Diode protection court circuit

[boubert]

Bonjour,

J'essaye de mettre au point une connection rapide pour recharger mon vélo électrique facilement quand je le range dans mon garage.
La batterie reste connectée au vélo, et je tire un cable spécifique pour la charge (5A max).

Le problème est que les connecteurs que j'envisage ne sont pas complètement protégés (d'ou la connection rapide), et il n'est pas exclu qu'un conducteur particulièrement vicieux puisse accidentellement connecter les poles + et - de la batterie...
Je souhaite empecher tout courant de décharge par ce connecteur. J'imagine qu'une diode serait le composant approprié mais j'aimerais une confirmation sur le principe d'abord, et éventuellement sur les differentes diodes que j'ai envisagé (et facilement disponibles).

Il s'agit d'une batterie Li-ion 14S soit ~60V max, courant de charge 5A.
La batterie est equipée d'un BMS relativement protecteur en cas de court circuit, mais je préfère ajouter une protection externe si possible.
Reference BMS: BD6A24S6P

J'ai identifié 2 types de diodes (dispos dans le tirroir) qui me sembleraient adéquates:
MBR10100 : High Voltage TMBS® (Trench MOS Barrier Schottky) Rectifier

et

MUR820 : Ultrafast Rectifier, 8 A FRED Pt®

Voici mes questions:

1.
Dans un premier temps, est-ce qu'un montage de l'une de ces deux références en série avec le connecteur assurera réellement une protection contre un court circuit, en cas de contact sur le connecteur de charge ?

2.
Ensuite, en comparant les deux je vois que la premiere est une Schottky, avec "chute de tension" d'environ ~0.8v, et l'autre n'est pas du meme type (je ne suis pas sur) avec chute de tension ~0.975.
Bon ca ne change pas grand chose comparé à la tension de batterie totale
Est-ce que vous voyez d'autres caractéristiques qui pourraient changer la donne ?

3.
Enfin, auriez vous peut etre des suggestions de references plus adéquates ? Peut-être avec une chute de tension moindre ?

Merci d'avance.
-----

[titijoy3]

personellement je dirais que ça fonctionnera puisque avec une diode en série sur un des fils le courant ne pourra refluer en sens inverse

[antek]

Et un connecteur avec détrompage ?

[boubert]

Merci à vous deux,

personellement je dirais que ça fonctionnera puisque avec une diode en série sur un des fils le courant ne pourra refluer en sens inverse

Ok, c'était bien l'idée de base mais je voulais confirmation auprès de gens plus expérimentés, en tant que non spécialiste j'ai toujours peur d'oublier un facteur.

Concernant le connecteur, il est déjà 'detrompé' (si le terme existe) pour eviter les insertions dans le mauvais sens, mais je voudrais limiter le risque lié a un objet metallique qui se balladerait trop près.
C'est peut être une precaution pour pas grand chose mais je prefere assurer car les puissances en jeu ne me rassurent pas (j'ai déjà vu des connecteurs quasi 'vaporisés').

Bon je vais faire des tests à tension et intensité limitées dans un premier temps.
Si vous avez d'autres suggestions de références plus adaptées n'hésitez pas, merci encore.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Piefra]

Bjr,

On ne sait pas ou est le chargeur ?

Si c’est un bms chargeur qui veux juste une tension et un courant ( une alimentation en somme ) , ok
Si le chargeur ( la regulation ) est externe au bms ( simple bms ), rajouter une diode dans le circuit peu le contrarier
Comment va t’il interpreter la tension de batterie ( meme si 1v est petit cf 60v )


Cdlt

[lutshur]

Bonjour,

personellement je dirais que ça fonctionnera puisque avec une diode en série sur un des fils le courant ne pourra refluer en sens inverse

Gros doute quand même, au vu de la question

et il n'est pas exclu qu'un conducteur particulièrement vicieux puisse accidentellement connecter les poles + et - de la batterie...

En clair : un schéma de ce qui est prévu est nécessaire pour répondre.

[f6bes]

Je ne connais que le fusible contre le courts circuits !
Rien ne permets de prévoir dans quel sens se ferait le court circuit.
Une diode ne laisse passer que dans le sens passant
( ne protége rien dans le sens passant)
A la limite le courant ne sera limité ( sens passant ) que par les caractéristisques de la diode.
A+

[titijoy3]

Je ne connais que le fusible contre le courts circuits !
Rien ne permets de prévoir dans quel sens se ferait le court circuit.
Une diode ne laisse passer que dans le sens passant
( ne protége rien dans le sens passant)
A la limite le courant ne sera limité ( sens passant ) que par les caractéristisques de la diode.
A+

ah bon ? tu penses que le courant pourra remonter du "plus" batterie vers le "plus" connecteur de charge malgrès une diode et le bms ?

[f6bes]

J'ai cru lire "... il n'est pas exclu qu'un conducteur particulièrement vicieux puisse accidentellement connecter les poles + et - de la batterie....." ... et j'ai répondu
uniquement sur ce point.Sans plus.
Bonne soirée

[titijoy3]

J'ai cru lire "... il n'est pas exclu qu'un conducteur particulièrement vicieux puisse accidentellement connecter les poles + et - de la batterie....." ... et j'ai répondu
uniquement sur ce point.Sans plus.
Bonne soirée

ok, la confusion vient de la ! en effet, ce n'était pas clair, il aurait fallu dire "courtcircuiter le connecteur de charge de la batterie"

[antek]

Conducteur électrique ou humain ?

[doudou911]

Bonjour,

c'est pas clair, un lien ou une photo des connecteurs et un schéma aiderait

[titijoy3]

pour moi, je trouve que c'est assez clair, le connecteur de charge est accessible de l'extérieur (bien sur) et ne comporte pas de capot de protection , le demandeur craint une manipulation hasardeuse

[titijoy3]

sinon, pour savoir s'il y a un retour, mettre 6 lampes de 12v/5W en série et les brancher sur le connecteur, si elles s'allument c'est qu'il y a un retour

[titijoy3]

peut être que boubert n'a pas tout dit et que le connecteur est relié directemnt à la batterie sans gestion de charge ou avec un BMS bidirectionnel ?

[boubert]

Bonjour à tous, merci pour toutes ces réponses, je ne m'attendais pas à autant d'effervescence !
Je n'ai pas eu accès au forum du weekend, je vais donc préciser ma demande tout de suite.

il aurait fallu dire "courtcircuiter le connecteur de charge de la batterie"

Effectivement, ce connecteur sera relié à l'entrée/sortie du BMS (donc une connection parallèle à celle actuellement utilisées pour la charge et décharge), et c'est celui ci que je souhaite rendre "à sens unique", donc uniquement pour la charge, grâce à la diode.
Je ne manipulerai plus la connection principale (charge/decharge) du velo qui restera connectée en permanence au velo. Cette dernière ne servira donc plus que pour la décharge en roulant, mais ne nous soucions pas de celle-ci car les connections sont sures (ou tout du moins très standard).

Désolé pour la confusion en faisant allusion aux poles de la batterie, tout est "scellé" et la seule connectique possible passe par le BMS.

Est-ce plus clair ?

Merci encore !

[titijoy3]

donc, une diode de puissance adéquate est une bonne solution, elle provoquera une légère chute de tension (la tension de jonction de la diode) au moment de la charge mais ça ne devrait pas affecter la bonne charge de la batterie

et il n'y aura plus de risque de court circuit de la batterie au niveau du nouveau connecteur

[boubert]

Super, merci beaucoup !

[Popomme]

La méthode utilisée en industrie :
Une petite diode rapide qui se met en court-circuit.
Deux avantages :
- Le client ne peut pas nier avoir inversé l'alimentation !
- La réaction est instantanée, la diode crame et devient un clou.

Troisième avantage, on ne met jamais une diode dans le circuit. La chute de tension fait perdre des performances et, si tu regardes le graphique d'une diode, tu seras surpris de voir qu'en tension inverse, elle peut laisser passer du courant. Pas longtemps, oui, mais plus longtemps qu'une protection avec diode inversée.

Je me souviens avoir créé une carte bourrée de CPU, RAM, etc. J'avais intégré une petite diode CMS ; tu n'imagines pas le nombre de cartes revenues en SAV avec la diode cramée. Le positif courant élevé était un fil rouge.

Quatrième avantage, ma petite diode CMS passait complètement inaperçue ! Et les techniciens sur site ne la remarquaient pas, sinon ils l'auraient simplement virée, et moi je savais qu'ils avaient fait les cons. Donc, facture.

Salutations

[f6bes]

C'est un peu rapide comme réponse (...La chute de tension fait perdre des performances ..)
Au maxi on perd autour de 0.6 v quelle que soit la puissance demandée !
Bien sur si on compte sur une diode de 1 A pour en laisser passer 10...y aura forcément comme un probléme !
Suffit pour conserver les "performances" d'alimenter avec 0.6v de plus.
Je fais passer 10 A dans une diode....mais c'est pas une 1N4148 !!
A+

[titijoy3]

La méthode utilisée en industrie :
Une petite diode rapide qui se met en court-circuit.
Deux avantages :
- Le client ne peut pas nier avoir inversé l'alimentation !
- La réaction est instantanée, la diode crame et devient un clou.

Troisième avantage, on ne met jamais une diode dans le circuit. La chute de tension fait perdre des performances et, si tu regardes le graphique d'une diode, tu seras surpris de voir qu'en tension inverse, elle peut laisser passer du courant. Pas longtemps, oui, mais plus longtemps qu'une protection avec diode inversée.

Je me souviens avoir créé une carte bourrée de CPU, RAM, etc. J'avais intégré une petite diode CMS ; tu n'imagines pas le nombre de cartes revenues en SAV avec la diode cramée. Le positif courant élevé était un fil rouge.

Quatrième avantage, ma petite diode CMS passait complètement inaperçue ! Et les techniciens sur site ne la remarquaient pas, sinon ils l'auraient simplement virée, et moi je savais qu'ils avaient fait les cons. Donc, facture.

Salutations

il ne s'agit pas d'industrie..

si certains pensent qu'il vaut mieux pénaliser le client plutôt que de mettre en euvre une vraie protectionce n'est pas mon avis

d'autres parts, protéger une carte contre une alimentation inverse n'est pas la même chose que protéger un connecteur contre un court circuit

[boubert]

Bonjour,

Merci encore pour vos réponses.
Je note bien vos remarques concernant l'utilisation de diode 'fusible', c'est très intéressant mais je pense que ca ne colle pas à 100% pour ce cas d'usage.

Apres avoir vos réponses j'ai finalement commandé des diodes MBRF10200ct pour avoir de la marge tant au niveau de la tension (200v la ou ma batteries est max ~60V), que de l'intensité de charge (10A pour la diode contre 3A à 5A en usage réel).

Je n'ai pas vraiment fait attention au moment de commander mais je remarque que cette référence est en fait une paire de diodes à cathode commune, chacune supportant 5A "5(Per Leg)", est-ce correct ?

Les références envisagées precedemment étaient apparement un composant unique en interne.
Y a-t-il un inconvénient ou un risque à relier les anodes pour avoir les deux en parallèle et donc un équivalent diode 10A (comme ce qui est annoncé dans la datasheet) ?

Est-ce qu'il vaut mieux que je me retourne vers les références précédentes à diode unique pour mon application ?

Merci pour cotre aide

[f6bes]

Mais t'es pas obligé d'utliser les deux. Tu en laisse une en ..l'air.
Qui verrais tu comme inconvénient ...de les mettre en paralléle..surtout si le datasheet n'est pas contre
A+

[boubert]

Merci, oui utiliser une seule est une option, mais le but de commander ces nouvelles diodes était d'avoir de la marge coté intensité (10A), histoire de ne pas flirter avec la limite si je charge à 5A.

Pour l'utilisation en parallèle j'anticipe d'eventuels problèmes liés à un desequilibre ou à des variations meme très légères des caractéristiques, un peu comme lorsqu'on met des mosfet en // (auxquels on ajoute une resistance).
Bref si c'est une pratique courante pas de soucis.

Edit: Ah voici un exemple qui me fait hésiter :
https://fr.neodenpnp.com/news/why-ca...-67820276.html

[antek]

un peu comme lorsqu'on met des mosfet en // (auxquels on ajoute une resistance).

Ce serait inutile. Si un électronicien pouvait faire un rappel . . .
Pour la diode je n'ai qu'une certitude : le courant admissible ne sera pas la somme des courants. Avec des chances que l'une grille avant que l'autre ne conduise significativement, selon les courants. Dans les AC/DC on trouve à foison des diodes doubles, dans ce cas je câble les deux (si une seule convient) et l'autre est pièce de rechange in vivo

[Popomme]

Je confirme. L'aspect du client qui ne peut pas nier, je m'en servais... ou pas. Car une fois qu'ils le savaient, ils étaient capables de remplacer la diode ou pire, de la retirer. Je me contenterai de dire : "Vous avez inversé les polarités, je suis prêt à accepter une confrontation au tribunal."

La diode, je la cachais sur le PCB et je faisais fabriquer des rouleaux de diodes ré-emballées (pour des qt énorme, ils te font des rouleaux de diodes personnalisées , j'en foutais partout, souvent plusieurs sur une carte ) sans aucune inscription noyé dans les cms ça passe inaperçu. De toute façon, ils tombaient dans tous les pièges. C'était le royaume de la mauvaise foi. Je suis heureux d'être à la retraite. J'en avais marre de tous ces faux-culs. Je concevais des cartes pour des machines à 200K€, ce n'est pas une TV ! Entre 100 et 450/500 K€ ! Et ils trafiquaient des cartes à 8000€ pour ne pas payer 1000€ de dépannage. Au final, ils s'en sortaient pour 20K€ alors que leur petite panne aurait pu être réparée pour 1K€ !


Mais c'est l'humain. Le gars a vu un tuto sur Internet d'un type qui ressuscite une alimentation de TV en remplaçant des condensateurs chimiques sous-dimensionnés et donc gonflés, ça y est, il est électronicien ! Et pour se faire bien voir du chef, il veut réparer une carte à 8K !

[Vincent PETIT]

Bonjour,

Une petite diode rapide qui se met en court-circuit.
- La réaction est instantanée, la diode crame et devient un clou.

Comment s'assurer que cette diode cramera en court-circuit ?

Le failure mode des diodes est souvent celui là :

• Pointe de tensions ou pointes de courants importants dans le sens passant = défaillance en circuit ouvert ou fermé
• Tension trop haute en polarisation inverse = défaillance de la jonction pn (circuit fermé), c'est le cas de l'utilisation des diodes transils

[Popomme]

Pasque la diode que j'utilisais, un stagiaire en a cramé 800 elles se sont toutes mise en cc

[Antoane]

Bonjour,

Merci, oui utiliser une seule est une option, mais le but de commander ces nouvelles diodes était d'avoir de la marge coté intensité (10A), histoire de ne pas flirter avec la limite si je charge à 5A.

Le courant max, pour une diode, hors fonctionnement impulsonnel, est typiquement une question de termique.
Autrement dit : tant que ca chauffe pas "trop", tu peux augmenter le courant.

5A, avec une tension directe de ~0.8V, ca fait ~4W, ce qui se traduit par une augmentation de températrue par rapport à l'ambiant proche de (70 K/W) * (4 W) ~ 280 °C... ce qui est beaucoup trop. Il faut donc ajouter à cette diode un refroidisseur, de Rth < 12 K/W (à la louche).

Pour l'utilisation en parallèle j'anticipe d'eventuels problèmes liés à un desequilibre ou à des variations meme très légères des caractéristiques, un peu comme lorsqu'on met des mosfet en // (auxquels on ajoute une resistance).
Bref si c'est une pratique courante pas de soucis.

Les MOSFETs en commutations se connectent sans problème directement en parallele : leur Rdson augmentant avec la température, il y a une espèce d'equilibrage naturel des courants et pas de risque d'embalement thermique.
Ce n'est a priori pas le cas des diodes, qui sont souvent utiliées (du moins pour le calibre ici considéré) dans la zone ou leur tension directe décroit avec la température. Ainsi, mettre des diodes en parallèle se traduirait possiblement par un embalement thermique.
Ce n'est cependant ici pas vraiment un problème puisque les diodes sont en étroit couplage thermique, et présentent probablement des charactéristiques très proches.


Bref : ce composant convient, connecte les deux diodes en parallele, et ajoute un dissipateur thermique




Le mode de déaillance dépend, comme l'indique Vincent, des conditions. En gros : fusion ou rupture du/des fils de bonding (circuit ouvert) ou fusion de la puce (court-circuit)... ou état intermédiaire. Dans tous les cas, ce n'est pas évident et il existe une grosse litérature scientifique sur le sujet. Pour les applications dans lesquelles on veut de la redondance, par exemple, ce serait facile si on pouvait prédire avec une bonne probabilité le mode de défaillance : il suffirait alors de mettre des composants supplémentaore en séri ou en parallèle. Mais ce n'est pas pour rien qu'on développe des packages et des puces spécialement pour avoir des défaillances dans un mode spécifique (eg. presspack).

[f6exb]

Un stagiaire occupé à cramer 800 diodes !
Qu'est-ce qu'il a mis sur son rapport de stage ?
C'est aussi valorisant que s'il était occupé à servir le café ou faire des photocopies.