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Un interrupteur à Mosfet

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Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Mar 20 Mai 2014 - 21:55

J'utilise depuis plusieurs année un interrupteur à MOSFET pour isoler totalement la batterie du contrôleur. Les avantages sont nombreux par rapport à l'utilisation d'un interrupteur:
Pas d'arc à la fermeture
Très bon rendement (résistance très faible)
Fiabilité globale

Le schéma que j'utilise est celui-ci:
Je conseille de supprimer la diode zener et de calculer la résistance R2 du diviseur de tension pour limiter la tension à 15V.
La valeur de R2 doit être supérieure à (Vbat-15)/(15/1000000). Le résultat est en ohms avec R1=1M



Mais pourquoi 3 mosfets en parallèle ?

Pour diminuer la résistance à un niveau tel que la dissipation globale devient très faible. Avec un seul mosfet, celui ci va nécessiter un dissipateur (surtout à plus de 40A !).

A noter que le BMS (décrit par ailleurs) agit lui aussi sur cet interrupteur statique pour couper la batterie si un élément est vide. Ainsi, si j'oubliai d'éteindre la batterie, l'interrupteur finira par s'ouvrir avant une décharge trop profonde de la batterie.  Cool 

Le typon du circuit imprimé:



La réalisation peut se faire facilement sur un morceau de plaque de circuit imprimé en gravure anglaise...


Dernière édition par Silicium81 le Jeu 19 Fév 2015 - 12:25, édité 11 fois
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Sam 14 Juin 2014 - 23:48

Le schéma d'un interrupteur / Sélecteur de batterie (spécialement pour Joe49)

Edit: Ce schéma ne convient que pour des batteries identiques

La position centrale de SW1 correspond à l'arrêt

Suite aux essais de Joe49, enlever les zeners et calculer les résistances R2 et R4 des diviseurs pour limiter la tension à 15V (voir schéma ci-dessus)...



Le fichier ISIS: fichier ISIS

Le fichier ISIS avec des pastilles pour le commutateur: fichier ISIS2


Dernière édition par Silicium81 le Mar 28 Avr 2015 - 9:36, édité 9 fois
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Dim 15 Juin 2014 - 8:15

Merci beaucoup Cool 

Par contre, le truc qui me gène avec ta façon de relier le commutateur, c'est que si la batterie 1 est à plat, il est impossible de commuter la batterie 2. Je suppose que c'est pour éviter de relier les positifs ensemble.

1) Peux t on faire autrement afin d'être sur de pouvoir commuter l'une ou l'autre quoi qu'il arrive ?  Edit: je viens de trouver la solution avec un inter à double circuit  Exclamation 

2) Pour les résistances, si tu montes des valeurs de l'ordre du mégaohm, c'est pour moins consommer de courant ?

3) Tu utilises quoi comme fusible ? sur support ?

Ensuite, peux tu me donner quelques infos sur ISIS :
4) Comment fais tu pour "attribuer" des fils de puissances (trait epais) ?
5) Du coup, quand tu es sur ARES, le routage se fait il tout seul en piste plus epaisse, car moi je suis obligé de tout forcer.
6) Enfin, te seras il possible de me transférer le fichier ISIS ?
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Dim 15 Juin 2014 - 11:21

J'ai édité le schéma (le précédent posait un problème de référence... Il faut effectivement un interrupteur double inverseur (avec 3 positions).
Pour la grosseur des fils sous ISIS, j'édite le style de fil, aucun influence sous ARES. Je fais comme toi, je grossi les pistes après (fastidieux). Pour les fusibles, j'utilise des modèles automobiles que je soude... (2 de 25A en parallèle).
Le Fichier ISIS est téléchargeable sous le schéma.
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Snickers le Mar 17 Juin 2014 - 11:17

Il ne faut pas de flottement au niveau de l’interrupteur pour avoir les 3 états (Bat1 ON, BAT 1 et BAT2 OFF, BAT2 ON)
Je ne vois pas comment solder l’état intermédiaire de l’interrupteur sans inverser les commandes pour que si l’interrupteur est absent ou dans un état intermédiaire les sorties soit off.
Un simple voie à 3 positions fera alors l’affaire.
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Ven 27 Juin 2014 - 19:33

Je suis en train de concevoir un typon pour l'inverseur/sélecteur.
Du coup, je me rend compte que les + des 2 batteries sont communs.
Les 2 communs du double switch peuvent donc être reliés ensemble. Je peux donc supprimer J6 ou J10. On est ok ?
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Sam 28 Juin 2014 - 15:21

En effet, et comme le dit Snickers un interrupteur inverseur simple suffit (avec 3 positions)
J'ai mis l'image à jour.
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Dim 29 Juin 2014 - 9:54

J'ai bouclé mon typon pour qu'il rentre dans un boitier alu. J'ai ajouté un module DC-DC 48V-12V pour l'alimentation de mon GPS de rando et un 7805 pour produire du 5V pour la recharge de mon smartphone.
Avant que je grave, si vous avez des suggestions  affraid 

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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Dim 29 Juin 2014 - 12:17

Je ne vois pas d'erreurs  Cool 
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Sam 5 Juil 2014 - 14:16

Bonjour,
Je n'ai pas encore tester l'inverseur mais le PCB est cablé et le boitier alu percé...

Par contre, je rencontre un probleme avec l'inter (simple) a mosfet avec un moteur smart pie 3 a controleur integré.
La commutation ne se fait pas tout le temps. Il faut réarmer l'inter pas mal de fois avant que çà veuille bien s'enclencher. J'ai eliminé toute source de probleme de connectique en me mettant au plus pret du controleur.
Pourtant, l'inter fonctionne tres bien avec 3 autres controleurs de type KU63 ou EBXXX.
J'ai l'impression aussi que l'arc electrique est bien plus prononcé avec ce controleur smart pie.
L'intuition qui me vient est qu'il faudrait pouvoir inclure un petit retard à la commutation de la gachette des mosfet.
Si je ne fais pas fausse route, peut on faire çà simplement avec un petit reseau RC ?
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Sam 5 Juil 2014 - 14:39

Suite de mon precedent message :

Incroyable, en fait, c'est le CA V3 qui ne s'allume pas ! Et comme j'avais le systeme de regulation de la poignée de branchée, forcement le controleur ne faisait pas tourné le moteur ! Bref, avez vous eu des problemes avec un CA V3 et un inter mosfet ?

Cela pourrait il venir d'une commutation trop rapide (ou trop lente) des mosfet ? Du coup le CA detecte une tension trop basse car en fait je l'avais pas remarqué, mais l'ecran scintille legerement.
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Sam 5 Juil 2014 - 17:57

Je suis en CAV3 et snickers aussi... Le soucis est ailleurs ! Le BMS du pack batterie qui coupe ? Certains éprouvent le besoin de placer un condensateur en parallèle de la tension Vgs (// à R1 et R3) pour ralentir la commutation du Mosfet. Avec des 100nF le temps de mise sous tension sera de l'ordre du dixième de seconde
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Jeu 10 Juil 2014 - 19:10

Pour ce probleme de CA, je verrai plus tard, car il faut que je cable un autre CA pour voir...

Sinon, j'ai un gros soucis avec le selecteur pour mon trike:
Je viens de claquer 7 mosfet Sad
En fait, tout fonctionne bien quand je fais le test avec un voltmetre. Mais dès que je met le circuit en charge en le branchant au controleur du trike, les mosfet claquent et se mette en court circuit. J'ai refais des essais en mettant un condo de 330nF sur R1 afin de reduire la vitesse de commutation. Mais çà claque toujours. A votre avis, qu'est ce qui pourrait produire ces claquages ? Pour info, mes derniers tests se sont fait en ne cablant qu'un mosfet et sur un seul canal car çà commence a me couter cher. Malgré cela, çà claque encore.
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Jeu 10 Juil 2014 - 22:26

Tu est sous quelle tension batterie ? Tu utilise des 4110 ?
Une piste: Des rebonds sur l'interrupteur qui provoqueraient un effet inductif sur le circuit de puissance et des surtensions ??

Tu peux les supprimer en plaçant des condensateurs de 10nF reliés entre J7,J9 et le 0V.
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Ven 11 Juil 2014 - 5:20

Environ 55V car j'ai des LiFePO4 pas chargées a fond.
J'utilise des 4115 car j'en avais en stock.
Par contre, maintenant que j'y pense, j'avais essayé mon premier inter mosfet (simple) qui est monté sur ma trotinette et je n'avais pas eu de soucis. Or, c'etait le montage sans zener, mais avec un pont diviseur donnant Ug=22k/(22k+10k)=17.18V.
Sur ton montage, on a Ug=1M/(1M+4.7M)=45.4V. Il y a la zener 15V donc çà ne devrait pourtant pas poser de soucis...
Kafiounet qui avait ces soucis de claquage s'est rapproché au max des 18V avec son pont diviseur et maintenant çà roule.
Il a aussi mis un condo de 4.7µF, ce qui crée un retard de 1.8s dans la commutation de la gate.

Je vais donc essayé les condo anti rebond de 10nF sur l'inter et de baisser la valeur du pont diviseur.

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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Ven 11 Juil 2014 - 9:17

Oui, fait la modif du pont diviseur pour obtenir directement les 15V sans zener, sur mon interrupteur, la commande est directement en 12V... (Je sort un 12V sur une prise intermédiaire de la batterie...)
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Ven 11 Juil 2014 - 19:24

Bon, j'ai fait les test en virant la zener + en conservant la 1M + en remplaçant la 4.7M par 2x680K en parallèle soit 340K (j'avais que çà...)
Et là çà ne claque plus ! J'ai mis quand même les 10nF anti rebond. Mais par curiosité, je les ai débranché et çà ne claque pas. Mais bon çà ne peux que faire du bien, donc je les laisse. De toute façon, il faut que je regrave une carte plus propre car avec les essais et changement de mosfet, le PCB a une sale gueule à present.  De plus, je me rend compte que le 7805 est trop juste pour recharger mon smartphone et alimenter mon gps garmin. Je vais commander un DC DC48V-5V supportant 2A : http://www.declic-eco.fr/boutique/accessoires-electriques/convertisseur-5v-10w-detail.

Il me reste à faire des essais en dynamique. Sachant que je n'ai mis que 2x 4115 au lieu de 3x car je n'en ai plus d'autres !
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Ven 11 Juil 2014 - 20:48

Bravo pour ta persévérance. Je mettrai a jours les schémas en les modifiants !
Tiens nous au courant des essais !
Reste à comprendre pourquoi ça claque avec la zener...  Shocked 
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Sam 12 Juil 2014 - 20:27

J'ai profité d'une accalmie pour aller rouler un peu avec le trike. Verdict : çà marche nickel, pas de claquage. Je me suis même payer le luxe de passer plusieurs fois d'une batterie à l'autre en pleine côte à 25A. Aucun soucis  cheers 

Les 2x 4115 par canal ne semblent pas chauffer. Le boitier alu reste froid... Mais je passerai plus tard en 3x 4110 quand j'aurais refait un PCB plus propre. Surtout que je dois passer en 35A lorsque j'aurai installé la sonde de temperature dans mon moteur. Et puis madame en veut un aussi sur son trike  I love you  C'est trop pratique qu'elle me dit  Wink 

Une tite photo en situation :
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Sam 12 Juil 2014 - 22:49

Super  cheers 
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Snickers le Dim 13 Juil 2014 - 13:27

Très propre comme montage  cheers 
 
Moi aussi, j'attaque avec un 12V (4S) intermédiaire.
pas de zener, pas de condensateur de filtrage.
15V avec une Zener, c'est peut-être trop...


Dernière édition par Snickers le Lun 14 Juil 2014 - 13:11, édité 1 fois
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Silicium81 le Dim 13 Juil 2014 - 14:56

Jo49, tu nous refais des essais avec une zener de 12V ?  Laughing clown

Sur la datasheet des IRFB4110 Vgh max est de 20V...
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Dim 13 Juil 2014 - 15:55

Je pars très bientôt en vacances avec mes trikes, donc comme çà marche, pour l'instant non  affraid 

Mais je pense que je vais le faire après car le pont diviseur c'est bien, mais c'est limitant selon le type de batterie (36 ou 48V)

Question, y a t il plusieurs type ou qualité de zener ? (genre courbe de reponse "plus ou moins rapide")
Remarque, çà prend de la place, mais pourquoi pas un 7812 ? Il y aurait un gros ecart de tension à reguler, mais il ne chaufferait pas vu le si peu de courant à passer pour commuter la gate. (j'ai pas fait le calcul...)
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par jo49 le Lun 14 Juil 2014 - 18:33

Pour revenir à mon problème de CA:
C'est bien le CA qui comporte un dysfonctionnement car j'ai inversé 2 CAV3 sur 2 velos et çà fait pareil. Donc aucun rapport avec l'interMosfet...
J'ai donc un CAV3 sur les 3 qui a un soucis  Sad 
Je rappelle le symptôme : de temps en temps à la mise sous tension, seul le rétro éclairage s'allume. Rien ne s'affiche. Il faut remettre sous tension. Et cela de façon "aléatoire"  affraid 
Comme j'ai monté ce CA en même temps que l'interMosfet tout fraîchement confectionné, j'ai cru que çà venait de l'nterMosfet...
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Re: Un interrupteur à Mosfet

Message par Snickers le Lun 14 Juil 2014 - 22:52

Les zeners ont parfois des tensions assez éloignées de la valeur annoncée surtout sous faible courant ce qui est le cas ici.
Pour le CA, J'essaierai de changer le paramètre de tension de sauvegarde.
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Re: Un interrupteur à Mosfet

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