Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

[Solved] Buck converter z ograniczeniem CV/CC do ładowania ogniw 18650 Li-ion ( PWM? )

07 Jan 2020 16:34 666 14
  • Level 3  
    Witam, mam pytanie odnośnie modulacji impulsu PWM podczas przełączania tranzystora. Nie rozumiem konkretnie jak modulować ten impuls aby otrzymać konkretne napięcie i natężenie do ładowania pakietu Li-ion :/ Czy są może jakieś gotowe moduły ? Ew. jak to zrozumieć, chciałbym do sterowania PWM użyć arduino. Jeśli ktoś będzie w stanie poświęcić chwilę i mi to wytłumaczyć będę wdzięczny.
    Buck converter z ograniczeniem CV/CC do ładowania ogniw 18650 Li-ion ( PWM? )
    Do you have a problem with Arduino? Ask question. Visit our forum Arduino.
  • Level 39  
    Są gotowe układy do sterowania przekształtnikami buck.

    Stary MC34063 się do tego nadaje.
    Do tego mamy też TL494.
    W obu notach katalogowych znajdzie kolega odpowiednie schematy i opis.

    Natomiast prościej może być załatwić ładowarkę 5V i moduł TP4056.

    Arduino to słaby pomysł. Jest za wolny.
    Do takich zadań niemal zawsze wykorzystuje się technikę analogową.
  • Level 3  
    Rozumiem, a jeśli chodzi o takie gotowe zasilacze impulsowe do zasilania takich ogniw 24V np. XL4015E1
    Buck converter z ograniczeniem CV/CC do ładowania ogniw 18650 Li-ion ( PWM? )
    Czy coś takiego daje radę i jeśli chodzi o zasilanie mógłbym wybrać transformator z mostkiem prostowniczym na 29-30V ? Jeśli piszę bzdury wybacz po prostu nie wiem jak się za to zabrać :-?
  • Level 39  
    Napięcie wejściowe musi być wyższe od wyjściowego.

    Formalnie XL4015E1 wytrzymuje do 40V na wejściu.
    Natomiast zalecane 36V.

    Ale generalnie nie ma sensu dawać więcej niż trzeba.
    Efficiency VS Output current
    http://www.xlsemi.com/datasheet/XL4015%20datasheet.pdf

    Wyższą sprawność (czytaj mniejsze grzanie) mamy przy niewielkiej różnicy napięć.
    Prędzej weźmie kolega transformator 12V.

    Ale równie dobrze może kolega kupić zasilacz impulsowy, który to dostarczy potrzebne napięcie.
  • Level 3  
    W porządku, czyli jak dobrze rozumiem pakiet 6s o napięciu 25,2V mogę połączyć przez transformator 26V ( żeby ta różnica napięć była niewielka ) do tego zasilacza impulsowego oczywiście po wyprostowaniu tego napięcia?

    230V AC -> Transformator (26V DC) -> Zasilacz impulsowy (25,2V 2A CC / CV ) -> BMS -> Ogniwo 6s

    Czy dobrze zrozumiałem to podłączenie ? :-?
  • Level 39  
    Dobrze kolega rozumie, natomiast źródłem prądu stałego nie musi być transformator.
    Warto poszukać jakiegoś impulsowego na 30V.
    Oczywiście niczemu to nie przeszkadza jeśli zastosujemy klasyczny transformator + mostek + kondensator.
    Do ładowania takiego zestawu potrzebuje kolega trafo 24V AC o mocy P= 24*prąd_ładowania*1,6. Szczytowe wyjdzie ok.32V ale jałowo może być więcej (35-36V). Kondensator filtrujący dobieramy 2000-4000uF na 1A pobieranego prądu, kondensator na napięcie 40V lub 50V, 35V to trochę za mało przy podwyższonym napięciu sieci i pracy jałowej.

    Bardziej zaawansowanym rozwiązaniem jest kupno zasilacza impulsowego i przerobienie go na regulowany.
    Regulacja napięcia to łatwizna bo przytłaczająca większość zasilaczy używa układu TL431 (inni producenci klepią go z numerem 431 jak np. KIA431). Stabilizacja prądu to już dodawanie drugiego transoptora i rezystora pomiarowego.

    Kolega jak mniemam początkujący więc raczej polecałbym trzymać się prostego składania modułów czy zastosowania transformatora sieciowego.
  • Level 3  
    Zgadza się jestem początkujący, ale dziękuję za wskazówki. Jeśli rozumiem transformator 24V AC generuje napięcie bez obciążenia koło 36V przy poborze prądu 2A kondensator około 4000-8000uF na napięcie właśnie 40V. Jeśli chodzi o moc takiego transformatora tutaj widzę że jest ona podawana w VA i nie za bardzo wiem jak to przeliczyć na pobierany prąd lub ew. moc takiego transformatora przy napięciu 24V czy to się wgl przelicza ? Czy to nie jest ??V * ?A = ??VA

    I jeśli dobrze rozumiem we wzorze P= 24 * prąd_pobierany * 1,6 - to 1,6 jest to pewien zapas mocy ?

    Dodano po 56 [minuty]:

    Jeśli możliwe jest zastosowanie układu z zasilaczem impulsowym 24V DC 3.75A i przetwornicą:
    http://propix.com.pl/pl/p/DCDC-Step-UP-podwyzszajacy-napiecie-250W-10-50V-CC-CV/1732
    z ustawieniem na 25,5V i ograniczeniem prądowym 2A a później podłączenie tego do BMS'a nie będę kombinował z transformatorem. Tylko czy ta przetwornica przy tak małej różnicy napięcia będzie w stanie wygenerować 25,5V. Chodzi o to żeby nie potrzebnie nie komplikować takiego układu.
  • Helpful post
    Level 39  
    1,6 to jest zapas.
    Prąd pobierany z transformatora nie jest sinusoidalny.
    Wzór od razu podaje koledze moc transformatora w VA.

    Jeśli chodzi o moc to mamy generalnie trzy "moce".
    Pozorną, czynną i bierną.
    Moc czynna wykonuje pracę (np. grzejący się rezystor) natomiast bierna nie wykonuje pracy (np. kiedy włączymy do sieci kondensator). Moc pozorna to składowa z tych dwóch. Mamy współczynnik Cos fi znany także jako współczynnik mocy.
    To jest klasyczna definicja dla obwodów liniowych. Prostownik natomiast obciążeniem liniowym nie jest bo pobiera prąd w szczytach sinusoidy.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Power_factor#Non-linear_loads
    Tutaj może kolega się dokształcić, dlaczego przy prostownikach moc transformatora musi być większa.

    Jeśli chodzi o przekształtnik boost to możliwości regulacji prądu są ograniczone.
    Przy rozładowanym pakiecie 6S będzie miał kolega napięcie 18V.

    Zobaczy kolega jak wygląda przetwornica boost na schemacie. Tam po prostu będzie płynął prąd przez diodę i dławik.
    Przekształtnik boost nie ma żadnej możliwości, aby ten prąd zatrzymać. Przy tak niskim napięciu na pakiecie po prostu popłynie duży prąd.
    Buck jak najbardziej może go w pełni regulować bo może odłączyć prąd ze źródła.
  • Level 3  
    W porządku wszystko rozumiem i doczytam o mocy przy prostownikach i jeśli chodzi o tą przetwornicę, chciałbym ją wykorzystać tylko do ładowania tych ogniw a nie podwyższania ich napięcia, bo rozumiem że im mniejsze napięcie tym większy prąd musi popłynąć aby te straty skompensować. Tylko czy takie połączenie:

    zasilacz 24 V DC - przetwornica 25,5 V 2A - BMS - ogniwo

    będzie w stanie poprawnie je ładować.

    Jeśli mógłbym prosić o jakąś literaturę ( książki, strony ) z których mógłbym wyciągnąć ogólną wiedzę aby to wszystko lepiej zrozumieć, z chęcią przyjmę jakieś propozycję od doświadczonej osoby i byłbym bardzo wdzięczny.
  • Level 39  
    Przetwornica boost 24V->25,2V nie będzie w stanie regulować prądu.

    Z tym liczeniem mocy transformatora to nie trzeba się męczyć. Starczy przyjąć odgórnie pewien zapas i będzie w porządku.
    Tutaj jest tabelka
    http://www.hammondmfg.com/pdf/5c007.pdf
    Chociaż ogólnie to wiele zależy od pojemności kondensatorów.
    Dodanie dławika poprawia współczynnik mocy bo wygładzamy prąd.
    Takie rozwiązanie można spotkać w tanich zasilaczach ATX od strony zasilania sieciowego ale także w przetwornicach po stronie wtórnej.
    Nie tylko klasyczne transformatory cierpią z tego powodu, impulsowe również.

    Chyba kolega nie do końca rozumie jak działa ładowanie ogniw.
    Aby płynął prąd musi być różnica napięć.

    Ogniwa Li-ion ładuje się najpierw stałym prądem a potem stałym napięciem.
    Rozładowany pakiet 6S ma ok.18V. Zakładamy prąd ładowania 2A.
    Jak przyłączy kolega regulator to załączy się ograniczenie prądowe i napięcie będzie wynosić powiedzmy 20V.
    Prąd będzie cały czas wynosił 2A a napięcie na ogniwach będzie powoli rosnąć.
    W pewnym momencie osiągnie 25.2V i włączy się stabilizacja napięcia.
    Napięcie będzie utrzymywane na stałym poziomie 25.2V a prąd będzie stopniowo malał.
    Ładowanie kończy się w momencie kiedy prąd będzie już znikomy.

    W bardzo uproszonej wersji ładowarki można dać źródło 25.2V i szeregowy rezystor.
    Ale jest to prymitywne i lepiej wykorzystać technikę impulsową niż grzać rezystor.
  • Level 3  
    Właśnie największy problem mam z dobraniem źródła zasilania, bo rozumiem że zasilacz impulsowy 24V nie zdałby egzaminu musi być co najmniej 26V do ładowania takiego ogniwa. A te dedykowane są dość drogie.

    Rozmawialiśmy wcześniej o transformatorze 24V AC on przy obciążeniu poda większe napięcie aby zasilić taką przetwornicę step down ? Pewnie piszę bzdury.

    Jeśli mogę prosić o jakieś rozwiązanie tą techniką impulsową, jaki to miałby być zasilacz ew. przetwornica żeby takie ogniwo bezpiecznie ładować.

    Jeśli moje źródło zasilania ma 25,2V i 2A ograniczenia prądowego to podłączając obciążenie ( ogniwo ) ładuje się ono CC 2A a napięcie spada do np 20V, w miarę ładowania ogniwa napięcie na celach się podnosi i dopiero gdy się wyrówna do 25,2V zaczyna się ładować CV, a prąd spada. Dobrze rozumiem cały proces ? W sensie spadek napięcia powoduje przyłączenie obciążenia.
  • Helpful post
    Level 39  
    Transformator będzie dawał wyższe napięcie bez obciążenia.

    Jak ładowarka nie będzie obciążona to będzie tam 30-kilka V.
    Podczas obciążenia spadnie do 27-28V.

    Proces ładowania dobrze kolega rozumie. Warto zapoznać się z prawem ohma.
    A mówi ono U=I*R. Jak byśmy podłączyli rezystor 8Ω to przy ograniczeniu prądu na 2A byłoby 16V.

    Jeśli koniecznie ma być technika impulsowa to można zrobić przetwornicę boost i za nią buck.
    Albo gotowa przetwornica buck-boost czyli dwa w jednym. Ona sobie wtedy wyreguluje jak trzeba z tych 24V.

    Choć ogólnie rzecz biorąc zasilacz 24V raczej bez problemu wygenerowałby napięcie rzędu 26-27V. Zmiana sprzężenia zwrotnego co wiąże się zwykle z wymianą jednego rezystora.
    W niektórych zasilaczach do LED mamy nawet wystawiony drobny potencjometr do regulacji napięcia wyjściowego w niedużym zakresie.
    Przykładowo :Link
  • Level 3  
    Jeśli chodzi o pokrętło w zasilaczu wiem o czym mowa, mam u siebie w domu zasilacz do LED'ów i posiada właśnie takie pokrętło. Znalazłem na aliexpress buck-boost:
    https://pl.aliexpress.com/item/32845683864.ht...SF9t9Bwk2bosezu2A8RoClIQQAvD_BwE&gclsrc=aw.ds
    Moc wystarczająca. Do tego zasilacz 24V rozumiem że byłby odpowiedni.

    Właśnie zdałem sobie sprawę że buck, boost i buck-boost to trzy różne typy stąd moje złe rozumowanie tematu.
    Jeśli tylko mogę zapytać, czy przy tych typach przetwornic jest jakiś minimalny zapas napięcia do zadziałania ? np do podwyższenia z 24V do 25V jakieś 0,5V czy nie występuje tutaj coś takiego i nawet z 24V można przekształcać do 24,2V przykładowo.
  • Helpful post
    Level 39  
    Przy buck musi być nadmiar bo tranzystor ma straty przewodzenia.
    Przy boost minimalne napięcie wyjściowe wynosi Vin-Vd gdzie Vd to spadek napięcia na diodzie a Vin to napięcie wejściowe.

    Buck-Boost może niemal dowolnie kształtować napięcie wyjściowe.
  • Level 3  
    W porządku, bardzo dziękuję za poświęcony czas i za przekazanie wiedzy. Myślę że dla innych ten temat również będzie pomocny :)