Открытый проект универсального зарядника

R2D2

Т.к. все без радиаторов, значит кпд точно высокий.
Только бы там полярность на выходе не отрицательная была!!!
Хороший конденсатор никогда не повредит.
Да ждемс!

Mr_Brooks

народ тыкните меня пожалуйста пальцем какую схему надо собрать, желательно с печаткой)

AlexN

Начинаем раскрывать секреты китайской схемотехники 😃
В качестве образца нам послужит зарядник RC-Power BC6 (один из клонов типа Imax B6, Turnigy Accucel-6, G.T.Power A6 и т.п.).
Полностью срисована схема контроля выходной полярности и частично - схема разряда.

Комментарии к рисунку:

  1. Обозначения вида 35(ADC2) обозначают номер вывода микроконтроллера Atmega32 и его назначение.
  2. Выход I_CHG уходит на операционник, эта часть не дорисована, как и соединения к R3 и R4.
  3. Верхняя часть - контроль полярности, нижняя - цепь разряда, справа внизу - измерительная цепочка на оцифровку напряжения батареи.
  4. R16 и R17 - зарядный шунт, R7 - разрядный шунт.

Genossen

AlexN, а от какого напряжения работает китайское чудо и каким напряжением максимум может заряжать? Ведь смысл СЕПИКа в данном случае это его универсальность, т.е. чтобы можно было заряжать любые акумы с рабочим напряжением скажем от 1,25 до 20-22 В… Ваша зарядка такое позволяет?
Понятное дело КПД зарядки R2D2 резко снижается при заряде аккума рабочее напряжение которого более 12 В т.е. больше напряжения питания самого устройства. А в пределах 12 В и у собираемого нами зарядника КПД будет на высоте… По этому наверное немного не корректно 90 % КПД у китайского зарядника (если он действительно поддерживает указанные мной диапазоны заряжаемых аккумуляторов.
Спасибо.

AlexN

Входное напряжение RC-Power BC6 - от 10 до 18 вольт, заряжает до 6 банок Li-Po.

Genossen

А максимальное зарядное напряжение? Т.е. повышать он его может? К примеру автомобильный аккум или там с ИБП, или с ноута. (просто не в курсе сколько одна банка Li-Po даёт)…

AlexN

1 заряженная банка Li-Po = 4.2В, 6 банок = 25.2 В.

Genossen

М-дя, точно китайское чудо )))
Конечно это тогда меняет дело…
Жаль что сжема поблочная, вернее поузловая. С одной стооны хорошо (выделены компоненты, узлы) с другой тяжеловато связать. Ну это субьективное мнение. С принципиалкой как-то легче доганять.Наверно это я такой непривычный 😃.
А на токах 3-4 А неужели тоже полевики не греються?

AlexN

Полевики силового преобразователя вообще в корпусе SOIC-8 😃
Греются конечно, но никто и не призывает их использовать, можно взять в корпусах ТО220 и обеспечить нормальный теплоотвод.
Схема будет цельная в итоге, а пока не хватает много чего, рисуются первостепенные блоки.

Genossen

Заранее спасибо за потраченное время. Ждем результатов… 😃

R2D2

С защитой переполюсовки заряжаемого аккума стало яснее.
Судя по измерительной цепочке, они используют 1% резисторы или там недорисовано (они наверное настройку ЗУ не делают раз такие точности развели).
Ток зарядки и разрядки мерят разными ногами проца - не экономно!

И самое интересное это силовая, т.е. когда появится колечко.
Полярность у аккума положительная, значит приспособить возможно удасца.

2904 позволит выкинуть 7809 иже с ней.

Самое страшное, что какойнить элемент, казалось бы ненужный, может быть плодом подбора и длительных исследований, а китайский экономист его уже подменил. Если не он, то я точно подменю.

Блочный способ рисования схем мне очень понравился и я его сразу перенял. Каждый блок имеет логически понятный смысл, особенно если он описан. Нет паутины. В блоке не может оказаться элемент из другого блока из-за того что там место свободное было. Единственное неудобство - выискивание связей между блоками. Но это решаемо, надо просто с интересом по-разглядывать схему и не один раз и общий смысл вдруг станет ясен. Или вообще не искать связи. Ведь вопрос состоит не в том какие связи, а в том как это реализовано? или как это работает? Понять схему помогает вопрос: А как бы я рисовал эту схему?

AlexN

В измерительных цепочках все перерисовывается полностью. Все резисторы на плате - 1% ( у китайцев 1% и 5% стОят одинаково), но для измерительных цепочек по уму нужно в 10 раз точнее, так что программная калибровка в ЗУ все же реализована.

Процесс осложняется жутко жирной китайской шелкографией, перекрывающей все дорожки у элементов. Приходится каждую точку вызванивать тестером на предмет соединения со многими деталями…

Во вложении очередная итерация, с запрошенным колечком 😃
Добавлены: универсальный силовой преобразователь (Up/Down) с аппаратной защитой от превышения зарядного тока, схема измерения зарядного тока, цепочка оцифровки входного напряжения, опорник, защита от переполюсовки по входу. Дорисована цепочка формирования разрядного тока.

P.S. На текущем этапе схема, увы, не застрахована от каких-нибудь мелких ошибок. Например, сложно точно судить о емкости конденсаторов, не выпаивая их с платы.

Part2.zip

MikeMDR
AlexN:

В качестве образца нам послужит зарядник RC-Power BC6 (один из клонов типа Imax B6, Turnigy Accucel-6, G.T.Power A6 и т.п.).

AlexN:

В измерительных цепочках все перерисовывается полностью. Все резисторы на плате - 1% ( у китайцев 1% и 5% стОят одинаково), но для измерительных цепочек по уму нужно в 10 раз точнее, так что программная калибровка в ЗУ все же реализована.

От покупки какого-либо из указанных выше клонов меня остановила информация о необходимости покупки набора точных резисторов (то-ли 0,1%, то-ли 0,01% - сейчас не вспомню), без перепайки которых встроенный балансир (если не повезёт с экземпляром зарядника - раз балансир) может угробить Li-Po АКБ за несколько циклов😠! Причём не помогает даже клибровка, вызвать которую можно (якобы!) только 1 раз (а сама операция - не документированная!).

AlexN

Я этими зарядниками не торгую, я из них полезные схемотехнические идеи дергаю 😃 При проектировании нормального зарядника ничто не мешает ни резисторы подобрать, ни калибровку всех каналов балансира устроить.
Убиение батареи за несколько циклов - это из разряда страшилок. Все же в ЗУ стоят резисторы с точностью 1%, а не 5% 😉

А калибровка в этом ЗУ, насколько я помню, не влияет на работу и показания балансира. Можно подкорректировать лишь оценку суммарного напряжения батареи.

MikeMDR
AlexN:

Убиение батареи за несколько циклов - это из разряда страшилок. Все же в ЗУ стоят резисторы с точностью 1%, а не 5% 😉

Как раз и говорилось, что при при точности -+ 1% разбаланс уже 2%. А если я правильно тогда понял по-английски, то там стоит ОУ с усилением 3. Значит, если калибровка сделана по наименьшему напряжению, то на другом Li-Po будет уже 4,2v*(1,02*3)=4,452v!!!
А это уже чревато пожаром, а то и взывом;)!
Впрочем, согласен, что всё это возможно, из разряда страшилок…

AlexN

Вот схема балансира как раз и будет перерисована следующей. Сами и посмотрим, насколько там критичны точности делителей.

R2D2

Ну вот и настал момент истины этого проекта.
Схема клона явно проще, эффективнее, меньше по размерам, КэПэДнее, более защищенная. Можно сказать только одно они нас обогнали, пока мы тут коммунизм строили. Знал бы раньше, и не стал бы делать сепик. С другой стороны сепик многому научил и может быть было бы мозгов побольше или детали получше… Время сепика еще не пришло.

Всвязи с вышесказанным необходимо сделать выбор:

  1. Продолжаем мучить сепик до победного из “золотых” деталей до повышения КПД (сейчас оно ~80%, некоторые собравшие говорят 90%). Дорабатываем схему необходимыми защитами по входу и выходу.
  2. Делаем клон клона на имеющихся программах и наработках и добавляем сверх того доп возможности.
  3. Срединный путь???

Работа силовой:
0. Частота наверное в районе 100кГц

  1. Режим понижающего:VT12 - работает, VT13 - закрыт.
  2. Режим повышающего: VT12 и VT13 работают синхронно.
    Повидимому полевики заряжают индуктивность и потом она выстреливает, т.е. полевики работают синхронно: оба открываются и оба закрываются.
    Тогда зачем их вешать на разные шимы на проце?
    Зачем их открывать в противофазе? Ситуация когда VT12-закрыт VT13-открыт - глупость.
    Оба закрыты - это понятно.
    Если юзать 0C1A и 0C1B, то двух каналов не видать.

vt8-vt10 интересно какие правильно ставить?
Питание 2904 от Vin?

Новую силовую вместо сепика приспособить можно, тока придется добавлять логику Vout<Vin или наоборот будет влиять на работу второго полевика. Вобщем на коленке переделать трудновато надо думать.

AlexN
  1. Частоту проверю чуть позже.
  2. Правильно.
  3. Не стоит все так усложнять 😃 В режиме повышающего VT12 - открыт, VT13 работает.
  4. VT8-VT11 - любые ширпотребные биполярники, в оригинале стоят MMBT3904 и MMBT3906.
  5. Питание ОУ и компаратора - от входного напряжения, без всяких стабилизаторов.

P.S. Судя по выходу компаратора (он с общим коллектором), у меня на схеме не хватает резистора подтяжки на 1 выводе LM393.
P.P.S. И вообще схема сделана во многом, пардон, через жопу. Можно кое-что упростить без ущерба функциональности, перевести некоторые компоненты в нормальный режим.

R2D2

Да! Номиналы сопров и конденсаторов надо стандартизировать. Заменить почти все на 10к и 0.22u.

Диод там кстати в силовой на 3А вроди бы.

На ТЛ переключение с понижающего на повышающий сделать очень итзвратно будет или делать 2 тл. С ТЛ можно было заряжать вообще без цифровой части.
Без ТЛ все упрощается и встает в полную зависимость от проца (как в современных машинах с инжектором). Только надо комутировать ШИМ то на понижающий, то на повышающий, то на разряжающий преобразователь. Программа тоже несколько изменится в сторону упрощения.

Не знаю стоит ли делать окончательную версию по сепику с защитами и исправленными номиналами на смд???!!!

Genossen

Думаю, что стоит!!! Применение СЕПИК в данной схеме всетаки Ваше детище… Тем более, что пользователи такой силовой уже есть (и я в том числе, надеюсь посылку уже выслали:)). Довести уже силовую часть до конца, а там народ пускай уже сам решает стоит ли ему переделывать силовую или нет… Для тех , кто захочет переделать неплохо бы новую силовую реализовать на отдельной платке. Понятное дело , что это все быстро не делается и на все надо время…

А, прошу прощения, немного не понял что вопрос был про СМД вариант.
В этом случае думаю , что лучше всетаки пока ограничиться старой версией (из двух плат). Опять таки чтобы была возможность переделать отдельно силовую не трогая плату контроллера. Эдакий универсальный вариант… А там уже когда будут очевидные плюсы “китайской силовой” да еще и испытано всё это будет на практике можно уже будет и задуматься о новой единой плате… Спасибо…

R2D2

Переделать силовую на той же силовой плате не удасца или будет слишком сложно.
Сделать новую китайскую силовую к томуже универсальному разъему удасца, но потребуется другая прошивка причем будет цифровая и две китайских или цифровая и два сепика.
Цифровая останется почти без изменений, кроме того что там не будет комов, а будет усб и все в смд это дешевле и меньше по размерам.
Новая цифровая будет сцеплена с двумя силовыми. Геометрически можно будет отпилить одну силовую.
Возможно удасца написать прошивку совмещающую сепик и китай.

Genossen

То, что не удасться переделать силовую сепика в китайскую это понятно. Я имел ввиду исполнение её на новой отдельной плате. Ну… чтобы можно было потом её прикрутить к “старой” цыфровой плате.
Конечно и прошивку прийдется менять это однозначно.
Но эта переделка старой всеравно куда дешевле нежели собирать новую.
УСБ, например, для меня совсем не кретично… По крайней мере УСБ можно собрать и отдельно и подключиться к старой цыфровой плате…
Смысл моей мысли в том,чтобы делать изменения и не обидеть уже существующих владельцев зарядника, т.е. дать им возможность небольшими доделками и переделками(так сказать малой кровью) добиться совсместимости с новыми веяниями…
А плату на СМД и с новыми силовыми конечно надо разрабатывать, и совсем не обязательно чтобы была возможность её там отрезать. Просто кому не надо две, пусть не паяет вторую, вот все…

R2D2

Всем, кто собирал ранние версии и тратил свое время и деньги, бесплатно отдам новую двойную плату по выбору китайскую или сепиковую, если они будут изготовлены. За каждую отдельную плату (за подготовительную работу для станка) приходится выкладывать изготовителю 50$, одна двойная будет стоить меньше чем две одинарных, а размер я надеюсь уменьшится.

И соответственно можно будет отпилить силовую и приделать к своей старой цифровой, перепаяв дроссель и конденсаторы.