Автоматическое ЗУ-приставка для свинцовых батарей на МК.

[Слон]

Интересно, как это ты умудрился, в Р-канальный полевик всунуть N-канальный ...

Ага, сегодня не мой день, туплю...

[RomanT]

Интересно, как это ты умудрился, в Р-канальный полевик всунуть N-канальный ...

Ага, сегодня не мой день, туплю...

поступило предложение нам с тобой прийти к консенсусу:

полевик N-канальный, но чоппер по плюсу:

подход такого типа:


только сразу скажу - мне не нравится питание ИМС
сразу предлогаю два стабилизатора типа LM7805 (для МК/дисплея/ОУ) и LM7815 (для ИМС/кулер)

Но похоже нужно сначало собрать как есть, а потом потихоньку приучивать к МК ...

Блин, чует моё сердце, что результат будет близок к чопперу по минусу от МК, только с наворотами ...

[Starichok51]

не правильно сделано.
чтобы N-канальный полностью открывался в плюсовом проводе, нужно еще вспомогательное напряжение, выше входного на 12 Вольт примерно. для управления таким транзистором можно применить схему из вложения. но нужно учесть, что все равно надо мощный драйвер, чтобы через внутренний диод быстро заряжать затвор.
и еще полный бред нарисован по второму усилителю (15 и 16 ноги).
а делать надо именно на тл494.
по первому усилителю можно оставить стабилизацию напряжения, как у вас нарисовано, только на 2 ногу через R10 подавать не опорное с 14 ноги, а с аналогового выхода задание.
а второй усилитель можно использовать для стабилизации тока. на 15 ногу подаем задание (аналогично цепям по 2 ноге), а на 16 ногу подаем напряжение обратной связи по току.
и тем самым освобождаем МК от работы, которую он, в принципе, не в состоянии сделать оперативно.
к тому же, если для автоматической регулировки использовать МК, то в программе должны быть программные ПИ-регуляторы, чего у вас наверняка не сделано. да и навряд ли вы знаете, как это сделать.
но в любом случае, как я уже говорил, регулирование тока от МК будет безнадежно опаздывать - дроссель будет успевать влетать в насыщение.
даю оба варианта - русский и английский.

[RomanT]

не правильно сделано.
чтобы N-канальный полностью открывался в плюсовом проводе, нужно еще вспомогательное напряжение, выше входного на 12 Вольт примерно. а делать надо именно на тл494.

Спасибо, что не бросаете нас, недоучек ...

накидайте, пожалуйста, схемку, как это сделать правильнее с применением тл494

делать надо именно на тл494.
тем самым освобождаем МК от работы, которую он, в принципе, не в состоянии сделать оперативно.
к тому же, если для автоматической регулировки использовать МК, то в программе должны быть программные ПИ-регуляторы, чего у вас наверняка не сделано. да и навряд ли вы знаете, как это сделать.

Да понятно, что регурировка должна быть автономной (типа tl494), но с изменяемыми параметрами от МК, к примеру программируемые потенциометры (цифровые прецизионные подстроечные резисторы, номиналы которых: 1К, 10К, 50К, 100К) и установить их в делители обвязки tl494
и нихай TL-ка пашет, так, как выставит МК ...


А также всё-ещё хочется услышать ваше мнение, по поводу чоппера по минусу,
ИМХО с чоппером на минусе легче управлять полевиком с более чёткими сигналами.

К тому-же 5-ти вольтовые уровни МК, легко преобразовать в 12-15 вольтовые, логическими повторителями с открытым коллектором типа SN74LS06N и чётко управлять драйвером, а соответственно ключом чоппера.

для автоматической регулировки использовать МК

В том виде, в котором Вы понимаете - У нас и мыслей таких небыло,
МК используется только для изменения хар-тик, для задания алгоритмов заряда IUIoU и IUoU
1 этап. I - стабилизированный ток равный 0.1С-1.0C, до достижения напряжения 14.4-14.6 В
2 этап. U - стабилизированное напряжение уровнем 14.4-14.6 В, до достижения тока 0.02С
3 этап. I - стабилизированный ток равный 0.02С, до достижения напряжения 16.0-16.5 В
4 этап. o - переход с режим хранения
5 этап. U - хранение, стабилизированное напряжение 13.8 В

4 и 5 этапы, для стартёрных АКБ заменяются на стабилизированное напряжение 16.0-16.5 в течение 2-х часов, с последующим отключением.

Создаётся примерно такой график:



За базу был взят фирменный девайс atmel AVR-450:

[Starichok51]

в фирменном преобразователе вообще 14 кГц. поэтому затвор успевает боле-мене разряжаться на 680 Ом, но затяжка разряда все равно будет большая. все равно я не согласен с таким большим номиналом для даже фирменного решения.
насколько я понял, МК может выдать только 2 ШИМ-сигнала от двух таймеров и не может выдать чистого аналога.
один нужен для управления чоппером, второй вы планируете для разряда?
в общем-то, нужно сделать только стабилизацию тока. за напряжением пусть не спеша следит МК.
с цифровыми потенциометрами дело не имел, здесь ничего не могу посоветовать.
брать падение напряжения на ACS758 для обратной связи по току может не получиться, так как у нее сопротивление всего 100 мкОм, это при токе 30 Ампер получается всего 3 мВ. либо подобрать прецизионный ОУ для усиления этого падения. что-то типа OP27GS или OP37GS.
так я уже сказал, что управлять по минусу проще. и не нужно мудрить со сдвигом уровня или трансформатором управления.
подумать надо... отфильтровать ШИМ, чтобы стал гладким, потребуется большая постоянная времени, а это может, как раз, заменить "мягкий" программный переход от одного тока к другому. но с другой стороны, программа должна дождаться окончания переходного процесса, прежде, чем принять решение о коррекции тока.
в общем, проблем видится много...
на сколько быстро у вас в программе организован цикл измерений, и как он у вас организован? по прерыванию или еще как?

[RomanT]

в фирменном преобразователе вообще 14 кГц. поэтому затвор успевает боле-мене разряжаться на 680 Ом, но затяжка разряда все равно будет большая. все равно я не согласен с таким большим номиналом для даже фирменного решения.
на сколько быстро у вас в программе организован цикл измерений, и как он у вас организован? по прерыванию или еще как?

Ну вообще-то вы зря ленитесь почитать даташит atmel AVR-450:, он состоит из двух чопперов, один на 14 КГц,
второй на 100 КГц:



Там-же расписаны все алгоритмы управления ШИМ в МК ...

брать падение напряжения на ACS758 для обратной связи по току может не получиться, так как у нее сопротивление всего 100 мкОм, это при токе 30 Ампер получается всего 3 мВ. либо подобрать прецизионный ОУ для усиления этого падения. что-то типа OP27GS или OP37GS.

ну вот, опять вы не в курсе дела, почитайте даташит - ACS758 это не ШУНТ в прямом понимании ...
на сколько я понял ACS758 - это эквивалент 2 Вольтового шунта (40 мВ/А),
и при нагрузке 30 ампер (0.04 В * 30А ) на выходе выдаст 1,2 вольта ...

так я уже сказал, что управлять по минусу проще. и не нужно мудрить со сдвигом уровня или трансформатором управления.
подумать надо... отфильтровать ШИМ, чтобы стал гладким, потребуется большая постоянная времени, а это может, как раз, заменить "мягкий" программный переход от одного тока к другому. но с другой стороны, программа должна дождаться окончания переходного процесса, прежде, чем принять решение о коррекции тока.
в общем, проблем видится много...

Вот, о чём я и говорил, ИМХО на минусе и нада делать ...

насколько я понял, МК может выдать только 2 ШИМ-сигнала от двух таймеров и не может выдать чистого аналога.
один нужен для управления чоппером, второй вы планируете для разряда?

на сколько я в курсе их три, но возможно два из них зависят от одного таймера ...
Да, совершенно верно, для разряда/тренировки/десульфации и т.п. ...

[Goodefine]

...МК используется только для изменения хар-тик, для задания алгоритмов заряда IUIoU и IUoU
1 этап. I - стабилизированный ток равный 0.1С-1.0C, до достижения напряжения 14.4-14.6 В
2 этап. U - стабилизированное напряжение уровнем 14.4-14.6 В, до достижения тока 0.02С
3 этап. I - стабилизированный ток равный 0.02С, до достижения напряжения 16.0-16.5 В
4 этап. o - переход с режим хранения
5 этап. U - хранение, стабилизированное напряжение 13.8 В

4 и 5 этапы, для стартёрных АКБ заменяются на стабилизированное напряжение 16.0-16.5 в течение 2-х часов, с последующим отключением.

Забавно, когда то давно сформулировал для примерно такие же требования:

1. Питание от ИБП (для снижения габаритов).
2. Управление микроконтроллером.
3. Отображение (выбор с помощью нескольких кнопок) режимов работы ЗУ и параметров процесса на LCD дисплее.
4. Режим работы по умолчанию может быть изменен (хранение параметров в EEPROM)
5. Соответствующие токи формируются с помощью ШИМ-ования мощных полевых транзисторов (плюсы: пульсирующий ток полезен для АКБ, легко регулировать токи; минус: относительно трудно организовать корректное измерение действующих значений токов).
6. Защита от КЗ и переполюсовки.

Для задания режима работы (если он отличен от режима по умолчанию), необходимо выбрать емкость АКБ из стандартного ряда и, собственно, режим.
Режимы следующие:
1. Заряд постоянным током (классический).
а) ток 0.1*Q (Q-емкость АКБ).
б) ток 0.05*Q (щадящий режим).
после начала кипения (16.2В на батарее) снижаем ток в 3 раза и заряжаем еще 2ч.
2. Ступенчатый заряд (экономим время).
-ток 0.15*Q до 14.7В
-снижаем ток в 2-а раза(0.075*Q) и снова заряжаем до 14.7В
-потом ток 1А до 16.2В
3. Заряд реверсивным током.
здесь тоже возможно разделение:
а) ускоренный реверсивный заряд (0.25*Q)
б) нормальный реверсивный заряд (0.1*Q)
в) малый реверсивный заряд (десульфатация) (2А)
разрядный ток во всех случаях равен 0.1 от зарядного. Длительность разрядного и зарядного токов соотносится как3/1. Остальное как в реж.1
4. Непрерывный подзаряд.
По окончании заряда устанавливается ток 0.01*Q.
Режим отключаемый.
5. Режим оценки емкости батареи (режим разряда).
а) током 0.1*Q
б) током 0.05*Q
батарея разряжается до 10.5В

Но так и не сделал. На этом железе возможно это реализовать? Схему особо пока не рассматривал...

[RomanT]

Забавно, когда то давно сформулировал для примерно такие же требования:

1. Питание от ИБП (для снижения габаритов).
2. Управление микроконтроллером.
3. Отображение (выбор с помощью нескольких кнопок) режимов работы ЗУ и параметров процесса на LCD дисплее.
4. Режим работы по умолчанию может быть изменен (хранение параметров в EEPROM)
5. Соответствующие токи формируются с помощью ШИМ-ования мощных полевых транзисторов (плюсы: пульсирующий ток полезен для АКБ, легко регулировать токи; минус: относительно трудно организовать корректное измерение действующих значений токов).
Но так и не сделал. На этом железе возможно это реализовать? Схему особо пока не рассматривал...

Этот девайс уже реализован, ссылка на тему по нему в первом посту.


В данной теме обсуждаем приставку к любому источнику ...

[Слон]

А как вам вот такой драйвер?
UCC27221

[RomanT]

А как вам вот такой драйвер?
UCC27221

Во, вот это тема, на сколь я понял,
нижний полевик открыт, когда верхний заперт и наоборот ?
Только почему UCC27221, а не UCC27222 ? UCC27221 - он инвертированный ...

А, кстате, фотки по чоппера по минусу:



длительность импульса чётко соответствует заданной МК, но драйвер тоже нада ...

[Starichok51]

кстати, совсем упустил этот момент. у irf тоже есть такие драйверы. например, 2104 и 2111.
нижний полевик выполняет функцию диода, причем, с гораздо меньшими потерями.
мне в лом расшифровывать английский текст...

Там-же расписаны все алгоритмы управления ШИМ в МК ...

но что-то у вас по готовым алгоритмам плохо получается...
можно попробовать и с выхода ACS758 взять усиленный сигнал. если только ее общая задержка (до 5 мкс) не повлияет на регулирование.

[RomanT]

но что-то у вас по готовым алгоритмам плохо получается...

для этого девайса ещё вообще нет алгоритма, просто ведутся изыскания силовой части и тестирования её ...

готовый алгоритм есть в теме, ссылка на которую в первом посту - там готовый девайс управления АТ ИБП на тл494

если только ее общая задержка (до 5 мкс) не повлияет на регулирование.

Мне кажется, Вы немного перемудряете ...
Либо немного не допонимаете затеи ...
Тут даже задержка в минуту, достаточна (не кретично)...

test_razrad-zarad.zip

таблица

(5.49 КБ) 637 скачиваний

кстати, совсем упустил этот момент. у irf тоже есть такие драйверы. например, 2104 и 2111.
нижний полевик выполняет функцию диода, причем, с гораздо меньшими потерями.

О, точно! Спасибо большое ! это то что доктор прописал ...

[Starichok51]

Либо немного не допонимаете затеи ...
Тут даже задержка в минуту, достаточна (не кретично)...

это вы недопонимаете принципов регулирования и влияние на регулирование быстродействия компонентов.
задержка в минуту будет именно кретична... в смысле, кретинична...

[Слон]

Я вот тут подумал, сделал обзор аналогичных преобразователей.
Starichok51 дело говорит. Не так уж и важно, чоппер будет в плюсовой цепи или в минусовой. Нужно лишь правильно организовать драйвер затвора и будет одинаково. Проблема в другом. Такая схема чоппера нормально работает при относительно небольших токах. В наших с Романом экспериментах это 8-13 Ампер. При увеличении тока сказывается изменение индуктивности дросселя из-за быстрого насыщения сердечника, что и приводит к нелинейной регулировке. (Роман, вспомни, как у тебя ток начинается с 4-х ампер при минимальной скважности. Сколько у тебя ламп а нагрузке? Какова их мощность? А если уменьшить до 100Вт, то гораздо лучше, правда?). Итого,для достижения требуемого тока в 30А мне видится три пути решения:
1. Попытаться запараллелить два-три таких чоппера.
2. Применить внешний ШИМ-контроллер. Из огромной массы таких микросхем нам вполно подойдет дешёвый и распространённый TL494. Я сейчас прорабатываю схему. Скрее всего, придется осуществлять две регулировки ШИМ-ом с помощью МК. Одну по току, другую по напряжению. ШИМ пропускаем через RC-фильтр второго порядка, получаем таким образом простой ЦАП. Полученный аналоговый сигнал подаем на вход управления ШИМ-контроллера. Всё аналогично предыдущей версии ЗУ из БП АТ/АТХ. Далее. Нужно снимать сигнал обратной связи по току. Не знаю, как там у датчика тока ACS758 с быстродействием и уровнем собственных шумов. Раньше не имел с ними дела. Возможно, придется от него отказаться в пользу резистивного шунта. Здесь надо экспериментировать.
3. Применить другую схему преобразователя, например, прямоходовой полумост
Возможно сочетание п2 и п1.
Всё непросто, однако
Закончу рисовать схему, выложу....

[Starichok51]

1. Попытаться запараллелить два-три таких чоппера.

на материнских платах для питания проца так и сделано. существуют даже 12-фазные ШИМ-контроллеры.
2. по напряжению я вам сказал, регулировка не нужна. вот напряжение можно и раз в минуту посмотреть.
так как RC-фильтр второго порядка будет весьма инерционный, ток будет регулировать тл494. а вот МК может в каждом цикле измерений проверить ток и дать корректировку.
настройте сначала чоппер с резистивным шунтом и с обычным потенциометром, а не от МК. потом попробуйте применить ACS758, и сравните результат.
и еще. вы, ребятки, хоть когда-нибудь слышали, что в импульсных схема монтаж должен иметь минимальную длину?
а на ваших фото схема размазана на длинных проводах по всему столу.
провода (любой длины) имеют индуктивность. эта индуктивность, как обычно, запасает энергию. а энергия пропорциональна квадрату тока. со всеми вытекающими неприятностями... в том числе с огромным звоном на ваших осциллограммах.
если сделать монтаж правильно и коротко, можно обойтись и один чоппером, а не несколькими.
с размером сердечника понятно. Ш20х28. а сколько витков и какой зазор?
нужно обеспечить, чтобы он не насыщался при 50-60 Амперах.

[RomanT]

с размером сердечника понятно. Ш20х28. а сколько витков и какой зазор?
нужно обеспечить, чтобы он не насыщался при 50-60 Амперах.

М2000НМ Ш20х28, зазор 2.0 мм, провод ПВ-3 6мм2, 16 витков, 71.8 мкГн
Фото на первой странице темы

у irf тоже есть такие драйверы. например, 2104 и 2111.
нижний полевик выполняет функцию диода, причем, с гораздо меньшими потерями.

сегодня взял один такой, IR2111, на испытание,
Вот типовая схема:


1. запитаю от стабильных 15 Вольт (Vcc)
2. IN с порта МК
3. два одинаковых полевика IRFP3077
4. чоппер по плюсу

Посмотрю что получится.

ZU_30A_21.JPG

Я понимаю Вашу иронию, но попробовать хочется ...
Ваши слова не проходят мимо ушей и Ваш опыт нам ценен.

[falki]

китайском электропогрущике JAC зарядка в первую минуту тестирует аккумулятор .
он 48 вольт зарядка поднимает наряжение до номинала 68 вольт.
и сбрасывает напряжение до 52 вольт и начинает медлено заряжать до 68 вольт.

[Starichok51]

Я понимаю Вашу иронию, но попробовать хочется ...

немножко, может, и ирония. но размазывать по столу недопустимо, даже на толстых проводах...

[RomanT]

потестил сёдня ночью драйвер IR2111 (Vcc +15в) с ШИМ-ом от МК, с шунтированием TTL уровня на +5в ("0" на +5, "1" на +9в)
Всё хорошо, но, при отсутствии сигнала на входе, на обоих выходах - высокий уровень
т.е. откроется холодное плечо, на истоке горячего земля, открывается горячее плечо и привед к.з. ???

Сегодня поставлю К561ПУ8, посмотрим чё получится ...

P.S.: Starichok51 - не переживайте, управление чоппером будет с TL494 - это тестит Слон, я тестирую дравер и силу - мне проще брать управляемый руками сигнал ШИМ с МК ...

[Слон]

Может, лучше брать IR2104? У неё еще вход ShutDown имеется. Нам же нужно ещё и защиту от переполюсовки организовать.