Импульсная зарядка для автоаккумуляторов (новодел)

[Serrad]

Надо подумать- видимо с МГТФ- ваша правда

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[motoandrey14]

@Serrad Конечно, я сегодня эту проблему ощутил на себе, пытаясь подключить вольтметр на выходные клеммы... пришлось перекидывать до транзистора...

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Serrad]

У меня надо измеритель "привязать" к аккумулятору, т.е. GND измерителя посадить на "-" АБ для проведения контроля разряда и это единственная связь с истоком защитных полевиков, теперь пытаюсь осознать каким боком она нарушает работу узла защиты.

Утечка с истока происходит на "-" электролита, что стоит по питанию измерителя, там стоит стабилизатор +5 вольт.

Сцуко, как только зарядится этот лит- все начинает работать штатно

Изменено 6 марта, 2019 пользователем Serrad

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vslz]

Ну, наколбасили. Стабилизатор - до защиты, а потребитель - после ? Это все сгорит на**р при первой же вашей ошибке.

Не так все просто, как кажется. Схема защиты npn+мосфет не будет работать так, как Вы задумали. Надо применять другую схему - pnp+mosfet. Но защиту от переполюсовки вашего вольтметра никто не отменял - он должен подключаться непосредственно к крокодилам АКБ.

Изменено 6 марта, 2019 пользователем Vslz

[Serrad]

Я же не зря туда воткнул независимый источник питания для измерителя,  но потом еще захотелось и от "+" АБ через прямовключенный диод подавать питание на стабилизатор измерителя, он по- идее и должен защищать схему измерителя при переполюсовке подключаемой АБ, но (как всегда бока вылазят там где их не ждешь) не учел, что электролит, стоящий своим "-" на "-" АБ, при своей зарядке в момент включения преобразователя ТАК будет влиять на работу узла защиты. Не ошибается только тот, кто ничего не делает. Решение найдется- я уверен.

Завтра нарисую схему в Сплане, того что я задумал реализовать в конструкции.

[Serrad]

Вот участок этой "засады" от руки

[motoandrey14]

@Serrad Так всё же, уменьшение R2 до менее 0.4В на сток-истоке не помогает? 

Реле можно поставить в разрыв минуса, что бы при включении основного питания схема разряда отключалась. Схема разряда при работе зарядки ведь не используется?

Изменено 7 марта, 2019 пользователем motoandrey14

[Serrad]

Не хочу с релюхами связываться, схему защиты пока не "ковырял", на первое время отключу питание измерителя от АБ, (уберу диод, что в моем рукописном наброске) и оставлю  только независимый источник питания для измерителя, а дальше посмотрю, что можно придумать для этого случая. Спасибо за "наколку" по МГТФ- долго бы искал, где "собака порылась". Пока займусь испытаниями самого преобразователя, а "причесывание" схемы- оставлю на-потОм.

[Vslz]

Для того, чтобы не ошибаться так, существуют симуляторы. У кого много времени и места, могут собирать пробные макетки и мучать их. Так у Вас и происходит.

[Serrad]

@Vslz , про симулятор- не спорю, но так и не удосужился освоить его, привык по старинке, в живую. Но, как выяснилось- критического бага не случилось, просто надо соблюдать последовательность подключения  АБ на зарядку: вначале подключить(корректно) АБ к ЗУ, и лишь потом включать ЗУ. Занялся испытаниями- такая установка для этого получилась: нагрузочная "балалайка" собрана на рейке, закрепленной вертикально на стене, струны из миллиметрового нихрома, которые можно коммутировать последовательно-параллельно в любых комбинациях. Чтобы они не провисали при нагреве- натянуты и подпружинены, по струнам перемещается керамический клеммник, обеспечивая плавное изменение сопротивления нагрузки в диапазоне от 0,2  до  15 Ом. Первое что выяснилось- компаратор вентилятора имеет зону плавного включения-выключения (яркость свечения соответствующего св-диода увеличивается- уменьшается плавно). Эта зона соответствует диапазону изменения тока зарядки 40мА, т.е. в этой зоне соответствующий полевичек находится в активном режиме. Не поплохеет ли ему от нагрева (ток потребления вентилятора 220 мА), ведь изменение тока зарядки происходит довольно медленно и время нахождения его в активной области довольно велико? И, традиционно несколько фоток к сказанному:

[Vslz]

15 часов назад, Serrad сказал:

компаратор вентилятора имеет зону плавного включения-выключения ...Эта зона соответствует диапазону изменения тока зарядки 40мА, т.е. в этой зоне соответствующий полевичек находится в активном режиме. Не поплохеет ли ему от нагрева (ток потребления вентилятора 220 мА)

Обязательно поплохеет. Разницы с моей версией не замечаете ? Откуда взялся порог 40мА ? Дроссель рассчитан на минимальный ток 40мА ? Сомневаюсь. Снова машете шашкой, и не делаете расчетов.

Изменено 8 марта, 2019 пользователем Vslz

[Vslz]

Кстати, откуда на выходе компаратора, работающего без ООС, возьмется медленно изменяющийся аналоговый сигнал ? Это заблуждение. На выходе компаратора появляется ШИМ-сигнал (или, скорее, дребезг) от воздействия плохо сглаженного входного напряжения. Это выглядит как медленное погасание светодиода. Надо брать нормальный уровень опорного напряжения, и нормальный порог, чтобы помехи не влияли. Или гораздо лучше фильтровать.

[Starichok]

в схемах из этой темы НЕТ компараторов. а есть только усилители ошибки внутри тл494.

поэтому все рассуждения о работе компаратора тут не имеют смысла.

[Сергей_74]

Vslz говорит немного о другой альтернативной схеме, присутствующей в этой же ветке форума, если загляните на пару тройку страниц, то станет ясно о чем он говорит. 

[Vslz]

В моём варианте присутствует компаратор LM393. Он управляет переводом вентилятора в дежурный режим (с отлючением СИДа) при достижении некоторого минимального тока. Здесь и с последующей корректировкой..

Опа, @Сергей_74  меня опередил.

 

Изменено 10 марта, 2019 пользователем Vslz

[Serrad]

21 час назад, Vslz сказал:

Надо брать нормальный уровень опорного напряжения, и нормальный порог, чтобы помехи не влияли. Или гораздо лучше фильтровать.

Может просто добавить ПОС в схему компаратора, обеспечивающую небольшой гистерезис, чтобы не было "болтанки" в момент равенства входных напряжений компаратора, хотя можно оставить и так, как есть, ведь ШИМ полевику не мешает безаварийно работать, а медленное погасание св-диода во время смены уровня сигнала по выходу компаратора  особо не напрягает.

Проверил работу преобразователя во всем диапазоне токов (от 2 до 20 ампер)- исключительно хорошо работает, переход от СС к СV происходит легко и просто, без малейших призвуков, что говорит о "со вкусом подобранной" обвязке входов УО ШИМ- контроллера. Температура радиаторов  транзисторов при максимальном токе - 31 градус, диодов- 51. Дроссель- теплый.

Занялся измерительной частью конструкции.

[Vslz]

Вы интересовались формой сигнала на шунте датчике тока - помните? Вот теперь вспомните её еще раз, но постоянной составляющей всего в 0,04А. Что увидите ? Минимум полезного, и максимум помех в виде пилы или даже иголок. Сильно снизив порог срабатывания, вы увеличили чувствительность к пульсациям удвоенной частоты преобразования. Гистерезис тут не поможет. Надо увеличить постоянную времени R13C10 в 5-10 раз, это не цепь ООС, не опасно. 

1 час назад, Serrad сказал:

переход от СС к СV происходит легко и просто

Температура радиаторов  транзисторов при максимальном токе - 31 градус, диодов- 51

у Вас это как-то отслеживается ?

Второе - с вентилятором, как я понимаю ?

[Serrad]

Нет, Вы меня не правильно поняли, ток зарядки, при котором у меня  вентилятор переходит в пониженный режим мощности 0, 7 А, "болтанка" по выходу компаратора происходит в диапазоне токов 0,74- 0,70 ампера, при примененном у меня шунте в 0,005 ома "неопределенность" по входам компаратора, когда он начинает ШИМ-ить  составляет  40мА х 0,005 ом = 0,2 мВ т.е. когда напряжение на одном входе компаратора отличается от напряжения на другом входе на величину не более чем 0,2 мВ, выход компаратора находится в зоне неопределенности.

Температуру измерял двумя термопарами помещенными к фланцам транзистора и диода, вентилятор при этом естественно работал на полную мощность. Вообще-то при отключенном вентиляторе максимальная температура радиатора в 60 градусов(на диодах) была достигнута при токе нагрузки 5 ампер, при закрытом корпусе. Думаю, что скорость вращения вентилятора можно поставить в зависимость от температуры радиатора диодов, чтобы он начинал вращаться градусах при 50 на радиаторе и далее увеличивал скорость вращения при дальнейшем росте температуры. Все таки, раздражает он своим шумом да и лишнюю пыль засасывает в корпус , когда это не особенно нужно.

Изменено 10 марта, 2019 пользователем Serrad

[Serrad]

Вот фотки испытаний на максимальный ток:

[Vslz]

13 часа назад, Serrad сказал:

"болтанка" по выходу компаратора происходит в диапазоне токов 0,74- 0,70 ампера

ну тогда я сказал, что делать - RC цепь замедлить по входу компаратора, зона неопределенности сократится.

На холостом радиатор ключей греется из-за снабберов. Диодный - нет. Сделать полноценную термозависимое управление вентилятором мне помешало отсутствие в моем варианте более-менее стабильного напряжения питания. Выходное может "болтаться" от нескольких вольт до 14,5В под нагрузкой, не пойдет.

С дежуркой возможен такой вариант с MC34063 (один из форумчан предлагал нечто похожее, но в Step-Down). Питание - от свободного канала дежурки 5В. Минимальное напряжение 5В вентилятору гарантировано. Подбором R6 надо установить минималку - около 5В на вентиляторе, им же регулировать чувствительность. D8 отвечает за максимум, его не надо трогать. Этот вариант я пока в железе не проверял.

Скрытый текст

 

Изменено 11 марта, 2019 пользователем Vslz

[Serrad]

Да, чтобы полноценно управлять вентилятором- необходим независимый источник питания, т.е. опять дело уперлось в пресловутую "дежурку", а так хотелось избавиться от нее, даже АТ- запуск преобразователя организовали. Думаю, что придется искать компромиссы, если не смирюсь с шумом работающего вентилятора в режиме небольших токов зарядки. 

[Vslz]

А разве шум сильно беспокоит ? Да и не надо находиться рядом с ЗУ - зарядка закончится сама, без Вашего участия, и обороты упадут.

Компромиссное решение - запитать вентилятор от пикового детектора. Но мне это решение само по себе не понравилось - сильно нагружен выходной сглаживающий электролит. В конечном счете, все "регулирование" в зависимости от нагрузки осуществляется за счет потерь в его ESR. А если ESR мало, тогда импульсный ток через него и через ключи становится довольно большим.

Можно ограничить ток в конденсаторе за счет небольшого (2-10 мкГн) дросселя перед ним. Схема превращается в  обычный выпрямитель с LC-интегратором ? Нет! Дроссель работает в режиме разрывного тока и напряжение на выходе мало меняется от ширины импульсов (около 10,5В). Для устранения звона (разрывный ток) нужен снаббер. Начиная с некоторого минимума, выходное напряжение падает. C14 - керамика 10-22 мкФ или LowEsr электролит 220-470мкФ. Схема включается обязательно до шунта, иначе она испортит работу в режиме ограничения тока.

Скрытый текст

 

Изменено 11 марта, 2019 пользователем Vslz

[Serrad]

Беспокоит скорее всего не сам шум работающего вентилятора, а осознание того, что в некоторые моменты работы установки он мог-бы просто стоять или крутиться помедленнее, но это не столь важная проблема, на досуге можно будет подумать над ее решением.

Закончил сборку и установку измерителя на свое место, схема собрана на МК PIC16F676, работает он в паре с токовым датчиком Холла типа АСS 712-713, измеряет напряжение АБ, ток- в двух направлениях (заряд- разряд), имеет два счетчика ампер- часов, показания счетчиков запоминаются, калибровка вольтметра и амперметра- программные. Автор прошивки- ув. Александр  Новиков (UR5KBY), плата и доработка схемы- мои. Суть его работы- в процессе зарядки аккумулятора считает кол-во электричества, потраченное на его зарядку, после окончании зарядки, не отключая АБ подключается разрядная нагрузка к соответствующим клеммам, разряд на нагрузку идет до тех пор пока напряжение на клеммах АБ не снизится до определенной величины (задаваемой программно), после чего нагрузка отключается от АБ. Следующий этап в работе- калибровка измерителя по току и проверка работы всей установки на реальном аккумуляторе. По традиции- несколько фоток:

[Serrad]

Начал испытания установки в режиме "Разряд АБ". В качестве последней- совершенно новый аккумулятор емкостью 60 А/ч предварительно был разряжен до 11,8 В на клеммах, потом штатно заряжен "по горлышко" и месяц хранился при около- нулевой температуре. В качестве разрядной нагрузки используется бытовая галогеновая лампа мощностью 35 ватт (ток разряда около 3 А, меняется в  процессе уменьшения напряжения на АБ). Напряжение окончания разряда установлено 11,8 В. Посмотрю, какова реальная емкость купленной АБ.

[Serrad]

Получен первый практический результат, емкость совершенно новой, купленной месяц назад АБ среднего ценового диапазона составила всего 46 А/ч против 60 А/ч по паспорту, батарея еще не устанавливалась на автомобиль и была приобретена по совету владельца автосервиса (моего хорошего знакомого), как наилучшая по соотношению цена- качество. Результат контрольного разряда: