High Voltage disconnect use TL431 & IRFZ44

Fitur High voltgage disconnect biasanya ada pada charger battery. Kali ini saya akan membuat fitur high voltage disconnect dengan biaya yang murah. Kemampuan kira2 3ampere. Jika ingin ampere lebih besar bisa digunakan rating mosfet yang lebih besar ataupun relay. Bisa juga dengan memparalel mosfet. Langsung saja schematicnya sebagai berikut : 

Cara kerjanya sebagai berikut : Mosfet akan disetting normally turn on, dengan suply dari positip melalui R1. Tegangan gate diclamp oleh zener D2 15 volt, untuk menghindari gate over voltage. Saat tegangan naik melewati tegangan treshold, TL431 akan aktif/on, jadi tegangan gate akan turun dan mosfet juga mati. Perhitungan TL 431 sbb :

Vlimit = 2.5 x ((1+(R2+R4)/R6)

          = 2.5 x ((1+(5k6+100k)/22k)

         = 14,5Volt.

Saat tegangangan battery dibawah 14,5 maka mosfet akan on, sebaliknya saat tegangan battery lebih tinggi dari 14,5 maka mosfet akan off. Jadi tegangan battery dijaga maksimal 14,5Volt saja. Itu adalah prinsip dasar proteksi High Voltage Disconnect (HVD). HVD battery lithium LiFePo4 system 4Series biasanya antara 14,4V sampai 14,6V. Jadi disetting 14,5 sudah aman. Thanks. Semoga membantu.

Low Voltage Disconnect- Use TL431 & P-Mosfet

Skema ini masih berupa prototype, dan pengembangan dari balancer dengan TL 431, prinsip kerjanya sederhana, saat tegangan treshold yang telah dihitung ter capai, maka TL 431 akan on, dengan referensi 2.5Volt dari Resistor pembagi tegangan yang telah di set. Dalam hal ini diset tegangan 10.8Volt. Rangkaian ini berguna untuk proteksi aki dari over discharging. harga rangkaian ini sekitar 2 USD atau sekitar 28rb. Skematiknya adalah sebagai berikut :

Jika merangkai sendiri kurang lebih habis 20rb-an. Daya dari mosfet sekitar 100Watt. Dengan Ampere maksimal 15A. Setelah dilakukan pengetesan, dengan load 3A, mosfet mulai agak panas, suhu sekitar 50 derajat. Rangkaian ini sebaiknya untuk mentriger relay saja supaya tidak panas mosfetnya. Atau bisa juga dengan memparalel mosfet dengan tujuan memperoleh ampere yang lebih besar. Untuk load 3,2A mosfet masih agak panas, (tanpa heatsink). Jika diberi heatsink maka akan lebih dingin.

Balancer single cell use TL431 for Li-Fe-PO4-3.62V-100mA.

Saya menemukan rangkaian ini dengan iseng2 online lalu saya praktekkan. Yang dirangkaian online menggunakan balancer dioda yang dirangkai seri lalu saya sempurnakan dengan pembatas arus resistor. Nilai tegangan starting balancing yang sesuai simulasi yaitu 3.65Volt. Namun setelah dicoba dengan battery lithium 30A dan chargernya didapat nilai 3.62Volt. Hal itu karena simulasi menggunakan angka 2.5volt untuk referensi TL431, sedangkan aktualnya sesuai parktik yaitu 2,49Volt. Memiliki ketelitian 0,8% dari simulasi. Sesuai datasheet TL431A memiliki akurasi 1% (yang saya pakai). Berikut Schematic & simulasinya.

Resistor yang saya pakai adalah 10k dan 22k. Cara kerja dari balancer tersebut adalah jika tegangan yang diinginkan sudah tercapai, artinya dititik referensi TL431 sudah mencapai 2,5volt, maka TL431 akan aktif/tercapai tegangan tembusnya. Nilai tegangan dititik basis transistor akan turun dibawah tegangan input. Sesuai sifatnya transistor PNP akan akktif jika tegangan basis dibawah -2volt. Jadi arus mengalir menyalakan indikator LED dan R33 Ohm. Arus yang melewati resistor 33Ohm dibatasi hanya 100mA. Meskipun transistor memiliki daya 8Watt, sengaja untuk percobaan nilai resistor saya samakan dengan Balancer BMS yang sudah dijual dipasaran. Kelebihan dari rangkaian balancer ini adalah dapat diseri banyak sesuai dengan jumlah seri battery. Jika ingin arus balancing yang lebih besar, maka dapat digunakan mosfet dengan pembatas arus menggunakan sinyal PWM. Perhitungan dari tegangan tembus diatas adalah sebagai berikut :
1. Vlimit = 2,49 x (1+R2/R45)
= 2,49 x (1 + 10/22)
=3,62Volt.
Selanjutnya saya ingin mencoba rangkaian ini dengan dibuat Seri 4, atau 4S LiFePo4. Kalau sudah berhasil akan saya posting lagi.

LLC 5v to 12 v Transistor (Logic level converter 5v to 12v Transistor) & Charge pump 12v to 24v.

   Logic level converter 5v to 12v, sangat berguna untuk mengkonversi sinyal dari mikrokontroler untuk mendrive mosfet/IGBT. Terutama untuk input IC IR2111, IR 2112, IR2117-8 dll yang membutuhkan sinyal antara 10v-20v. Kebanyakan mirkokontroler bekerja pada 3.3v atau 5v. maka diperlukan rangkaian ini sebagai input IC mosfet driver tersebut. Saya sudah coba untuk Drive mosfet IRFZ44 dengan driver IC IR 2117 pada configurasi high side switch. Gambar sebagai berikut LLC tersebut :

Sinyal input dari arduino uno dirubah ke 12v dengan rangkaian tersebut. Untuk yang butuh duty cycle 100% dengan delay yang sangat lama, butuh rangkaian charge pump. Schematicnya ada dibawah ini. Saya gunakan untuk mencharge IR2117 dan IR2110 untuk delay 6 detik dan dapat bekerja dengan baik.

Penambahan library part 3D proteus dari solidwork (adding new 3d part from solidwork to proteus)

Penambahan part 3d bisa dari solidwork save as .step av203. Lalu conected dengan 3d model di pcb package di proteus. Berikut contoh hasilnya, saya menambahkan induktor dan terminal block.

Hasil penambahan terminal block, induktor dan skun pcb dari solidwork.

 Resistor 40 juga saya tambahkan.

Cara Block Lay out PCB Grounding di Proteus (Power Plane Generator)

Melay out PCB di proteus lebih simple dengan kombinasi komponen librari yang cukup banyak. Namun membuat jalur ground supaya mengelilingi PCB saat lay out sudah final akan sedikit sulit. Bisa dilakukan satu per satu menebalkan Jalur PCB namun waktu yang dibutuhkan akan sangat lama.
  Cara yang cepat untuk membuat Jalur ground mengelingi PCB dengan tebal bisa diperoleh dengan menggunakan tool Power Plane Generator.
Langkah-langkahnya sebagai berikut :
1. Click Selection Mode.

2.Block Seluruh Rangkaian dengan mouse.

3.Tool Power Plane Generator, click.

4.Lalu muncul tampilan seperti dibawah ini,

5.Pada net pilih gnd atau ground.

6.Lalu klik ok.
Tampilan sudah di block jalur ground seperti dibawah ini

7.Click block bisa dipilih option hacth atau solid atau yang lain. Selamat mencoba.

Mosfet Outback MPPT 60A/150v & 80A/150v

Saya mendapatkan informasi mengenai mosfet yang dipakai oleh solar charge controler MPPT type outback 60A/150V dan 80A/150v dari browsing jiplakan dari outback. Yaitu merek fangpusun. mulai dari hardware, software hingga casing keduanya sangat mirip. Langsung saja, type mosfet yang dipakai milik fairchild. Nomor Serinya adalah FDP2532. Mosfet ini memiliki tegangan maksimum yaitu 150V. Sama dengan Voc maksimum MPPT yang diijinkan. Sedangkan maksimal arusnya 33A. Jumlah mosfet yang ada di charge controler ada 13 Pcs. Rating Power disipation maksimal 310 Watt. Rds on 16 miliOhm. Meskipun Tegangan diatas 100V, tetapi Rds on tetap tergolong rendah.