2N7000 mosfet kapanmama sorunu.

[TA3UIS]

Merhaba,
Acemi halimle bir şarj devresi tasarlamaya çalıştım. Çalışma prensibinin aşağıdaki gibi olmasını istedim.

​

1. Şarj Aşaması:
   • Pil voltajı 2.9V’un altındayken, TL431A ile referans voltajı belirlenir ve 2N3904 transistörü kapalı kalır.
   • Bu durumda 2N7000 MOSFET açık olur ve 25mA sınırlı akım ile şarj işlemi devam eder.
2. Şarj Kesme Mekanizması:
   • Pil voltajı 2.9V seviyesine ulaştığında TL431A tetiklenir.
   • TL431A’nın çıkışı, 2N3904 transistörünü iletken hale getirir.
   • 2N3904 transistörünün iletime geçmesi, 2N7000 MOSFET'in Gate (G) ucunu toprağa çeker ve MOSFET kapanır.
   • MOSFET kapandığında, pil şarj devresi kesilir ve şarj işlemi sonlanır.

Batarya voltajı 2V civarı olduğunda 27mA ile şarj işlemi oluyor görünüyor.
Batarya voltajı 2.9V olduğunda mosfetin kapanıp şarjı kesmesi lazım ama simülasyon programı hata veriyor.
Problem simülasyon programında mı yoksa benim devrede mi ?


Hata kaydında zaman adımı çok küçük gibi birşeyden bahsediyor. Similasyon opsiyonlarını kurcaladım ama hala aynı.
Simülasyon programında şarj edilebilir batarya yok, normal batarya ekledim, belki de problem bundan kaynaklanıyordur.

[SPICE] transient GMIN stepping at time=2.06196e-005 @0.000020620s
[SPICE] transient GMIN stepping at time=2.06196e-005 @0.000020620s
[SPICE] TRAN: Timestep too small; timestep = 1.25e-019: trouble with node #00000. @0.000020620s

 

[Mikro Step]

Ne Q1 ne de Q2 hic bir sekilde biaslanmamis. Q2 polarmasinda da sorun var.

Polarmalama konularina bakman gerekiyor.

 

[Mikro Step]

Q2 gate'ine + degerde voltaj nerden geliyor? (Gelmiyor)

Q1 beyz ucuna + voltaj nerden geliyor? (Gelmiyor)
Ayni soruyu farkli sekilde sorarsak U1 Anoduna + voltaj nerden geliyor? (Gelmiyor)

Q2 Source ucu Drain'e gore daha negatif olmasi gerekirken tersi durum var.

Ayrica sema, kurguladigin senaryoya uygun degil.

 

[Mikro Step]

Istedigin malzemelerle degil ama istedigin senaryoya uygun davraniyor.

https://tinyurl.com/28k6mewm

Batarya voltajini sagdaki slider ile 0-3v araliginda elle degistirebiliyorsun.

Devre, batarya voltaji 2.9v altinda iken 25mA ile sarj ediyor.
Batarya voltaji 2.9 volta ulastiginda sarj akimini kesiyor.

Gercek devre kuracaksan opamplar LM358 kullanilabilir.

 

[TA3UIS]

40838 eklentisine bak


Istedigin malzemelerle degil ama istedigin senaryoya uygun davraniyor.

https://tinyurl.com/28k6mewm

Batarya voltajini sagdaki slider ile 0-3v araliginda elle degistirebiliyorsun.

Devre, batarya voltaji 2.9v altinda iken 25mA ile sarj ediyor.
Batarya voltaji 2.9 volta ulastiginda sarj akimini kesiyor.

Gercek devre kuracaksan opamplar LM358 kullanilabilir.

En üstte paylaştığım devrede gerilim bölücü dirençler ile 2.50V hesabı yaparken gece vakti beyze gelmeyen voltajı ve dolayısıyla beslenemeyen mosfeti es geçmişim.

Devreyi kurarım tabiki. İlave olarak şarj devam ve şarj bitti led leri de eklemeye çalışırım.
Üstte kurduğum devre üzerinde de kafa yormaya devam ediyorum.
Eline sağlık.

 

[TA3UIS]

Şarj tamamlanınca 24 ohm direnç üzerinde harcanan güç 8W civarına geliyor. 10W taş direnç takmak gerekir sanırım.

 

[Mikro Step]

Bir yanlislik olmali. (Sarj bittiginde simulator sacmaliyor)

Sarj esnasinda 24 Ohm x 0.025 A * 0.025A= 0.015W
Sarj bittiginde sifira yakin olacaktir.

Simulator neden sacmaliyor?

Ideal opamp kullandik. Pil voltaji 2.9v'u astiginda en sagdaki komparator modunda calisan opam cikisi negatife kayiyor. (Uygulamada GND'ye yaklasacak)

Negatife kayan voltaj, cikistaki diyod uzerinden ve en soldaki transistorun kollektor beyz jonksiyonundan 24 ohm dirence uygulanmis oluyor ve sozde dehset bir akim akisina neden oluyor.

Dedigim gibi LM358 ile tek kaynak calisinca boyle bir sorun yasamayacaksin.

 

[TA3UIS]

Bir yanlislik olmali. (Sarj bittiginde simulator sacmaliyor)

Sarj esnasinda 24 Ohm x 0.025 A * 0.025A= 0.015W
Sarj bittiginde sifira yakin olacaktir.

Simulator neden sacmaliyor?

Ideal opamp kullandik. Pil voltaji 2.9v'u astiginda en sagdaki komparator modunda calisan opam cikisi negatife kayiyor. (Uygulamada GND'ye yaklasacak)

Negatife kayan voltaj, cikistaki diyod uzerinden ve en soldaki transistorun kollektor beyz jonksiyonundan 24 ohm dirence uygulanmis oluyor ve soze dehset bir akim akisina neden oluyor.

Dedigim gibi LM358 ile tek kaynak calisinca boyle bir sorun yasamayacaksin.

Sizin şemada LM358 in her iki giriş ve çıkışı kullanılıyor diye algılıyorum.
Aşağıdaki bacak bağlantılarındaki karşılıkları şöyle değil mi?

1 IN-
1 IN+
1 OUT

2 IN-
2 IN+
2 OUT

 

[TA3UIS]

Devreyi Proteus ile kurdum. Çift giriş ve çıkışıda kullandım.


2.2V pil voltajında.

2.9V pil voltajında.

3V pil voltajında

 

[Mikro Step]

Simulasyon loguna bakalim, derdi neymis.

 

[TA3UIS]

3V taki hatalar böyle

[SPICE] transient GMIN stepping at time=1.45675e-005 @0.000014568s
[SPICE] TRAN: Timestep too small; timestep = 1.25e-019: trouble with node #00000. @0.000014568s

 

[TA3UIS]

Pil voltajını 2V yapınca da böyle hatalar veriyor:

[SPICE] Gmin step [90 of 120] failed: GMIN=1.77828e-010
[SPICE] transient GMIN stepping at time=3.58493e-006 @0.000003585s
[SPICE] transient GMIN stepping at time=3.58493e-006 @0.000003585s
[SPICE] transient GMIN stepping at time=3.58493e-006 @0.000003585s
[SPICE] TRAN: Timestep too small; timestep = 1.25e-019: trouble with node #00000. @0.000003585s

 

[Mikro Step]

Akilli bidik GMIN parametresi icin yariiletkenlerden akan cok kucuk akimlarda yakinsama sorunlari vs olabileceginden bahsetti. Sarj islemi bittiginde Q1 ve Q2 akimi sifira yaklasiyor.

Ama sebebi bilmiyorum. Devrenin uygulamada calismasi gerekiyor. Q2 mosu sokup yerine NPN bir transistor takmayi dene bakalim ne olacak?

Meraktan;

Q2 Drain Source uclari arasina paralel 1K baglamayi dene. Belki bu sacma simulasyon hatasindan kurtulabilirsin.

D1 diyodunu deneme amacli sokunce devre islevini yapamasa da gene simulasyon hatasi yok olabilir.

Q1 C-E arasina paralel bir buton eklenip butona basildiginda gene ayni simulasyon hatasi alinacak mi bakilabilir.

 

[TA3UIS]

Kırmızı şarj ediyor ledini U1:A 1 nolu bacak çıkışı ile gnd arasına takmak mantıklı mı?

 

[Mikro Step]

Bir de bunu dene.

https://tinyurl.com/24q6gp3c

 

[Mikro Step]

Kırmızı şarj ediyor ledini U1:A 1 nolu bacak çıkışı ile gnd arasına takmak mantıklı mı?

Dedigi gibi baglarsan, pil bosken sonuk pil voltaji arttikca parlaklasan bir etki elde edersin.

Ledi U1B cikisina baglamak gerek.

Linkteki devrede yesil led yandiginda sarj islemi tamam anlamina gelirken kirmizi led yaniyorsa batarya sarj olmakta anlamina geliyor.

https://tinyurl.com/28ykjr3e

 

[TA3UIS]

Dedigi gibi baglarsan, pil bosken sonuk pil voltaji arttikca parlaklasan bir etki elde edersin.

Ledi U1B cikisina baglamak gerek.

Linkteki devrede yesil led yandiginda sarj islemi tamam anlamina gelirken kirmizi led yaniyorsa batarya sarj olmakta anlamina geliyor.

https://tinyurl.com/28ykjr3e

40855 eklentisine bak

Daha az elemanlı olanı yani mosfetliyi yapmak daha iyi olmaz mı? Az elemanlı olması bakımından.
Gerçi son devreyi daha bir stabil çalıştırmış simülasyon programı.

 

[Mikro Step]

Son verdigim devre gereksiz yere kalabaliklasti. Mosfetin bir getirisi yok bu uygulamada.

Bilmece cozmekten zevk aliyorsan devreyi sadelestirmekye kafa yorabilirsin. Fakat LM358 ve minik tranasistorler para tutan seyler degil.

Bu arada opamplardan 25mA verebilenleri var. Hic transistor kullanmaya da gerek kalmayacak tasarim yapilabilir.

 

[TA3UIS]

25 ohm luk direnç yerine 25mA. ile 250mA arası akım sağlayabilecek bir trimpot takmak mantıklı olur mu?

 

[Mikro Step]

Trimpot icin 250 mA sikinti. Fakat akim sens kismina opampli hale getirmek mumkun. Hatta daha guzel bile olabilir.