Импульсный регулятор напряжения/тока, Немогу подобрать ключ :( Опции

[vintch]

Доброго времени суток всем участникам форума!
Здесь я совсем новичок, пришёл по необходимости - прошу помощи!

Вот уже наверное месяц как мучаюсь над проблемой зарядного устройства для двух последовательно соединённых VRLA батарей (12В, 7,2Ач).
БП для зарядки уже собрал - 30В 3А, на TOP227Y.
Зарядку будет контроллировать МК. Т.е. именно МК генерирует ШИМ сигнал и он же следит за током/напряжением зарядки. В будущем, планируется добавить возможности зарядки других типов аккумуляторов, в т.ч. с меньшим номинальным напряжением. В общем разрабатывается эдакий универсальный зарядник, думаю будет очень похож на устройство, описаное в аппноуте AVR450.

На первый взгляд всё было просто - N-channel мосфет, High-Side драйвер и собственно всё. Но когда уже собрал эту схему, понял где просчитался - бутстреп просто не заряжается, если к выходу подключен аккумулятор
Следующий вариант был с P-канал мосфетом и драйвером. Но едва подумал, как сразу споткнулся на этих самых 30В. Первая проблема - все драйверы работают до 25В. Вторая - при разности потенциалов затвор-сток более 20В выйдет из строя сам мосфет.
С последним вариантом потратил много времени на всякие схемы, где ещё добавляется 12В. Типа 30В на затвор - закрыты, 12 - открыты и мосфет остаётся жив. Но ничего нормального не получилось. Когда ставил драйверы (VCC - 30V, GND - 12V и схема для смещения уровней на лог. входе) они просто сгорали. Попробовал схему аналогичную AVR450, только вместо массы - 12В: она работает, но есть проблемы с регуляцией (100% мощности получаю примерно при 60% ШИМ и заметна значительная нелинейность) и самая основная - жуткий нагрев мосфета, что собственно и не удивительно, т.к. форма напряжения на затворе пилообразная. Резитор (подтяжка затвора к 30V) уменьшил как мог, поставил на 1Вт. И всё-равно мосфет греется, да плюс ещё и резистор.

Вот набросок основной части этой схемы, на всякий случай:


Ток зарядки пока планируется 1-2А. Но на будущее неплохо было бы, чтобы устройство нормально работало с токами до 6А. Т.е. лучший вариант - N-channel мосфет, типа того же IRFZ48N, IRFR48Z и т.д.

Прошу, пожалуйста, подскажите хоть что-то!!! Совсем уже сил нет

Заранее спасибо.

Сообщение отредактировал vintch - Jun 15 2007, 09:43

[vintch]

Да, видимо действительно проблема интересная. Даже на таком форуме нет никаких мыслей

Пока могу предложить только одно решение: преобразователь с 30 на 40В, который будет питать драйвер мосфета (например IR2117). Тогда напряжение затвор-исток составит +10В, что более чем достаточно для открытия N-channel мосфета.

Преобразователь можно собрать на MC34063, габариты выйдут маленькие, стоимость вообще копеечная, КПД будет также высоким.

Больше никаких идей? Тогда буду пробовать вот ТАК...

[Stanislav_S]

Да, видимо действительно проблема интересная. Даже на таком форуме нет никаких мыслей

Пока могу предложить только одно решение: преобразователь с 30 на 40В, который будет питать драйвер мосфета (например IR2117). Тогда напряжение затвор-исток составит +10В, что более чем достаточно для открытия N-channel мосфета.

Преобразователь можно собрать на MC34063, габариты выйдут маленькие, стоимость вообще копеечная, КПД будет также высоким.

Больше никаких идей? Тогда буду пробовать вот ТАК...

Ну вот такая идея, сделать дополнительную обмотку питания и в качестве драйвера применить драйвер с опторазвязкой, ну что то типа HCPL3120 или аналогичные их много фирм выпускает.

[exSSerge]

Так выходные же! Какие тут могут быть мысли ?

а впрочем ...
мысль первая: можно рулить сразу преобразователем на TOP227, если, конечно, он не задействован ещё для чего-нибудь кроме зарядки.

2. сделать питание для High-Side драйвера, от дополнительной обмотки на трансформаторе TOP-а или от маломощного DC-DC преобразователя.

3. использовать Low-Side драйвер и управлять транзистором через импульсный трансформатор.

4. уменьшить напряжение на выходе TOP-а до безопасного для затвора и драйвера уровня (18..20 В), преобразователь зарядника сделать повышающим (Step-Up). Можно будет использовать N-канальный транзистор, сидящий истоком на земле.

[Прохожий]

Вот набросок основной части этой схемы, на всякий случай:


Ток зарядки пока планируется 1-2А. Но на будущее неплохо было бы, чтобы устройство нормально работало с токами до 6А. Т.е. лучший вариант - N-channel мосфет, типа того же IRFZ48N, IRFR48Z и т.д.

Прошу, пожалуйста, подскажите хоть что-то!!! Совсем уже сил нет

Заранее спасибо.

У Вас на рисунке полноценный источник напряжения, поскольку имеется конденсатор на выходе, а требуется источник тока и, желательно с минимальными пульсациями. В связи с этим настоятельно рекомендую исключить его (конденсатор) из схемы. Индуктивность дросселя необхоимо иметь значительную, чтобы сделать приращение тока за время действия импульса минимальным и, соответственно, спад тока во время паузы.
Напряжение на входе импульсного источника тока следует сделать приблизительно в 2 - 3 раза больше, чем напряжение на аккумуляторе при его полной зарядке, дабы обеспечить достаточный диапазон модуляции для ШИМ.

В Вашем случае лично я поступил бы несколько иначе, а именно:
Силовая часть зарядного устройства выполнена на прямоходовом преобразователе в виде "косого полумоста", питающегося непосредственно от сети. На его вторичной обмотке должно быть 2 диода, обеспечивающих протекание тока на прямом и обратном ходу. Это будет полный эквивалент "чоппера", нарисованного Вами.
Так же будет необходим маломощный вспомогательный источник на VIPER22, к примеру, (не люблю TOP-ки), предназначенный для питания схемы управления, драйверов и датчика тока.
И еще, прежде, чем приступать к макетированию, я бы лично смоделировал это дело в PSpice, чтобы уточнить основные параметры трансформатора и выходного дроссеоля.

[vintch]

2Stanislav_S

Ну вот такая идея, сделать дополнительную обмотку питания и в качестве драйвера применить драйвер с опторазвязкой, ну что то типа HCPL3120 или аналогичные их много фирм выпускает.

Такой вариант не подойдёт. Трансформатор используется заводской (POL-30300), а устройство, возможно, пойдёт в серийное производство. Не перематывать же нам все трансформаторы

2exSSerge

Так выходные же! Какие тут могут быть мысли ?

Совсем забыл Это всё работа! Вовсе забываю о выходных...

мысль первая: можно рулить сразу преобразователем на TOP227, если, конечно, он не задействован ещё для чего-нибудь кроме зарядки.

Да, мысль интересная. Но есть заморочка - во время зарядки от этого БП будет питать еще целая куча электроники, так что этот вариант тоже отпадает Но вообще было бы неплохо - это можно сделать с минимальным количеством компонент и в результате получится устройство с очень высоким КПД.

2. сделать питание для High-Side драйвера, от дополнительной обмотки на трансформаторе TOP-а или от маломощного DC-DC преобразователя.

За обмотку уже говорил. А вот маленький DC-DC преобразователь - это наверное наилучшая из мыслей.
Сегодня хотел на МС34063 попробовать, только вот почему-то пальнул. Где-то промахнулся.
Может вы подскажите какое-то решение?

3. использовать Low-Side драйвер и управлять транзистором через импульсный трансформатор.

М... не. Это ещё один трансформатор... Устройство получится слишком громоздким. Хотя, трансформатор ведь тоже мелкий будет. Даже незнаю, подумаю, спасибо.

4. уменьшить напряжение на выходе TOP-а до безопасного для затвора и драйвера уровня (18..20 В), преобразователь зарядника сделать повышающим (Step-Up). Можно будет использовать N-канальный транзистор, сидящий истоком на земле.

Step-Up... Совсем инной подход к решению моей проблемы Я его даже не обдумывал. Снова спасибо, буду думать.

2Прохожий

Позвольте с вами немного не согласиться. Это стандартная цепь Step-Down импульсного преобразователя. Т.е. на выходе она действительно даёт постоянный ток с минимумом пульсаций.
Но, она может дать и значительный ток, так что проблем не вижу. Так же сделано в AVR450.

Напряжение на входе импульсного источника тока следует сделать приблизительно в 2 - 3 раза больше, чем напряжение на аккумуляторе при его полной зарядке, дабы обеспечить достаточный диапазон модуляции для ШИМ.

Его следует сделать больше, да, но не в 2-3 раза! Достаточно чотбы напряжение было всего на 2-3В больше чем заряженый аккумулятор. Ведь в данной схеме при 100% ШИМ падение напряжение будет менее 1В, таким образом эта схема даже на полностью заряженый аккумулятор сможет дать значительный ток. Напряжение на входе - 30В. Напряжение полностью заряженого аккумулятора - 28-29В. Максимум 30, при быстром заряде.
Хм, надо будет немного изменить делитель, чтобы на входе получить где-то 32В... Что-то я совсем пропустил этот момент.
Насчёт конденсатора. Если его убрать - на аккумулятор пойдёт просто пульсирующий ток. О таком способе заряда уже давно ведут споры, но пока всё-таки в большенстве случаев применяется постоянный, а не пульсирующий ток.

Насчёт вашего предложения реализации этой системы - не подойдёт. Повторюсь, от этого БП (тот что на ТОРе) будет питаться электроника.

[SunnyDevil]

Как вариант использование интеллектуального силового High-Side ключа.
К примеру
BTS 462-T 40 V 5.0 - 34 V 41 V 2.3 A 100 mOhm
BTS 452-T 52 V 6.0 - 52 V 62 V 1.7 A 200 mOhm
BTS 660P 62 V 5.0 - 58 V 62 V 9.9 A 9 mOhm
Это от Infineon, там еще куча есть на другие напряжения и токи, продает их Симметрон.
Управление - элементарное от МК.

Также есть у ST:
VN920 36V 16 mOhm
и другие...

Единственная проблема: время закрытия и открытия 10-30 мкс, что многовато, но если поискать, там встречаются экземпляры и с 1-2 мкс. Напряжение меньше 36 Вольт вообще нет.
Стоят эти штуки от 1 доллара до 4 в зависимости от тока, так что дешевле, чем будет полевик со схемой обвязки.

[Прохожий]

Начнем по порядку, т. е. с конца...

Насчёт конденсатора. Если его убрать - на аккумулятор пойдёт просто пульсирующий ток. О таком способе заряда уже давно ведут споры, но пока всё-таки в большенстве случаев применяется постоянный, а не пульсирующий ток.

Тут Вы не совсем правы.
Прошу взглянуть на прикрепленный рисунок.
[attachment=11973:attachment]
Здесь:
Us - напряжение в точке соединения ключа и катода диода,
Il - ток дросселя и нагрузки (аккумулятора),
Is - ток ключа,
Ivd - ток диода.
Такие, приблизительно, картинки Вы увидете на осциллографе, если уберете конденсатор. В противном случае, часть тока будет "ответвляться" на перезаряд конденсатора.
В этом случае приращение и спад тока за период можно определить как:

Ilmax-Ilmin=Us*D/(L*f)

Здесь D - коэффициент заполнения. Величина, с помощью которой осуществляется управление выходным током.
Как следует из приведенного выражения, разницу между Ilmin и Ilmax можно сделать сколь угодно малой двумя способами:
1. увеличить частоту преобразования F,
2. увеличить дроссель L.
На практике используют комбинацию из этих двух способов. Так, что никакого пульсирующего тока в схеме без конденсатора не будет.

Позвольте с вами немного не согласиться. Это стандартная цепь Step-Down импульсного преобразователя.

Правильно. Только это преобразователь напряжения в напряжение. А Вам необходим преобразователь напряжение-ток.

Т.е. на выходе она действительно даёт постоянный ток с минимумом пульсаций.
Но, она может дать и значительный ток, так что проблем не вижу. Так же сделано в AVR450.

Тут Вы немного неправы. Поскольку это источник напряжения, то его основная задача - удерживать напряжение на своем выходе при изменении нагрузки. Поэтому, при изменении нагрузки (в Вашем случае - это заряд аккумулятора) ток будет стремится измениться, что противоречит поставленной задаче. Что же касается AVR450 (к своему стыду не читал сей документ), то на мой взгляд, не всегда стоит полагаться при решении задач, связанных с силовой электроникой, на документы, выпущенные фирмой по производству микроконтроллеров и ПЛМ.

Его следует сделать больше, да, но не в 2-3 раза! Достаточно чотбы напряжение было всего на 2-3В больше чем заряженый аккумулятор. Ведь в данной схеме при 100% ШИМ падение напряжение будет менее 1В, таким образом эта схема даже на полностью заряженый аккумулятор сможет дать значительный ток. Напряжение на входе - 30В. Напряжение полностью заряженого аккумулятора - 28-29В. Максимум 30, при быстром заряде.

Во первых, коэффициент заполнения следует ограничить. Никто и никогда не делает максимальный коэффициент заполнения равным 1. В этом случае огромного тока никогда не будет, поскольку этого не позволит дроссель.
А напряжение следует увеличить в два раза по отношению к полностью заряженному аккумулятору, чтобы у Вас время открытого состояния ключа приблизительно было равно времени его закрытого состояния с целью более равномерного распределения тепла между диодом и ключом. Максимальный коэффициент заполнения в этом случае следует выбрать около 0,6...0,65.

Насчёт вашего предложения реализации этой системы - не подойдёт. Повторюсь, от этого БП (тот что на ТОРе) будет питаться электроника.

Понял. Жаль, конечно. На мой взгляд так было бы красивее.

[vintch]

2SunnyDevil

Очень интересное предложение! Спасибо!
Есть только одна проблема - подобной продукции нет у местных поставщиков
Я сам из Украины. Попробую ещё поискать в Киеве/Харькове, но честно говоря в результате не уверен.
Хотя если найду, решение определённо окажется красивым
Честно говоря никогда не встречал этих ключей. Почему-то :\
А ведь с их помощью у меня можно в значительной степени упростить схему - у меня на плате будет ещё около 4 полевиков, и соответственно драйверов. А тут всё проще...

2Прохожий

Тут Вы не совсем правы.
Прошу взглянуть на прикрепленный рисунок.
...
Так, что никакого пульсирующего тока в схеме без конденсатора не будет.

Да нет, уместнее сказать "я совсем не прав"
Спасибо, буду знать. В области силовой электроники (различного рода преобразователи и т.д.) у меня очень мало опыта, поэтому делаю на основе того, что нахожу - и вот результат.
Кстати заметил, в AVR450 стоит конденсатор в 100мкФ. Т.е. получается на выходе ёмкости как бы почти нет, но то что есть и будет сглаживать и без того маленькие пульсации. А я вообще планировал на такой же зарядный ток ставить ёмкость около 3-4 миллифарад (т.е. 3-4 тысячи микрофарад).
Значит исправим

Насчёт увеличения напряжения... В два раза увеличить определённо не получится. 30В и так много, куда уж больше. Дело в том, что та самая электроника (что будет питаться от этого БП) имеет лимит входного напряжение 35В (40 - "абсолютный максимум", т.е. уже может сгореть).

--------

Спасибо всем за ответы, уже сделал много полезных выводов и нашёл кучку ошибок в своей затеи...

P.S. Немного отходя от темы.
Собрал преобразователь на LM2642, с выходными напряжениями 3,3 и 5В. Ключи - IRFZ48N.
Просто тупо не работает
Думал из-за ключей (т.к. для открытия им надо около 10-12В, а микра даёт только 5В) - так нет же, на затворах 0,1-0,3В. Осциллографа пока нет, так что немогу сказать, там низкий ШИМ или постоянка.
Монтаж и схему несколько раз проверял, всё в норме. Выход PG - "0". На входах SS1/2 - 1.2В, даже чуть больше (что соответствует включенному состоянию). Интегрированый стабилизатор на 5В также работает.
Понимаю, информации мало, но может быть кто-то подскажет возможное место промаха?

[SunnyDevil]

Очень интересное предложение! Спасибо!
Есть только одна проблема - подобной продукции нет у местных поставщиков
Я сам из Украины. Попробую ещё поискать в Киеве/Харькове, но честно говоря в результате не уверен.
Хотя если найду, решение определённо окажется красивым
Честно говоря никогда не встречал этих ключей. Почему-то :\
А ведь с их помощью у меня можно в значительной степени упростить схему - у меня на плате будет ещё около 4 полевиков, и соответственно драйверов. А тут всё проще...

Я вообще-то тоже с Украины... И Infineon есть в Симметроне. www.symetron.com.ua а под заказ по хорошей цене может привезти Biakom. www.biakom.com
Мы сами их очень активно применяем, правда те, что на 75А.

[MSprut]

А как насчет того что в даташите на некоторые из предложенных модулей позиционировано "no PWM..."? Я допустим реализовал схему из AVR450, только применил IRF4905. Вроде все работает, только как-то странно. Зарядное для 2-х батарей 12В, 12А/ч. БП такой же, только перенастроенный на 36В, чтобы иметь небольшой запас по ШИМ. Так вот, заряжаю в двух режимах, потому что нифига не понял как у Атмел организован алгоритм. Первый режим это заряд постоянным током, ну допустим 1А, до момента пока напряжение на АКБ не достигнет 13,5В на аккумулятор, потом переход в режим заряда постоянным напряжением, потому что включение второго режима сразу дает перегрузку по току БП из-за малого внутреннего сопротивления разряженных батарей. И как-то странно работает схема этого зарядника. От изменения индуктивности дросселя мало что меняется, транзистор по всей видимости плохо выключается, но не пойму из-за чего. Выключается резистором с питания 36В на затвор, включается подтягиванем затвора к нулю. Подозреваю что не совсем корректно работает именно из-за управления.

[SunnyDevil]

А как насчет того что в даташите на некоторые из предложенных модулей позиционировано "no PWM..."?

Значит не используйте их.

Я об этом писал...

Единственная проблема: время закрытия и открытия 10-30 мкс, что многовато, но если поискать, там встречаются экземпляры и с 1-2 мкс.

[vintch]

2SunnyDevil

Я вообще-то тоже с Украины...

Прикольно, значит "земляки" - как у нас принято говорить

За ссылки на сайты компаний большое спасибо, поставщиков как раз не хватает. Точнее их хватает, но не хватает ихнего выбора

И что касается ключа. Никак немогу найти "умный" мосфет, который бы работал на частоте хотя-бы 100кГц. А мне желательно найти такой, который сможет на частотах до 300кГц работать - это было бы супер, т.к. решило бы ещё массу проблем.
Если вы на подобное натыкались, может поделитесь прямой ссылкой?
Ещё раз спасибо.

[sensor_ua]

LM2673, LM2679, LM25576, TPS5430 посмотрите - ИМХО лучше на рассыпухе не сделаете. Если же хотите помучать транзисторы - посмотрите на аппликухи по TL5001 - там схема обвязки есть - её можо чуток модифицировать, чтоб транзистор большим напряжением затвор-исток не убить, и использовать для относительно небольших частот (30 кГц). Проверено - работает, но отказались от структуры сетевой-транс-выпрямитель-понижающий-стабилизатор в пользу сетевого флая, и очень вовремя

[SunnyDevil]

И что касается ключа. Никак немогу найти "умный" мосфет, который бы работал на частоте хотя-бы 100кГц. А мне желательно найти такой, который сможет на частотах до 300кГц работать - это было бы супер, т.к. решило бы ещё массу проблем.
Если вы на подобное натыкались, может поделитесь прямой ссылкой?
Ещё раз спасибо.

На такую частоту интеллетуальный ключ это врядли. Советую вернутся к мысли о повшении напряжения до 40-45В и применении n-канала.

[vintch]

2sensor_ua

Ужс. Я наверное день потратил просто на поиски нормального свитч-регулятора. Облазил сайты многих производителей, больше всего понравилось LM2642. Но я вообще не натыкался на LM2679! Дурной у них поисковик...
Замечательная вещь, наверное лучшее решение моей проблемы.
Попробую заказать бесплатные образцы. Единственная проблема, опять же, нет у поставщиков Но это думаю как-нибудь решим.
Большое спасибо.

2SunnyDevil

Да, я тоже пришёл к такому выводу

--


Насчёт повышающих схем. Пробовал на основе умножителя. С 12 на 15-20В запросто. А вот с 30В на 40-45 ни в какую Немогу понять почему.
Пробовал в Proteus.

Может быть кто-то подскажет умное и простое решение? А я тем временем продолжу поиски...

[Stanislav_S]

2sensor_ua

Ужс. Я наверное день потратил просто на поиски нормального свитч-регулятора. Облазил сайты многих производителей, больше всего понравилось LM2642. Но я вообще не натыкался на LM2679! Дурной у них поисковик...
Замечательная вещь, наверное лучшее решение моей проблемы.
Попробую заказать бесплатные образцы. Единственная проблема, опять же, нет у поставщиков Но это думаю как-нибудь решим.
Большое спасибо.

2SunnyDevil

Да, я тоже пришёл к такому выводу

--
Насчёт повышающих схем. Пробовал на основе умножителя. С 12 на 15-20В запросто. А вот с 30В на 40-45 ни в какую Немогу понять почему.
Пробовал в Proteus.

Может быть кто-то подскажет умное и простое решение? А я тем временем продолжу поиски...

Ну вот например LM2642, есть в Имраде стоит 31,80 (без НДС наверное ?). А что имеется ввиду под - умножитель? ИМХО таким программам доверять сильно не стоит.

[vintch]

2Stanislav_S

Ну вот например LM2642, есть в Имраде стоит 31,80 (без НДС наверное ?)

Я покупал по 22.56грн.
Харьков - www.kosmodrom.com.ua

А что имеется ввиду под - умножитель?

Схема удвоения напряжение на генераторе прямоугольных импульсов, плюс два диода и два конденсатора. Ну и стабилитрон для ограничения макс. выходного напряжения.

ИМХО таким программам доверять сильно не стоит.

Немогу не согласиться. Пару раз уже подводили меня эти симуляторы.
Наверное попробую собрать, там работы собственно... NE555 с обвязкой и пара диодов, пара конденсаторов.

[Stanislav_S]

2Stanislav_S
Я покупал по 22.56грн.
Харьков - www.kosmodrom.com.ua
Схема удвоения напряжение на генераторе прямоугольных импульсов, плюс два диода и два конденсатора. Ну и стабилитрон для ограничения макс. выходного напряжения.
Немогу не согласиться. Пару раз уже подводили меня эти симуляторы.
Наверное попробую собрать, там работы собственно... NE555 с обвязкой и пара диодов, пара конденсаторов.

Повышающий стабилизатор лучше сделать на банальной 34063, умножитель на конденсаторах очень хилый ( из моего опыта ) и хорошую нагрузку не потянет.

[vintch]

Прошу прощения за столь длительное отсутствие. На моём жизненном пути внезапно нарисовались каникулы в Крыму :D
Сейчас немного разгребусь с мелочами и снова возьмусь за работу над этим проектом.

[yuri_d]

Полагаю, что заряжать два аккумулятора последовательно - не очень хорошее решение. Так можно делать только если аккумуляторы полностью идентичны друг другу (одинаковая дата выпуска, одинаковые условия эксплуатации, одинаковый разряд). В противном случае будет ситуация, когда один еще заряжается, а другой уже "закипел".

Характеристики приведенных аккумуляторов наводят на мысль, что это герметичные VRLA, а для них перезаряд смертелен (либо выкипит электолит, либо вышибет предохранительную пробку).

Поэтому предлагаю рассмотреть схему по заряду каждого аккумулятора в отдельности. Дополнительно решится проблема с высоким напряжением на MOSFET-е (практически все способны работать с напряжением затвор-исток в 20 вольт).

[Herz]

Полагаю, что заряжать два аккумулятора последовательно - не очень хорошее решение. Так можно делать только если аккумуляторы полностью идентичны друг другу (одинаковая дата выпуска, одинаковые условия эксплуатации, одинаковый разряд). В противном случае будет ситуация, когда один еще заряжается, а другой уже "закипел".

Характеристики приведенных аккумуляторов наводят на мысль, что это герметичные VRLA, а для них перезаряд смертелен (либо выкипит электолит, либо вышибет предохранительную пробку).

Поэтому предлагаю рассмотреть схему по заряду каждого аккумулятора в отдельности. Дополнительно решится проблема с высоким напряжением на MOSFET-е (практически все способны работать с напряжением затвор-исток в 20 вольт).

По-моему, Вы преувеличиваете. Большинство аккумуляторных батарей (независимо от технологии) представляют собой как раз набор последовательно соединённых элементов. Их заряжают, конечно же, вместе, общим током и всё прекрасно работает. Такой же режим, думаю, вполне допустим и для последовательно соединённых однотипных батарей. Главное - контроль тока и, при необходимости, температуры.

[yuri_d]

По-моему, Вы преувеличиваете. Большинство аккумуляторных батарей (независимо от технологии) представляют собой как раз набор последовательно соединённых элементов. Их заряжают, конечно же, вместе, общим током и всё прекрасно работает. Такой же режим, думаю, вполне допустим и для последовательно соединённых однотипных батарей. Главное - контроль тока и, при необходимости, температуры.

В аккумуляторной батарее исходно выполняется условие одинаковости банок (время выпуска, характеристики заряда и разряда). Именно поэтому одиночную батарею можно заряжать, хотя она состоит из отдельных элементов.

Тем не менее даже в этом случае возможны проблемы. Так для автомобильных аккумуляторов плотность электролита (а это косвенная характеристика оставшегося заряда) должна быть равной во всех банках с большой точностью.

Автор же использует два независимых аккумулятора и естественно, что они окажутся неидентичными по своей истории работы.

Для свинцовых аккумуляторов недостаточно контролировать ток, важно не превысить напряжение. Более продвинутые зарядные устройства после заряда снижают (а не снимают совсем) напряжение для поддержания заряда на уровне 100%. Это необходимо для компенсации саморазряда.

Контроль температуры для определения времени конца зарядя необходим для щелочных аккумуляторов (железо-никелевых и подобных) и не применяется для свинцовых. Вернее заряд свинцовых аккумуляторов необходимо проводить в определенных температурных пределах (от 5 до 35 градусов Цельсия).

[vintch]

2yuri_d

Схема расчитана на работу с практически идентичными аккумуляторами. Тем более, свинцово-кислотные батареи одни из самых неприхотливых. Простейший пример - после разрядки большим током (но не продолжительной) двух батарей, которые имели немного разный заряд, они как-бы "выровняли" свой заряд. Т.е. после нескольких часов простоя их напряжение было одинаковым. И только через пару суток оно начало понемного изменяться.
Ещё аргумент в сторону этого - "бесперебойники" работающие от 24В используют именно пару соединённых последовательно аккумуляторов.
Последнее что хочу добавить - устройство расчитано на зарядку и разрядку последовательно включенных аккумуляторов. Т.е. это два аккумулятора, которые постоянно включены последовательно и работают только в паре.

[yuri_d]

2yuri_d

Схема расчитана на работу с практически идентичными аккумуляторами. Тем более, свинцово-кислотные батареи одни из самых неприхотливых. Простейший пример - после разрядки большим током (но не продолжительной) двух батарей, которые имели немного разный заряд, они как-бы "выровняли" свой заряд. Т.е. после нескольких часов простоя их напряжение было одинаковым. И только через пару суток оно начало понемного изменяться.
Ещё аргумент в сторону этого - "бесперебойники" работающие от 24В используют именно пару соединённых последовательно аккумуляторов.
Последнее что хочу добавить - устройство расчитано на зарядку и разрядку последовательно включенных аккумуляторов. Т.е. это два аккумулятора, которые постоянно включены последовательно и работают только в паре.

Негерметичные обслуживаемые свинцовые аккумуляторы позволяют их перезаряжать. После конца заряда происходит электролиз воды с выделенеием кислорода и водорода во взрывоопасной концентрации (имено поэтому рекомендуют проводить зарядку с выкрученными пробками и проветривать). Для таких аккумуляторов необходимо только доливать дисциллированную воду.

Герметичные необслуживаемые аккумуляторы не любят перезарядку по причине проблем с регенерацией гремучего газа и доливом воды при ее выходе через предохранительную пробку.

Напряжение на аккумуляторе сразу после заряда нельзя использовать для оценки степени заряда. Необходим тренировочный разряд, затем пауза и только потом напряжение зависит от степени заряда. Сами характеристики тренировочного разрядного тока и времени разряда и паузы сейчас не помню.

Общепринятой характеристикой степени заряда служит плотность электролита и характеристика ее изменения в процессе заряда. Это объясняется простыми формулами из электрохимии.

У нас сейчас заканчивается разработка автономного устройства с герметичными свинцовыми аккумуляторами. В процессе обсуждения схемы были высказаны те доводы, которые я сдесь привел и принято решение не использовать два последовательно включенных аккумулятора. Причина проста: невозможно проконтролировать, что эксплуатирующая организация не начнет ставить старый аккумулятор в пару к новому (при этом гарантирован перезаряд старого и выход его из строя). Замучишься после этого проводить гарантийный ремонт.

Если необходимо иметь 24 вольта, то рекомендую поискать аккумуляторы именно на такое напряжение. Тогда вышеописанная проблема пропадет.

Опять же если необходимо 24 вольта, то стоит рассмотреть схему зарядки на основе параметрического стабилизатора с ограничением тока. Стоимость радиатор+недорогой транзистор окажется ниже, чем низкоомный mosfet+дросель.

[vintch]

2yuri_d

Насчёт первой половины сообщения - согласен с тем что знал, остальное приму к свединиям

Причина проста: невозможно проконтролировать, что эксплуатирующая организация не начнет ставить старый аккумулятор в пару к новому (при этом гарантирован перезаряд старого и выход его из строя). Замучишься после этого проводить гарантийный ремонт.

Теперь я вас понял. У нас такой проблемы не предвидится, это во-первых, во-вторых - аккумуляторы вообще не входят к комплект модуля.

Опять же если необходимо 24 вольта, то стоит рассмотреть схему зарядки на основе параметрического стабилизатора с ограничением тока. Стоимость радиатор+недорогой транзистор окажется ниже, чем низкоомный mosfet+дросель.

Согласен, стоимость ниже. Но, в моём случае стоимость - не самый важный фактор, т.к. аналоги (а их не много) стоят в несколько раз дороже. У импульсной же схемы есть масса преимуществ перед обычным параметрическим стабилизатором, перечислять думаю бессмыслено.

Большое спасибо за участие вам лично и всем остальным участникам форума.

P.S. На сейчас сделан заметный шаг вперёд - запустил преобразователь 30 на 46В. Теперь нужно поднять 30В до примерно 32-34 на БП и можно пробовать пускать всю цепь
Предидущая плата тупо сгорела по нескольким причинам. Только вот причины эти я не видел раньше, зато сразу понял когда приехал с отдыха
Так что продолжаем...

[Bludger]

На первый взгляд всё было просто - N-channel мосфет, High-Side драйвер и собственно всё. Но когда уже собрал эту схему, понял где просчитался - бутстреп просто не заряжается, если к выходу подключен аккумулятор

Если еще не решили проблему, то с бутстрепом делается так: с входного питания - диод и резюк последовательно на бутстрепный кондер, и между гейтом и соурсом полевика - стабилитрон. И бутстрепный кондер к моменту запуска заряжен от входного напряжения до напряжения стабилитрона (ну, или меньше, как в Вашем случае, до 6В, что достаточно для старта).

[_artem_]

imho charge pump можно применить . Ток на затворе течет большой только в момент переключения мосфета. Поэтому важно чтобы в среднем кулоны пампа были достаточны для заряда затвора в момент переключения. Во здесь аппноте от микрел:
http://www.micrel.com/_PDF/App-Notes/an-1.pdf

Ели входное напряжение малое (до 5 В при зарядке низковольтных аккумуляторов) для раскачки пампа , можно попробовать также logic gate mosfet которые от 5 В переключаются.


думаю что можно half bridge использовать вместо одного мосфета подключенный к катушке через диод (анодом к выходу bridge) и использовать half bridge драйвер с нормально функционируемым бутстрапом когда нижнее плечо будет открыто.

[vintch]

2_artem_

Ё! Где же вы были раньше?!

MIC5021 - похоже это решение моей проблемы.

Сейчас пытаюсь найти, как только найду, попробую, если будет работать, то будет просто супер! ОГРОМНОЕ СПАСИБИЩЕ!

P.S. Моя схемка с DC-DC преобразователем вроде работает, работает хорошо. Но вот сегодня... Включил, немного подзарядил аккумы, всё работает чётко. Отключил всё. Потом к выключеной схеме подключаю аккумуляторы... И совершенно внезапно сгорает драйвер мосфета! Просто "клац" и дымок... Я просто в растерянности, незнаю даже что и думать

Спасибо всем, продолжаю работать...

Сообщение отредактировал vintch - Jul 25 2007, 22:53