Подскажите решение:
- есть источник питания, 1000Вт 48в,
- есть нагрузка, до 15А
- есть батарея 50АЧ, Lead Acid, (4шт. 12в последовательно).

При пропадании сети нагрузка должна питаться от батареи. При наличии сети - БП питает нагрузку и заряжает батарею.
Проблема в том, что имея 48в БП батарею не зарядить, а накрутить его выше по некоторым причинам нельзя.
Нагрузка терпит напряжение во всем рабочем диапазоне батареи.
Значит:
1) нужен буст.
2) нужно как-то ограничивать тока заряда.
3) нужно в конце заряда выключать буст.
4) нужно как-то переключаться на батарею при пропадании сети.
5) желательно как-то защитить батарею от полного разряда.

Каждая по себе задача вроде решаемая, а вот все вместе - с утра ломаю голову, но так ничего и не придумал.

Среди идей мелькало использование для п.5 LM5060+MOSFET, его же можно исползовать и для п.4. но откуда взять сигнал на переключение?
По п.1 мелькало использование LM5122+2xMOSFET.
Решил братиться к коллективному разуму

P.S. Устройство не для продажи для собствеееного использования, но и нужно штук 20 таких и штук 10 тоже самое, но на 24в, поэтому принято решение делать самим а не покупать готовое. Сами БП уже есть.

Это не зарядное устройство, а UPS. Полноразмерный.
1. Ставим штатный 48-вольтовый источник. Дорабатываем так, чтобы вывести от вторичной обмотки служебный выпрямленный сигнал "сеть есть". Если это делать не хочется - ставим этот источник и подаем его выход через диод.
2. Делаем гальванически развязанный или инвертирующий зарядный DC-DC стабилизатор. Он должен выдавать зарядные 42-56 вольта минусом относительно минуса источника 48В. Источник ограниченной мощности, ток выставит сам, точно ограничить нужно только напряжение хх - 13.7-13.8 вольта на банку. Долго батарея так не протянет, циклов 10-15. Лучше делать отдельные выходы или схему балансировки заряда между отдельными аккумуляторами.
3. Делаем бакбуст с выходом 48вольт относительно плюса батареи(минуса источника 48вольт). Соединяем по диодному ИЛИ с источниеом 48В.
4. Делаем монитор батареи , который контроллер бакбуста отключает при
- снижении напряжения батареи
- наличии сети (есть выход сетевого 48В или логический сигнал "сеть есть").
Монитор должен быть с гистерезисом, чтобы исключить повторные включения на "севшей" батарее. через пару минут напряжение на ней возрастет до 12 с копейками на банку, смотря какой емкости составной аккумулятор и как быстро он разряжался.
Вроде все.
Это делается чисто аналоговой схемой.
ЗЫ. Можно допустить и работу батарейного бакбуста при наличии сети. Там потеряется на хх процента два мощности. Но тогда нужно настроить 48В на 48,5, а бакбуст на 47.5 вольта, чтобы диодное ИЛИ работало безупречно.

я конечно могу ошибаться, но сейчас вообще вся современная телеком-аппаратура на 48 вольт по факту делается с рабочим диапазоном 36-72в.
после этого для UPS тупо берется выпрямитель на 56...72 вольт, а всё остальное делает контроллер заряда.

зы. посмотрите на любой промышленный UPS. хоть на УЭПС, хоть на Штиль.

ззы. зря уже купили БП. Навешивание дополнительного буста имхо будет сравнимо по стоимости с покупкой новых выпрямителей.

1) Это не телеком, несмотря на 48в питания.
2) аппаратура выдерживает 40-55в, но БП выдают ровно 48 (24) вольта, в этом все дело.

Да, к сожалению проще всего — это гонять туда-сюда полную мощность, а чтобы избавиться от балансировки, проще батареи соединить параллельно.

Также, проще и дешевле всего здесь будет обратимый (двунаправленный) синхронный повышающе-понижающий преобразователь топологии Cuk — как наименее требовательный к стоимости ёмкостей, т.е. пара ключей, их драйвер, конденсатор и пара дросселей. Все перечисленные в ТЗ пункты этот набор деталей реализует и каких-либо дополнительных силовых коммутаций и сигналов не потребуется.

Тоесть, Вы предлагаете включить 4 батареи не последовательно а параллельно, а при зарядке питать от понижающего 48>12 преобразователя, а при работе от батарей - им-же повышать 12>48?
А подходящий контроллер для этого "Кука" на киловатт не посоветуете?

Не понижать, а инвертировать 48 в 12 и обратно — только так можно реализовать защиту от КЗ и полное отключение.

Схему можно собрать на практически любом ШИМ-контроллере, драйверах с гальванической развязкой и трансформаторах тока.

Токи большие, и за КПД придётся побороться. Поэтому, как вариант, многофазный преобразователь.

Но может здесь с самого начала недопонимание. Я понял так, что нужно решение всего сразу, попроще и побыстрее.

Да, желательно всего сразу, попроще и подешевле.
И я не думаю, что киловаттный инвертор подходит под эти требования - я то собирался делать буст на 270Вт (54в*5А) , только на зарядку, или может быть вообще, если получится - на 30Вт ((54-48)*5).

Тогда самодельный переключатель питания на двух двунаправленных ключах и повышающе-понижающее зарядное на любом контроллере — классическое, т.е. один дроссель, два ключа и диода, или SEPIC, т.е. два дросселя, один ключ и диод.

Это самое худшее, что можно предложить. Сделать потом из 12 вольт под киловатт - очень проблематично.
За каждую 0.1 вольта нужно бороться. Балансир четырех батарей тут копейки стоить будет по сравнению с затратами на работу от 12 вольт.

Балансир никто делать не собирается.
Я понимаю что это и для чего нужно, но тут не требуется.

Ну не требуется, так не требуется. Ничего не мешает его потом подключить к уже готовому прибору без всяких переделок.
Но ввяжетесь в 12 вольт - весь пар в вентилятор и радиаторы уйдет. 150ампер коммутировать - уже не электроника, а "кого-то особенных умельцев" с газовой горелкой и ковкой меди.

А как этот "балансир" кстати, попроще делается?

Дайте воды напиться, потому что так есть хочется, аж переночевать негде
Разберитесь хорошо с силовой частью, балансир - дойдет очередь. Ничего там особо сложного.

Ну, я пытаюсь, но пока никто ничгео реального не подсказал и не посоветовал.

Вы не разобрались в том, что я Вам преложил?
Это вполне реально. Это работает в очень похожем приборе.

Не во всем.




В источники лезть нельзя. Было бы можно - накрутили бы им просто 55в и никаких бакбустов не надо.
Это делалось сотни раз и прекрасно работает.



Через "идеальный" конечно? Т.е. чип+мосфет, чтобы не терять 10-15вт на этом диоде.



Я примерно это и хотел сделать, только поставить буст как вольтдобавку к имеющимся 48в.
Но не могу придумать как коммутировать при этом батарею на нагрузку.
Но что значит "минусом относительно минуса 48в"?



Как делается эта балансировка?



В смысле бакбуст, который будет работать с батареи на нагрузку?
Итого, будет 2 преобразователя - один этот бакбуст и второй - зарядник?



Это как раз проще всего, вопрос только как лучше получить сигнал о работе от БП не вклиниваясь в него, и желательно без последовательного диода. По наличию АС не годится, чтобы детектировать не только пропадание сети но и выход БП из строя.
Я думал поставить маленький последовательный резистор на выходе БП, и по падению напряженияна нем ловить наличие тока. Идеально конечно аллегровский датчик тока на холле, но это дорого.

Нам не послышалось, 1,5 доллара — дорого?

Да вроде, последний раз когда их использовал, они стоили раза в 4 дороже. Я проверю.
Но там есть проблема смещения нуля и внешние поля.

Не убедили, потому что такой примитив, как SEPIC-зарядное и пару ключей, Вы тоже называете нереальным решением.

Если ключ Вам проще поставить чем диод - ставьте.
Бакбуст . Имеется в виду бустер у которого напряжение снимается не относительно земли, а относительно + входного.
Без "переваривания "полной мощности, одними только вольтодобавками задача, похоже, не решается.
Зарядное - SEPIC ( точнее CUK), флай, прямоход - большой простор для фантазии, поскольку мощность относительно небольшая.
Не хотите дорабатывать источник чтобы получить сигнал о его включении - не дорабатывайте, на диодном ИЛИ развяжете батарейный и основной источник. Заодно и признак работоспособности источника получите (до ИЛИ)

Диод конечно проще, но 10-15вт на нем рассеивать...




Жаль, в этом был основной смысл.



Понятно. В общем, лучше уболтать начальство вернуться к предыдущему решению, 55в с БП и не морочить себе голову ни с какими зарядниками с Куками. Решением многократно проверенное и прекрасно работало, что им в голову взбрело...

Устройство с бюджетом 6 долларов, заменяющее 5-секундное кручение отвёрткой — ничего другого, как пара страниц воды, здесь и не могло быть.

ТС не указал какой мощностью надо заряжать батарею!
Если хватит десятка ват, то можно плюнуть и поставить резистор и диод на батарею, если больше, то схем будет дороже, тока надо подсчитать в действительности ли требуется такую мощность вкачивать в батарейку(при малых зарядных токах она и проживет дольше)

Я писал - 5 ампер.




55*5 = 275 Вт.



Расскажите пожалуйста, куда надо поставить диод и резистор, чтобы зарядить батарею от БП 48в ?

Вы же не только заряжать ее хотите, но и разряжать?
И до каких пор? Пока не скиснет необратимо при первом же разряде?
Таких погремушек за доллар из диода и резистора на любительских форумах полно.
И серийно выпускаемых тоже - "Люксеоны", например.

С этим проблем нет, выключалка при падании напряжения ниже заданного (LVD) уже есть, в разных видах - и на реле и на мосфете.
Проблема только в заряде и коммутации.
Я писал в первом сообщении - предполагалось использование буста-вольтдобавки к 48в, но возникает две проблемы:
1) ограничение тока в начале заряда разряженной батареи, когда напряжение на ней меньше 48в - при неработающем бусте ток потечет в батарею через его диод. Значит, нужен не простой буст а кук/сепик, что-то без прямой гальванической связи БП и батареи.
2) коммутация батареи, при том что при заряде напряжение на ней выше чем на нагрузке.
Я подумал, что LVD на LM5060+MOSFET можно будет как-то и для этого исопльзовать, но тут видимо никто с этими микросхемами не работал.

Ага, проблема только в коммутации и заряде, всего-то? Еще - сложно понять как работает диодное ИЛИ?
Если у Вас свое , оригинальное видение задачи и путей ее решения, другие варианты даже не стоят чтобы вникнуть, - идите и решайте по-своему.
Если все ясно, то зачем тему открывать? Или заменять ее другой, вроде тонкостей применения LM5060.
Вам не за LM или МL хвататься нужно, а уяснить блок-схему прибора до конца. Как ее реализовать - дело ремесла.

Этих пролем уже достаточно



Да, мне сложно понять как работает "монтажное ИЛИ" на двух диодах, в том случае, когда энергия на выход должна идти со входа с меньшим напряжением.
Даже забывая о том, что каждый диод надо посадить на весьма приличных размеров радиатор.
Для малых токов я в такие схемы диоды ставил много раз, но не тогда, когда речь идет о 15 амперах и выше. Даже с шоттками.



Не горячитесь так, я давно знаю что на этом форуме получить ответ на любой вопрос крайне затруднительно, но я все же пытаюсь
В Ваши варианты я пытаюсь вникнуть второй день, но куда там у Ваc идут минусы и плюсы - не очень понятно. Если бы Вы набросали простой эскизик, было бы более понятно.


Блок схема примерно такая (вверху "обычная" блок схема, внизу - примерно то что я хотел сделать).
Если Вам не очень сложно - нарисуйте то что Вы предлагали, меня оно заинтересовало, но не все понятно.

Где-то так
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Теперь понятно, что Вы имелии ввиду. Спасибо.
В чем "фишка" того, что Вы ушли в минусовую полярность? (относительно минуса нагрузки).

Вот один из таких давно данных Вам ответов, виновных в недоставке ищите сами:

Понятное дело, иллюстрация вышесказанного адресована не Вам:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

"DRV" - это обычные хай-сайд драверы-левелшифтеры? Разве они работают на DC?
Идея в общем понятна.

А другие варианты есть? Столь же простые в реализации?
Бакбуст требует простого однообмоточного дросселя и защищен от короткого замыкания. Но полярность выходного напряжения несколько неудобна. Потому и смещена батарея вниз.
По сравнению с главным батарейным преобразователем зарядное - копейки, можно так, можно эдак. Это уже отдельный вопрос как его напряжение сместить вниз.

Вот он меня и смущает - его же на полную мощность делать придется. Почему не поставить ключи вместо диодного ИЛИ, чтобы коммутировать батарею и БП, и тогда между батареей и нагрузкой кроме них ничего не надо.
А зарядку - буст от входного, как я нарисовал. Мне кажется так будет гораздо проще.
Даже если на выходе БП поставить диод (с диодом очень просто диагностировать работает ли БП), и потерять на нем 10вт - не думаю что на киловаттном преобразователе потери будут меньше.

P.S. Я понимаю что весь тот геморррой вместо того чтобы просто покрутить потенциометр у БП, кажется несколько избыточным. Но во 1-х есть на то причины не технического характера, во 2-х - у конкретных БП не хватает диапазона регилировки подстроечником, на максимуме - 52-53в. А лезть внутрь поменять резистор в фидбеке нельзя по причине п.1

Полная мощность зарядного - всё равно выгоднее киловаттного преобразователя.
Но можно, наверное, и ключи. В том числе, параллельно диоду. Диагностируем БП и замыкаем диод ключом для снижения потерь.

Нет, здесь не о полной мощности зарядного речь, о полной мощности батарейного преобразователя.
Зарядника на 150 ватт вполне хватит.
В любом случае зарядник должен иметь широкий диапазон выходных напряжений, повышающе-понижающий. Буст не держит короткого, у простых ключей - та же проблема.
А сделать так, чтобы ничего не делать, кроме разъемов - пусть пробует ТС.

Но вполне держит ток КЗ блока питания - у того ведь не безграничная мощность.



Вы бы посмотрели, на тот "простой ключ", о котором я говорил в самом начале
У него есть ограничение по току, причем с учетом возможного InRush Current нагрузки.


Спасибо, попробую. Самой ценной мыслью была эта:


То есть используем в качестве диода внутренний диод мосфета, призакрывая мосфет на которткое время. Если БП не работает - так и оставляем в закрытом состоянии. Ислючительно для простоты - чтобы ловить сотни милливольт на прямом переходе диода, а не единицы-десятки милливольт на открытом канале мосфета. С примитивным управлением, от Пика за доллар.

Угу. Расскажите это параллельной батарее.
Про единицы милливольт на полевом транзисторе при 15-20А тоже кому-нибудь не тут.

Нет, если использовать N-канальный MOSFET, то внутренний диод будет встречно-параллельным.

В отличие от Вас, мы на этот LM5060, как и на всё остальное тоже, в самом начале сразу и посмотрели. И посоветовали, в отличие от Вашего, рабочие варианты.

Нет никакого ограничения тока у LM5060 — она не является источником тока, а только его аварийным прерывателем. Это означает, что она при всём Вашем желании не сможет перекинуть нагрузку с 47 В от пропавшего сетевого на 55 В от аккумулятора, потому что это означает перезаряд неизвестного номинала входной ёмкости нагрузки на 8 В, а ток "простого" ключа, каковым является LM5060, при этой операции условно равен бесконечности, и в лучшем случае она его успеет выключить.

Допустим, Вы найдёте готовый или сделаете сами драйвер ключа с настоящим ограничением тока. Тогда заодно припасите и мешок транзисторов, которые потребуется поставить параллельно, чтобы разделить всё тот же киловатт на вменяемые десятки ватт, потому что никак иначе требование ОБР не выполнить.

Да, так.
Игры с такими ключами навеяны микропроцессорными игрушками с пальчиковой батарейкой. Ток при коммутации киловаттных цепей можно по-настоящему ограничить только дросселем. А это уже и есть полномасштабный импульсный стабилизатор.
Есть, конечно дешевые УПС, ватт на 30-50, где нагрузку рвут контактами обычного реле. Но завариваются эти контакты после десятка переключений часто. При больших мощностях заварятся при работе на емкость почти наверняка.
Простенько задачка не решается, увы.

Смотря как включать. У нас несколько лет в двух устройствах используется "ideal diode" на LM5050, и N-канальный мосфет там включен так, что внутренний диод не встречный.


Это если реле совсем уж "обычное". А 30-амперный Finder 65-й серии на номинальных токах 15-20А работает без проблем.
В одно устойство, не UPS, ставили EPIC GX12 на коммутацию каждые 2 часа 500в 100А. Уже года полтора щелкает...
(был кстати, очень удивлен относительно низкой ценой этих контакторов, сейчас GX11 еще в одно устройство).

Про остальное - согласен. Увы, по простому не получится, буду настаивать чтобы вернулись к регулировке ББП на 55в, будет дешевле и без геморрою.

Есть способ мне кажется проще и дешевле, вот достаточно обычный способ зарядки батареек среди электролисапедистов))
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
можно сделать вот такую вольтодобавку с помощью гальванически развязанного ДС преобразователя, найти его на нужное напряжение и необходимую мощность не составит особого труда.
наверно еще потребуется дохлый дс/дс для драйвера.
Так что думаю можно обойтись без прямых киловатных преобразователей

Если так легко найти зарядный DC-DC, то назовите его.
Ну и насколько успешно он будет заряжать батарею от самой себя в автономном режиме тоже поясните, пожалуйста.

допустим это и далее из линейки той же компании можно выбирать, не реклама, просто такой под ногами валялся))
если уж очень точно можно набрать из нескольких штук, к тому же у них выходное подстраивается +-10%

Так меж 5 вольт и 56 выходного есть небольшая разница. Придется с нею считаться. Набрать из 5-вольтовок 55 вольт - решение достаточно сомнительное. Огромная стоимость , конструктивно сложно и никакая надежность.
И это... Вы когда-нибудь стандартный DC-DC на батарею включали? Ничего неожиданного не происходит?

нужно только одна две таких "коробочек", что бы 48 повысить до скольких нужно, добавив их последовательно с 48 вольтами, у той же фирмы есть и на другие напряжения "коробочки", а так что подобрать можно, нужен DC/DC не более 80 ватт.
конструктивно сложно это не может быть, среди "электротранспортников" это популярный и надежный метод. Возможно вы не до конца поняли мою мысль. взгляните еще раз на схему.
стандартная это какая?
единственный тут неприятный момент, это когда напряжение на батарейке просядет ниже 48, но он решаем)

Этот "единственный неприятный момент" все к нулю и сводит.
Блок-схема неработоспособна.

Дабы не плодить новую тему, имеется похожая задача...Нужно зарядить последовательно включенные 3 или 4шт. свинцово-кислотных акуммуляторов 12В(7 или 12А/ч), пока входной AC/DC могу выбрать любой подходящий, либо лучше собрать самому? На чем лучше собрать схему балансировки заряда каждого и при разряде под нагрузкой может быть разное напряжение на каждом и как тогда ослеживать отключение нагрузки в данном случае? Опыта не имел в разработке зарядных устройст, так что прошу помочь.И еще один вопрос мучает... есть AC/DC(HLG серия допустим от минвэла), которые имеют регулировку выходного тока и напряжения, возможно их применять как зарядные устройства без дополнительных схем, т.е. сначало заряжается фиксированным током, а потом зарядившись до ограничительного напряжения будет уменьшаться зарядный ток.