Как правильно усилить блок питания для кратковременной нагрузки и для резервного сохранения?

[варп 0]

iiv, простите, что вмешиваюсь... - вопрос был адресован к Егорову, но я вставлю свои "пять копеек"..., простите, если не ко двору... Мне кажется, что Вам ещё не приходилось заряжать и балансировать литиевые аккумуляторы или конденсаторы... Поясню - зарядка с режимами СС (постоянным фиксированным током до момента, когда напряжение на секции аккумулятора станет равным максимально допустимому напряжению для данного аккумулятора) и CV (фиксированным напряжением в конце заряда) - это ОДНА задача...., а балансировка напряжений секций аккумулятора (выравнивание напряжений всех секций аккумулятора) - эта ДРУГАЯ  задача. Чтобы понять суть, прочтите вот эту статью -.... балансир, описанный в статье, для балансировки суперконденсаторов не подойдёт ( TL431 не будет работать при напряжении 2 Вольта) ,  но понять суть поможет... Иначе - Вы не сможете понять, что именно советую Вам присутствующие. Это важно... - чтобы понимать, нужно подразумевать одно и то же...

https://cxem.net/pitanie/5-295.php

[iiv 0]

13 minutes ago, варп said:

iiv, простите, что вмешиваюсь... - вопрос был адресован к Егорову, но я вставлю свои "пять копеек"..., простите, если не ко двору... Мне кажется, что Вам ещё не приходилось заряжать и балансировать литиевые аккумуляторы или конденсаторы...

Спасибо большое, действительно с балансировкой еще не сталкивался, поэтому конечно же буду прислушиваться советам! За ссылку спасибо огромное!!!

[Егоров 0]

2 часа назад, iiv сказал:

Скажите, пожалуйста, а как примерно оценить номинал шунта в ограничителе заряда, грубо говоря, пусть у меня гирлянда суперконденсаторов на 300-400Ф из 8 штук и заряжается от 16В БП (пусть я сам какой-то понижающий DC-DC сделаю на 10А, который после заряда будет отключаться и включать БП на прямую. То есть на каждой банке мне надо ограничивать напряжение на 2В, пиковый ток заряда 10А, скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что шунт на 10А надо брать?

У вас 10 А зарядный ток. Напряжение на конденсаторах   растет обратно пропорционально емкости. На всех конденсаторах.
Если все конденсаторы одинаковы, то  и шунт вроде бы не нужен. Если разброс емкости , скажем, 10%, то вроде 1А достаточно . Т.е конденсатор малой емкости будет заряжаться далее током в 9А, остальные 10А.
 Такое решение не остановит дальнейший заряд конденсатора, но уменьшит скорость нарастания напряжения. 
 Да, хорошо бы иметь шунт в 10А, но вы с этой печки не сможете тепло сдуть.
 Ограничители заряда - простейшее половинчатое  решение. Однако, применяются они широко. 
 Балансировщик же  на две головы выше. Он начинает уравнивать заряд не в конце, при каком-то пороговом значении, а с самого начала. При этом избыток заряда из конденсаторов меньшей емкости не выделяется в тепло на шунте, а с высоким КПД перекачивается в конденсаторы более емкие. Процесс балансировки продолжается и при разряде, что тоже ценно.
________
 Слишком кудрявое решение у вас, как-то хаотично и бессистемно нагорожены потребители и их питание. Но , похоже, переделывать все основательно времени и средств нет.

[iiv 0]

Спасибо большое, Егоров, варп, и все советовавшие за очень полезные советы!

 

4 hours ago, Егоров said:

 Слишком кудрявое решение у вас, как-то хаотично и бессистемно нагорожены потребители и их питание. Но , похоже, переделывать все основательно времени и средств нет.

согласен, блоки номер 3 и номер 4 по сути недавно тут же на форуме по соседству в ВВ ветке обсуждались, из-за шумов пришлось запланировать внутри большие емкости, чтобы их заряжать и потом проигрывать "высоковольтную мелодию" - время, когда мои блоки потребляют большие токи - зло, так как возникающие шумы мешают в блоке номер 1 принимать ценную информацию с моего ЯМРа, а потенциально возникающие шумы в питании от плохого питания в блоке номер 2 могут также привести к шумам и потере сигнала в ЯМРе, поэтому, к сожалению, все так сложно.

 

На основе всех советов выше, тендирую к конструкции:

Вход аппаратуры - обычный меанвелл где-то примерно на 240Ватт и 16В выходного (не светодиодный).

Далее синхронный понижающий на P и N паре мосфетов, выход которого подключен на 8 секций суперконденсаторов (по паре например maxwell с 360Ф и ESR = 2.9 mOhms, с шунтом где-то на 1А и хорошим вентилятором как на шунты, так и на конденсаторы).

Далее это все - на все мои нагрузки толстыми многожильными проводами.

 

Синхронный понижающий работает в минималистически простом режиме при включении аппаратуры в сеть только для первого заряда батареи конденсаторов в режиме СС на 15А (это будет длиться около минуты при такой емкости), далее синхронный понижающий выключается и включает свой верхний мосфет, чтобы блок питания фактически полностью был соединен с этой батареей конденсаторов.

 

Если в моих планах есть какая-то грубая ошибка, пожалуйста, тыкните меня носом в нее.

 

Спасибо!

[Егоров 0]

1 час назад, iiv сказал:

из-за шумов пришлось запланировать внутри большие емкости, чтобы их заряжать и потом проигрывать "высоковольтную мелодию" - время, когда мои блоки потребляют большие токи - зло, так как возникающие шумы мешают в блоке номер 1 принимать ценную информацию с моего ЯМРа, а потенциально возникающие шумы в питании от плохого питания в блоке номер 2 могут также привести к шумам и потере сигнала в ЯМРе, поэтому, к сожалению, все так сложно.

 

 

Ох, шумы, шумы... Вы их просто готовить  не умеете. :)
 Понятно, что любой импульсный источник шумит. Но полвека назад радиоприемник с чувствительностью 1.5 мкВ умели делать с питанием от вибропреобразователя. Такой себе DC-DC на основе реле с самовозбуждением. Уж там-то на контактах шумы были так шумы.
 Но аккуратная разводка питания, экранирование  и рационально построенные фильтры проблему решали блестяще. Конечно, фильтры - не просто навешать конденсаторов побольше.
 Ладно, что вдогонку обсуждать, слишком далеко проект уже заехал. Успехов  в доводке  вам!

[Сергей Борщ 0]

1 час назад, Егоров сказал:

Но полвека назад радиоприемник с чувствительностью 1.5 мкВ умели делать с питанием от вибропреобразователя.

Увы, наши годы бегут и "полвека назад" было, пожалуй, еще плюс лет 20-30 назад?

[iiv 0]

1 hour ago, Егоров said:

Ох, шумы, шумы... Вы их просто готовить  не умеете. :)

да, верно, но пока не решил эту проблему иначе. Плата со схемой, что в ВВ топике обсуждалась - работает так, как мне надо, и обсуждение этой схематики стоило реально больших сил и огромной помощи участников нашего форума, и, особенно plain, (спасибо большое!!!) но теперь хочется немного ускорить эксперимент, так как вещество в анализаторе находится очень небольшое время, и если я в это время долго от слабого источника питания буду заряжать высоковольтные емкости, то потеряю время на получение сигнала.

1 hour ago, Егоров said:

Ладно, что вдогонку обсуждать, слишком далеко проект уже заехал. Успехов  в доводке  вам!

Спасибо!!! Надеюсь оправдать надежды и усилия участников нашего форума, кто помогал и сочувствовал!

[Егоров 0]

23 минуты назад, Сергей Борщ сказал:

Увы, наши годы бегут и "полвека назад" было, пожалуй, еще плюс лет 20-30 назад?

Встречался с ними  с ними в конце 60-х. А разработаны были, наверное, в конце 50-х. Вибропреобразователь от щелочных аккумуляторов работал и питал ламповый связной приемник.
 Правда, там в выходных фильтрах проходные конденсаторы стояли и синфазный дроссель. Сейчас я что-то такого типа конденсаторов давно не встречал. 

[Plain 0]

2 часа назад, iiv сказал:

меанвелл ... не светодиодный ... Далее синхронный понижающий

Вариант попроще: таки CC+CV БП и шунтовый стабилизатор половины номинала питания на транзисторе, отключаемый и замыкаемый ключом по достижении этой половины. При заряде 90 Ф до 8 В такой транзистор рассеит 3 кДж, поэтому в качестве радиатора достаточно 100 г алюминия.

[iiv 0]

13 hours ago, Plain said:

Вариант попроще: таки CC+CV БП и шунтовый стабилизатор половины номинала питания на транзисторе, отключаемый и замыкаемый ключом по достижении этой половины. При заряде 90 Ф до 8 В такой транзистор рассеит 3 кДж, поэтому в качестве радиатора достаточно 100 г алюминия.

Спасибо, plain, согласен, что это будет существенно проще реализовать. Возможно поставлю CC-CV чуть помощнее, наверное HLG-600H-15A, чтобы ускорить немного старт всей аппаратуры, и то с ним 90Ф только за 40 секунд зарядится.

[Plain 0]

19 часов назад, Plain сказал:

CC+CV БП и шунтовый стабилизатор половины номинала питания на транзисторе, отключаемый и замыкаемый ключом по достижении этой половины

 

 

6 часов назад, iiv сказал:

наверное HLG-600H-15A, чтобы ускорить немного

Не понятно, зачем такая спешка, если она однократная в начале рабочего дня, но больший ток на схему безусловно влияет, хотя энергия неизменна,— или транзисторов мешок, или ставить с большей ОБР.

Edited July 5, 2020 by Plain

[iiv 0]

Огромное спасибо, plain!!! Да, без Ваших советов я бы еще долго мыкался и на ошибках учился.

 

По поводу мощного HLG-600H-15A или не сильно мощного HLG-185H-15A - Вы правы, один раз перед стартом можно и подождать пять минут. Может смогу придумать как сделать отключаемый блок конденсаторов, чтобы если система выключена, то в ней оставался еще какой-то заряд - 90Ф мне для резервного выключения линукса не нужно, там, предположительно и в самом пессимистическом сценарии хватит 1КДж, то есть после выключения и выдергивания из розетки, напряжение на конденсаторах с 16В упадет до 15.2-15.5В.

 

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что при отключении HLG Ваша схема не будет превентивно разряжать конденсатор?

[Plain 0]

Схема сама ничего не замыкает, а в БП максимум может быть небольшой разрядный резистор.

 

Балансировщик недавно обсуждали, правда с перекосом в спорт про витки и тип трансформатора.

[iiv 0]

Огромное спасибо plain, за советы!!!

PS: с PIC16F17 тоже начало получаться, даже в PIC16F1704 влезло, СПАСИБО ОГРОМНОЕ!!!

[ded2016 0]

On 7/2/2020 at 12:07 PM, iiv said:

2. Аналоговый потребитель, постоянно хочет 4-5А, питается от напряжения 16-60В, боится шумов по питанию, желательно питать 16В, иначе все, что выше будет в тепло рассеиваться.

3. Питание 100кГц полномостового преобразователя. Включается на 2-3 милисекунды примерно каждые 0.1 -0.2 секунды. Мне очень желательно сделать этот блок как можно мощнее, так как он должен передать 10-20 Дж, и если я смогу это делать быстрее, то будет лучше.

 

Вы баланс мощностей проверьте, прежде чем накопители выбирать!!!

п. 1 - не цитировал - 30 Вт

п.2 - 5А * 16В = 80 Вт

Вот уже 110 Вт - это постоянное потребление.

п.3 - немного сложнее, но: " примерно каждые 0.1 -0.2 секунды", т.е. макс частота 10 Гц или 10 раз в секунду: "он должен передать 10-20 Дж" - в данном случае не важно за какое время он их передает

10*20 = 200Вт

п.4 уже и считать лень

А есть еще всякие КПД...

ну или я не разобрался с вашим описанием

Edited September 17, 2020 by ded2016