгорании силового ключа, встроенного в микросхему, на выходе модуля присутствует напряжение, примерно равное входу.

Более подробно о предыстории, а так же о том как колбасит модуль на базе XL6009, при питании от 3В (иногда попадается информация что на него можно подавать от 3В), рассказал на видео.

Так же, если кто то вдруг не знает как горят такие модули при КЗ, снял короткое видео:
Жгём модуль



Защита от не корректной полярности

Самый простой вариант по защите от не корректной полярности, просто впаять оригинальный диод Шоттки, например SS34, который в целом способен «прокачать» токи с которыми работает модуль.
Единственный минус данного варианта — небольшое падение напряжения на диоде, и соответственно рассеивание лишнего тепла, что актуально при питании от банок 18650.
С другой стороны, если мы что то питаем от банки 18650, и заботимся о токе потребления (стремимся его минимизировать), то наверное и переключать батарею особо часто мы не будем, только когда она полностью сядет и нам нужно будет её зарядить. Вероятность перепутывания полярности при редкой смене батареи мизерная, но она всё же есть, и согласитесь немного геморойно потом перепаивать такой модуль из-за того что случайно сожгли его, когда он вместе с потребителем уже где то установлен.

Решение проблемы было найдено на просторах хабра, приведу ссылку на оригинальную :статью

На всякий случай проверил вариант в Proteus, применимо к не самому лучшему P- канальному транзистору FU9024N, что лежал у меня дома, из заказанной когда то партии с Ali. Если кратко, то у данного транзистора, даже по меркам P канала высоковато сопротивление Исток-Сток (но при этом, относительно небольшая ёмкость затвора), и высоковато напряжение открытия, для надёжности, при работе в схемах с питанием около 3В, лучше искать транзисторы с меньшим пороговым напряжением открытия, например IRLML6402TRPBF (стоят копейки на Ali, единственное мелкий корпус и не очень большая мощность с которой они могут работать)

Получилось вот так:

Как видим, ток полностью течёт через полевик. На нагрузке (лампа, с сопротивлением 24Ом) есть падение напряжения относительно входных 3В, из-за достаточно высокого сопротивления полевика (цель была просто проверить работоспособность, а так по сути, конкретно этот полевик не сильно лучше диода Шоттки в плане рассеивания тепла через себя).

Более подробная информация о данной защите, а так же демонстрацию работы реальной схемы (макетная плата), показана на видео:


Возможно данный вариант защиты будет полезен таким же любителям палить модули, как и я)).
Планирую купить +19 Добавить в избранное +52 +64
свернуть развернуть
Комментарии (32)
RSS
+
avatar
  • UWU
  • 28 сентября 2022, 13:45
+6
Для защиты от переплюсовки самое то это AO3401. Цена на них на али мизерная, и работают хорошо.
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 15:04
0
да по сопротивлению вполне норм полевик для p канального, за эти деньги.
+
avatar
  • Andreas1
  • 28 сентября 2022, 13:47
+19
Зачем внешний диод, он и так есть внутри полевика, даже нарисован.
ЗЫ Умеют же люди схему из одного элемента не только на статью растянуть, но и на видео!
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 14:17
0
ну если вы не знаете, то там паразитный диод в полевике как бы, со всеми вытекающими. попробуйте сделать без диода.
+
avatar
0
Так это то что китайцы продают под названием «идеальный диод»? Хотя я лучше 2 раза проверить чем такое городить… единственное оправданное место применения на мой взгляд это при параллельном соединении аккумуляторов от перетока тока и для горячей замены
+
avatar
  • Andreas1
  • 28 сентября 2022, 14:04
+4
Идеальный диод должен закрываться при превышении выходного напряжения над входным. Здесь такого нет.
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 14:21
+3
это как вообще?) идеальным диодом я всегда считал такой диод, на котором 0-ое падение напряжения в открытом состоянии при любом токе, и полное отсутствие тока через него в закрытом состоянии.
+
avatar
  • Andreas1
  • 28 сентября 2022, 14:29
+2
Закрытое состояние это и есть превышение напряжения выхода над входом, для диода ессно. См. ВАХ диода.
В идеальных диодах обычно реализуется токовым зеркалом. Применяются идеальные диоды обычно для запаралеливания источников и выбора источника с большим напряжением без перетока тока между источниками. Например USB и батарейка
+
avatar
+1
Именно на защите по току я и застопорился.
А её в подобных преобразователях и не сделать без отключения питания.
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 15:12
0
ну это на отдельном N канальном полевике я собирался сделать, изначально постоянно прогоняя небольшой ток через резистор, и отключяя полевик при необходимости (т.е отсекая большой ток), но там оказалось много нюансов на деле.
+
avatar
  • u3712
  • 28 сентября 2022, 14:17
+2
К автору — «матчасть» вы опоказали, но ГДЕ практическое применение?… или думаете, что SOT23 так просто повесить на проводках над платой? (и не оторвать вывод, задев подврдящий провод питания)
Напомню, разговор был о конкретной плате.

Т.е. как читатели будут пользоваться изложенным.
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 14:22
0
сделать небольшую плату дополнение, перед входом преобразователя.
+
avatar
0
зачем этот геммор? не проще использовать коннектор, который не позволяет обратную полярность?
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 15:16
0
например? пружинный холдер как для обычных АА?
+
avatar
+6
Любой, который не позволит всунуть неправильно. Или предохранитель плюс диод в обратном направлении параллельно питанию. Тогда ничего не будет у вас падать на защите
+
avatar
+1
Я при настройке ставлю диод по входу, когда всё отлажу — убираю. Так же и на выходе можно резистор поставить, приподнять чуток напряжение, после отладки убирать и понижать вольты назад.
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 14:24
0
тоже вариант. я с диодом и делал пару раз как раз. ну а насчет резистора на выходе, тут поспорю, ибо смотря какие токи у вас там, если около 1.5А при достаточно высоком напряжении, то резюк надо мощный ставить.
+
avatar
  • Aostspb
  • 28 сентября 2022, 14:26
+1
если около 1.5А при достаточно высоком напряжении, то резюк надо мощный ставить.
Лампочку автомобильную… :) Там есть на разные мощности.
+
avatar
  • vlo
  • 28 сентября 2022, 15:05
0
по факту на всех этих платках обычно стоит SDB628, а вовсе не указанные mt/sx. хотя по даташиту это примерно тоже самое.
+
avatar
  • sdfpro
  • 28 сентября 2022, 15:14
0
да там всё похоже, я обращал внимание что маркировки там могут быть совсем разные, корпус только одинаковый. просто ранее в такие модули ставилась именно такая микросхема (SX1308), поэтому речь виду про неё (как собирательный образ, ибо не понятно что в итоге там стоять будет). и явно защит как по кз так и по полярности нет ни в одной из них.
+
avatar
  • Zardek
  • 28 сентября 2022, 17:05
0
Мне наиболее понравилась реализация защиты от неправильной полярности на моём диспенсоре для мыла. Китайцы туда просто вкорячили мосфет по входу и получилось весьма эффективно. Энергию не жрёт, сопротивления в открытом состоянии практически нет, как и падения напряжения на нём. Тут, погляжу, нечто подобное.
Схема тут. Мосфет Q1 в левом верхнем углу. Муська совсем уже с ума сошла, сама с себя картинки дёргать не даёт.
+
avatar
  • vlo
  • 28 сентября 2022, 17:58
+4
так ведь через диод в составе полевика при обратной полярности все и попрет?
+
avatar
  • Andreas1
  • 28 сентября 2022, 18:55
0
Сток с истоком попутали просто, китайцы однако. Или кто срисовывал попутал.
+
avatar
  • 50AC
  • 28 сентября 2022, 18:06
0
Была так же идея сделать защиту по току, так как на этом модуле она типо есть встроенная, но работает она только при достаточно высоком сопротивлении нагрузки, и то это я узнал случайно (речь про SX1308).
А где про это прочитать? Ограничение тока нагрузки схемку видел. Но там речь не о возможности самой микросхемы.
Просто не вижу в этой микросхеме такой возможности. Просто при КЗ ток просто тупо потечёт через катушку и диод. При выключенной микросхеме. Или катушку и ключевой транзистор микрухи.
+
avatar
  • ksiman
  • 28 сентября 2022, 21:23
0
Простейшая и надёжная защита от КЗ и переполюсовки — плавкий предохранитель по входу.
+
avatar
  • stump
  • 28 сентября 2022, 22:40
+2
предохранитель+запертый диод Шоттки за предохранителем, мощный!!!
А схему это три раза повторили ( начиная с импорт7ного видео, по ссылке и здесь) и никто так и не удосужился ни тип транзистора указать, ни затворную черточку перевернуть. Транзитор N-MOS ( как нарисованос с учетом обозначений сток-исток) в этой схеме будет всегда заперт.
А его встроенный диод образует с внешним проводник в обе стороны.
+
avatar
  • Andreas1
  • 29 сентября 2022, 09:21
0
На схеме при моделировании все правильно, а остальное смотреть и смысла нет.
+
avatar
  • sdfpro
  • 29 сентября 2022, 02:21
0
насчёт КЗ да, а насчёт полярности я даже и не подумал про него…
+
avatar
  • vlo
  • 29 сентября 2022, 02:24
0
дык одноразовая — не очень-то удобно. у меня где-то так есть, пара sr540 и пара жилок от мгтф.
+
avatar
  • ACE
  • 29 сентября 2022, 00:07
+1
Если защита используется только на один модуль и не требуется общая земля до и после защиты, то может проще отзеркалить схему и использовать n-канальный полевик?
+
avatar
  • HacoH
  • 29 сентября 2022, 14:45
+5
Привык к принципиальным схемам, которые читаются слева на право и сверху вниз. Но так надругаться над схемой состоящей из трёх деталей… У вас талант батенька. Специально сходил на хабр, чтобы убедиться что там до такого извращения ещё не докатились.
+
avatar
  • magteplo
  • 29 сентября 2022, 21:08
0
7шт. из 10 при подключении сгорели, заказал микрушки жду на замену, лотерея дорогая

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.