Автоматическое ЗУ-приставка для свинцовых батарей на МК.

[Слон]

Хотелось бы задать пару вопросов Starichok51, как человеку, весьма компетентному в данном вопросе.
Для изучения работы чоппера собрал вот такую схему:

Все регулировки аналоговые, никаких микроконтроллеров пока .
В принципе, всё работает, но..
1. На частоте преобразователя 33 кГц без нагрузки греется дроссель, почему? Из-за насыщения, что-ли? И при этом ток, потребляемый преобразователем от источника около 300мА. И это без нагрузки. Дроссель брал с компового блока питания, на тороидальном ферритовом сердечнике.
2. Увеличил частоту до 100 кГц дроссель перестал греться, начали греться транзисторы. И это всё без нагрузки.
С транзисторами понятно, посмотрел осциллограммы-видно, что на высокой частоте сказывается влияние скорости нарастания и спада импульсов (фронты).
Хочется увеличить частоту, чтобы дроссель поменьше был в размерах.
Пока что добился некоторого компромисса, применив на частоте 100 кГц транзисторы IRFZ48. В этом случае, без нагрузки ничего не греется, потребляемый ток 50-100 мА. Без нагрузки. Под нгрузкой 6А преобразователь работает нормально, транзисторы и дроссель греются равномерно. Температуру измерить пока нечем, но палец удержать можно.

[Starichok51]

1. не зависимо от наличия нагрузки ток через дроссель нарастает или спадает, в зависимости, какой ключ включен. дроссель и выходной конденсатор можно представить и как Г-звено ФНЧ. а процессы в фильтрах, думаю, тебе знакомы.
Дроссель их компового блока питания выполнен не на ферритовом сердечнике. это порошковое железо или что-то ему подобное с низкой магнитной проницаемостью. причем именно этот материал (особенно кольца желтого цвета) имеет большие потери на перемагничивание.
и если ты его не перематывал, то на 33 кГц у него была довольно большая переменная составляющая тока (большая пульсация тока). поэтому и нагрев у него наблюдался значительный.
2. с увеличением частоты в 3 раза размах пульсации тока в дросселе уменьшился в 3 раза. соответственно, уменьшились потери на перемагничивание, и уменьшился нагрев дросселя.
скачай мою программу для расчета дросселя бустера/чоппера download/file.php?id=50800
теперь по схеме.
ферритовый сердечник с немагнитным зазором будет всяко лучше этих колец.
1. для ОС по току совсем необязательно использовать отдельный ОУ для усиления напряжения. можно с резистора R9 (0,01 Ома) прямо подавать на вход внутреннего ОУ. внутренний ОУ ничем не хуже LM358. соответственно, нужно изменить соотношение резисторов R4 и R6.
2. с 15 ноги на 3 ногу тоже нужна цепь коррекции, как и для первого ОУ (со 2 ноги на 3 ногу). эту цепочку нужно подобрать по устойчивости всей системы, по отсутствию автоколебаний. в простейшем случае это может быть один конденсатор.
3. если выходное напряжение нужно 5 Вольт и более, то по ноге 15 можно делитель не делать, а подавать на 15 ногу прямо 5 Вольт с 14 ноги, но через резистор, обеспечивающий работу цепочки обратной связи с 3 ноги на 15 ногу.

[RomanT]

Для изучения работы чоппера собрал вот такую схему.

сила через R19 - это шутка такая ?

[Starichok51]

я номиналы не смотрел. да и R20 - тоже шутка?
R20 по питанию (12 нога) обычно имеет значение 22 Ома.стабилитрон я бы посоветовал на 12 Вольт, чтобы не давать в затворы избыточный заряд, а потом не ждать, когда снимется этот лишний заряд.

[RomanT]

я бы посоветовал на 12 Вольт, чтобы не давать в затворы избыточный заряд, а потом не ждать, когда снимется этот лишний заряд.

О, точно, СПС !

[Слон]

Дроссель их компового блока питания выполнен не на ферритовом сердечнике. это порошковое железо или что-то ему подобное с низкой магнитной проницаемостью. причем именно этот материал (особенно кольца желтого цвета) имеет большие потери на перемагничивание.
и если ты его не перематывал, то на 33 кГц у него была довольно большая переменная составляющая тока (большая пульсация тока). поэтому и нагрев у него наблюдался значительный.

Вот оно что! А я-то думал, что там феррит, только покрыт чем-то жёлтым . Интересно, зачем они так делают?
За программу спасибо!

[Starichok51]

дроссели должны работать и при этом не насыщаться при довольно большом числе ампервитков.
для этого нужен немагнитный зазор, чтобы на зазоре падала почти вся намагничивающая сила.
порошковое железо, альсифер, и прочие подобные материалы прессуются с наполнителем, который создает так называемый распределенный зазор.
обычный феррит без зазора, в зависимости от размеров, насытится примерно при 4-10 ампервитках.

[RomanT]

обычный феррит без зазора, в зависимости от размеров, насытится примерно при 4-10 ампервитках.

Я вот щас собрался мотать дроссель 100 мкГн, 30 Ампер, входное напряжение 20-25 Вольт
на Ш20х28 М2000НМ, проводом ПВ-3 диаметром 2.764мм (6мм2)

По моим данным зазор 2.5мм, 18 витков

[Слон]

порошковое железо, альсифер, и прочие подобные материалы прессуются с наполнителем, который создает так называемый распределенный зазор.

... и которые уменьшают магнитную проницаемость, увеличивая потери на перемагничивание, так? Но как-то же он работает при этом! Частота там примерно такая же, 30-50кГц. По цепи 5В ток до 20 Ампер. Пятивольтовая обмотка ДГС имеет 16 витков (у меня так). Интересно, какая у него индуктивность? И почему они применили такое решение вместо того, чтобы поставить сердечник с высокой магнитной проницаемостью и нужным зазором?

[serg_ns]

Слон Примерно 7мкГн. Из-за дешевизны и удобства в производстве

[RomanT]

Вот что получилось:


18 витков провода ПВ3 - 6мм2 (эквивалент диаметра 2.764 мм)

Ещё испытал под нагрузкой (до 22А) полевики IRFZ48N с драйвером IR2111 (Vcc +12v)
- значительно меньше греются, чем IRL3705N и IRFP3077.
Предлагаю именно их включить в схему.

Слон ну что, давай корректируй схему, по замечаниям, да собирать будем,
пора уже цифровые патенциометры (для управления TL494 от МК) и датчик тока (для МК) испытывать ...

[Слон]

Вот-вот, и мне IRFZ48N больше понравились. И дешевле они...
Думаю, мы запросто обойдёмся без цифровых потенциометров. Я уже испытал вот эту схему:

В ней узел на ОУ эмулирует работу датчика тока (ну нету у меня его пока ). Еще немного поэкспериментирую с разрядностью ШИМ (для плавности регулировки) и начну уже разрозненные куски программы объединять в одну. Прошу всех высказывать пожелания сейчас, а то потом поздно будет .

[Starichok51]

между движком резистора R6 и входом усилителя ошибки (2 нога) нужно поставить резистор, чтобы интегратор на основе этого усилителя мог нормально работать, когда движок этого резистора находится в нуле.
величина сопротивления принципиального значения не имеет, можно взять 4,7-10 кОм. а возбуждение, если будет, потом убить емкостью конденсатора.

[RomanT]

Прошу всех высказывать пожелания сейчас, а то потом поздно будет .

ИМХО - "к чёрту" зашитые профили АКБ и замеры ёмкости, как бесмысленные!

Ручное программирование профилей АКБ, хранимое в EEPROM
0. Ручной ввод ёмкости и типа АКБ (IUIU/IUoU)
1. Ручной ввод тока заряда первого этапа I
2. Ручной ввод напряжения второго этапа U
3. Ручной ввод тока третьего этапа I
4. Ручной ввод напряжения четвёртого этапа U
5. Ручной ввод времени 4-го этапа для алгоритма IUIU
6. Ручной ввод порога температуры АКБ, при котором начинать снижение напряжения

Ручное профилирование Нагрузки разряда, также хранимое в EEPROM

Ручное профилирование алгоритма десульфации, также хранимое в EEPROM

Т.е. иметь интерфейс пользователя типа SETUP

Я вижу это примерно так:




P.S.: алгоритм IUIU - это адаптированный алгоритм IUIoU, т.е. oU заменены, на U по времени.

А так-же хочется видеть датчик тока, датчик t АКБ, датчик t кулера, таймер реального времени (часы/календарь)

[Starichok51]

А так-же хочется видеть ... таймер реального времени (часы/календарь)

в любом случае программа должна функционировать в реальном времени, иначе как отмерять время заряда и разряда. и в этом случае можно налепить любое число разных таймеров, да еще плюс обычные часы...

[Слон]

Ну, время заряда и разряда нам не так уж и важно, это, как и часы с календарём- дополнительные удобства. В процессе заряда на дисплее отображаются:
1. Профиль
2. Напряжение и ток
3. Температура АКБ и радиатора
А если ещё время и дату добавить- не поместится всё на дисплей WH1602. Тогда друой дисплей нужен .
RomanT, а что такое ступенчатая десульфатация? Кажется, я что-то пропустил.

[RomanT]

RomanT, а что такое ступенчатая десульфатация? Кажется, я что-то пропустил.

Ну десульфация бывает разной,
1. в процессе заряда, чередованием (столько то секунд заряд, столько-то разряд и снова)
2. Ступенчатый, который рекомендуют профессионалы и производители АКБ, вот к примеру из инструкции стартёрного АКБ "АКОМ" Са/Са

Что же такое «сульфатация пластин».

Мелкие кристаллики сульфата свинца во время зарядки нормально разряженного аккумулятора без проблем вновь преобразуются в металлический свинец (негативная пластина) и PbO2 (позитивная пластина), составляющие активную массу пластин. Однако если оставить батарею в разряженном состоянии, сульфат свинца начинает растворяться в электролите до его полного насыщения, а затем выпадает назад на поверхность пластин, но уже в виде крупных и практически нерастворимых кристаллов. Они откладываются на поверхности пластин и в порах активной массы, образуя сплошной слой, который изолирует пластины от электролита, препятствуя его проникновению вглубь активных масс. В результате большие объемы активной массы оказываются "выключенными", а общая емкость батареи значительно уменьшается.

Восстановление такой батареи, как правило, проводят, применяя так называемый
«ступенчатый режим»:
а. начинают зарядку током 0,1C20;
б. разряд батареи, например автомобильной лампочкой ≈ 100вт (8 Ампер) в течение 30 минут;
в. заряд батареи током 0,05C20 ≈ 24 часа;
г. разряд батареи (пункт «б»);
д. повторить пункт «в» ≈ 32 часа.

В процессе заряда на дисплее отображаются:
1. Профиль
2. Напряжение и ток
3. Температура АКБ и радиатора
А если ещё время и дату добавить- не поместится всё на дисплей WH1602. Тогда друой дисплей нужен .

А причём тут дисплей ?
Во-первых, зачем циклится, только на одном наборе отображаемых параметров, в процессе действа, можно просто чередовать, через опеределённый тайм-аут, и другие параметры, либо воспользовавшись кнопочками вперёд-назад-вверх-вниз ...

Во-вторых, можно вообще не отображать, точнее отображать к примеру только в интерфейсе SETUP ...
микросхемка таймера в реальном времени даст большие преимущества по отсчету времени и программированию действий по календарю и времени ...

[Starichok51]

Ну, время заряда и разряда нам не так уж и важно,

опачки... это что же за такое автоматическое устройство, которое не имеет привязки к реальному времени?

микросхемка таймера в реальном времени даст большие преимущества по отсчету времени и программированию действий по календарю и времени ...

на хрен нужна отдельная микросхема? когда все легко и просто делается в самом МК.

[TuzRostislav]

Ну, время заряда и разряда нам не так уж и важно,

опачки... это что же за такое автоматическое устройство, которое не имеет привязки к реальному времени?

Например, я никогда не настраиваю часы реального времени в микроволновке, но это же не мешает выдержать точную продолжительность времени разогрева блюда.

[TuzRostislav]

микросхемка таймера в реальном времени даст большие преимущества по отсчету времени и программированию действий по календарю и времени ...

на хрен нужна отдельная микросхема? когда все легко и просто делается в самом МК.

Для того и стоит в компьютере отдельный таймер, чтоб часы работали независимо от сетевого питания, на собственной батарейке. Это в первых компьютерах приходилось при каждой загрузке выставлять дату и время.