Простой и доступный БП 0...50 В

[vg155]

1 час назад, Starichok сказал:

ОУ там не компаратор, а регулятор тока.

Именно компаратор с регулируемым порогом.

[Реклама]

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

[dbokov]

del

Изменено 25 июля, 2018 пользователем dbokov

[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

[dbokov]

6 часов назад, vg155 сказал:

Именно компаратор

как компаратор стабилизирует ток в режиме СС?

По сути оба ОУ занимаются стабилизацией напряжений. Один на нагрузке (CV), второй на шунте (СС).

Компаратор может только чего нибудь отсечь.

Изменено 25 июля, 2018 пользователем dbokov

[Реклама]

Особенности хранения литиевых аккумуляторов и батареек

Потеря емкости аккумулятора напрямую зависит от условий хранения и эксплуатации. При неправильном хранении даже самый лучший литиевый источник тока с превосходными характеристиками может не оправдать ожиданий. Технология, основанная на рекомендациях таких известных производителей литиевых источников тока, как компании FANSO и EVE Energy, поможет организовать правильный процесс хранения батареек и аккумуляторов. Подробнее>>

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

[vg155]

37 минут назад, dbokov сказал:

как компаратор стабилизирует ток в режиме СС?

 А как компаратор стабилизирует температуру в терморегуляторе?

43 минуты назад, dbokov сказал:

Компаратор может только чего нибудь отсечь

Это, ежели он с защелкой.

[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

[dima1967]

8 часов назад, dbokov сказал:

По сути оба ОУ занимаются стабилизацией напряжений. Один на нагрузке (CV), второй на шунте (СС).

Компаратор может только чего нибудь отсечь.

Вот об этом я и задумался.

1. В версии 16 (со смесителем) меня не устраивают пульсации на выходе под нагрузкой. Уровень зашкаливает и в железе составляют 70 мВ. Осциллограммы были любезно предоставлены @xor ранее в теме.

2. Чуть ранее в теме, я приводил подробное сравнение варианта 16 и УТ1, в котором избавился от запредельных пульсаций в режиме СС и снизил пульсации в режиме CV до уровня менее 1 мВ. Но эти изменения в схеме привели к значительным перегрузкам при КЗ и таким образом получились очень хорошие характеристики по пульсациям взамен безопасности транзистора и нагрузки при КЗ. Следовательно, это не вариант.

3. Если не получается решить обе задачи (пульсации и КЗ) в одном флаконе, то почему бы не разделить эти задачи. ТЕМ БОЛЕЕ что наш LM324 вроде как 4-главый 2 головы это СС и CV, плюс 1 голова - это индикация СС и CV и еще 1 голова - это термозащита. А почему бы не добавить в схему компаратор? 

5. Сначала я добавил в ОС ОУ стабилизатора тока СС резистор 100к. Регулировка получилась хорошая, стабильная...вроде в симуляторе все в порядке. Пульсации в режиме СС под нагрузкой стали менее 1 мВ, то есть как и в режиме CV. НО!!! естественно при КЗ этот резистор привел к огромному току через нагрузку. Так и должно быть. 

6. После определения номинала резистора 100к в ОС ОУ тока,  поставил в схему компаратор по его типовой схеме включения из даташит, и его выход подключил через диод к базе НПН транзистора после "смесителя". Диод выполняет роль одностороннего шлюза между выходом компаратора и базой транзистора. В делителе обвязки компаратора я поставил подстроечник на 5к. Этим подстроечником мы теперь можем задать МАКСИМАЛЬНЫЙ уровень тока через нагрузку при КЗ. То есть "выше не прыгнет". В своей работе с БП мы этот регулятор часто крутить не будем, я бы даже его вывел на панель под отвертку. В работе с БП будет использоваться потенциометр для плавной регулировки тока в режиме СС, как и было ранее. Пульсации при этом будут минимальные. 

В файле УТ2 я поставил доступный LM393, хотя например если я буду собирать этот БП в железе, то наверно вместо добавления на плату еще одной 8-ножки (компаратора) я использую 4-ю голову LM324 вместо термозащиты. Но это дело вкуса, поэтому в Симе14 я поставил отдельный компаратор. Напомню, что файл УТ2 изначально был скопирован с файла 16 версии из архива на стр.351.  Из оригинала я убрал термозащиту и светодиодную индикацию СС, СV, чтобы разгрузить мой слабенький целерон на ноуте. Еще изменен шунт на 0,1 Ом, делитель ОУ тока и снижены емскости конденсаторов в ОС двух ОУ (напряжения и тока). Снижение емкости этих конденсаторов значительно улучшили характеристики по пульсациям 100 Гц.

7. Ну а если случится КЗ, то ток не скакнет выше заранее установленного подстроечником в делителе компаратора. Этот уровень принятия решения каждый для себя сам выбирает в зависимости от нагрузки и задач. 

8. В симуляторе я провел ряд тестов на осциллографе. Регулируется все хорошо в режимах СС и СV, пульсации менее 1 мВ. При КЗ выброса тока на шунте выше установленного заранее подстроечником в делителе компаратора, я не увидел.

Согласен, что это усложнило схему, но согласитесь, что не на много. Тем более если вместо компаратора использовать 4-ю голову LM324.

Файл УТ2 в Сим14 прикрепляю, и еще скриншот для тех у кого нет Сима.

ПРОСЬБА сразу не закидывать меня помидорами....может в таком решении есть рациональное зерно??

БП50 УТ2.ms14

[dbokov]

@vg155 и к тому же оба ОУ охвачены ОС.

11 минуту назад, dima1967 сказал:

Пульсации в режиме СС

в режиме СС нас волнуют пульсации тока, а не напряжения.

Для уменьшения пульсаций напряжения в режиме CV можно поставить конденсатор ~1мкф параллельно R7 по вашей схеме

[dima1967]

22 минуты назад, dbokov сказал:

в режиме СС нас волнуют пульсации тока, а не напряжения.

Сопротивление нагрузки у нас не менялось, и при включении режима СС, на осциллограмме раньше появлялся забор с размахом 70 мВ, а с таким забором какая же это стабилизация тока с учетом неизменной нагрузки? Меня вот это волновало прежде всего и не было желания собирать в железе без устранения этого забора. Да и в режиме CV тоже было не идеально по уровню пульсаций, там помогло снижение емкости конденсатора в ОС ОУ напряжения. А снижение емкости конденсатора и добавление  резистора 100к в ОС ОУ тока решило проблему пульсаций в режиме СС.

Изменено 25 июля, 2018 пользователем dima1967

[dima1967]

Нашел в своем сообщении ЛЯП Конечно же, при КЗ речь идет от токе не через нагрузку, а через силовой транзистор!  

[dbokov]

8 часов назад, dima1967 сказал:

какая же это стабилизация тока

что показывает осцилл на шунте в режиме СС?

[dima1967]

Осциллограф всегда показывает динамику напряжения по Y за период времени Х.....если Вы об этом. А уже мы далее делаем соответствующие выводы, основываясь на том, что видим на экране.

В симуляторе осц показывает на шунте в режиме СС идеальную ровную линию..... Например при токе 1,5А, на шунте 150 мВ в моем примере файла Сим14.

А вот при КЗ на шунте происходит подъем до уровня 300 мВ, что соответствует макс. току 3А, именно до которого и поднимается ток через транзистор при КЗ. Этот уровень тока при КЗ 3А я установил подстроечником в делителе на компараторе в примере.

В другом примере я ограничил ток при КЗ до 2,2 А. На осц картина такая же, то есть напряжение на шунте со 150 мВ поднимается до 220 мВ, что соответствует току 2,2 А через транзистор. Выбросов тока выше установленного уровня в двух этих тестах НЕТ.

Картинки прилагаю. КЗ по открытому входу хорошо видно (шунт зеленая, нагрузка красная кривые). Просто режим СС на 1,5 А по закрытому входу на пределе 1 мВ - идеальная линия (зеленый).

[Хатуль_мадан]

10 часов назад, dima1967 сказал:

Сопротивление нагрузки у нас не менялось, и при включении режима СС, на осциллограмме раньше появлялся забор с размахом 70 мВ, а с таким забором какая же это стабилизация тока с учетом неизменной нагрузки?

Круто!  Неизменное сопротивление нагрузки это резистор,  все остальное, за редким исключением, имеет динамический характер потребления тока и бывает зависит от напряжения питания. На сколько я помню, простой и доступный БП не позиционировался как стабилизатор тока, а имел режим ограничения тока, это разное! Поэтому, когда наступал такой режим СС, то это аварийная ситуация для нагрузки, при которой питание лучше отключить вовсе. Чем может навредить резистору  "забор с размахом 70 мВ" ниже номинального питания?

10 часов назад, dima1967 сказал:

Меня вот это волновало прежде всего и не было желания собирать в железе без устранения этого забора. Да и в режиме CV тоже было не идеально по уровню пульсаций, там помогло снижение емкости конденсатора в ОС ОУ напряжения. А снижение емкости конденсатора и добавление  резистора 100к в ОС ОУ тока решило проблему пульсаций в режиме СС.

Выходит все эти выводы основаны на моделировании схемы, без привязки к реальному железу. Уверяю, в железе будет все по другому, 360 страниц этому доказательство. Теоретически в модели можно проверить только некоторые моменты и узлы схем, а большая схема в железе поведет себя иначе. Резистор 100к и маленькая емкость конденсатора в обратной связи ОУ превращает его почти в компаратор с ключевым режимом работы, со всеми вытекающими последствиями. Особенно когда уменьшили сопротивление шунта до 0,1 Ом. При указанных номиналах резисторов расчетный выходной ток  БП 20А не многовато?

Я тоже в свое время собрал такую же схему стабилизации опорного напряжения, на транзисторе и TL431,  не мог понять откуда берется возбуждение 50мВ...1В на ВЧ.  В модели все отлично, никаких проблем. Но в железе стало все идеально только после удаления конденсатора между УЭ и катодом TL431, в вашей схеме С10=1мкФ. Кто знает, может это просто мне не повезло с деталями, а может так и должно быть. В импульсных БП понятно, но зачем его ставят в линейном стабилизаторе так и не понял.

Далее, в модели у вас выход компаратора через диод D117 шунтирует базу управляющего транзистора, у которого напряжение перехода примерно 0.55В, а падение на диоде больше 0.7В плюс падение на выходе компаратора. В модели работает, а в железе будет?

 

[dima1967]

1 минуту назад, Хатуль_мадан сказал:

В модели работает, а в железе будет?

 

А ответ на этот вопрос может дать только ЖЕЛЕЗО в собранном виде и желательно без косяков)))

Но Сим14 такие не очень громоздкие схемы, как правило, считает очень близко к железу, при условии что компоненты более или менее качественные. Это я проверял на практике. А забор из 70 мВ при СС в версии 16 хорошо видно как в симуляторе, так и в осциллограмме @xor  Больше практического материала для анализа, насколько я понимаю, у нас нет. Более ранних осциллограмм с железа я не видел. Если есть такие , то хотелось бы посмотреть что там с пульсациями.

На мой взгляд, 360 страниц являются доказательством только того, что тема уж больно интересная и популярная, и желаю теме оставаться такой еще 360 страниц.

14 минуты назад, Хатуль_мадан сказал:

На сколько я помню, простой и доступный БП не позиционировался как стабилизатор тока, а имел режим ограничения тока, это разное! Поэтому, когда наступал такой режим СС, то это аварийная ситуация для нагрузки, при которой питание лучше отключить вовсе. Чем может навредить резистору  "забор с размахом 70 мВ" ниже номинального питания?

А что мешает добавить пару-тройку компонентов и сделать полноценный ЛБП с СС и СV и очень хорошими характеристиками по пульсациям 100 Гц на выходе, да и с КЗ тоже в порядке ?

А вот забор 70 мВ наблюдается как раз таки не в режиме КЗ, а в штатном рабочем режиме СС на нагрузке. Поэтому резистор будет жрать этот забор. Резистору 70 мВ конечно по барабану, а вот если от испытаний БП на резисторе Вы перейдете к эксплуатации прибора на реальной нагрузке в виде схемы, то 70 мВ Вас тоже устроят? Если вас устраивает такое на нагрузке, то меня категорически такие пульсации не устраивают. С такими пульсациями в режиме СС вообще не имеет никакого смысла делать плавное ограничение тока. Зачем?? Поставьте триггерную защиту чтобы вырубало все при КЗ. А плавная регулировка в обоих режимах СС и СV, по моему мнению, обязательно подразумевает качественную форму напряжения на нагрузке, если мы хотим качественный ЛБП.

Ну а если нагрузка у нас не фиксированная резистивная, а имеет динамику по сопротивлению и потреблению тока, вот для этого как раз и нужны два режима СС и CV с качественным выходом без пульсаций, а уж пользователю решать в каком режиме питать нагрузку.

.....да, и я уже отмечал выше, что все это конечно усложнило схему, но вопрос на много ли?? И разве от этого БП перестал быть простым и доступным?

[vg155]

16 минут назад, dima1967 сказал:

разве от этого БП перестал быть простым и доступным?

Вот уж действительно - все относительно.

[dima1967]

1 час назад, Хатуль_мадан сказал:

Далее, в модели у вас выход компаратора через диод D117 шунтирует базу управляющего транзистора, у которого напряжение перехода примерно 0.55В, а падение на диоде больше 0.7В плюс падение на выходе компаратора. В модели работает, а в железе будет?

Обратите внимание, что эмиттер транзистора приходит на минусовую (условно) шину ДО шунта. А вывод 4 компаратора (минус питания) на шину ПОСЛЕ шунта. Ну и, соответственно, на катод диода придет с выхода компаратора, при срабатывании, минус питания ....почти. Вот вам и разница в напряжениях, благодаря которой в симуляторе транзистор уверенно закрывается. 

.....да и в железе можно попробовать Шоттки поставить, а это еще 200...250 мВ. Только на Шоттки надо внимательно будет даташит смотреть на предмет обратного напряжения, а то они слабоваты на это.

[dima1967]

@Хатуль_мадан если убрать этот резистор 100к из ОС ОУ тока, при этом сохранив все остальные изменения в файле УТ2, то при изменении сопротивления нагрузки в режиме СС, ток остается неизменным стабилизированным, пульсации при этом возрастают на 1,5 А до 8 мВ. Но 8 мВ - это согласитесь не 70 мВ. 

На сколько помню, то значительно меняется сопротивление нагрузки при зарядке аккумуляторов, которым вообще все равно какие там пульсации...хоть 300 мВ, хоть 700. Но ведь этот БП не задуман, как зарядка для аккумуляторов, поэтому я и пытаюсь загнать пульсации в минимум, при этом пытаюсь сохранить все те преимущества, которыми эта схема (версия 16) уже обладала. Конечно же приходится искать компромисы...

Изменено 26 июля, 2018 пользователем dima1967

[Хатуль_мадан]

@xor  А не могли бы вы в своей схеме откинуть временно конденсатор между УЭ и катодом TL431 и сравнить напряжения пульсаций?

Спасибо!

[Serrad]

@Хатуль_мадан , эта картинка из даташита поможет вам разобраться в вопросе устойчивости работы TL431 в зависимости от емкости конденсатора на ее выходе.

[Starichok]

6 часов назад, Хатуль_мадан сказал:

На сколько я помню, простой и доступный БП не позиционировался как стабилизатор тока, а имел режим ограничения тока

позиционировался он именно, как стабилизатор тока. иначе зачем бы понадобилось делать навороты для точной установки требуемого тока.

и одно из применений ПиДБП - заряд аккумуляторов в режимах CC-CV.

[Хатуль_мадан]

6 часов назад, Serrad сказал:

картинка из даташита поможет вам разобраться в вопросе устойчивости работы TL431 в зависимости от емкости конденсатора на ее выходе.

Вы думаете я даташит не читал на этот стабилизатор? И какая связь с моим вопросом? Интересует не емкость на выходе, а в цепи управляющего электрода, разница есть, т.е. своего рода ООС по скорости нарастания выходного напряжения. Кстати, на приведенной картинке этой емкости нет.

[vitj]

поставьте прецизионный стабилитрон..если у вас есть вопросы к TL431..и не мучайтесь..

[Vlad90]

Господа! Более приземленный вопрос: при токах 2-3 ампера и выше разумно применять переключение обмоток (количество ступеней, автоматическое или ручное - не важно). Схема пока существует в двух вариантах - 30 в и 55 в, меняются некоторые номиналы. Так оно с самого начало пошло и до сих пор. Может добавить на схему и третий вариант - 15 вольт? Наверное некоторые номиналы тоже изменятся. Может и характеристики слегка изменятся? И вытекающий отсюда еще вопрос: опорное напряжение 12 вольт. Почему? Почему не 10? При работе с переключением, на нижнем пределе напряжений и большой нагрузкой вполне возможен вариант когда нельзя будет получить опорное 12. При опорном 10 наверное тоже какие-то номиналы изменятся? Может имеет смысл не ловить блох, а расширить возможности схемы для разных условий? Не каждый сам может это сделать. И попутно: улучшатся ли намного характеристики схемы если опорное брать от отдельного маленького трансформатора? Тогда величина опорного вообще никак не будет зависеть от силового. Это мощный трансформатор найти не просто, а мелочь на 50-100 ма думаю и найти не проблема и много места в готовом блоке он не займет. И еще: как лучше организовать питание если подразумевается питать и систему охлаждения и "показометры" и возможно систему переключения обмоток? Что питать от отдельного трансформатора имеет смысл, а что нет? Может версию 16У3 получить не ловлей блох из версии У2, а расширением ее возможностей?

Изменено 27 июля, 2018 пользователем Vlad90

[vg155]

5 минут назад, Vlad90 сказал:

Тогда величина опорного вообще никак не будет зависеть от силового

Она и так не зависит.

[Vlad90]

5 минут назад, vg155 сказал:

Она и так не зависит.

Я рассматриваю вариант с переключением обмоток. Если на входе будет например 10 вольт, то опорному 12 просто неоткуда взяться. Потому при данной схеме - зависит. И тогда нужно или иметь отдельный трансформатор (если это имеет смысл) или отдельную обмотку для получения опорного 12 в. Или заранее расчитаную схему на опорное например 10. Потому и спрашивал - 12 вольт опорное выбрано наугад или как-то обосновано именно 12?

Изменено 27 июля, 2018 пользователем Vlad90

[vg155]

11 минуту назад, Vlad90 сказал:

12 вольт опорное выбрано наугад или как-то обосновано именно 12?

Число красивое. Думаю, при уменьшении до 10, ничего принципиально не изменится. Нужно учесть, что опора еще и ОУ запитывает.

[Vlad90]

7 минут назад, vg155 сказал:

Нужно учесть, что опора еще и ОУ запитывает.

Вооот, о чем я и говорю. Раз тут головастые ребята все так красиво прогоняют мультисимом, то почему бы не проверить вариант 15 в на входе, 10 вольт опоры и тп. Если все ОК, то внести добавления в схему, что расширит ее возможности.