Устройство заряда АКБ Опции

[Буратино]

Схема питания устройства и заряда АКБ (12 В, 7 А.ч.)
Устройство питается от китайского источника RS-25-15
Девайс:
1. Заряжает АКБ если есть питание на 15 вольтовой линии
2. В случае отключения питания по 15 вотльтовой линии переходит на питание от АКБ
3. При большом разряде батареи отключает АКБ от всех потребителей
4. Заряжается батарея ШИМ контроллером TL494. Микросхемой управляет микроконтроллер задавая требуемый ток на выходе зарядной схемы.

Что если выйдет из строя источник? Возможна ли ситуация когда окажется пробит на землю выходной конденсатор БП?
Может стоит на входе поставить диод, нужен он там или нет?
TL494 Будет в таком включении работать, нет криминала?
Диод D7 есть смысл перенсти на 15вольтовую линию (Между портом +15V(1.7A) и точкой к которой сейчас он катодом присоединен)?

Приветствуются каменты и замечания.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[kovigor]

Девайс:
1. Заряжает АКБ если есть питание на 15 вольтовой линии
...
Возможна ли ситуация когда окажется пробит на землю выходной конденсатор БП?

Возможна, конечно.
Схема, имхо, слишком сложная. В UPS эту же функцию выполняет гораздо более простая схема на UC3842, TNY255 и т.п. Может, посмотреть в сторону UPS ?

[Егоров]

Понаворочено очень много лишнего и запутано все.
Для начала подумайте что хотели изобразить и что изобразили. Называется "заряд батарей", а нарисовано неудавшееся покушение на бесперебойник. Смешались в кучу кони-люди а для самоустрашения еще микроконтроллер летает сбоку и каркает.
494 микросхему сопрягать с полевыми транзисторами крайне неудобно, а вообще она тут ни при чем, она принципиально не годится, поскольку не выдаст требуемого коэффициента заполнения.
"Требуемый ток" можно задать резистором, раз уж Вы разорились на покупку готового сетевого источника. Потери денег и мощности в этом резисторе будут намного меньше, чем во всех остальных украшениях. Можно, кстати, вооружиться отверткой и выставить напряжение RS-25-15 на уровне 13.8 вольт. 7Ач аккумулятор не закипит и при 1.5А в начале зарядки, а после 13 вольт ограничите резистором в 1 Ом. , Зашунтируйте его хорошим Шоттки для работы от батареи , 1N5408 - совершенно из другой оперы. Например, 8SQ15, кажется, когда-то применял, потерял около 0.25вольта на нем. Ну, не выше 20 вольт 5А диод желательно.
Поскольку напряжение у потребителя все равно не стабилизировано, включение его через ключ от батареи тоже сойдет. Включать может и Ваш монитор на U27. Там только я не очень понимаю назначение С57. Для самовозбуждения?
В итоге, может получиться сносная самоделка. С МК и ШИМ - точно не получится.

[GetSmart]

C57 там нужен намного выше. Микрофарады или даже десяток. Он нужен для фильтрации коротких бросков тока потребления нагрузки в близи порога отключения SLA (~ 10.5 В). Иначе порог отключения будет заметно выше и будет зависеть от (импульсного) тока нагрузки.

Делитель R160+R166 за несколько месяцев (может за 1) посадит в ноль отключившийся акк. Опору можно было прямо с R171 брать.

У микросхемы TLV431AIDBVR максимальное напряжение на катоде 6 вольт!

Управление TL494 не очень ясно. (Не знаком с ней). А вот на шунте тока акка может быть как положительное, так и отрицательное напряжение. ОУ там усиливает только положительное (заряд акка). Значит во время его разряда на выходе ОУ будет около 0. И вероятно TL494 будет "пыжиться" его зарядить. Логика сигнала PWM тоже не раскрыта.

PS TL494 заполнение более 50% не умеет выдавать. Хватит ли его для полноценной/быстрой зарядки - неизвестно. Но для не очень быстрой хватит наверняка.

Сообщение отредактировал GetSmart - May 21 2013, 05:44

[Егоров]

PS TL494 заполнение более 50% не умеет выдавать. Хватит ли его для полноценной/быстрой зарядки - неизвестно. Но для не очень быстрой хватит наверняка.

Не более 40% (80%) в двухтактном варианте) практически. Гарантировано не хватит.
Конденсатор фильтра , если уж он нужен, С57, включают не в точку опорного, а питают от него весь делитель. Иначе, засвистит все это.
Куда эффективнее включить керамический конденсатор между катодом 431 и ее выводом опорного.
Быстрая зарядка свинцового аккумулятора - некуда спешить. Спешка тут только приводит к быстрой смене аккумуляторов. 500-700мА - в самый раз для 7Ач.

Логика сигнала PWM тоже не раскрыта.

Нельзя раскрыть то, чего вообще нет

[Буратино]

Егоров, даташит на TI TL494, обещает 45 процентов заполнение, но не суть важно. Мне и правде может мало оказаться. То есть при макс. заполнении ток будет меньше чем те же 0.7-0.5 А.
Есть еще UC3843, у нее порог включения мне подходит и заполнение до 100 процентов. Но это Current Mode PWM контроллер, что как бы не предвещает мне ничего хорошего

Обычным методом заряда мою задачу не решить, никаких банальных резисторов и скручивания напряжения БП.

[wim]

даташит на TI TL494, обещает 45 процентов заполнение

Это в двухтактной схеме для каждого выхода. В однотактной, соответственно, 90%.

[GetSmart]

А если запаралелить оба выходных транзистора (коллекторы и эмиттеры), никакого криминала не будет? Раз у них по-отдельности только 45% заполнение.

Иначе, засвистит все это.

Круто. Это "в уме" было определено? Там конкретная ПОС, откуда оно засвистит?

Сообщение отредактировал GetSmart - May 21 2013, 09:50

[Егоров]

Егоров, даташит на TI TL494, обещает 45 процентов заполнение, но не суть важно.
. Но это Current Mode PWM контроллер, что как бы не предвещает мне ничего хорошего

Обычным методом заряда мою задачу не решить, никаких банальных резисторов и скручивания напряжения БП.

Так то ж обещает! А Вы ее включите и промеряйте. Думаю, 42%, больше не намеряете. А Вам нужно 13.8/14.9=0.93 как минимум.
А почему всем Current Mode приносит блага , а Вам не сулит ничего хорошего? Тоже можно подумать.

Обычными программерскими методами Вашу задачу действительно не решить. Вы ее для начала сформулируйте полно, точно и, главное, без излишеств. Ясно опишите какой такой диковинный режим заряда непременно требуется и почему.
Банальные резисторы никто еще не отменял и не отменит в обозримом будущем. "Скручивание напряжения" (подстройка) - вполне легальная операция, посмотрите хотя бы даташит на RS-25-15. Там для этого потенциометр пользовательский установлен и записано VOLTAGE ADJ. RANGE 13.5-16.5

Такой полуУПС делают давным-давно. Китайцы даже запустили в серию AD-55. Только вместо выходного ключа ставят реле. Старомодно, но просто и даже несколько надежнее, поскольку толком ключ рассчитать не нужно.

Выкладывайте в цифрах входные - выходные напряжения, мощности и свои представления о свинцовом аккумуляторе.
А потом и саму задачу, а не варианты ее решения. Что в итоге бесперебойно питать будем?

[Plain]

По-моему, лишних деталей тьма. И если так уж невмоготу порулить МК, то задачу решает DCM PFM SEPIC, т.е. NMOS, пара дросселей и диод. Заодно исключается проблема с личной неприязнью к current mode. Ну и ещё надо подумать хотя бы над банальным отсутствием предохранителя в цепи аккумулятора, не говоря о защите от переполюсовки и пр.

[Буратино]

Блин, так а че это 42% заполнения максимум? 13я нога на землю посажена а значит однотактник с 90 процентами заполнения!

Напряжение 15 В на входе нельзя уменьшать. О регуляторе знаю, но по условию моей задачи нельзя перестраивать входное напряжение. Есть нагрузка у девайса которой нужно именно 15 В
Помимо ключа/реле размыкающего АКБ от нагрузки есть еще необходимость включить девайс кнопкой в случае если нет входного напряжения, а АКБ - есть. А также есть требование исключить "гистерезисные" срабатывания схемы. То есть: если напряжение на АКБ просело ниже предельного АКБ отключается и даже если потом подпрыгнет вверх напряжение то схема не включится! Батарея включится только если будет нажата кнопка "Пуск", либо если включится питание от БП.

Процессор не просто так управляет зарядом, нельзя в моих условиях переложить эту задачу на резистор или еще что-то в таком духе более современное. Нужно именно каждый миллиампер мониторить и решать сколько и когда может получить батарея.
Защиту от переплюсовки планировал получить бонусом от данной схемы (не в последнюю очередь в связи с управлением процессами заряда от микроконтроллера). Предохранитель один общий и для АКБ и для цепи 15 В.

Ранее в данной схеме ШИМ на Р канальный полевой транзистор поступал с микроконтроллера напрямую (специализированный быстрый ШИМ с 32U4), но в процессе я понял, что только аналоговые методы регулировки заполнения могут держать ток через батарею стабильным. Именно поэтому я и ввел ШИМ контроллер в схему.

---
Ушел читать о TLке..

[Егоров]

Блин, так а че это 42% заполнения максимум? 13я нога на землю посажена а значит однотактник с 90 процентами заполнения!
Ушел читать о TLке..

Так нарисуйте в однотактном режиме 80-84%. разве это решает проблему? И 90% недостаточно.

Напряжение 15 В на входе нельзя уменьшать. О регуляторе знаю, но по условию моей задачи нельзя перестраивать входное напряжение. Есть нагрузка у девайса которой нужно именно 15 В

Если заменить девайс прибором, то окажется, что требования и нет, похоже. У Вас при питании от просевшей батареи на выходе будет вольт 10 с кусочком, вовсе не 15. да и сразу при переходе на батарею около 12 всего будет. Где ж требование?

Помимо ключа/реле размыкающего АКБ от нагрузки есть еще необходимость включить девайс кнопкой в случае если нет входного напряжения, а АКБ - есть. А также есть требование исключить "гистерезисные" срабатывания схемы. То есть: если напряжение на АКБ просело ниже предельного АКБ отключается и даже если потом подпрыгнет вверх напряжение то схема не включится! Батарея включится только если будет нажата кнопка "Пуск", либо если включится питание от БП.

Т.е. если вникнуть, то с точностью до наоборот. В схеме требуется глубокий гистерезис. если уж заподозрили, что батарея села и отключились, то никаких повторных включений? Такое требование обычно бывает, но не так формулируется и не так реализуется. Все-таки, прибор должен включиться сам после появления сети. Сразу или через некоторое время, когда батарея чуть подзарядится. А кнопка принудительного насилования батареи тоже иногда ставится, но не туда, а параллельно катод-земля. Гистерезис в мониторе батареи должен быть, но не мертвой защелкой, а до уровня "отдохнувшей батареи". Это можно обсудить отдельно.

[GetSmart]

Все-таки, прибор должен включиться сам после появления сети.

Эта схема на такое способна. У Q36 встроенный диод откроется сам и включит U27. Если конечно TL494 будет в режиме заряда хоть с каким-нибудь заполнением.

LM2904, кстати, "интересный" ОУ. Во-первых без нагрузки 1-2 ком на землю будет "врать". Во-вторых применял его урезанную версию 2902 в схеме мощного импульсника (12 вольт 8 ампер на входе) и странность заметил. При подключении 100 пф коденсатора между выходом и инверсным входом (для его торможения) и при этом менялся коэффициент усиления, заданный резисторами ОС. Опер низкотоковый и возможно помехи как-то там внутри опера модулируются. Хотя прямо на + входе стоит 1 мкф ёмкость. И тоже опер усиливает ток шунта.

Сообщение отредактировал GetSmart - May 21 2013, 16:42

[Plain]

Защиту от переплюсовки планировал получить бонусом от данной схемы

Если бы Вы указывали на схеме неотъемлемые от ПТ их внутренние диоды, то сразу бы видели, что никаких бонусов здесь быть не может — и для переполюсовки, и для выключений надо делать как полагается в таких случаях — двунаправленный плавающий ключ, ну или два фиксированных разнесённых, и никак иначе.

Предохранитель один общий и для АКБ и для цепи 15 В.

Предохранителем обычно защищают схему от АКБ, потому что это такой компонент, который чуть что приводит к пожарам и взрывам, поэтому-то его и ставят непосредственно в цепь АКБ, а не абы как.

я понял, что только аналоговые методы регулировки заполнения могут держать ток через батарею стабильным. Именно поэтому я и ввел ШИМ контроллер в схему.

Это потому, что Вы работали в CCM (на непрерывном токе). Режим PFM DCM, о котором сказано выше, предоставляет однозначное соответствие частоты и тока, т.е. можно рулить обычным таймером. Контроллер ШИМ, конечно, несравненно правильнее, но зачем было вспоминать про такое барахло, как TL494.

[Буратино]

Егоров, такие условия задачи, не нужно ничего другого, нужно именно так как есть: питание от основного источника 15 В, когде нет сети - питание от АКБ, а все то что питалось от 15 вольт вообще отключается и никак не мешает мне жить. Ну вот такая задача. После подачи питания сети- батарея включится в процесс заряда.

Plain, если нет сети и прибор питается от АКБ, то при просадке напряжения - батарея отключится и включится только если появится напряжение сети или если нажмут кнопку.
Если изменить полярность подключения АКБ, то диод Q26 окажется открыт, но при этом Q25, D16 будут закрыты!? Или я не прав?

Спасибо!

Эскизы прикрепленных изображений