| |
 Источник питания + зарядное устройство |
|
|
|
|
 Apr 6 2008, 17:21
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 36
Регистрация: 4-12-07
Пользователь №: 32 968
|
Коллеги! Помогите, пожалуйста, разработать схему интересного устройства. Это импульсный источник питания для портативного прибора плюс зарядное устройство для аккумулятора, находящегося в нем. Входное напряжение: 9-15 вольт. Аккумулятор NiMH, 4.8-вольтовый. Зарядный ток - 200 мА ("медленный заряд" без выключения при полном заряде). Аккумуляторный отсек может быть отстегнут пользователем в любой момент, при этом устройство должно продолжать работать. При подключенном отсеке должен заряжаться аккумулятор, но нагрузка должна работать от источника питания. Нагрузка рассчитана на напряжение 4.5-5.5 вольта, ток может меняться от 20 до 500 мА. Датчика отстегивания аккумуляторного отсека нет. Нагрузка подключается и отключается единственным выключателем питания. Специальных требований к частоте преобразования и пульсациям выходного напряжения - нет. По КПД хочется уложиться хотя бы в 75%. По цене - в 5$. Понимаю, что изобретаю велосипед - наверняка что-то подобное уже кем-то используется. К сожалению, готовых схем не нашел. На картинке - схема того, до чего я смог додуматься. Диоды - для защиты от "переполюсовки" по входу и от разряда аккумулятора при отключенном внешнем питании. Резистор - для измерения тока заряда. Сопротивление 0.1-0.2 Ома достаточно мало для работы нагрузки от аккумулятора. Что может быть внутри прямоугольника со знаком вопроса? Первое, что приходит в голову - преобразователь на MC34063, NCP3063, TPS5410 или даже что-то помощнее. В любом случае, напряжение обратной связи у них около 1.2 В. Вопрос в остальной начинке. Приходит на ум усилитель на LMV358 (rail-to-rail операционник), который делает 1.2 (или 1.5) В из 20 мВ (эти 20 мВ падают на резисторе, подключенном последовательно с аккумулятором). Полученное напряжение можно скомбинировать на диодах с выходом резисторного делителя, подключенного к выходу преобразователя (для случая, когда аккумулятор отключен) и подать на вход обратной связи микросхемы преобразователя. Может быть, есть менее сложное решение? Подскажите, пожалуйста. Заранее благодарю!
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
|
|
 |
Ответов
|
|
Apr 7 2008, 11:22
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 36
Регистрация: 4-12-07
Пользователь №: 32 968
|
Цитата(mov @ Apr 7 2008, 07:58)  Можно посмотреть в сторону MAX712 но в цену 5$ врядли уложитесь.Ещё серия BQ2xxxx от TI. Спасибо! Идея применить fast-charge контроллер у меня еще не возникала. Цитата(mov @ Apr 7 2008, 07:58) Встречались схемы на МК у Atmel , Microchip .(в Application Notes).
Будет возможно дешевле но надо пограммировать МК. В моей схеме уже есть микроконтроллер и первой мыслью было задействовать его. С другой стороны, алгоритм работы источника питания привязан только к току и к напряжению - наверняка, удастся сделать источник без МК. Цитата(LVV @ Apr 7 2008, 09:45) Идея в принципе порочна, т.к. NiMh не могут работать в буфере... Спасибо. А можно ли уточнить, какая именно идея порочна? Цитата(LVV @ Apr 7 2008, 09:45) Кроме того, через датчик тока заряда проходит ток разряда (питание нагрузки от акк-ра). Да, есть такое. В моем случае 1-2% энергии аккумулятора останется в этом резисторе. Цитата(LVV @ Apr 7 2008, 09:45) Про ценовой миф (до 5 уе) - уже сказали Ну, при желании можно не вписаться и в 100$. :-)
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2008, 11:44
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 174
Регистрация: 15-07-06
Пользователь №: 18 837
|
Цитата(DenisN @ Apr 7 2008, 14:22) А можно ли уточнить, какая именно идея порочна?
Да, есть такое. В моем случае 1-2% энергии аккумулятора останется в этом резисторе.
Ну, при желании можно не вписаться и в 100$. :-) 1. Я уже сказал - NiMh НЕ допускают буферного режима ( нельзя НЕ отключать)2. Никто так не делает. Вы будете первым... 3. Можно и водку за бакс купить, но она будет явно "палёная". Так и здесь...
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2008, 13:57
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 36
Регистрация: 4-12-07
Пользователь №: 32 968
|
Цитата(LVV @ Apr 7 2008, 14:44) 1. Я уже сказал - NiMh НЕ допускают буферного режима ( нельзя НЕ отключать)
2. Никто так не делает. Вы будете первым...
3. Можно и водку за бакс купить, но она будет явно "палёная". Так и здесь... ОК, спасибо. По буферному режиму: говорят, что NiMH при непрерывной зарядке током 0.1C живут долго и счастливо. Разве это неправда? А потерять 1% мощности на резисторе - вполне разумная плата за простоту измерительной схемы. В общем, компромиссное решение.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2008, 14:56
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 174
Регистрация: 15-07-06
Пользователь №: 18 837
|
Цитата(DenisN @ Apr 7 2008, 16:57) ОК, спасибо. По буферному режиму: говорят, что NiMH при непрерывной зарядке током 0.1C живут долго и счастливо. Разве это неправда? А потерять 1% мощности на резисторе - вполне разумная плата за простоту измерительной схемы. В общем, компромиссное решение. 1. Можно NiCd, Lead Acid (св.-кислотные) NiMh, Li-ion - нельзя. Причём, вторые - категорически!2. "А если бы он вёз патроны?" (с) Ну, т.е., а если ток нагрузки побольше? Или импульсный? 3. И самый последний вопрос: ЧтО будет "измерять" Fb, если ток течёт в нагрузку от акк-ра, а заряд - от зарядника? (Кирхгофф в гробу перевернулся...  ) Цитата(DenisN @ Apr 7 2008, 16:57) ... простоту измерительной схемы. В общем, компромиссное решение. Ага, "на ёлку слазить без штанов и ...пу не ободрать" (с) (из вините, "из песни слов не выкинешь" (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 7 2008, 22:17
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 36
Регистрация: 4-12-07
Пользователь №: 32 968
|
Цитата(LVV @ Apr 7 2008, 17:56) 1. Можно NiCd, Lead Acid (св.-кислотные)
NiMh, Li-ion - нельзя. Причём, вторые - категорически! Про литий-ионные - я знаю. Нельзя перезаряжать. Опасно. А вот NiMH почему бы пару лишних часиков и не попитать бы током 200 мА? Цитата(LVV @ Apr 7 2008, 17:56) 2. "А если бы он вёз патроны?" (с)
Ну, т.е., а если ток нагрузки побольше? Или импульсный? В смысле, про потерю 1%? Ну, если этим озаботиться, можно поставить транзисторный ключ, замыкающий измерительный резистор при отключенном входном напряжении. Я прикинул, что 1% - в пределах разброса заявленной производителем емкости аккумуляторов. Цитата(LVV @ Apr 7 2008, 17:56) 3. И самый последний вопрос: ЧтО будет "измерять" Fb, если ток течёт в нагрузку от акк-ра, а заряд - от зарядника? (Кирхгофф в гробу перевернулся... ) Сорри, наверное, я чего-то не понимаю. Разве Кирхгоф запрещает питать от источника нагрузку и от него же заряжать стабильным током аккумулятор, подключенный параллельно этой нагрузке? Цитата(Linker @ Apr 7 2008, 18:21) NiMH допускает режим т.н. непрерывной капельной подзарядки. Но этот ток порядка 0.05...0.01С. Точнее надо смотреть в даташите на изделие. Этот вопрос уже обсуждался здесь совсем недавно. Да, спасибо. Капельный подзаряд - это хорошо для компенсации саморазряда. Но я не собираюсь запускать изделие в космос или использовать в ответственных для жизни человека случаях. :-) Аккумуляторы, который я применяю - GP180AAH (фирма GP, 1800 мА*ч). В даташите - http://www.gpbatteries.com/pic/180aah.pdf - говорится о том, что током 180 мА их можно непрерывно заряжать до одного года без возникновения явных дефектов и утечек. :-)
Сообщение отредактировал DenisN - Apr 7 2008, 22:20
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2008, 06:37
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 174
Регистрация: 15-07-06
Пользователь №: 18 837
|
Цитата(DenisN @ Apr 8 2008, 01:17) А вот NiMH почему бы пару лишних часиков и не попитать бы током 200 мА? Ну, что ж... Как говорят, "флаг в руки" (с) Цитата(DenisN @ Apr 8 2008, 01:17) В смысле, про потерю 1%? Ну, если этим озаботиться, можно поставить транзисторный ключ, замыкающий измерительный резистор при отключенном входном напряжении. Я прикинул, что 1% - в пределах разброса заявленной производителем емкости аккумуляторов. Нет, не в смысле 1%. А если нагрузку подключите во время подключённого "зарядника"? Какой сигнал будет ограничивать ток от "зарядника"? Цитата(DenisN @ Apr 8 2008, 01:17) Сорри, наверное, я чего-то не понимаю. Прошу прощения, но, наверно, да...
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2008, 06:55
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 36
Регистрация: 4-12-07
Пользователь №: 32 968
|
Цитата(LVV @ Apr 8 2008, 09:37) Нет, не в смысле 1%. А если нагрузку подключите во время подключённого "зарядника"?
Какой сигнал будет ограничивать ток от "зарядника"? Теперь еще более непонятно... :-( А можно ли эту "проблему Кирхгофа" описать какими-то другими словами? Спасибо!
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2008, 08:02
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 174
Регистрация: 15-07-06
Пользователь №: 18 837
|
Цитата(DenisN @ Apr 8 2008, 09:55) Теперь еще более непонятно... :-( А можно ли эту "проблему Кирхгофа" описать какими-то другими словами? Спасибо! Через датчик тока ток нагрузки от акк-ра идёт "снизу вверх". И на Fb будет минус. Получается в этм режиме ( и нагрузка есть и зарядник подключён) стабилизатор тока неуправляем. Ток от зарядника НЕ ограничен. (если по вашей схеме)
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 8 2008, 15:52
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 210
Регистрация: 15-01-08
Из: Новосибирск
Пользователь №: 34 105
|
Цитата(LVV @ Apr 8 2008, 15:02) Получается в этм режиме ( и нагрузка есть и зарядник подключён) стабилизатор тока неуправляем.
Ток от зарядника НЕ ограничен. (если по вашей схеме) Вы правы. Ток для зарядки обязательно должен быть постоянным, в смысле фиксированным, что будет "неудобно" для нагрузки. Здесь можно выйти из положения применив разные источники для основного питания нагрузки и заряда аккумулятора (аварийного), но объединить их двумя развязывающими диодами. При этом напряжение на нагрузке должно быть больше, чем при зарядке аккумулятора, чтобы запереть диод от аккумулятора. Если не понятно, то потом нарисую. А щас спать охота  .
Сообщение отредактировал Linker - Apr 8 2008, 15:56
--------------------
Я здесь и сейчас...
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 04:14
|
Участник
Группа: Свой
Сообщений: 68
Регистрация: 3-07-06
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 18 545
|
Нет здесь "проблемы Кирхгофа". Он спит спокойно Приложил суперупрощенную схему замещения. Зарядник является источником ЭДС.
Напряжение на нагрузке при заряде будет плавать, но нам ведь НЕ надо его стабилизировать? При заряде выходное напряжение зарядника (управляемое током заряда) будет больше напряжения аккумулятора. Что там по Кирхгофу про алгебраическую сумму усточников ЭДС при обходе контуров и про сумму токов в точке "А"? Будут проблемы с устойчивостью петли ОС.
--------------------
Новости не станут лучше от того, что ты их раньше узнаешь.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 06:50
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 174
Регистрация: 15-07-06
Пользователь №: 18 837
|
Цитата(myriad @ Apr 9 2008, 07:14) Нет здесь "проблемы Кирхгофа". Он спит спокойно Не вводите автора темы в заблуждение! Ток заряда по датчику тока протекает (по схеме) сверху вниз. Ток разряда акк-ра через нагрузку - снизу вверх ( по схеме). Поэтому, "Не ерундите ерундой" (с) Автор темы, снимая напряжение с датчика тока, и, подавая его на вход Fb контроллера тока, собирался тем самым ограничивать ( или стабилизировать, не знаю) ток заряда. Т.е. и огрничивать ток от ЗУ. Суммарное же напряжение на датчике тока будет, может стать, при определённом токе нагрузки отрицательным. Контроллер ЗУ выйдет из повиновения и ток от ЗУ не будет ограничен!
Сообщение отредактировал LVV - Apr 9 2008, 07:02
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 07:00
|
Участник
Группа: Свой
Сообщений: 68
Регистрация: 3-07-06
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 18 545
|
Цитата(LVV @ Apr 9 2008, 12:50) Ток заряда по датчику тока протекает (по схеме) сверху вниз.
Ток разряда акк-ра через нагрузку - снизу вверх ( по схеме). Нас ведь ток РАЗРЯДА не очень волнует, правда? При разряде зарядник НЕ работает, поэтому неважно, какой полярности напряжение на токоизмерительном резисторе при РАЗРЯДЕ. Цитата(LVV @ Apr 9 2008, 12:50) Автор темы, снимая напряжение с датчика тока, и, подавая его на вход Fb контроллера тока, собирался тем самым ограничивать ( или стабилизировать, не знаю) ток заряда. Т.е. и огрничивать ток от ЗУ. Автор темы всё хочет правильно
--------------------
Новости не станут лучше от того, что ты их раньше узнаешь.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 07:10
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 174
Регистрация: 15-07-06
Пользователь №: 18 837
|
Цитата(myriad @ Apr 9 2008, 10:00) Автор темы всё хочет правильно Датчик тока ЗУ должен быть в положительной шине. Да, это удорожает девайс, но я уже говорил давно, что будет, если на ёлку залезть голому Не обижайтесь, но это так. Ваша схема проста, но малопригодна...
Сообщение отредактировал LVV - Apr 9 2008, 07:16
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 07:20
|
Участник
Группа: Свой
Сообщений: 68
Регистрация: 3-07-06
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 18 545
|
Цитата(LVV @ Apr 9 2008, 13:10) Ваша схема проста, но малопригодна... А почему?
--------------------
Новости не станут лучше от того, что ты их раньше узнаешь.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 16:53
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 36
Регистрация: 4-12-07
Пользователь №: 32 968
|
Цитата(LVV @ Apr 9 2008, 10:35) Автору темы
Есть одна книга по силовой электронике. И там в предисловии есть цитата А.Колпакова:
" (примерно, не дословно) ...надо читать даташиты и много-много думать..."
Читайте настольные книги, такие как:
Хилл, Хоровиц "Искуство схемотехники"
Титце Шенк "Полупроводниковая схемотехника" и т.д.
Сейчас много переводных замечательных книг
Например, Марти Браун "Источники питания" (издана на Украине, но в Москве видел. Много описок -ошибок, но весьма и весьма полезная книга...)
И бойтесь умников, которые считают 2х2 на калькуляторе (применительно к схемотехнике - которые схемы разрабатывают на симуляторах). Спасибо за критику. :-) Если позволите, напомню, что я хотел спросить, начиная эту тему. В первую очередь - как правильно завести сигнал с датчика тока на вход микросхемы преобразователя, которая рассчитана быть стабилизатором напряжения. Второе - как скомбинировать этот сигнал с чем-то другим , чтобы ограничить (сверху и снизу) напряжение на выходе при отключенном аккмуляторе. В конце-концов, втайне надеялся, что добрые люди подкинут готовую схему или подскажут, где применяется подобный способ заряда аккумулятора и одновременной работы нагрузки от одного источника. Вообще говоря, я удивлен отсутствием интереса к подобной схеме стабилизатора. Неужели все вынимают аккумуляторы из изделий или отключают их самих, чтобы провести подзарядку? Или эра NiMH уже закончена, и все разработчики перешли на литий-полимер? ;-) Что касается отрицательного напряжения на токоизмерительном резисторе - myriad совершенно точно "просёк" (большое спасибо за моральную поддержку!  ), что при отключенном преобразователе оно никому не мешает. Я думал, это это очевидно. Также вполне очевидно, что можно подавать небольшое отрицательное напряжение прямо на входы большинства микросхем. Более того, максимальное (по модулю) его значение обычно нормируется (например, у LMV358 - минус 0.5 В). В общем, спасибо за замечания.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 17:54
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 174
Регистрация: 15-07-06
Пользователь №: 18 837
|
Цитата(DenisN @ Apr 9 2008, 19:53) Если позволите, напомню, что я хотел спросить, начиная эту тему. В первую очередь - как правильно завести сигнал с датчика тока на вход микросхемы преобразователя, которая рассчитана быть Куча схем в даташитах : датчик тока- это резистор, на котором ток преобразуется (самый простой преобразователь в напряжение, подаваемое на вход Fb. См, например, даташит на LM2704. Вы опять ничего не поняли: девайс должен работать НЕЗАВИСИМО от того, подключён он к сети или нет. В противном случае ЗУ (по вашей схеме) выйдет из строя из-за перегрузки по току. Потому как НЕТ сигнала обратной связи по току ( на вх Fb поступит минус - "давай, сколько можешь"). Вам нужен: 1. источник тока для заряда ( если надо с ограничением напряжения). 2. Датчик тока должен стоять в положительной шине ( поиск по "монитор тока"). Могу, конечно, и конкретную мсх дать, но это будет халява, из-за которой так и будете ... 3. Ток разряда акк-ра НЕ должен влиять на сигнал, поступающий на Fb. Это понятно?
|
|
|
|
|
|
Сообщений в этой теме
 DenisN Источник питания + зарядное устройство Apr 6 2008, 17:21  LVV Идея в принципе порочна, т.к. NiMh не могут работа... Apr 7 2008, 06:45 DenisN Цитата(myriad @ Apr 9 2008, 07:14) Нет зд... Apr 9 2008, 06:19 DenisN Цитата(LVV @ Apr 9 2008, 20:54) Куча схем... Apr 10 2008, 01:32 myriad 2 LVV:
LM2704 здесь неуместен. Догадайтесь, почему... Apr 10 2008, 02:54 DenisN Цитата(myriad @ Apr 10 2008, 05:54) 2 Den... Apr 10 2008, 06:40 LVV Цитата(myriad @ Apr 10 2008, 05:54) 2 LVV... Apr 10 2008, 07:20 DenisN Цитата(LVV @ Apr 10 2008, 10:20) Ссылка н... Apr 10 2008, 12:14 LVV Цитата(DenisN @ Apr 10 2008, 15:14) На сч... Apr 10 2008, 13:20 DenisN Цитата(LVV @ Apr 10 2008, 16:20) Слушайте... Apr 10 2008, 14:02 wim Цитата(DenisN @ Apr 10 2008, 18:02) ... П... Apr 10 2008, 14:26 DenisN Цитата(wim @ Apr 10 2008, 17:26) Извините... Apr 10 2008, 14:38 LVV Цитата(DenisN @ Apr 10 2008, 17:38) Если ... Apr 10 2008, 17:08 myriad 2 DenisN:
Предлагаю закончить тыкать пальцами в кн... Apr 11 2008, 03:11 LVV Цитата(myriad @ Apr 11 2008, 06:11) 2 LVV... Apr 11 2008, 07:09 myriad Цитата(LVV @ Apr 11 2008, 13:09) Напряжен... Apr 11 2008, 08:37 LVV Цитата(myriad @ Apr 11 2008, 11:37) Да, в... Apr 11 2008, 10:26 wim Цитата(LVV @ Apr 11 2008, 14:26) Откуда о... Apr 11 2008, 11:27 LVV Цитата(wim @ Apr 11 2008, 14:27) Но, если... Apr 11 2008, 11:41 wim Цитата(LVV @ Apr 11 2008, 15:41) Такое во... Apr 11 2008, 12:32 LVV Цитата(wim @ Apr 11 2008, 15:32) Так эти ... Apr 11 2008, 14:39 wim Цитата(LVV @ Apr 11 2008, 18:11) Разговор... Apr 11 2008, 14:49 LVV Цитата(wim @ Apr 11 2008, 15:32) Так эти ... Apr 11 2008, 15:02 wim Цитата(LVV @ Apr 11 2008, 19:02) Кстати, ... Apr 11 2008, 15:26 wim Цитата(myriad @ Apr 11 2008, 07:11) Ну та... Apr 11 2008, 07:15 DL36 Цитата(LVV @ Apr 9 2008, 10:35) Автору те... May 25 2008, 05:14 Linker Цитата(DenisN @ Apr 7 2008, 20:57) ОК, сп... Apr 7 2008, 15:21 Linker Порылся в своих архивах и нашел вот такую схемку б... Apr 11 2008, 15:04 LVV Цитата(Linker @ Apr 11 2008, 18:04) Порыл... Apr 11 2008, 15:16 LVV Цитата(Linker @ Apr 11 2008, 18:04) Порыл... Apr 12 2008, 10:25 Linker Цитата(LVV @ Apr 12 2008, 17:25) А, если ... Apr 12 2008, 12:52 LVV Цитата(Linker @ Apr 12 2008, 15:52) Совер... Apr 12 2008, 13:25 LVV Цитата(DenisN @ Apr 6 2008, 20:21) Коллег... Apr 15 2008, 06:51 DenisN Цитата(DenisN @ Apr 6 2008, 20:21) Коллег... Jun 3 2008, 15:55 LVV Цитата(DenisN @ Jun 3 2008, 18:55) Большо... Jun 4 2008, 12:07 wim Цитата(LVV @ Jun 4 2008, 16:07) Вы так и ... Jun 5 2008, 10:33 LVV Извините, но очень запутано...
Поясню на пальцах.... Jun 5 2008, 13:56 wim Цитата(LVV @ Jun 5 2008, 17:56) То есть д... Jun 5 2008, 14:15 LVV Цитата(wim @ Jun 5 2008, 17:15) С этим я ... Jun 5 2008, 14:51 DenisN Цитата(LVV @ Jun 5 2008, 16:56) Извините,... Jun 5 2008, 17:40 LVV Цитата(DenisN @ Jun 5 2008, 20:40) Спасиб... Jun 6 2008, 07:06 wim Цитата(LVV @ Jun 6 2008, 11:06) Похоже, в... Jun 6 2008, 07:16 LVV Цитата(wim @ Jun 6 2008, 10:16) При КЗ на... Jun 6 2008, 07:50 DenisN Цитата(LVV @ Jun 6 2008, 10:06) Похоже, в... Jun 6 2008, 18:03 LVV Защита акк-ра - это совершенно другой вопрос. Разу... Jun 7 2008, 10:21 DenisN Не прошло и полтора года :-) , и схема, наконец, ... Nov 11 2009, 19:46 myriad Цитата(DenisN @ Nov 12 2009, 00:46) Не пр... Nov 16 2009, 10:00 Sergei_Ilchenko По ссылке Ваше решение проблем с коммутацией: http... Jun 3 2008, 17:44 DenisN Цитата(Sergei_Ilchenko @ Jun 3 2008, 20:4... Jun 3 2008, 22:08
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
