Открытый проект универсального зарядника
кпд зависит не только от элементной базы и схемного решения но и от качества трассировки и монтажа.
вы кстати кпд 90 % откуда взяли если не секрет, я конечно не гуру по преобразователям, но починил их не одну сотню, и нигде пка не видел кпд 90% обычно кпд характеризуется кривой начиная примерно от 50-60%, в пике 80-95% и к максимальной мощности снижается до 70-80%
AlexN единственное оправдание которое я вижу это улучшение характеристики при работе понижающей части, итак 2 диода последовательно, если на каждом упадет по 1.5-2 вольта при желаемом выходе 8.4… кпд будет явно не 90% 😃
КПД рассчитываю так : Напряжение источника питания - 14 В, ток - 1,9А
Напряжение на аккумуляторе - 11,4В при токе 2,1 А.
После умножения получаем: Р источника=26,6 Вт, Р выхода=23,9 Вт.
КПД=23,9/26,6 = 0,898 ===90%, а если учесть мощность на диодах - 0,4В*2*2,1А=1,68 Вт , то потери на остальных элементах потери - 26,6-23,9-1,68=1,02 Вт
Про кривую КПД абсолютно согласен. Данный режим моего зарядника почти предельный, на меньших напряжениях потери меньше…
На фирменном заряднике КПД 92-95% при таких режимах.
Оверсемплинг. Большое колличество отсчетов и наличие хорошего шума . Сначала все отсчеты проссумировать, потом умножить на опорное и коэф деления входных делителей , и только потом делить на колличество отсчетов и разрядность АЦП . Вот формула из моего теста mV = result * 2445* 11 / 512/64 - 125. result- сумма 64 отсчетов , 2445 - опроное в миливольтах, 11- коэф деления резисторами , 512- разрядност ацп, 64 колво отсчетов,125 коррекция нуля (просто вбил руками полученное значение при закороченном входе)
где-то в документации Атмел читал про искусственное увеличение разрядности АЦП путём проведения нескольких замеров ( 2-х или 4-х ) и их суммирования и последующего деления. Там написано , что таким образом получается псевдо 11-12 бит АЦП. Но получить шаг 1-2 мВ при реальном шаге 50 мВ - что-то сомнительно…
При изменении напряжения в диапазоне шага 50 мВ при любом разумном количестве замеров результат АЦП будет постоянным.
Но получить шаг 1-2 мВ при реальном шаге 50 мВ - что-то сомнительно…
Посмотрите на те данные что я приводил , там видно что показания отнюдь не удут с шагом 50 мВ.
При изменении напряжения в диапазоне шага 50 мВ при любом разумном количестве замеров результат АЦП будет постоянным.
Только при условии полного отсутствия шума, а у меня на макете мотало не меньше трех младших разрядов. В давние времена , когда АЦП были маленькими, специально вводили модуляцию измеряемой величины шумом(обычно белым) именно для того чтобы выдывить еще разрядов. Вон в ветке про телеметрию Smaltim жалуется , что из-за отсутствия шума на бародатчике, разрешающую способность по высоте поднять не получается .
в качестве альтернативы можно пробовать IRL3705Z от ir но он слегка тормозной. но зато 4.5v затвор.
или можно поппробовать AOT460 и 462 интересно насколько они соответствуют заявленной скорости.
И куда такой мощный-быстрый-логический полевик нужен?
Только при условии полного отсутствия шума, а у меня на макете мотало не меньше трех младших разрядов. В давние времена , когда АЦП были маленькими, специально вводили модуляцию измеряемой величины шумом(обычно белым) именно для того чтобы выдывить еще разрядов. Вон в ветке про телеметрию Smaltim жалуется , что из-за отсутствия шума на бародатчике, разрешающую способность по высоте поднять не получается .
Если я правильно понял, то у вас шум 3*50 мВ и при этом можно выделить единицы мВ полезного сигнала?
Извините, но я не понимаю…
И куда такой мощный-быстрый-логический полевик нужен?
ключ слишком быстрым не бывает. основной нагрев ключа в момент переключения, я же говорю поставте оркад и смоделируйте пару тактов преобразователя.
все параметры даны в основном для 25 С для 100 на кристале ухудшатся как минимум в двое…
теперь прикинте, при входе 12в и выходе 27 умножение ~2.5 при этом постоянная составляющая тока открытого ключа 3.5*ток нагрузки, треугольная составляющая еще +40% итого 5*3.5*1.4=24.5A
у транзистора AOT460
Static Drain-Source On-Resistance VGS=10V, ID=30A TJ=125°C 13mΩ
падение на транзисторе 320мВ рассеиваемая мощность 8ват
тепловое сопративление кристал-окружающая среда 45-60 С/W
и все без учета потерь на переключение
вам все еще кажется, что он слишком мощный?
со временем переключения там все хорошо всего 120us на переключение туда обратно, но при условии, что в затвор вам удастся запихнуть 4А и также качественно его закоротить при выключении.
внимание вопрос, а драйвер сможет зарядить разрядить затвор емкостью 4.5nF за такое время?
Извините, но я не понимаю…
Сам я уже всю теорию не помню. Но вот тут на форуме все на пальцах обьясняли (вроде не плохо)electronix.ru/forum/lofiversion/…/t41303.html. А шум вроде даже больше был чем 3*50, мотало три младших разряда , а это уже 8.
Хорошая ссылка, мне понравилось вот это место: “Мое очень-очень хо: бороться за честный 9-ый бит от АЦП АВР при его тактировании >100 кГц - занятие совершенно неблагодарное, дешевле поставить внешний АЦП.”
ключ слишком быстрым не бывает. основной нагрев ключа в момент переключения, я же говорю поставте оркад и смоделируйте пару тактов преобразователя.
Не ищите подвоха там, где его нет 😁 Я всего-навсего спросил, куда вы подбираете полевик с такими характеристиками 😉
P.S. Я в курсе проблем с временем переключения, токами перезаряда затвора, падением предельно-допустимого тока с ростом температуры кристалла и пр.
при условии, что в затвор вам удастся запихнуть 4А и также качественно его закоротить при выключении.
внимание вопрос, а драйвер сможет зарядить разрядить затвор емкостью 4.5nF за такое время?
Смотря какой драйвер. Вот, например, TC4451/TC4452 - 12A High-Speed MOSFET Drivers:
Peak Output Current = 13 A.😃
Rise/Fall Time 40 ns max , CL = 15,000 pF:)
падение на транзисторе 320мВ рассеиваемая мощность 8ватт
Он же не 100% времени включен? 😉
таки по теме ветки
подвох не искал,
с AOT460 и 462 сепик должен приподнять кпд я думаю. надо пробовать.
только вместо резисторов в затворы поставить перемычки, там в драйвере уже есть ограничительные резисторы и на ноги питания драйвера навесть керамический конденсатор посуровей…
драйвер действительно суровый…
Он же не 100% времени включен?
цитируйте до конца “и все без учета потерь на переключение”
нет не 100% , а 70
я все это к тому, что транзистор не такой уж и суровый как хотелось бы, применительно к теме ветки.
офтоп. Если кого еще интересует теория вот ссылка www.silabs.ru/pubs/an118.pdf правда на английском.
я все это к тому, что транзистор не такой уж и суровый как хотелось бы, применительно к теме ветки.
В корпусе TO220:
IRF2805 (не логический) ток: 75А, сопротивление канала - 4.7мОм, время включения/выключения - 120/110 нс, мощность 330Вт.
IRF1405 (не логический) ток: 75А, сопротивление канала - 5.3мОм, время включения/выключения - 190/110 нс, мощность 330Вт.
В корпусе TO247:
IRFP064 (не логический) ток: 70А, сопротивление канала - 9мОм, время включения/выключения - 190/190 нс, мощность 300Вт.
Кстати, забавно, что выше 75А не прыгнуть - это ограничение корпуса, для кристаллов токи до 170А, а корпус жмет 😃
ИМХО: пару драйверов от Микрочипа и раскачивать два запараллеленных полевика. Хотя и одного драйвера должно хватить.
Более простая схема Step-Up-Down должна упираться в худосочный P-канальный ключ, однако как-то же справляются…
у 2805 емкость затвора 5.1 nf уже при 25v,
к времени переключения стоит прибавить время задержки (итого 312ns),
полный такт у нас 3.3us итого в лучшем случае 10% времени транзистор в состоянии переходных процессов. на мой взгляд жутко расточительно.
сопротивление при 100гр с коэффициентом 1.7
у AO я брал полное время переключения(сумму 4х параметровTurn-On Delay Time, Rise Time, Turn-Off Delay Time, Fall Time)
сопротивление максимальное при 100 гр
боее худосочный п канальный ключ работает в понижающей части преобразователя и не испытывает таких нагрузок. при повышении он просто открыт .
полный такт у нас 3.3us итого в лучшем случае 10% времени транзистор в состоянии переходных процессов. на мой взгляд жутко расточительно.
Выбор небогат: либо отыскивать чудо-полевики, либо понижать частоту.
А в чем смысл поиска транзистора с управлением логическими уровнями?
P.S. Полевики в SOIC-8 от Alpha & Omega Semiconductor - та еще бяка, горят там, где спокойно работают IRF.
P.P.S. Очень странно, что матерые производители 😃 типа IR или ONSemi не предлагают ничего даже близко похожего на изделия безвестных Alpha & Omega ****Semiconductor и UNISONIC TECHNOLOGIES CO., LTD - эти прямо ставят рекорды по скорости переключения ( в даташитах 😁 )
+1 по всем пунктам. еще есть такие APL эти вообще на ровном месте кончаются.
расширить рабочий диапазон входного напряжения вниз.
расширить рабочий диапазон входного напряжения вниз.
Зачем? Автомобильный аккумулятор ниже 10В нежелательно разряжать, блок питания типичный - это 12В и выше…
1 тема “Открытый проект универсального зарядника”
2 кпд при питании от 6 вольт подрастет по ряду причин особенно если не сильно повышающий режим.
3 если питать от компьютерного БП то там еще и 5 вольт ампер ~30 есть, а каналов два, следовательно можно сбалансировано его нагрузить.
4 если пешеход, как я, то таскать в поход можно 6сти вольтовую батарейку, а она полегше будет.
5 у меня есть еще одно применение кроме зарядки батареек.
1 тема "Открытый проект универсального зарядника
Этак можно довести все параметры до абсурда, раз “универсальный” - пусть питается от 1В до 100КВ 😈
4 если пешеход, как я, то таскать в поход можно 6сти вольтовую батарейку, а она полегше будет.
Что, неужели две батареи одинаковой емкости сильно отличаются по весу?
Извените что влезаю, но изучив схему зарядника, срисованою AlexN, у меня возник вопрос: зачем контролировать напряжение на каждой банке контролером, и им же подключать нагрузку (при этом городить город с операционников, кучи транзисторов и мультиплексора:)), нельзя ли задачу балансирования напряжений переложить на TL431 с транзистором и парочкой резисторов? Возможно это необходимо для точного измерения напряжения на всем паке (отключив при этом все балансировочные нагрузки). Может я в чем то не прав, поправте:).
Нельзя. Балансир на TL431 с транзистором - ограничительный, работает только при достижении фиксированного напряжения на банке (что уже недопустимо, т.к. универсальные ЗУ заряжают кроме Li-Po еще и Li-Io, и Li-Fe аккумуляторы - с другими максимальными напряжениями).
В нормальных ЗУ балансир - выравнивающий, работает в течение всего цикла заряда или разряда, что обеспечивает равенство напряжений на банках независимо от стадии процесса и более высокую эффективность (начинаем выравнивать банки не тогда, когда одна или несколько из них достигли максимума, а сразу же, как только напряжение хоть чуть-чуть “разбежалось”).
Плюс к этому при разряде ЗУ с выравнивающим балансиром контролирует напряжения на каждой банке и если хоть одна из банок “проваливается” - тут же останавливает разряд, спасая батарею.
AlexN, большое спасибо за обяснение! А то как то делал универсальное (ну почти универсальное) зарядное на ATmega16 + силовая часть: сепик в паре с TL494, без балансира, конечно, немного поганял, понял что КПД в этого преобразователя не очень, плюс к всему высокий уровень помех при токах выше 3…4 А - так что индикатор начинает глючить (с разводкой платы, кажись, все нормально: учтены все токовые петли, земляной провод не имеет замкнутых петель и т. п.). Решил переделать на Step-Up-Doun преобразователе, хоть надо и два силовых ключа но зато куча плюсов: дросель один, нету емкости, частоту можно сделать существенно ниже да и транзисторы работают в болие щадящем режиме. Заодно решил примастырить и балансир для LiPo. Наткнулся на ческую схему, вот и решил засунуть ее в ЗУ, но терерь понял, что нельзя. Придется делать как надо.
Вот еще, вопрос к AlexN: в схеме RC-Power_BC6 напряжение на банке меряется LM324, для 6-ти баночной батареи 4,2*6=25,2В. Согласно указаных номиналов это напряжение делится примерно в 3 раза. Питание LM324 - 5В. В даташите указано, что входное напряжение должно на 1,5В быть ниже напряжения питания:
Note 10: The input common-mode voltage of either input signal voltage should not be allowed to go negative by more than 0.3V (at 25˚C). The upper end of the
common-mode voltage range is V+ − 1.5V (at 25˚C), but either or both inputs can go to +32V without damage (+26V for LM2902), independent of the magnitude
of V+.
Нет ли в схеме ошибки?
И еще один вопрос по топологии двойного зарядника!!!
Земля проца-измеряющего должна быть прицеплена к земле силовой в точке измерения выходного напряжения, а у нас две таких точки, а проц один. Получается земляная петля.
Нет ли в схеме ошибки?
Ошибки в схеме вроде бы быть не должно, перерисовывал очень тщательно. Как вариант, мог ошибиться с питанием ОУ - не 5В, а Vin.
To R2D2. Вам лучше было бы провести по середине платы широкую земляную дорожку и от нее делать отводы к преобразователям и к процесору. Соединять желательно все в одной точке, и по возможности не экономить на ширине земляных дорожек:).
Придется выбирать меньшее из зол методом проб.
А не разводит ли кто-нибудь клона? Берусь помочь с прошивкой.
Развел таки версию 1.7 beta avrcpp.narod.ru
Просьба дать замечания, а не то отправлю на изготовление и потом придется все переделывать.
А не разводит ли кто-нибудь клона? Берусь помочь с прошивкой.
Если надо - могу попробовать добыть Imax/Turnigy/RC-Power B6 с мёртвым микроконтроллером 😃