Step-up для солнечной батареи, «прямообратноход» с ШИМ на MC34063 Опции

[Jumbo]

Уважаемые профи! Прошу критики.

Задача: сделать преобразователь для зарядки 12В х 12 АЧ свинцового аккумулятора
от СБ с напряжением ХХ 6.5В, макс. током 3.5А (12 элементов 0.55Вх3.5А). Кпд, ессно, желателен повыше.
Делаю для себя любимого, для водно-моторных выходов на несколько дней/недель. Габариты, вес, размер не критичны (не на себе таскать).

Давно не возился с электроникой, а импульсники и вообще никогда не делал. Начал с простейших автоколебательных двухтактников на одном трансе. Выжимал 60, от силы 70% кпд. И с мощностью плоховато было. Что-то маловато показалось.
Пришлось основательно учить матчасть .
В итоге родилось нечто, чего я пока не встретил на просторах инета. Хотя, наверное, велосипед.
Очень интересно мнение профи и критика.

Отличительные особенности схемы:

1) Основа - прямоход на МС34063 с автотрансформатором (гальваническая развязка не нужна).
Преимущество – меньше провода и, соответственно, потерь. По сути, добавляем к входному напряжению недостающие 7-8В, а не прокачиваем всю мощность (12 вт) через транс. Частота - около 30 кгц.

2) Питание управления – с выхода. В результате ключ открывается полностью.
Недостаток питания с выхода - при отключенной СБ управление продолжает питаться от аккумулятора, генерить и потреблять 12 мА.
Можно, конечно, еще одну шоттку на выход влупить, но 2% кпд отдавать - жаба душит после всех экспериментов .
А можно и наплевать или тумблер поставить или какой-нибудь ключ на слаботочном мосфете добавить.
Пока так решил оставить.

3) Выброс на стоке мосфета при выключении – в дело! 1 диод шоттки и все дела. То есть, схема – немного обратноход

4) Штатное токоограничение - в сад. СБ сама ограничит. А ногу 7 использовать для ШИМ - стабилизации ВХОДНОГО напряжения на уровне около 5.5В, что даст более полное использование мощности СБ при разной освещенности.
Штатная релейная регулировка оставлена для ограничения напряжения при малой нагрузке до 13.5В (когда аккумулятор заряжен).

Собрал макет ( с соплями, длинными проводами) – все работает «на ура» - заводится и поддерживает входное напряжение при любом ограничений источника питания и нагрузке.
Кпд получился 82 – 86%, вых.мощность - до 12 вт. ИМХО, очень даже достойно для низковольтного бустера. При этом и земля и питание были сильно грязными. Спаял все начисто – один фиг – в точности так же работает и точно такой же кпд получается. Видимо, на низкой частоте не так все критично.

Играл с трансом и дросселем. В итоге оставил транс на СБ 26х16 (w1 – 12 витков 1мм, w2 – 50 витков 0.7 мм) и дроссель на 35 мм желто-белом кольце из компьютерного БП. Обмотка – около 90 витков проводом 0.7 - 1мм. Собственно, я его и не мотал – взял этот транс с 4-мя обмотками и спаял концы обмоток. Наверное, немного лучше было бы перемотать, но в лом было. Думаю, и транс и дроссель избыточны, но зато потерь меньше.
При малой нагрузке дроссель работает в режиме прерывистых токов, на стоке ключа появляется медленно затухающая синусоида, но это никак не сказывается на работе схемы и на потреблении. К тому же, в этой задаче малая нагрузка означает, что все уже заряжено и СБ можно снимать.

Испытывал пока только от автомобильного аккумулятора – сбрасывал напругу до 5 – 6.5В линейным регулируемым стабилизатором, ставил различные балластные резисторы на выход. В качестве нагрузки пробовал и резисторы и заряжал тот же аккумулятор (сам себя за волосы тянул ).
Максимальный выходной ток получил 1.03А при напряжении 11.8, входном напряжении 5.6В и токе 2.45А. Больше выжимать пока не пробовал – думаю, батарея все равно не даст.
При максимальной нагрузке без радиаторов сдвоенный диод VD4-VD4 слегка греется, ключ VT2 греется чуть больше. Остаточное напряжение на нем не более 0.2В. В общем, не знаю, что еще можно тут выжать.
На очереди – полноценные испытания с СБ (которую, правда, еще собрать надо ).

Резистор R1, который регулирует входное напряжение путем изменения скважности, вытащу наружу, чтобы его можно было крутить до получения максимального тока заряда аккумулятора в зависимости от освещенности. Собственно говоря, кпд преобразователя сам по себе в этой задаче не волнует – нужно максимизировать выходной ток, вытянуть из СБ все, что она может дать. Но в моих тестах кпд автоматически получался максимальным при максимальном выходном токе. Любопытно... Получается своего рода MMPPT (“manual” mppt). Без микропроцессора ничего другого легко реализуемого не пришло в голову.

Сообщение отредактировал Jumbo - Apr 22 2012, 11:51

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Plain]

А какой Вы хотите критики? Сходите в магазин и купите нормальные детали, потому что 34063 таковой не является с самого своего рождения.

Обратная связь тоже не годится. Нужно простое окно для максимального тока, Uвх>=Uном и Uвых<=Uном.

[Прохожий]

Обратная связь тоже не годится. Нужно простое окно для максимального тока, Uвх>=Uном и Uвых<=Uном.

Так тоже не пойдет.
Надо, чтобы устройство переходило из режима источника тока в режим источника напряжения.
При вполне определенном для данного типа аккумуляторов напряжении.
Из наиболее подходящих вариантов видится стандартный повышающий стабилизатор на UC3845 (или его клоне с низким напряжением запуска).
И простейший трансформаторный датчик тока.

[Plain]

Надо, чтобы устройство переходило из режима источника тока в режим источника напряжения. При вполне определенном для данного типа аккумуляторов напряжении.

Я это самое и сказал — на ногу FB подаётся окно из двух условий — если входное выше номинала (например, 5,5 В) и выходное ниже номинала (например, 14,4 В), то преобразователь выдаёт заданный (например, фиксатором выхода усилителя ошибки) ток. В остальных случаях ток регулируется.

Я бы хотел конструктивной критики.

Сомнительно. Ведь для этого не указано местожительство. Пока что Вас, Ваше положение и Ваше поведение вполне можно рассматривать, как шаг отчаяния одинокого путника в тайге.

[pwn]

Сомнительно. Ведь для этого не указано местожительство. Пока что Вас, Ваше положение и Ваше поведение вполне можно рассматривать, как шаг отчаяния одинокого путника в тайге.

Ваще то зря вы на него накинулись. И контроллер с поцикловым ограничением тока тут действительно идет в лес, ибо нафиг не нужен. СБ это уже источник тока. Только в отличие от идеального источника тока это "недоисточник" и не может понять напряжение выше 7 вольт. Что топикстартер исправляет своей городушкой. А аккумулятор тут как раз таки источник напряжения. Источник тока работает на заряд источника напряжения, что не так? нафиг тут еще поцикловой контроль тока заряда, когда его СБ как до луны ползком выдать ток заряда в аккумулятор хотя бы десятую от емкости? Из замечаний/пожеланий тут в основном по схемотехнике: применить другой контроллер, умеющий драйверить полевиками. Ибо КПД тут конечно в первую очередь шоттками определяется и без синхронного выпрямителя этого не исправить, но и динамические потери при таком драйвереже будут ощутимыми. Иначе при таких мощностях силовой ключ был бы холодным. То что он горячий - его греет динамика, ноги которой растут от тупого управления. И в качестве полевика поискать что нить низковольное, которому достаточно и 5 вольт для отпирания (щас таких полно). Либо как вариант перекоммутировать свою СБ так, чтобы она давала более 12 вольт и заряжать от нее напрямик. А по достижении на аккумуляторе 14 вольт отрубать простейшим компаратором управляя от него любым низковольтным полевиком.

Сообщение отредактировал pwn - Apr 22 2012, 14:16