Импульсный стабилизатор тока с ограничением напряжения, для зарядного устройства Опции

[Pavel V.]

Хочется сделать зарядку для герметичного свинцового аккумулятора (SLA), но не на линейном стабилизаторе, а импульсном (дабы не греть воздух лишний раз).

Несколько раз использовал в своих конструкциях преобразователь LM2576-ADJ, он мне показался очень удобным в использовании и стабильным в работе.

Интересно, можно ли на его основе сделать стабилизатор тока с ограничением напряжения?

Или, быть может, существуют другие варианты?

Хотелось бы как можно более простую схему без импульсных трансформаторов..

Спасибо!

[exSSerge]

Попробовать-то можно, например, так:

но проще будет подобрать другую микросхему, хоть ту-же MC34063, у неё хоть предусмотрен датчик тока ключа.
Есть и специальные контроллеры управления зарядом, по большей части для литиевых, но есть такие, что предназначены или можно приспособить для SLA. Например, BQ2031, BQ24702 от www.ti.com

[NVade]

Много специализированных микросхем для заряда батарей у Maxim. По параметрическому поиску с сайта легко подобрать под конкретную задачу.

[Pavel V.]

exSSerge, спасибо за идею! Попробую. А насчет MC34063, нашел в даташите схему включения (прикрепил к сообщению). Насколько я понял, токоограничительный резистор на схеме Rsc. Рассчитывается он по формуле Rsc = 0.3 / Ipk. А Ipk в свою очередь = 2 * Ioutmax.

Так как же правильно расчитать резистор? После какого тока ( Iout или Ipk ) начинает работать режим стабилизации тока?

У TI есть микросхема зарядника для свинцового аккумулятора UC2906, но она опять же линейная, следовательно будет греться, а у меня устройство предполагается малогабаритное и очень не хотелось бы использовать радиатор.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[exSSerge]

Ограничивается пиковый ток ключа. Как только ток достиг 0.3/Rcs, так ключ выключается - до следующего такта. Соотношение между пиковым и средним током зависит от режима работы - с непрерывным током или с прерывистым (continuous or discontinuous mode).

При открытом ключе ток в индуктивности нарастает со скоростью dI/dt = (Uin-Uout)/L, пока не сработает ограничение по току ключа, а при закрытом спадает со скоростью dI/dt = -Uout/L, пока не достигнет 0, если успеет, конечно.
Обычно понижающий преобразователь рассчитывают на работу с непрерывным током дросселя и с пульсациями тока порядка 20-30% от среднего тока нагрузки. Тогда пиковый ток будет на 10-15% больше среднего тока.

[=AK=]

Несколько раз использовал в своих конструкциях преобразователь LM2576-ADJ, он мне показался очень удобным в использовании и стабильным в работе.

Интересно, можно ли на его основе сделать стабилизатор тока с ограничением напряжения?

Можно



Когда напряжение на шунте R1 превысит примерно 0.6 В, транзистор Q1 откроется и заставит регулятор уменьшить вых. напряжение. Ток будет ограничен на уровне I = 0.6/R1

R4 защищает Q1 от пробоя по току базы, можно взять R4 = 1k

В другом варианте на базу Q1 подается небольшое смещение, например, 0.3 В. Для этого соотв. образом выбираются номиналы R4, R2, R3.



Тогда транзистор откроется не при 0.6 В падения на шунте R1, а всего при 0.3 В, и потери мощности в шунте будут меньше.

[DenS]

А как на счет температурной стабилизации смещения (последняя схемка)?

[=AK=]

А как на счет температурной стабилизации смещения (последняя схемка)?

Можно подать смещение на базу от отдельного делителя, где напряжение "стабилизировано" диодом или транзистором в диодном включении. В последнем случае удобно юзать спаренные транзюки.

В схеме внизу Q2 - это тот, что в предыдущей схеме был Q1, a R3 - шунт (бывш R1).



Графики показывают, что происходит на коллекторе Q2 при возрастании тока нагрузки от 0 до 1 А (красная линия).

Синяя линия - напруга на коллекторе Q2 при температуре 10 С, зеленая - при 50 С. Не так уж плохо, порог срабатывания получился примерно 0.3 А, как ожидалось.

[DenS]

=AK=, просимулите плз. тоже самое при t=-40...+50гр.

и при Uin=4...25В, если не трудно...

Просто я всегда ставлю стабилизатор отр. напр. и диод шоттки, а напругу с резистивного делителя снимаю.....

Заранее благодарен

Сообщение отредактировал DenS - Apr 4 2007, 09:47

[=AK=]

тоже самое при t=-40...+50гр.
и при Uin=4...25В

[DenS]

Хм, однако.... я думал будет хуже...

=AK=, спасибо.

[Pavel V.]

=AK=, вот спасибо за схемы! Это именно то, что я искал. Попробую собрать на макете в железе, отпишусь о результатах.

Мне особая точность поддержания тока не требуется, хватит где-нибудь +- 50 мА..

[Onemon]

привет всем. а как на счёт микросхемы MC33340. везде её хвалят, а вот толково разжованной схемы на родном языке, увы, не дают....подскажите если кто чё знает

[LVV]

привет всем. а как на счёт микросхемы MC33340. везде её хвалят, а вот толково разжованной схемы на родном языке, увы, не дают....подскажите если кто чё знает

Это для NiCd и NiMh

[Pavel V.]

Я, кстати, собрал устройство по предложенной =AK= схеме (первый вариант, без смещения). Все работает замечательно! Реальные параметры соответствуют расчетным. Большое спасибо!

[U23]

А если нужно заряжать аккумулятор небольшой емкости (12В, 1,3А/ч) - можно использовать MC34063A(в ее стандартном включении понижающего преобразователя), настроив ее выходное напряжение на 14,7В и ограничив ток до 130мА резистором Rsc ? (Входное напряжение у меня будет 20В.)
LM2576 мне кажется довольно мощной для моей задачи, поэтому остановился на MC34063A, но мне неясно, будет ли схема ее включения "стандартной"(как в PDF) или надо что-то добавить.

[A.T.Tappman]

U23, в принципе, ничего добавлять не нужно. В режиме ограничения ток стоит, как у волка на морозе.

[U23]

Спасибо за помощь - все очень образно и понятно. А то меня терзали "смутные сомнения".

[DimaJet]

Вопрос на засыпку... а можно ли сделать честную зарядку SLA 12в 1.3Ач при Uвх =15в ???
Например кр142ен22 имеет Dropout 1.1в те на выходе 13.7 можно получить... но как ограничить ток до 130мА??

[sera_os]

Резистором

[DimaJet]

Резистором

На резисторе слишком много падает... 13.7 при входном 15 уже не получишь..

[sera_os]

Вопрос на засыпку... а можно ли сделать честную зарядку SLA 12в 1.3Ач при Uвх =15в ???
Например кр142ен22 имеет Dropout 1.1в те на выходе 13.7 можно получить... но как ограничить ток до 130мА??

[DimaJet]

На LM317 падение напряжения составляет 2.5в поэтому при входном 15 больше 12.5 на выходе не получишь какой коэфецент ни задавай... вся проблема в том что входное 15в... нужен LOW dropout driver который в сочетании с ограничительным резистором сможет выдать 13,8в на выход...
Или надо както делать схему на рассыпухе... на транзисторах.. я вот только не знаю как...((



Как происходит зарядка свинцового акумулятора вообще? имеется ввиду буферный режим.. считаем что он разряжен до U 10.5 В ... заряжаем током 0.1С с какого момента ток зарядки начнет падать ниже 0.1С? у меня на акумуляторе 11,5В и он приспокойно лопает и полампера...
В какой момент его можно начинать заряжать постоянным напряжением 13,8 В?
Я что-то уже запутался совсем...

Сообщение отредактировал DimaJet - Apr 10 2009, 13:48

[sera_os]

Так кр142ен22 имеет туже схему включения что и LM317, поэтому можите смело использовать кр142ен22, а рисунок я вам привел, для того что б посмотрели на схемотехнику.
Rs ограничивает ток заряда, а когда он упадет (в конце заряда), влияние его будет минимальным. R1,R2 - задают напряжение в конце заряда, ваши 13,8В.
ЗЫ Номиналы думаю сами посчитаете.

[DimaJet]

Так кр142ен22 имеет туже схему включения что и LM317, поэтому можите смело использовать кр142ен22, а рисунок я вам привел, для того что б посмотрели на схемотехнику.
Rs ограничивает ток заряда, а когда он упадет (в конце заряда), влияние его будет минимальным. R1,R2 - задают напряжение в конце заряда, ваши 13,8В.
ЗЫ Номиналы думаю сами посчитаете.

Я правильно понимаю или нет? если Rs рассчитан на ток ограничения 130мА то то когда ток заряда упадет ниже 130 мА на Vout должно стабилизироваться напряжение 13,8в.. и зарядка происходит этим напряжением при токе уменьшающемся от 130мА до тока саморазряда... верно???

Но так не получается.. Vout при токе < 130 мА не равно 13,8 оно на пару вольт меньше..
13,8 там на выходе только без нагрузки...

Не пойму в чем дело..

при Rs =0,2 ом ток зарядки будет существенно больше 130мА

[DimaJet]

Я правильно понимаю или нет? если Rs рассчитан на ток ограничения 130мА то то когда ток заряда упадет ниже 130 мА на Vout должно стабилизироваться напряжение 13,8в.. и зарядка происходит этим напряжением при токе уменьшающемся от 130мА до тока саморазряда... верно???

Но так не получается.. Vout при токе < 130 мА не равно 13,8 оно на пару вольт меньше..
13,8 там на выходе только без нагрузки...

Не пойму в чем дело..

при Rs =0,2 ом ток зарядки будет существенно больше 130мА

как посчитать резисторы для такой схемы?? с тем чтобы ограничить выходной ток до 130 мА..

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alex_lynx]

Собрал схему из сообщения #6 для зарядки акку 20Ач током около 1.8А (резистор 0.33Ом), но проблема вот в чем - без нагрузки выставляю напряжение на выходе 13.7В (standby use). По мере увеличения тока напряжение существенно падает и при токе около 1.4А составляет 12.69В при входном напряжении около 15В и 12.9В при входном напряжении 24В. Разумеется эти напряжения уже ниже допустимого для standby use - 13.2В. Что я сделал не так или такой разброс является нормальным для 2576? В даташите нет кривой зависимости выходного напряжения от тока нагрузки...

[Plain]

В даташите нет кривой зависимости

Есть, например рис.25 — дроссель должен быть 220 мкГн или более и с током насыщения 2,6 А или более.

[alex_lynx]

Возможно я не точно выразился. Изначально схема собиралась на питание 17-19В на входе, на выходе ставлю 13.75 на холостом ходу. Нагружаю 0.7А - напряжение падает до 13.3В, нагружаю на 1.4А напряжение падает до 13В. По кривым выбора индуктивности в данном случае попадает на 100 мкГн, он и стоит (на ток 3А). Или я что-то не так понял (первый опыт с импульсником, всю жизнь их избегал - работал только с линейными)? В даташите еще есть упоминание о расположении установочных резисторов R1 и R2 максимально близко к микросхеме, у меня физически не получается их близко расположить, от них до микросхемы провод примерно 4-5см. Может ли это как-то влиять?

[Plain]

Если разводка не "зведой" с длинами лучей, стремящимися к нулю, как требует производитель, то, как говорится, без гарантий, на свой риск.

Да, с импульсными преобразователями всё строго — либо они имеют наивысший приоритет перед сбоку бантиками, либо просто не работают, даже такие тугие, как этот динозавр.