Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Fabryka Prądu
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

przetwornica DC/DC buck/boost 3-15V na 5V

03 Sty 2013 22:39 7152 25
  • Poziom 14  
    Witam.
    Chciałbym zbudować przetwornicę, która mogłaby zamienić napięcie z zakresu 3-15V na 5V i wydajności około 500mA. Celem jest zbudowanie źródła zasilania podobnego do portu USB i ładowania/zasilania kompatybilnych urządzeń (komórka, GPS) podczas jazdy na rowerze. Chciałbym, aby ładowanie mogłoby się już odbywać przy małej prędkości jazdy. Dodatkowo byłoby miło mieć uniwersalny układ gotowy do przejścia na motor z instalacją 6V lub samochód 12V.
    Czy ktoś spotkał się z podobnymi konstrukcjami? Jakieś pomysły?
  • Fabryka Prądu
  • Poziom 29  
    Tak spotkałem się, nie zgadniesz na Forum elektroda.pl, przejrzałbyś chociaż wyszukiwarkę. :D
  • Poziom 14  
    Jedyne co znalazłem to Link, ale to tylko idea.

    Cytat:
    Tak spotkałem się


    Można prosić o jakiś konkret?
  • Fabryka Prądu
  • Poziom 14  
    Cytat:
    Zakres napięć może być nie do opanowania.


    A gdyby dać na wejście coś w stylu 7805? (wiem , straty energii). Zaraz za nim MCP1640CT-I/CHY, który jest bardzo tani, ale jego wydajność prądowa to około 350 mA.

    Obawiam się, ze podłączone urządzenia może źle reagować na zbyt małe natężenie prądu ładowania i/lub jego duże wahania.
    Czy taki układ ma sens?
    Może lepiej dodać jeszcze jakiś bufor w postaci małego akumulatora?
  • Poziom 10  
    Kolego, właśnie siedzę nad podobnym projektem, bo dużo jezdze i powiem co wywnioskowałem. Zaznaczę, że elektronice znam sie poniżej średniej, zwykłe podstawy.

    1) 7805, LM317 i inne cuda tego typu odpadają, za duży spadek, dodatkowo dochodzi spadek na mostku (zresztą i tak należy zastosować diody Shotkyego - zwykłe mają za duży spadek). Pod obciążeniem napięcie wyjściowe rzędu - 3,8 - 4V. Za mało do ładowania USB.

    Ja zamiast 7805 zastosowałem LM2940-5.0, wymaga tylko 5,5V na wejściu (w pratktyce z zasilacza stabilizował mi nawet przy 5,4V i dużych kondensatorach, od 5,3 zaczynały się wahania). Ale to i tak kiepski pomysł. Nieobciążone dynamo dawało mi 10 - 30 V na wejściu ("szpilki" miały pewnie z 50V, niestety nie mam oscyloskopu, ale kondensator na 50V troszke się wybrzuszył po 4 miesiącach), obciążone telefonem dynamo dawało ok 4,5V, za stabilizatorem 4,1 do 4,2V - znów za mało. Dolicz do tego spadek na przewodzie - zejdzie poniżej 4V. Prąd który można uzyskać - ok 400mA.

    2) Następnie kombinowałem z przetwornicą na MC34063 - podpinając ją bezpośrednio pod dynamo jak również przez powielacz napięcia na 2 kondensatorach (żeby teoretycznie zwiększyć napięcie do 12V) i diodach - efekty identyczne jak przy stabilizatorze a także co ciekawe - identyczne przy zastosowaniu powielacza jak i bez. Kombinowałem też z przetwornicą na LM2672 - efekty te same. Napięcie na wejściu znów spada poniżej 5V.

    3) Kombinowałem z LM2940-5 i na wejściu przez diody zasilałem z dynama jak i z akumulatora żelowego 6V - efekty lepsze, ale 1/3 prądu szła z akumulatora więc szybko się rozladowywał. Używałem tego kilka miesięcy, ale po przejechaniu 100 km w bieszczadach (kilka godz) telefon tylko teoretycznie sie ładował, a w praktyce rozładowywał. No i po każdej jeździe solidne ładowanie akumulatora.

    4) http://www.n-s.pl/krudnik/nx30/ zerknij tu, spróbuj przeanalizować te charakterystyki. Temat jest wbrew pozorom trudny i wymaga dużo przemyśleń, prób i pomiarów. Dynamo to nie jest taka prosta maszyna, ma duże wahania napięcia w zależności od obciążenia i ciężko go opanować. Lubi być obciążone żarówką o takiej i takiej rezystancji i przy innych rzeczach jest kapryśne.

    Mam jeszcze kilka pomysłów i przed sezonem spróbuje je zrealizować.

    PS. Nie chcę robić reklamy, ale pewien gość sprzedaje gotowy zestaw z buforem z akumulatora. Łatwo znajdziesz go w googlach. :) Czy działa - nie wiem.
  • Poziom 14  
    Dzięki za zainteresowanie. Widzę, że już przecierasz szlak w tym temacie :P
    Znalazłem jeszcze coś takiego:
    Link
  • Poziom 10  
    Nie ma za co:)

    Przed chwilą znów zmontowałem układ z LM2940. Tym razem podpiąłem całkiem inny telefon LG Swift L5, ktory wymaga zwarcia pinów D+ i D- , żeby pobierać max prąd (w tym przypadku 700mA), gdy się tego nie zrobi pobiera 500 mA, bo "myśli" że jest podpięty do USB komputera. I co ciekawe napięcie na wejściu wynosi 5,3V, na wyjsciu 5V, prąd ok 500 mA, czyli dosyć duża sprawność jak na stabilizator! I telefon się ładuje - procenty rosną. :) Mój stary poczciwy LG GT540 cały czas pobiera "ile fabryka daje" i chyba stąd te spadki na wejściu poniżej 5V. Ale za miesiąc - dwa się go pozbędę.

    Dodatkowo na wejście dałem przetworniczke 12-24V/5,4V (wyregulowana dzielnikiem), zasiliłem zwykłym akumulatorem żelowym 12V i przez diode shotkiego dałem ją na wyjście - służy jako bufor 5V. Gdy kręcę kołem prąd pobierany z akumulatora na przetwornice wynosi od 5mA do 120 (czyli akumulator 1,2Ah rozładuje po ok 10h jazdy -do zaakceptowania), gdy nie kręcę kołem - od 200 do 350mA czyli cały prąd idzie z akumulatora. Wszystko zależy od tego czy telefon bierze 500 czy 700 mA.

    Myślę, że gdy kupię nowy telefon który da się oszukać, aby pobierał tylko 500mA (nie zwierając pinów data) wszystko będzie OK.

    Jeszcze jedno. Duży spadek jest na kabelku - na 1,5 metrowym na wyjściu zostało tylko 4,6V! Dlatego ta ładowarka powinna być blisko telefonu.
  • Poziom 10  
    No i zrobiłem to ostatecznie tak:

    Schemat: http://i47.tinypic.com/2uidtg5.png

    Przetwornica na LM2672, wyjście 5,1V jak w ładowarce sieciowej.

    Całość w obudowie wygląda tak: http://i50.tinypic.com/28khba9.jpg

    Jako bufor 5 akumulatorków po 1,2V, tu będzie jeszcze zmiana, bo dojdzie ładowarka słoneczna, może CB do opierniczania kierowców i inne bajery :).

    Wyjście 5,1V/500mA
    Wejście min. 6,3V/ok 430mA.
    Sprawność do 90%.

    przy 0km/h - całość z akumulatora ok 430mA
    przy 10km/h - z akumulatora pobierane ok 100mA
    przy 15km/h - z akumulatora 0mA.

    Po przekroczeniu ok 25km/h napięcie z dynama gwałtownie rośnie a prąd maleje, zjawisko nie występuje (lub występuje przy duzo wyższej prędkości - nie sprawdzałem) w przypadku braku akumulatora. Dlatego na wejściu dodatkowo Transil na 30V (brak na schemacie).

    Pytanie: ile mA taki transil może wytrzymać będąc stale obciążonym?
  • Poziom 27  
    pushupek84 napisał:
    Jako bufor 5 akumulatorków po 1,2V, tu będzie jeszcze zmiana, bo dojdzie ładowarka słoneczna, może CB do opierniczania kierowców i inne bajery :).
    Sam jestem ciekawy w jaki sposób będziesz ładował te akumulatory?
  • Poziom 10  
    W domu z ładowarki. To tylko bufor, gdy nie jadę. Myślałem o doładowaniu z dynama, ale pomysł odpadł (za mała moc).
  • Poziom 41  
    Jak zlikwidujesz diodę między akumulatorem a przetwornicą, rozwiążesz problem zbyt wysokiego napięcia przy szybszej jeździe i przy okazji trochę podładujesz akumulator.
  • Poziom 10  
    Podłączyłem akumulator żelowy 6V 1,3Ah, rzeczywiście podczas jazdy nie dość że nie pobiera z niego prądu, to jeszcze doładowywuje go ok 50-100mA. Super sprawa. Problem pojawia się, gdy telefon jest naładowany/nie jest podłączony czyli nie ma obciążenia. Napięcie ładowania wzrasta wtedy do 8V dla 20km/h, więcej nie sprawdzałem, a nie powinno przekroczyć 7,4V. Boję się, że ugotuje się akumulator. Jest jakiś sposób żeby to zabezpieczyć? Jakaś mocniejsza dioda Zenera na 7,2V wpięta anodą do plusa akumulatora? Dobrze rozumuję?
  • Poziom 41  
    Trzeba dorobić układ automatycznego odłączania dynama, gdy napięcie na aku. przekroczy 7,4V i podłączania gdy spadnie poniżej 6,9V.
  • Poziom 14  
    Może dać w tym celu coś jak przerzutnik Schmitta?
  • Poziom 14  
    Może warto było by się zastanowić nad przetwornicą wykrywającą punkt maksymalnej mocy (MPPT) taką jak np. SPV1020. Tylko cena jak na chwilę obecną troszkę zaporowa :|
  • Poziom 9  
    pushupek84, czy mógłbyć przedstawić aktualny schemat? bo rozumiem, że coś tam udoskonaliłeś, a już ostatnio projekt wyglądał obiecująco :)
  • Poziom 10  
    Tak, ale poprzedni projekt sprzedałem za flaszke. :) I zrobiłem jeszcze inaczej, mianowicie z dynama przez prostownik na przetwornice Uwy=7,4V. Wyjście przetwornicy równolegle do akumulatora 6V 4,5Ah (można mniejszy) tak jak alternator w aucie. I dopiero to stabilizowane LM2940 do 5V zamocowanym do radiatorka pod uchwytem do telefonu, chłodzonym ruchem powietrza podczas jazdy. Akumluator i przetwornica zamontowane na stałe pod siedzniem.

    Zaraz ktoś powie że mała sprawność, za niskie napięcie z dynama itp itd, ale nie jest wcale tak źle. Bez obciążenia akumulator się doładowywuje (zrobiłem kontrole napięcia LED-ami), a często jeżdżę bez ładowania telefonu np do roboty. Używam tego tylko do długich wypraw, a do akumulatora mam podpięte też światła krótkie długie i różne tam bajery i dlatego tak dziwacznie. Chciałem mieć instalację na 6V. Tydzień temu jeździłem cały dzień po Roztoczu, włączona nawiagcja, ekran na full, radio grało i telefon cały czas 100%, a napięcie na aku nie spadło poniżej 6V. W piwnicy mam ładowarkę stacjonarną i się akumulatorek ładuje lub podtrzymuje naładowany. Postaram się dorzucić jutro schemat, moze ktoś sobie wykorzysta. Ja temat skończyłem, zamontowałem solidnie - działa - nie ruszam. W każdym razie można by napisać niezłą pracę dyplomową...
  • Poziom 9  
    Nie ma sprawy, jeśli kiedyś będę w Rzeszowie lub Ty w Warszawie :)

    A czy te układy lutujecie na jakiejś płytce, czy jako plontaninę kabelków?
  • Poziom 9  
    No dobra, sam to jakoś rozkminiłem, ale mam jeszcze jeden problem, którego nie mogę ogarnąć. Które z 8 nóg przetwornicy trzeba wykorzystać?
    W projekcie napisane jest Vin+, Vin-, Vout+, Vout-
    Za to przetwornica ma następujące oznaczenia:
    CB, SS, SYNC, FB, VSW, VIN, GND, ON/OFF
    Nie mam pojęcia, która jest która :(
  • Poziom 43  
    Bo to nie jest przetwornica tylko sterownik przetwornicy. Z niego do przetwornicy jeszcze daleka droga.
  • Poziom 5  
    Osobiście kable z dynama poprowadziłem do nieoznaczonych pinów diody prostowniczej, plusa i minusa poprowadziłem odpowiednio do zwykłej ładowarki samochodowej i voila. Nawet nie trzeba jechać, wystarczy prowadzić rower tempem pieszego. Działa to elegancko.

    Tak, archeolog ze mnie. :E Sam teraz szukam pomysłu na przetwornicę buck-boost 20W.
  • Poziom 40  
    Bardzo latwo zwykly step-up (buck) przerobic na buck-boost.
    Patrz nota katalogowa l5970 strona 16 figure 20.