Сумматор источников питания без взаимного влияния

[gelogen]

Добрый вечер.

Подскажите – может кто делал нечто подобное.
Задача такая.
 Имеются 3 источника постоянного напряжения.
1. 40в-25в 40а (плавная просадка при увеличении тока потребления. источник нестабильный)
2. 25в 80а (стабильный источник с защитой по току (не стабилизация))
3. 22-24в 80а (источник  с защитой по току и отсечкой по нижнему порогу напряжения)
4. Нагрузка (постоянного тока потребление от 10вт до 2квт)

  Необходимо что бы система работала по следующему алгоритму. Пока напряжение источника 1 достаточно для питания нагрузки – потребление идет оттуда.
 Если становится недостаточно (просадка) – то параллельно подключается источник 2.
Если нет (недостаточно) источников 1 и 2 то питание идет от 3 автономно).

Перетекание обратных токов от источника к  источнику быть не должно.

Сейчас все это работает на основе обычной диодной матрицы – но потери на ней дикие.
Возможна ли реализация на какой то логике (компараторы+логика) без ардуин и прочих контроллеров.
В качестве ключей (замену диодов) рассматриваю оптодрайвер + IRFP4368PBF

Изменено 20 февраля пользователем gelogen

[Реклама]

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

[aeternum]

Про такое устройство (по минимуму - одна деталь), как "идеальный диод", что нибудь слышали?

[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

[Vslz]

29 минут назад, gelogen сказал:

компараторы

технически намного проще объединить 3 ввода питания при помощи N-мосфетов, по плюсу. Тогда схема совсем простая. На картинке модель, т.е., возможно потребуются некоторые уточнения. Я реализовывал схему с общим плюсом, работает нормально уже 7й год в самодельном ИБП. LM339 содержит 4 компаратора, можно управлять 4мя мосфетами объединения по ИЛИ (ORing). Или купить готовый "идеальный диод", распаянный на плату. У этих плат есть как правило "маленькие" ограничения, которые надо соблюдать.

Схема с общим минусом и N-канальными мосфетами потребует повышения напряжения для питания затворов, поэтому она сложнее. Конечно, это тоже модель, а не окончательная схема

Изменено 20 февраля пользователем Vslz

[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

[Просто зашёл]

1 час назад, gelogen сказал:

Сейчас все это работает на основе обычной диодной матрицы – но потери на ней дикие.

Какие диоды использовали?

[avi50]

Судя по используемым  источникам питания  потеря одного вольта на мощных диодах не является критичной.  Поэтому это , пожалуй , самый приемлемый вариант , учитывая его безусловную надёжность

[aeternum]

Ага, и овер 80 Вт как то сдувать с диода

[Aviator88]

2 часа назад, gelogen сказал:

Если нет (недостаточно) источников 1 и 2 то питание идет от 3 автономно).

Поясни, как понимать "питание идет автономно" ? 

 

2 часа назад, gelogen сказал:

Перетекание обратных токов от источника к  источнику быть не должно.

Соединяй все выхода источников параллельно и не парься. Никакого перетекание не будет и без диодов. Их в БП имеется в достатке.  Это тебе не аккумуляторы, у которых возможно перетекание. 

[v1ct0r]

29 минут назад, Aviator88 сказал:

Соединяй все выхода источников параллельно и не парься. 

не так однозначно, зависит от схемных решений

но 3 диода там точно ни к чему, достаточно будет 1.

2 и 3 БП соединяете параллельно без диодов и ставите после них 1 общий диод, катод которого соединяете с "+" 1 БП

[aeternum]

Еще как будет ("перетекание токов"), потому как

на простых диодных выпрямителях, 80А - это врядли. Следовательно, что то синхронное, выпрямляет.

И у правильных БП имеется функция под назаванеием "reverse current protection", для защиты, от этих самых токов

 

И мало того,  - ОС всех трех ИП будут запараллелены.

[avi50]

Можно ставить шоттки  MBR8060  или  не хуже их. Нагрев снизится по крайней мере вдвое . Причём, в рабочем состоянии всегда только  один диод .  Остальные  заперты

Изменено 20 февраля пользователем avi50

[Vslz]

29 минут назад, aeternum сказал:

ОС всех трех ИП будут запараллелены

в этом случае ИИП будут неустойчиво работать, или же вообще выключатся по ООС, а работать будет лишь один ИИП с максимальным напряжением. Да и ненадёжно это. Сименс, Дельта, Феникс Контакт рекомендуют резервировать не параллельным включением, а через свои же модули объединения. Чаще всего, это здоровый алюминиевый профиль с диодами Шоттки, а иногда - синхронные мосфеты, как у Феникса

Диоды Шоттки бывают разные. Можно таких 5 штук - STPS80L60CY - 80 ампер, 60 вольт.

1 блок - 1 шт, 2 блок - 2 шт, 3 блок - 2 шт.

Delta_DRR-40A.pdf Phoenix_QUINT-ORING_24DC_2X10_1X20_2320173.pdf

STPS80L60CY.pdf

Изменено 20 февраля пользователем Vslz

[Aviator88]

1 час назад, v1ct0r сказал:

не так однозначно, зависит от схемных решений

При каких схемных решениях БП диоды будут необходимы? 

[v1ct0r]

@Aviator88 да почти при любом, если напряжения сильно отличаются,   за исключением простейшего моста без конденсатора фильтра

[Aviator88]

5 минут назад, v1ct0r сказал:

да почти при любом, если напряжения сильно отличаются, 

А мы и не рассматриваем такие случаи, когда напряжения сильно отличаются.  

[v1ct0r]

10 минут назад, Aviator88 сказал:

не рассматриваем такие случаи

как это не рассматриваем? а это что?

5 часов назад, gelogen сказал:

1. 40в-25в 40а (плавная просадка при увеличении тока потребления. источник нестабильный)
2. 25в 80а (стабильный источник с защитой по току (не стабилизация))
3. 22-24в 80а (источник  с защитой по току и отсечкой по нижнему порогу напряжения)

 

[Aviator88]

21 минуту назад, v1ct0r сказал:

а это что?

Что именно?  Автор же написал, что под нагрузкой всё выравнивается.  А если бы они не выравнивались, то их нельзя было вообще никак соединять, даже с диодами.  )) Вопрос-то стоял, как сделать, чтобы напряжение в обратку не протекало. Так вот оно и не будет по-любому никуда перетекать, не зависимо ни от каких  схемных решений, как ты написал.  

[Lexter]

Задача XYZ?

Почему бы в этой системе не использовать только один источник №3?

Ведь ток с двух или более источников никогда не складывается, всегда питается только от одного. По максимальному току нагрузки получается всё равно не больше 80 А.

Зачем такие сложности?

[Aviator88]

27 минут назад, Lexter сказал:

всегда питается только от одного.

Если источник просаживается, то он по напряжению автоматом подстраивается под стабилизированный  БП и помогает ему в меру своих способностей.  

 

31 минуту назад, Lexter сказал:

Почему бы в этой системе не использовать только один источник №3?

Наверное, одного не хватает. 

[Lexter]

59 минут назад, Aviator88 сказал:

одного не хватает

Ещё раз:

Два источника в этой схеме никогда одновременно не работают. Нет сложения мощностей, нет сложения токов. Отсюда простой логичный вывод - оставить один, от которого работает даже в самом тяжёлом случае.

Это решение к тому же самое дешёвое - нужно не три источника, а всего один. И самое надёжное - нет вообще никаких коммутирующих элементов, нет потерь на разогрев схемы коммутации.

Изменено 20 февраля пользователем Lexter

[Aviator88]

1 час назад, Lexter сказал:

Два источника в этой схеме никогда одновременно не работают. Нет сложения мощностей

Для того, чтобы работало одновременно два источника, достаточно иметь нестабилизированное выходное напряжение у одного из них.  Именно такое и есть у ТС.  Это "1" БП.   Стабилизированный БП "2"  будет отдыхать до тех пор, пока первый не просядет до уровня выходного напряжения стабилизированного БП, после чего станет ему помогать до срабатывания защиты по току в 80 ампер.  

[aeternum]

"Можно ставить шоттки  MBR8060  или  не хуже их..."

---------------

В самом начале писалось же - ставить идеальные диоды.

Перегрев - 1мОм * 80А^2 = 6,4 Вт, вместо 80-ти. Пару тройку в параллель - и без вентилятора обходимся.

 

А правильней - увеличивать выходное сопротивление источников, организовывая "cuttent sharing"

[Lexter]

6 минут назад, aeternum сказал:

"cuttent sharing"

Current sharing.

8 минут назад, aeternum сказал:

А правильней - ...

Правильней - написать, что за система такая, которой понадобилось такое странное питание. Что-то мне подсказывает, что всё вообще не то и не так.

[aeternum]

Да, опечатка ))

Спасибо, что поправили.

Там второй вариант "load sharing".

 

 

Может, резервное питание некое. Или попытка его изобразить.

Так еще надежность повышается - распараллеливают токи, и каждый из БП на условных 60% мощности работает. 

Иногда нужно. Вопрос - да, нужно ли автору.

[v1ct0r]

10 часов назад, Aviator88 сказал:

Автор же написал, что под нагрузкой всё выравнивается.

автор написал: 

17 часов назад, gelogen сказал:

Нагрузка (постоянного тока потребление от 10вт до 2квт)

а это еще почему?

10 часов назад, Aviator88 сказал:

А если бы они не выравнивались, то их нельзя было вообще никак соединять, даже с диодами

 

[gelogen]

блоксхема как есть сейчас.

Это некий аналог грид системы с подмешиванием мощности но на постоянке. 
1 источник панели 
2 иточник - 2 сетевых блока импульсных с синхронным выпрямителем на выходе
3 АКБ с защитой

Триггер мониторит напряжение на акб и переключает панель либо на шину питания либо на зарядный контроллер.