Gorby 0 Posted March 26 · Report post Уважаемые коллеги, требуется совет сообщества. Есть прибор, питаемый от сети через встроенный АС\DС модуль с выходным напряжением 15В. Он может обеспечить ток до 12А, что более чем вдвое превышает максимальные потребности устройства (2-4А). Ну, запас карман не рвет. Внутри прибора имеется батарея LiPo аккумуляторов в сочетании 4S2P, что дает номинальное напряжение порядка 15В (14.8В по бумагам). Емкость батареи 5000mAh , ток разряда 4А - то есть встроенными в чипы-контроллеры транзисторами не обойтись, нужны внешние. Хочется обычных в таких случаях вещей - работа устройства от сети, мягкий (безразрывный, т.е. без реле) переход на батарею при пропадании сети, возврат при появлении сети. А когда сеть есть, подзаряжать батарею по необходимости. Вроде просто. И иметь выключатель питания на два фиксированных положения - Вкл и Выкл. Полно специализированных микросхем (например BQ24618RGET), которые вроде решают часть задач, но в силу своей внутренней сложности получить хорошее (стабильно работающее) решение не получается. Мой предшественник, использовав этот контроллер, вынужден был спроектировать отдельный модуль на ардуине, который раз в 10 минут снимал с него питание с помощью реле - ибо схема спорадически не хотела переходить в режим зарядки. А так лупанул PowerOnReset, контроллер расчухался и начал заряжать. Стыд, как грится и срам. Еще момент, этот контроллер для зарядки требует входного напряжения 20В (напомню, есть входное 15В). Предшественник не справился также с проектированием BOOST преобразователя 15->20В, который постоянно горел. Дошло до маразма - купили на Алиэкспресс готовый бустер на XL6009E1, который работал, но грелся сильно. Так его обмотали черной тканево-резиновой липкой лентой (!) чтобы не поплавил чего еще. При всем при этом в схеме задействованы 4 реле. Их контакты попарно запараллелены (!). Ну жуть в общем. А вопрос такой: искать чудо-микросхему, выполняющую все хотелки? Городить всё на россыпи? Взять готовые проверенные BUCK и BOOST и самому соорудить управление на ПИК\АВР? Кто как делал, из вашего личного опыта? Вопрос миниатюризации остро не стоит. А вот тепловыделения хотелось бы как можно меньше. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Plain 0 Posted March 26 · Report post 15 В напрямую никак не хватит, потому что номинал банки 4,2 В, и про балансировщик Вы не сказали. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Gorby 0 Posted March 26 · Report post Батарея выводов балансировки не имеет. Ну ясно, что не хватит. Тут вопрос - что делать? - бустер с 15 до 20, затем бак чарджер - маленький изолированный (трансформатор? SEPIC?) на 3-5В последовательно с входным напряжением и им регулировать ток зарядки - SEPIC c 15В он же чарджер. - еще варианты? Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Plain 0 Posted March 26 · Report post Если нужен просто да/нет 4 А ток заряда, тогда автогенераторный SEPIC на компараторе, наверное, будет самым дешёвым и простым решением. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Gorby 0 Posted March 26 · Report post Спасибо. Ну не так же простецки :) Для ЛиПо нужно по крайней мере два режима: зарядка полным зарядным током (с контролем температуры) и "дозаправка" постоянным напряжением. Думаю, оба легко реализуемы на SEPIC. Не покажете пример "автогенераторный SEPIC на компараторе" ? Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Plain 0 Posted March 27 · Report post У меня из такого готового лишь другие топологии, SEPIC пока нет, к вечеру накидаю. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Gorby 0 Posted March 27 · Report post 1 hour ago, Plain said: У меня из такого готового лишь другие топологии, SEPIC пока нет, к вечеру накидаю. Попробовал на TI их калькулятор. С первого взгляда получается, что SEPIC на заявленные параметры получается около 90% КПД. Наверное, из-за диода в том числе. Можно КПД сепика получить 95-96% ? А бак-буст (где катушка в мосту с 4-мя ключами) получается около 98% КПД. Как думаете, это определяется топологией? Использовал параметры: Входное напряжение 14-16В, Выходное напряжение 15В 3А. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
byRAM 2 Posted March 27 · Report post А зачем высокий КПД при заряде, когда КПД самого зарядного устройства с аккумуляторами низкий, а по входу огромный запас по току? Проще продувать получше, чем КПД повышать, да ещё такой дорогой ценой. Я бы вообще стэпап-бустом в режиме ограничения тока ограничился. Вот и вся зарядка получится дёшево и эффективно. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Gorby 0 Posted March 27 · Report post 13 minutes ago, byRAM said: А зачем высокий КПД при заряде, когда КПД самого зарядного устройства с аккумуляторами низкий, а по входу огромный запас по току? Проще продувать получше, чем КПД повышать, да ещё такой дорогой ценой. Я бы вообще стэпап-бустом в режиме ограничения тока ограничился. Вот и вся зарядка получится дёшево и эффективно. Аккумулятор и зарядник находятся внутри прибора, который заполнен всякой не очень теплопроводной всячиной. Скорее даже изолятором. Поэтому вопрос невыделения лишнего тепла важен. И вентилятор внутри не очень желателен из-за шума и просто некуда выдувать. Цена большого значения не имеет, тиражи небольшие. Ну дешево наверное, да. Эффективно - очень вряд ли. Ну и до кучи, есть еще один подводный камень, не описанный ранее. При входном напряжении от БП 15В и батарее 4S2P имеем эту внутреннюю шину реально до напряжения 4-х разряженных ЛиПо ячеек =11В. А на многих периферийных платах стояд недорогие DCDC конверторы 15->12В. То есть они работать правильно не будут. А хочется максимально продлить работу от батареи. Вот и видится использование такого же (или того же) бакбуста\сепика при питании от батареи. Думаю, если извернуться на пупе, то одним можно обойтись. Но можно просто идентичную плату вставить. И тут уже очень важно, чтобы она с высоким КПД была. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
Plain 0 Posted March 27 (edited) · Report post Вот почти самостоятельный зарядник, и как он заряжает Cbat, который здесь вместо батареи: КПД=94%, это по 1 Вт первые попавшиеся силовые транзисторы, по 500 мВт стандартные 12-миллиметровые дроссели, и по 120 мВт транзисторы драйвера. Помимо одного, а не двух дросселей, КПД 4-транзисторного повышающе-понижающего больше за счёт того, что один из последовательно включённых транзисторов включён постоянно, поэтому отсутствуют его динамические потери. Поскольку компаратор простой, ему требуется вольтодобавка VB, поэтому, перед подачей сигнала разрешения EN, нужно подкачать на ней напряжение до номинала, посредством BST, это подрядка 10-ти меандров 500 кГц. Как видно, схема полностью обратима, поэтому можно просто добавить вторую ОС на ещё одной TL431, и схема будет стабилизировать ещё и 12 В на своём входе, когда там исчезнут 15 В, которые соответственно должны приходить через идеальный диод, если выход этого БП потребляет существенно. Edited March 27 by Plain Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
mantech 1 Posted March 27 (edited) · Report post 26.03.2022 в 16:13, Plain сказал: 15 В напрямую никак не хватит, потому что номинал банки 4,2 В, и про балансировщик Вы не сказали. Конечно не хватит. Тут типичная задача батареи ноутбука, а это 18-19В входное питание, а затем берете любую схему ноута, смотрите систему зарядки и в путь... Зачем изобретать велосипед - непонятно... Либо вариант №2 - берем дешевую свинцово-кислотную батарею на 12В, которая прекрасно зарядится от 15В входного, затем к ней на разряд ставим буст 12->15В и все... Edited March 27 by mantech Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
ДЕЙЛ 0 Posted March 31 (edited) · Report post Shemagee под рукой нет, поэтому в паинте нарисовал. Если напряжение источника совпадает с напряжением аккумулятора, то я сделал бы бесперебойник по такой схеме. Здесь показана общая идея, а так вместо резистора можно вставить источник тока на двух транзисторах и можно добавить схему отключения аккуммулятора при его полной зарядке. Аккумулятор будет постоянно подзаряжаться, а в случае пропадания питания он мгновенно перехватит эстафету. Edited March 31 by ДЕЙЛ Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
vladec 0 Posted April 1 · Report post А если Источник питания AC-DC или DC-DC с трансформатором и диодным выпрямителем на выходе, то можно и входной диод из схемы выбросить. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
byRAM 2 Posted April 1 · Report post 1 час назад, vladec сказал: А если Источник питания AC-DC или DC-DC с трансформатором и диодным выпрямителем на выходе, то можно и входной диод из схемы выбросить. Это 180-Ваттный на линейном трансформаторе? Крайне сомнительно Давно я таких не видел, импульсные давно трансформаторы на 50 Гц вытеснили практически везде, кроме лабораторных. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
vladec 0 Posted April 4 · Report post 01.04.2022 в 12:27, byRAM сказал: Давно я таких не видел, импульсные давно трансформаторы на 50 Гц вытеснили практически везде, кроме лабораторных. Я имею в виду не выпрямители к 50Гц трансформаторам, а обычные импульсные источники с диодным выпрямителем на выходе без дополнительных каскадов линейной стабилизации, а таких большинство среди современных AC-DC и DC-DC источников. Quote Ответить с цитированием Share this post Link to post Share on other sites More sharing options...
