Jump to content
Monday 27 May 2024
anuba

Höja lågspänningsavstängningen för en Webasto AirtopST

Recommended Posts

Jag har just fått in LFP-batterier i båten som ersätter mina tidigare blysyrabatterier. Som värmare har jag en Webasto Airtop ST från 2006. För att den inte skall brinna upp vid spänningsbortfall har den en inbyggd spänningströskel för att stänga av på ett kontrollerat sätt. Enligt manualen är den satt till 10V.

Mitt problem är att 10V motsvarar 2.5V/cell i ett LFP-batteri. Det normala är att man programmerar sin BMS till att stänga av batterier vid den spänningen.

Detta innebär att det finns en risk att batteriet stänger av abrupt innan Webasto-värmaren hinner stänga av.

 

Är det någon här på som har löst detta problemet? Den idén jag överväger är att sätta en ett kontrollerat spänningsfall på 12V-matningen till värmaren. I kiseldiod skulle ge 0.7V spänningsfall och ge en avstängningsströskel på 10.7V. Det borde räcka för att värmaren att stänga av i tid. 
Problemet med den lösningen är att det blir lite förluster på 1 - 2W över dioden.

 

Vet någon här om man kan löda in dioden inuti värmaren och bara "lura" spänningssensorn och därmed slippa förlusterna?

Jag har bara det normala kretsschemat som inte är till någon hjälp. 

https://www.butlertechnik.com/downloads/Webasto_Heater_Air_Top_2000ST_Workshop_manual.pdf

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Intressant fråga som jag inte tänk på och jag har inte löst problemet men följer gärna tankegångarna.

Rent spontant tycker jag diod-lösningen är en bra idé och kanske finns det fler.

Ett separat batteri för värmaren som laddas från startbatteriet via spänningsrelä?

 

 

 

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Visst skulle det kunna vara ett problem, i alla fall rent teoretiskt. Har själv inte ens tänkt på det, faktiskt.

Men i praktiken vete katten om situationen skulle inträffa att jag kör värmaren i ett läge där batteritankmätaren säger att mina LiFePO4 i förbrukarbanken är i princip slut. Då har mitt instrument larmat friskt ett bra tag.

 

Vad som händer vid spänningsbortfall är ju att värmaren slocknar tämligen direkt. Dels för att bränslepumpen stannar men också för att fläkten slutar blåsa in syre till och piska på lågan. Strax efter kommer den öka i temp beroende på värmetrögheten och eftervärmen, men gick den inte på full effekt när avbrottet kom så tror jag inte något kommer fara speciellt illa.

 

Att lägga in en permanent diod på hela värmarmatningen kommer ge tämligen oönskat spänningsfall framförallt i glödningsfasen, då man ju tvärtom som bäst behöver spänningen. Och inte minst kommer de 8-10A värmaren då drar att ge en duktig förlusteffekt på kanske 10W, inte 1-2W. Såpass mycket att dioden bör vara kyld.

Glöden använder värmaren ofta i 10-15s även vid avstängning, då den ser till att de dieselrester som finns kvar när värmaren slocknar bränns bort.

 

Slängde ett snabböga på värmardokumentationen du skickat länk till, men ser tyvärr ingenstans i elschemat där en diod för enbart spänningsavkänningen skulle kunna kopplas in. Sannolikt är det löst via en analogingång på processorn som via några anpassningskomponenter/motstånd ligger på inkommande +12V. Men för att ändra detta måste man ha internschemat på kontrollkortet. Dessutom är detta,i alla fall på Eberspächer, ingjutet 😞

 

Edited by IngemarE

Share this post


Link to post
Share on other sites
52 minuter sedan skrev ChristerN:

Intressant fråga som jag inte tänk på och jag har inte löst problemet men följer gärna tankegångarna.

Rent spontant tycker jag diod-lösningen är en bra idé och kanske finns det fler.

Ett separat batteri för värmaren som laddas från startbatteriet via spänningsrelä?

Jag tror att mitt nya servicebatteri har mer energi än vad jag behöver så att stoppa in ett nytt blybatterier skulle nog bara skapa en mer komplicerat system för en händelse som är rätt ovanlig.

Det enklast är väl att göra en test med en diod men man vill inte gärna elda upp värmaren under experimentet. 
Jag ha ju mitt labbagg som kan simulera batteriet.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 minuter sedan skrev IngemarE:

Visst skulle det kunna vara ett problem, i alla fall rent teoretiskt. Har själv inte ens tänkt på det, faktiskt.

Men i praktiken vete katten om situationen skulle inträffa att jag kör värmaren i ett läge där batteritankmätaren säger att mina LiFePO4 i förbrukarbanken är i princip slut. Då har mitt instrument larmat friskt ett bra tag.

Det är fullt möjligt att det är en obefogad oro. Jag har råkat stänga av värmaren av misstag några gånger utan att den har gått söndre.

Jag blev övertygad en båtmeck att inte ha värmaren på den gruppen jag har en spänningsvakt. Där har jag kylskåp och annat oviktigt. Den kommer larma och stänga vid 10% kvar i batteriet.

Båtmecken ville också helst ha värmaren på helt obruten kraft.
Men då jag gärna vill kunna bryta spänningen till värmaren om något skulle gå fel så ligger den nu på bruten kraft direkt på LFP-batteriet.

 

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nu fick jag en bättre ide. Då värmaren stängs bäst av vid kontrollvredet borde man kunna lägga en spänningsnivåstyrd brytare på kabeln till vredet. Så här,

image.png.86e8a0a20a6c9f23e139fa763fd68921.png

Då har övriga värmaren har spänning och då tror den att reglaget har stängt av värmaren på rätt sätt och den hinner kylas ner.

  • Like 2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Det blir jag som får driva på den här tråden som andra gör i TBT-trådarna. 😉
Jag pratade med supporten hos Webasto och de bekräftade att man kunde sätta en flytande brytare på den negativa delen av paret som går till brytaren i vredet, tråden mellan 4 och 12. Om man kopplar den till till exempel en Victron BMW-712 reläutgång skulle den kunna stänga av värmaren snyggt. Den kan ställas att stänga av vid en viss spänning eller vid en låg SOC. Bara den är högre än 10V.

Han var noga med att påpeka att den röda kabeln fick inte kopplas till jord. Då skulle man kunna bränna upp något i värmaren.


Jag har tyvärr tänkt att använda det där reläet till något annat.

 

Finns det någon som har ett tips på en ett lämpligt lågströms bistabilt relä? När man söker på det får man för många träffar på alla möjliga relä com inte är bistabila.

 

image.png.e07db4f8fe749287521aa7f8c73cfeaa.png

  • Like 2

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Du skall inte behöva ett strömslukande relä.

Styrspänningen som värmaren reagerar på in på sin pinne 7 och som behöver brytas är inte många mA, inte eftersom det passerar en kontroll-LED i panelen.. Gissar på 10mA eller så.

 

Sitter egentligen och jobbar med annat, men kunde inte låta bli att krafsa ner en liten krets som - om jag tänkt rätt (inte säkert i hastigheten) skulle göra jobbet åt dig. Dessutom med en strömförbrukning på bara några mA och lite hysteres för att inte stå och "hacka" precis vid trigspänningen (dvs gå igång igen så fort BMS slagit på igen och batterierna återhämtat sig det minsta lilla):

bild.png.8c55a3774ef442a3b16378ed329717c6.png

Den kopplas in i serie med plusledningen "rt" som går till din panel.

- När spänningen är över 10V (D2) +0,7x2 (D4/D5) +0,7 (Q1) = 12,1V så drar Q1 och drar igång Q2 som släpper fram spänning till panelen.

- Detta öppnar för strömmatning av Q1 via D1/D3, vilket gör att den nu kommer hålla Q2 öppen ner till 9,1V + 0,7 (D1) +0,7 (Q1) = 10,5V.

- När Q2 släpper kommer det krävas de dryga 12V igen för att få igång spänningen till panelen igen.

- Vill man justera spänningen för till/frånslag kan man labba med antalet vanliga dioder i serie med zenern, alternativt sätta dit andra spänningar.

- Transistorerna kan vara nästan vilka billiga/enkla NPN/PNP som helst.

 

Jag är inte nöjd med lösningen ovan, så se den som ett utkast. Men det kanske triggar någon att rita ihop något minst lika funktionellt fast enklare (vilket jag inte hinner just nu).

 

Edited by IngemarE
  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
48 minuter sedan skrev IngemarE:

Du skall inte behöva ett strömslukande relä.

Styrspänningen som värmaren reagerar på in på sin pinne 7 och som behöver brytas är inte många mA, inte eftersom det passerar en kontroll-LED i panelen.. Gissar på 10mA eller så.

Tack för tipset. Det var hardcore diskretkonstruktion. Det är bra tänkt att sätta något självgående bara på kabeln. Ett lite kretskort med två trevliga kontakter. Om något skulle krångla så tar men bara bort den. Inte helt omöjligt att bygga själv.


Men när nu för tiden när ett kretsschema innehåller mer än tre halvledare så har redan någon byggt en IC för. 😉
Nu skall man googla fram sina verk eller prata sig varm med en FAE från Arrows.

 

Efter lite snabbt letande hittade jag den här, https://www.ti.com/product/TPS22810. Bara 7 kr.

Den borde kunna göra jobbet med en externa spänningsdelare. Den har 5% hysteres. 

Den är dock väldigt liten att löda ner i ett hemmalabb.

 

 

 

image.png.dbad575f8a592cdd6de2bbc1e302e06b.png

Om jag letar vidare så hittar jag troligen något kan stänga av på lågspänningssidan av reglaget. Då slipper man charge pumpen för att gaten. Många resetkretsar till CPUer har ju den funktion men de tål antagligen inte 12V.

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

🙂

Man vet ju inte hur "elektronikallergiska" folk är som man pratar med, så jag höll mig medvetet till diskreta komponenter. Men du är helt inne på rätt spår, och den är ju ändå SOT23-5 och i min värld stor som ett hus. Annars kan man ju göra en enkel lösning med en komparator, men den kretsen du refererar till har ju redan allt och klarar upp till 18V arbetsspänning.

 

Men detta var däremot lite smått även för mig. Faktum är att det är det minsta kort jag gjort (8,4mm i fyrkant), att montera på platsen för en processor i liten QFN32-kapsel. Kortet innehåller en PIC-processor (16 "pinnar" på 4x4mm) och lite annat. Handlött under mikroskop:

bild.png.9ad17c17d00c4ace1ea48ba9c32c4388.png

 

Kör vidare på kretsen du hittat, tycker jag. Inklusive Charge Pump drar den väl bara 3mA, så den kommer ju inte dränera batteriet.

Edited by IngemarE
  • Thanks 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 timme sedan skrev IngemarE:

Men detta var däremot lite smått även för mig. Faktum är att det är det minsta kort jag gjort (8,4mm i fyrkant), att montera på platsen för en processor i liten QFN32-kapsel. Kortet innehåller en PIC-processor (16 "pinnar" på 4x4mm) och lite annat. Handlött under mikroskop:

Det ser bra ut. Med ett bra mikroskåp och en liten lådkolv kan man göra under. Det är lite kul att göra sådana lösningar i ett modernt företagsprojekt. Det brukar vara uppskattas. Yngre ingenjörer idag är oftast bättre på mjukvara än kretskort.  
Jag har tyvärr inte tillgång till ett vettigt lab längre så nu får man nöja sig en jättkolv och lupp på näsan. Vi får se när jag hinner med den här prylen. Jag tror att min Attgöralista är färdig för i år.

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Man behöver troligen inte behöva löda så mycket för att få igång en TPS22810. Det finns en fint evk med två kretser på, varför man nu skulle vilja ha det. 
https://www.ti.com/tool/TPS22810EVM#supported-products

Det är tydligen samma kretsschema men två olika modeller av TPS22810. En för 3A resp 2A. 
Lite dyr dock. 663kr på Mouser. Troligen utan moms. Och varför skall man ha två?

@IngemarE Har du något behov? Jag kan köpa en och såga isär så delar vi på priset. 😜

 

image.png.744f96c5bec9d003f27825e22ac35ea0.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Nej, tyvärr inget behov. Och skulle jag ha det har jag möjligheten att rita ett eget kort och beställa till nästan samma kostnad och får det då s.a.s. "custom" med allt annat på som jag säkert då också behöver....

 

Men googla och leta lite till, för det finns alternativ. Mouser är ju inte det billigaste stället direkt, utvecklingskit är ofta extra högt prissatta.

T ex denna, i synnerhet om du ersätter reläet med en P-kanal MOSFET (med en pull-up mellan gate/source på 10-100k) eller en PNP (med ett basmotstånd på kanske 10k) så kommer nog strömmen i "till"-läge att vara försumbar. Om reläet inte styrs via transistors kollektor till jord (vilket väl dock är 90% säkert) utan på "high side" kan du ju t.o.m. dra ut den styrningen direkt då det bara handlar om något tiotal mA som skall drivas, Finns också för halva hundralappen om man kan vänta ett tag:
bild.png.18c22dcda20ae2524324cb8bd3e7f320.png

 

Verkar vara konventionellt uppbyggd kring en LM358 (dubbel OP) som i sig bara drar max någon mA. Så om man byter ut reläet, som sannolikt står och drar 10-20mA när spänningen är ok, mot en transistor så torde den funka som tänkt att koppla in i serie med matningen och med en försumbar extraförbrukning.
En liten switch för att kortsluta transistorn gör ju sedan att man enkelt kan "tvångsköra" värmaren om något skulle krångla.

Edited by IngemarE
  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 timmar sedan skrev IngemarE:

Men googla och leta lite till, för det finns alternativ. Mouser är ju inte det billigaste stället direkt, utvecklingskit är ofta extra högt prissatta.

T ex denna, i synnerhet om du ersätter reläet med en P-kanal MOSFET (med en pull-up mellan gate/source på 10-100k) eller en PNP (med ett basmotstånd på kanske 10k) så kommer nog strömmen i "till"-läge att vara försumbar. Om reläet inte styrs via transistors kollektor till jord (vilket väl dock är 90% säkert) utan på "high side" kan du ju t.o.m. dra ut den styrningen direkt då det bara handlar om något tiotal mA som skall drivas, Finns också för halva hundralappen om man kan vänta ett tag:
 

Jag hittade också den efter en stund. Riktigt billig. Drog den inte 10mA. Lite mycket. 
Om man googlade "power load switch low sideAA" öppnade sig alla dörrar.

Den här överbyggda mosfetn skulle fungera perfekt om man sätter den på returledaren. 
Den drar ingen ström när den har stängt av väldigt lite när den är på. 
https://www.farnell.com/datasheets/2255505.pdf

IMG_0191.thumb.jpeg.d94864f1fb6f3a10819ae8562ffa9c0a.jpeg
Utmaningen till att bygga på en hysteres på gaten. Just nu har har den en ett omslag på 1.6 V vid rumstemp. Samma som upp och ner. 
Måste sova på det lite. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
40 minuter sedan skrev anuba:

Jag hittade också den efter en stund. Riktigt billig. Drog den inte 10mA. Lite mycket. 
Om man googlade "power load switch low sideAA" öppnade sig alla dörrar.

Den här överbyggda mosfetn skulle fungera perfekt om man sätter den på returledaren. 
Den drar ingen ström när den har stängt av väldigt lite när den är på. 
https://www.farnell.com/datasheets/2255505.pdf


Utmaningen till att bygga på en hysteres på gaten. Just nu har har den en ett omslag på 1.6 V vid rumstemp. Samma som upp och ner. 
Måste sova på det lite. 

Hmmm.....

Du behöver ju en spänningsdetektor. Det där är ju "bara" en MOSFET, en transistor.

 

40 minuter sedan skrev anuba:

Den här överbyggda mosfetn skulle fungera perfekt om man sätter den på returledaren.

Vilken returledare, du har ju ingen returledare på panelen ?   Dessutom är det ju high side, dvs plus som skall switchas. Inte low side.  Värmaren går väl när den får plus och ström in på SW. Sitter säkert en pull-down på kanske 1k innanför, vilket kommer ge lagom lys på LED i panelen.

 

Tänk också på att omslagsspänningen på en MOSFET inte alls är lika "abrupt" som på en bipolär, då den är spänningsstyrd (till skillnad från en bipolär som är strömstyrd och mer uppbyggd som en diod). Det ser du t ex i figur 7.  Man kan t.o.m. köra dem som variabla motstånd genom att variera gatespänningen kring omslagspunkten. Har gjort många enkla audiokompressorer där den "spänningsstyrda volympotentiometern" i kretsen utgjorts av just en MOSFET. Från det att den börjar leda till den leder fullt kan det vara flera volt.
Dessutom behövs ju ingen kraft-FET som klarar massor av ström, då det bara är kanske 10-20mA som skall brytas/slutas.

 

Ärligt talat förstår jag inte riktigt vad den där transistorn har med problemet att göra, eller hur den skulle lösa det. Läst både databladet och det du skriver flera gånger men förstår inte i alla fall. Skillnaden mot en vanlig MOSFET är att den har lite överspännings/överströmsskydd inbyggt för att tåla mer misshandel och konstiga/besvärliga laster (kraftiga induktiva som kan förekomma i just fordon) utan att den tar stryk eller behöver kringkomponenter som tar hand om detta.

 

Din utmaning är ju spänningsdetekteringen, inte drivningen. Om du tar den lösningen på kretskort som jag länkade till har du det mesta klart och borde som sagt kunna byta ut reläet (som ju är det som drar 10mA eller så) mot en PNP eller P-kanal MOSFET för att slippa minst

90% av strömförbrukningen i "on".

Edited by IngemarE
  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
2024-04-12 vid 11:39 skrev anuba:

Det blir jag som får driva på den här tråden som andra gör i TBT-trådarna. 😉

Det är för att jag (och säkert flera) inte har en aning vad det är ni snackar om här. Förstår ditt grundproblem, men sen är jag lost😉

  • Like 2
  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 timmar sedan skrev Boanjohan:

Det är för att jag (och säkert flera) inte har en aning vad det är ni snackar om här. Förstår ditt grundproblem, men sen är jag lost😉

Det är knappt jag själv hänger med som du märker. Tanken är slutligen kommer det finnas en lösning som vem som helst skall kunna bygga när man har gått över till LFP och har en Webastovärmare. 😉

  • Like 2

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 timmar sedan skrev IngemarE:

Hmmm.....

Du behöver ju en spänningsdetektor. Det där är ju "bara" en MOSFET, en transistor.

 

Vilken returledare, du har ju ingen returledare på panelen ?   Dessutom är det ju high side, dvs plus som skall switchas. Inte low side.  Värmaren går väl när den får plus och ström in på SW. Sitter säkert en pull-down på kanske 1k innanför, vilket kommer ge lagom lys på LED i panelen.

Du har helt rätt. Jag snurrade till det. Blev lite fixerad vid att bryta den svarta och blandade ihop det med att den vita är en jord. Naturligtvis fungerar inte mosfeten så bra. 

Jag bygger den på TPSen när jag hinner.

Jag har faktiskt ett bra Budboard att sätta den på som funkar med TSOT23. 
Här sitter en DCDC omvandlare, MP2143, som jag skulle ha till mina cykelskovärmare. Men jag slutade cykla och skaffade båt iställe.

 IMG_0192.thumb.jpeg.37ea419806666843b78c19ff4184c043.jpeg

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

×
×
  • Create New...