Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Схема LiIon зарядника
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему > Схемотехника
Skaf
Добрый день.

Делаю устройство с батарейным питанием от 3 банок LiIon. Соответственно нужен зарядник, балансир.
Особенность в том, что аккумуляторы длительное время не будут извлекаться из устройства, поэтому схема должна быть рассчитана на это, не потреблять много тока в режиме ожидания, не допускать глубокого разряда (30 дней достаточно).

На двух LM317 собран источник тока с ограничением в 1А 12,6В. Данный источник реализует стандартную тактику заряда- сначала стабилизированный ток, потом стабилизированное напряжение.

Микроконтроллер узнает, что подключено внешнее питание, проверяет напряжение на аккумуляторах, если есть разряженные банки- включает ключ зарядки, ток идет на аккумуляторы.
Микроконтроллер контролирует напряжение на каждой банке, если банка заряжена, включает ее балансировку, чтобы ток уходил на балансировочный резистор. Когда 3 банки заряжены, ключ закрывается и зажигается светодиод ChargeDone.

При разрядке микроконтроллер следит, чтобы напряжение на банках не падало ниже 3,2, и если это так, отключает ключ разряда и зажигает светодиод LowBatt

Источник питания для MCU линейный с низким током собственного потребления. MCU уходит в спящий режим, просыпаясь раз в пару секунд, чтобы сделать замеры напряжений и принять какие-либо решения.

Ну это я так думаю...
aaarrr
И каким образом МК откроет, например, Q1?
Александр1
Чем дальше элемент от "земли", тем меньше точность измерения напряжения на нем.
Может быть, применить преобразователь с тремя изолированными источниками со стабилизацией ток/напряжение и каждый элемент заряжать от своего источника? Тогда вопрос балансировки отпадает.
mantech
Цитата(aaarrr @ Jan 12 2018, 14:06) *
И каким образом МК откроет, например, Q1?

Да никаким, равно, как и Q2. Тут нужен драйвер, или через оптрон и резюк наконец...

И вообще, нет протектора уровней низкого и высокого, для контроля перезаряда каждой банки на случай зависона МК. Схема очень сырая.

По уму, надо ставить что-то подобное на измеритель и управление полевиками - https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq29330.pdf

Благо интерфейс стандартный и команды описаны.
Skaf
Цитата
И каким образом МК откроет, например, Q1?

Ну подаст 5В ему на затвор ) Не сработает?

Ошибка в подключении резисторов у VT1 и VT2. Случайно подключил к базе R6 и R7, они разумеется должны быть подключены к коллекторам.


То, что точность измерения напряжения у третьей банки меньше, чем у первой это понятно. Если бы у меня было 10 банок, такой способ бы не годился. Но на 3, думаю, сойдет. Устройство должно быть бюджетным, нет возможности поставить высоковольные Rail-To-Rail ОУ на банки.

А как заряжать тремя отдельными зарядниками не разделяя банки если они соединены последовательно? Условие по ТЗ - возможность не вынимать аккумуляторы из устройства.


Но в данной схеме, как показала практика, много косяков, о которых заранее и не подумаешь.

1. Вставляем в устройство первую банку и получаем первый косяк. Напряжение с первой банки идет на МК по цепи ADC1. Микроконтроллер обесточен т.к. питаться ему неоткуда. Получаем паразитное питание и подгоревшую ножку МК. Потом, эта ножка будет потреблять десятки миллиампер и убьет аккумулятор очень быстро, полностью его разрядив. Решение- подключить через резистор и шунтирующий конденсатор.

2. Резисторные делители жрут ток. Причем большой. Аккумы сядут за пару дней и умрут от глубокого разряда. Вижу выход в том, чтоб сильно увеличить их номиналы и зашунтировать конденсаторами, для защиты от помех, которые обязательно появятся.

3. Резисторный делитель из R6 и R9 жрет ток. Как решение думаю поставить диод шоттки между U2 и VT1


4. Микроконтроллер и его источник питания все равно жрут ток, даже в режиме энергосбережения, пусть и мало. И за месяц убьют таки аккумулятор глубоким разрядом. Как лечиться- не знаю. Думал подключить источник питания МК после выключателя. Но пользователь может его и не выключить. Нагрузку отрубит МК с помощью ключа VT2, но сам МК никто не отрубит все равно.

aaarrr
Цитата(Skaf @ Jan 12 2018, 14:46) *
Ну подаст 5В ему на затвор ) Не сработает?

Это с точки зрения МК будет 5, а транзистор увидит -3.4, что вряд ли побудит его открыться.
Александр1
Цитата(Skaf @ Jan 12 2018, 14:46) *
А как заряжать тремя отдельными зарядниками не разделяя банки если они соединены последовательно?

Трансформатор TV1-внешний преобразователь с выходом переменного тока, TV2-разделительный трансформатор внутри устройства, либо три одинаковых трансформатора, как удобней.
Другой вариант: преобразователь с тремя гальванически развязанными источниками внутри устройства.
HardEgor
Цитата(Skaf @ Jan 12 2018, 17:39) *
Особенность в том, что аккумуляторы длительное время не будут извлекаться из устройства, поэтому схема должна быть рассчитана на это, не потреблять много тока в режиме ожидания, не допускать глубокого разряда (30 дней достаточно).

При разрядке микроконтроллер следит, чтобы напряжение на банках не падало ниже 3,2, и если это так, отключает ключ разряда и зажигает светодиод LowBatt

Светодиод это будет самый потребляющий элемент в приборе.
Плюс как его будет зажигать микроконтроллер, если он в спячке, а аккумулятор разрядился?
Skaf
Да, Ваша правда.

Посмотрел на BQ29330, судя по описанию очень классная штука и, главное, стоит не дорого.
Но, блин, сложная. Есть ли аппноты, примеры?
Ga_ry
Эта модель снята с производства, вместо нее TI предлагает BQ76920 и к ней есть 8 апнотов.
Егоров
Обычно, раз есть микроконтроллер, то ничего толкового не получится.sm.gif
Jury093
Цитата(Егоров @ Jan 13 2018, 03:06) *
Обычно, раз есть микроконтроллер, то ничего толкового не получится.sm.gif

откуда такие выводы?
в тех же BQxxx стоит обычный микроконтроллер с обновляемой (не всегда) программой..
да, безусловно, есть ньюансы - малокушающая версия mcu, специфическая периферия (adc, pwm), но в целом - контроллер как контроллер
у Атмела (ныне Микрочип) была более открытая версия подобного контроллера на основе atmega32
http://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega32HVB
как сейчас у них дела не знаю, примерно
http://www.microchip.com/design-centers/an...tery-management

кстати, в тех же BQxxx регулярно всплывают косяки именно програмного характера - содержимое регистра не так меняется, ножка чипа дрыгается не так..

т.ч. при толковом программисте можно получить толк от контроллера в этой области sm.gif
обратное утверждение тоже верно - криворукий программист может запороть работу любого умного контроллера, при условие, что в этот контроллер можно грузить код или что-то настраивать..
mantech
Цитата(Егоров @ Jan 13 2018, 03:06) *
Обычно, раз есть микроконтроллер, то ничего толкового не получится.sm.gif


Если перефразировать - если есть прогер-быдлокодер - то да ничего не получится. А по сути - балансировочный зарядник без МК - разве, что на куче логики можно сделать... Но не нужно. rolleyes.gif

Цитата(Jury093 @ Jan 13 2018, 09:53) *
в тех же BQxxx стоит обычный микроконтроллер с обновляемой (не всегда) программой..


Вот эти контроллеры я б не стал ставить, почему и рекомендовал только чип измерителя. Фирмачи настолько увлеклись защитой своего бабла от перекидки банок аккумов, что их чипы блокируются при малейшей разбалансировке или переразряде. Причем фатально. crying.gif
Jury093
Цитата(mantech @ Jan 13 2018, 10:06) *
Вот эти контроллеры я б не стал ставить, почему и рекомендовал только чип измерителя.

компания Apple имеет полярное мнение:
google "bq20z80 apple"
лично разбирал акк от macbook, там действительно стоит такой чип..

вот ломает умелец:
https://media.blackhat.com/bh-us-11/Miller/...e_Public_WP.pdf

Цитата
Фирмачи настолько увлеклись защитой своего бабла от перекидки банок аккумов, что их чипы блокируются при малейшей разбалансировке или переразряде. Причем фатально. crying.gif

это всё мифы.. мифы..
нормально спроектированная батарея, с химией не из помойки вполне отрабатывает свой срок, и крайне редко срабатывает нестираемый Critical, который, кстати, можно просто заблокировать или подкрутить граничные условия под свои нужды..
в остальный случаях, если физика акков живая, контроллер вытягивает банки из состояния "deep discharge" капельным подзарядом и самостоятельно чистит Major алармы..
Ydaloj
18,20 лапы - нет блокировочного конденсатора на общий провод

Вот взять к примеру ICL7106,7107 - у них по входу стоят мегаомные (!) резисторы, и входной ток их АЦП соответствующий. Батарея скорее сама себя разрядит, чем через 1МОм.

Надо на нескольких ОУ с полевым входом сделать дифф.усилители. Они и будут загонять в АЦП нормированные к общему проводу сигналы о напряжении на банках. А резисторы в их обвязке - высокоомные.
mantech
Цитата(Jury093 @ Jan 13 2018, 10:50) *
компания Apple имеет полярное мнение:
google "bq20z80 apple"
лично разбирал акк от macbook, там действительно стоит такой чип..


Ой, вот эту компанию я б как раз не писал здесь, ибо они, а затем и все остальные возвели идею купил-сломалось-выбросил до абсурда. Ремонт тут практически невозможен.

Сам видел кучу асусовских батарей, которые дохли фатально просто полежав без зарядки пол-года, батареи были почти новые.

Цитата(Jury093 @ Jan 13 2018, 10:50) *
вот ломает умелец:


Умельцы пусть ломают, откуда у них доки неизвестно, у меня их не было.
Тут ТС проектирует зарядник "с нуля" и считаю, что ставить подобные чипы в данном случае не желательно.
Егоров
Цитата(mantech @ Jan 13 2018, 10:06) *
А по сути - балансировочный зарядник без МК - разве, что на куче логики можно сделать... Но не нужно. rolleyes.gif

Это от того, что неверно понимается сама задача балансировки.
Никто о ней всерьез не думал, думают только как трудоустроить микропроцессор и кодера а лучше двух-трех при нем.sm.gif
Plain
С балансировкой и прочей фантастикой надо бы малость погодить — автору не помешает хотя бы на пару минут отвлечься от рисования весёлых картинок на изучение, что такое полевой транзистор и как оно работает.
Егоров
Цитата(Skaf @ Jan 12 2018, 13:39) *
Микроконтроллер узнает, что подключено внешнее питание, проверяет напряжение на аккумуляторах, если есть разряженные банки- включает ключ зарядки, ток идет на аккумуляторы.

Ну это я так думаю...

Вот прочитайте свои хотелки раз 20-30 и разок серьезно их обдумайте.
ЗАЧЕМ контроллеру проверять внешнее питание, потом проверять напряжение на аккумуляторе? Достаточно просто подключить аккумулятор к зарядному устройству. Будет напряжение в сети - будет оно заряжать или поддерживать неограниченно долго буферный режим. Исчезнет сеть - останется голый аккумулятор с микропотреблением каких-то измерительных цепей зарядника. Волне реально 0.3-0.5 мА.
А балансировка ... далеко еще до нее... раз 100 хотелки прочитать и осмыслить: что действительно необходимо, а что просто случайно захотелось.
Ydaloj
поддерживаю.
По аналогии ТС, чтобы заправить автомобиль, надо вставить пистолет в горловину, включить зажигание, затем компьютер автомобиля определит, что вставлен пистолет и открывает какой-нибудь клапан заливки топлива или насос.
Но нет же, мы ведь просто открываем крышку бензобака и льём бензин. На выключенном авто.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.