Przykro mi, ale pomysł z tym kluczem otwierającym się dopiero przy napięciu 35V żeby rozładować gwałtownie kondensator do akumulatora jest piramidalną bzdurą. Mylisz się uważając, że coś takiego ma 100% sprawności, będą straty na opornościach klucza, doprowadzeń, baterii i samego kondensatora, i to na poziomie sięgającym 50% czy nieco mniej, zależnie od różnicy napięć. Nie chce mi się teraz tego liczyć, ale kiedyś zastanawiałem się co się dzieje kiedy ładuje się od zera kondensator ze źródła napięcia stałego poprzez oporność, a konkretnie ile energii wydzieli się na tej oporności w stosunku do energii zgromadzonej w kondensatorze po naładowaniu. Co do energii kondensatora to sprawa jest prosta: Ec = C•U²/2 , a co do energii wydzielonej na oporności to wiadomo, że napięcie w chwili t=0 rośnie skokowo do U i potem opada wykładniczo do zera ze stałą czasową T=RC. Wszystko co musiałem zrobić to całkę sobie obliczyć od zera do nieskończoności z mocy chwilowej i wyszło mi, że na oporności wydzieli się dokładnie tyle samo energii co się zgromadzi w kondensatorze, a więc sprawność takiego transferu z baterii wynosi równiutko 50% niezależnie od wartości R, C czy też U. W przypadku rozładowywania kondensatora do akumulatora czy też drugiego kondensatora o jakimś tam napięciu spodziewam się, że straty będą kształtować się na podobnym poziomie, bo oporności szeregowych się nie oszuka a obwody zdegenerowane oraz prądy w kształcie delty Diraca istnieją tylko na papierze i w wyobraźni.
Tak więc jeżeli inżynier z wieloletnim stażem proponuje coś takiego, to lepiej daj sobie spokój z tą robotą i z tym gościem też, bo on do tego stażu chyba pobyt w poprawczaku wlicza, gamoń jeden.
DODANE:
Poprostujakub napisał: Pamiętaj, mówimy o baterii prawie pół farada ładowanej do 35V. Trochę energii tam się gromadzi, szkoda ją tracić.
Pamiętam! Ale co to jest pół farada przy prądach rzędu amperów? Nic! 1F = 1A•1s/1V - to znaczy, że pobierając 1A po upływie 1s napięcie spadnie o 1V, to na ile starczy taki kondensator kiedy nie ma słońca? Albo inaczej: Ec=0.47•35²/2=288J - taką energię posiada kondensator 0.47F naładowany do 35V. Gdybyśmy przepompowali tą energię do akumulatora 12V aż do całkowitego rozładowania kondensatora, niech będzie 12.5V•4A=50W ze sprawnością 100%, to zajęłoby to raptem niecałe 6 sekund i dałoby zaledwie 6mAh. Może ten przykład liczbowy pozwoli Ci pożegnać się z mitem, że kondensator cokolwiek załatwia. A biorąc pod uwagę to co pisałem o sprawności takiego przeładowywania, to jest to całkiem chory pomysł.
Widzę, że napięcie przetwornicy ustawione jest na 15.6V (R4, R5), i teraz dopiero zaczęło mi świtać, że kondensator 0.47F z kluczem ma być nie za a przed przetwornicą i że z tego powodu tak dbasz o małą oporność dławika, ale to niczego nie zmienia w moich zastrzeżeniach co do sensowności takiego rozwiązania. Jak klucz się włączy przy 35V to i tak bez względu na oporność dławika i reszty obwodu sprawność rozładowania kondensatora do akumulatora będzie niewielka. Ponadto dopóki napięcie nie spadnie do 15.6V przetwornica teoretycznie powinna być wyłączona, ale czy na pewno? Mogą pojawić się jakieś stany nieustalone (a choćby ze względu na obecność rozładowanego C9), które spowodują, że MOSFET jednak zostanie wysterowany na kilka taktów, kiedy klucz się włączy i na wejściu przetwornicy pojawi się napięcie. Ponadto dopóki klucz jest wyłączony będzie ona rozładowywała akumulator prądem 2mA poprzez R4 i R5, więc może trzeba je zwiększyć. Ograniczenie prądowe jest ustawione na około 15A (R1, R2) "żeby nie zabić klucza", rozumiem, że chodzi o MOSFET. No i dobrze, bo jak napięcie na kondensatorze spadnie poniżej 15.6V to przypuszczam, że w warunkach non-stop malejącego napięcia na wejściu przetwornica będzie pracowała tylko z ograniczeniem prądowym ładując akumulator jak popadnie, przez większość czasu najprawdopodobniej z ciągłym prądem dławika, a praca w trybie stabilizacji napięcia nigdy nie będzie miała miejsca. Akumulator w końcu też mocno stabilizuje napięcie na swoich zaciskach podczas ładowania.
Częstotliwość pracy przetwornicy wynosi około 250kHz (tak na oko, bo wykres w katalogu obejmuje tylko wartości do 100kHz), no a co ze sprzężeniem zwrotnym? Tu nie mam gotowej odpowiedzi, bo na TL494 robiłem Step-Down (Buck), a to jest Boost, czyli de facto FlyBack tyle że z dławikiem podpartym o VCC zamiast GND. Flybacki robiłem na UC3842, czyli Current Mode a nie Voltage Mode tak jak w tym przypadku, a tam stabilizacja pętli sprzężenia zwrotnego jest prosta ale tylko pod warunkiem pracy z przerywanym prądem dławika. Tu mamy zupełnie inną sytuację (Boost, Voltage Mode, Continuous Current) a w dodatku napięcie na wejściu przetwornicy będzie cały czas malało w miarę rozładowywania się kondensatora, więc przypuszczam, że to jakoś zadziała ale nie dojdzie do żadnej stabilizacji w pętli sprzężenia zwrotnego. Przy tych wartościach elementów R3, R10, R11, C9 masz duże wzmocnienie 210V/V dla DC, biegun 150Hz i zero 3.3kHz, co oznacza, że gdyby nie fg=1MHz wzmacniacza to przy 250kHz wzmocnienie nadal wynosiłoby 10V/V i wzmacniacz łapałby swój własny takt, a to jest źle, tak więc na pewno brakuje kondensatora równolegle do R10. Ponadto obawiam się, że z uwagi na ciągły prąd dławika trzeba będzie wszystkie częstotliwości przesunąć mocno w dół, jak to przy Flybacku. Do tego jeszcze całe sprzężenie zwrotne zapięte jest na wzmacniaczu napięciowym, który nie będzie w ogóle działał przy stabilizacji prądu, tak więc jak tylko prąd osiągnie maximum to cykl się zakończy, oczywiście tylko teoretycznie, bo częstotliwość graniczna wzmacniaczy w TL494 wynosi 1MHz a to nie jest dużo w porównaniu z 250kHz. Przypuszczam, że wzmacniacz nie będzie nadążał i praca przez cały czas będzie się odbywała blisko max. Duty Cycle, czyli niecałe 90% przy tej częstotliwości. To jeszcze jeden powód, dla którego uważam, że dojdzie do pracy z ciągłym prądem dławika.
Podsumowując, jeżeli dławik jest na 20A to powinno być bezpiecznie, ale w tych warunkach wszelkie dalsze dywagacje na temat pracy pętli sprzężenia zwrotnego (nawet poprawionej) i jak to będzie stabilizować prąd i ładować akumulator, czy w ogóle coś będzie stabilizowane, to już sobie daruję. Może znajdzie się ktoś inny, kto robił i obliczał akurat taką przetwornicę i będzie dysponował "gotowcem", ja nie mam czasu na to, żeby studiować to wszystko aż tak szczegółowo.
$2 za prototyp PCBs
