Reverse Polarity Protection für LiPo

[Silc P. (silch12)]

Hallo zusammen,

Ich möchte gerne meine Schaltung vor einer Verpolung des Akkus (LiPo) 
schützen. Dabei wird diese über den PowerPath + Lade IC BQ4073 
betrieben. Nun muss also der Verpolungsschutz folgende Funktion haben:

- Falls Akkuspannung positiv, dann muss in beide Richtungen Strom 
fliessen können (laden und entladen des Akkus)
- Falls Akkuspannung negativ, dann darf in beide Richtungen kein Strom 
fliessen.

Das ganze soll zudem möglichst Low Power sein (der 1M Widerstand 
generiert ~3.7uA, das ist gerade noch tolerierbar).

Nun meine Frage an euch: Funktioniert die angehängte Schaltung so, oder 
würdet ihr etwas ändern?

Beste Grüsse,
Silch12

[Εrnst B. (ernst)]

Silvano C. schrieb:
> Funktioniert die angehängte Schaltung so

Zeichne die Body-Dioden der Mosfets mit ein, dann wird das 
offensichtlich :)

[Silc P. (silch12)]

Gut, nun mit Diode

[Andreas F. (andgset)]

Warum so kompliziert? Siehe Anhang. Wahlweise gehts auch mit PMOS, aber 
mit NMOS ists günstiger.

[Sebastian S. (amateur)]

Praktisch alle Akkus und Batterien haben Anschlüsse, die auch ziemlich 
DAU-Sicher sind. Gegen den Rest kann man sich, mit sinnvollem Aufwand, 
sowieso nicht schützen.

Vergiss dabei nicht das Teil gegen Stürze aus großer Höhe (ev. Schaum* 
oder Fallschirm) und Wassereinbruch zu sichern. Gegen Angriffe mittels 
Bohrer hilft ein ordentlicher Panzer. Man weiß ja nie...

Ich möchte nicht wissen wie viel Energie in Dioden und ähnlichen 
Schutzmaßnahmen, weltweit, in Batterieanwendungen, verbraten wird.

[HildeK (Gast)]

Silvano C. schrieb:
> Gut, nun mit Diode

Ich sage mal, das geht.
Den zweiten FET finde ich jedoch überflüssig. Es müsste reichen, wenn 
das Gate vom pMOS einfach auf GND gelegt wird. Wenn BAT < U_GS_max ist.

Ganz bis Null im positiven Bereich jedoch in beiden Varianten nicht. 
Wenn U_GS zu niedrig wird, sperren die FETS bereits bei noch geringfügig 
positiver Spannung an BAT - je nach Typ mehr oder weniger hoch.

[Εrnst B. (ernst)]

HildeK schrieb:
> Ich sage mal, das geht.

Wenn die Schutzschaltung fix an der LiPo-Zelle hängt, und der 
gestrichelte Bereich (verpolbar) steckbar ist?

[Silc P. (silch12)]

HildeK schrieb:
> Ich sage mal, das geht.
> Den zweiten FET finde ich jedoch überflüssig. Es müsste reichen, wenn
> das Gate vom pMOS einfach auf GND gelegt wird. Wenn BAT < U_GS_max ist.
>
> Ganz bis Null im positiven Bereich jedoch in beiden Varianten nicht.
> Wenn U_GS zu niedrig wird, sperren die FETS bereits bei noch geringfügig
> positiver Spannung an BAT - je nach Typ mehr oder weniger hoch.

Nein, ein einfacher FET geht eben nicht. Der BQ24073 speist eben auch 
Strom in Richtung Batterie (Ladevorgang)

Sorry, der gestrichelte teil wird nicht getrennt. Getrennt wird die 
Spannungsquelle (Batterie) selber.. War im falstad circuit nur die 
einzige Möglichkeit eine Box zu zeichnen.

[Silc P. (silch12)]

Andreas F. schrieb:
> Warum so kompliziert? Siehe Anhang. Wahlweise gehts auch mit PMOS, aber
> mit NMOS ists günstiger.

Auch das geht nicht, da vom BQ24073 ein Ladestrom in Richtung Batterie 
fliesst/fliessen kann selbst wenn die Batterie verpolt ist

[Andreas F. (andgset)]

Silvano C. schrieb:
> Andreas F. schrieb:
>> Warum so kompliziert? Siehe Anhang. Wahlweise gehts auch mit PMOS, aber
>> mit NMOS ists günstiger.
>
> Auch das geht nicht, da vom BQ24073 ein Ladestrom in Richtung Batterie
> fliesst/fliessen kann selbst wenn die Batterie verpolt ist

Dann musst du eben 2 NMOS-Fets nehmen und Sie in Reihe hängen, und zwar 
so dass die beiden Sources kurzgeschlossen sind.

[Sebastian S. (amateur)]

Mich würde mal die Lebensdauer - außerhalb eines Lehrbuchs - 
interessieren, die solche Schaltungen haben, vorausgesetzt es wird 
öfters angeschlossen.
Meist wird ja, aus Kostengründen, ein FET genutzt, der Allergien 
gegenüber der linearen Betriebsart hat.
Steigt jetzt die Spannung "langsam" an, so ruft schon bald der Friedhof.

[Εrnst B. (ernst)]

Sebastian S. schrieb:
> Mich würde mal die Lebensdauer - außerhalb eines Lehrbuchs -
> interessieren, die solche Schaltungen haben, vorausgesetzt es wird
> öfters angeschlossen.

naja, "normalerweise, außerhalb des Lehrbuchs" nimmt man einfach einen 
fertigen LiPo-Protection-Chip mit den dazu vorgeschlagenen FETs.
Der schaltet bei Unterspannung auch ab, d.H. die FETs kommen nicht in 
Verlegenheit, da groß im linearen Bereich zu köcheln.

[Sebastian S. (amateur)]

@Εrnst B
>nimmt man einfach einen fertigen LiPo-Protection-Chip

Stimmt, aber dann ist’s aus mit "einfach".