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

[Rozwiązano] Przetwornica impulsowa do ładowania laptopa - wygładzenie napięcia wyjściowego

05 Lut 2020 23:38 321 7
  • Poziom 5  
    Witam serdecznie,
    od jakiegoś czasu zmagam się z problemem przy budowie prostego "powerbanka" do laptopa. Zakupiłem wszystkie potrzebne elementy, testowałem - działa dobrze. Zasilam ją z ogniw 18650 połączonych szeregowo 2P4S (razem z BMS).

    Problem mam z przetwornicą impulsową, która na wyjściu ma różne skoki napięcia niezbyt dobre dla elektroniki laptopa. Poczytałem sobie bardzo dużo artykułów na jej temat i postanowiłem nieco ją "udoskonalić" zgodnie z internetowymi radami. Nie posiadam oscyloskopu, a zdania w internecie są bardzo podzielone, więc chciałbym tutaj zapytać o poprawność przeprowadzanych zabiegów.

    1. Najważniejsze moje pytanie - czy na wyjściu przetwornicy impulsowej mogę dodać swoje kondensatory? Czytałem, że zaburza to jej działanie (częstotliwość) i mocniej się nagrzewa.
    2. Przy kontrolerze PWM (UC3843) polecano dodać kondensator z ISENSE do GND o wartości 470pF. Po tym zabiegu przetwornica zaczęła wydawać głośne dźwięki o różnej częstotliwości w zależności od obciążenia. Nadal działa, ale nie jestem pewien, czy to bezpieczne dla niej.
    Polecano również zamienić kondensator 100nF pomiędzy COMP, a VREF na 220pF z rezystorem 47k równolegle - tego jeszcze nie wykonałem.

    Dodałem kondensatory 100nF na wejściu i wyjściu oraz kilka dużych kondensatorów elektrolitycznych (łącznie 6600uF) na wejściu przetwornicy.

    Załączam schemat oryginalny (bez modyfikacji) oraz zdjęcie samej przetwornicy. Proszę o pomoc w dostosowaniu jej do bezpiecznego ładowania laptopa.
    Dziękuję i pozdrawiam.
  • Poziom 24  
    Rozumiem że chcesz używać przetwornicy do ładowania laptopa poprzez gniazdo zasilacza?

    Dodano po 7 [minuty]:

    1000uF na wyjściu przy prądzie kilku A to nie jest dużo i można by coś dołożyć . Niestety nie doradzę ile jest bezpiecznie bo dasz za dużo to padnie przetwornica. Przy rozruchu prąd ładowania kondensatorów ją zabije.
    Opisz lepiej te skoki napięcia.

    Dodano po 1 [minuty]:

    Nie myślałeś nad zbudowaniem pakietu np. 24V i obniżaniu napięcia?
    Jak wygląda twój obecny pakiet ogniw?
  • Poziom 5  
    timon125 napisał:
    poprzez gniazdo zasilacza

    Dokładnie tak, laptop wymaga napięcia 20V i według producenta potrzebuje maksymalnie 3.25A.

    timon125 napisał:
    1000uF na wyjściu przy prądzie kilku A to nie jest dużo

    Wydawało mi się, że laptop będzie miał większe zapotrzebowanie. Nie sprawdzałem ile sam pobiera prądu, natomiast sprawdzałem ile przetwornica potrzebowała - przy największym obciążeniu laptopa miałem 4.5A poboru prądu z baterii przy napięciu ok. 13V. Nie chciałem dodawać kondensatorów na wyjściu, ponieważ przeczytałem złe opinie na temat takiego rozwiązania.

    timon125 napisał:
    Opisz lepiej te skoki napięcia.

    Niestety jak wspominałem nie mam oscyloskopu do pomiarów, natomiast wiele informacji przeczytałem na temat przetwornicy w internecie. Sam nie zauważam tego za pomocą multimetru, chodzi o te minimalne odkształcenia, które pojawiają się podczas pracy przetwornicy.
    Według specyfikacji: Output Ripple: 2% MAX. Chciałbym jak najlepiej wygładzić napięcie wyjściowe, żeby nie zaszkodzić elektronice laptopa.

    timon125 napisał:
    Nie myślałeś nad zbudowaniem pakietu np. 24V i obniżaniu napięcia?
    Jak wygląda twój obecny pakiet ogniw?

    Myślałem nad takim rozwiązaniem, natomiast nie posiadam tylu ogniw 18650.
    Moje obecne rozwiązanie to osiem baterii - 4 w szeregu po dwie równolegle. Jedna bateria ma pojemność ok. 3000mAh. Maksymalne napięcie to 16.8V, minimalne 12V.
  • Poziom 42  
    Domen4 napisał:
    Wydawało mi się, że laptop będzie miał większe zapotrzebowanie. Nie sprawdzałem ile sam pobiera prądu, natomiast sprawdzałem ile przetwornica potrzebowała - przy największym obciążeniu laptopa miałem 4.5A poboru prądu z baterii przy napięciu ok. 13V. Nie chciałem dodawać kondensatorów na wyjściu, ponieważ przeczytałem złe opinie na temat takiego rozwiązania.


    To normalne, jeżeli z 13V robisz 20V, to potrzeba więcej prądu z niskiego napięcia. Do tego dochodzą straty samej przetwornicy. Tak, jak napisał Kolega u góry, większe kondensatory to bardzo duży pobór prądu w momencie uruchamiania układu.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Domen4 napisał:
    Problem mam z przetwornicą impulsową, która na wyjściu ma różne skoki napięcia niezbyt dobre dla elektroniki laptopa. Poczytałem sobie bardzo dużo artykułów na jej temat i postanowiłem nieco ją "udoskonalić" zgodnie z internetowymi radami. Nie posiadam oscyloskopu, a zdania w internecie są bardzo podzielone, więc chciałbym tutaj zapytać o poprawność przeprowadzanych zabiegów.

    Najpierw uściślijmy o co chodzi, przetwornica ma tętnienia, związane z impulsowym przekazywaniem energii na wyjście i ograniczoną skutecznością filtrowania. Drugą istotną sprawą są parametry układu regulacji, kiedy pojawia się nagła zmiana napięcia wejściowego albo prądu obciążenia, regulator musi dostosować wypełnienie PWM do nowych warunków pracy, może to zrobić szybciej lub wolniej, czasami obserwujemy przeregulowanie, czasami oscylacje gasnące, a w najgorszym przypadku oscylacje ciągłe - regulator się wzbudził i nie stabilizuje już napięcia tylko generuje jakieś przebiegi zmienne.
    Poniżej kilka przykładów odpowiedzi impulsowej regulatora
    Przetwornica impulsowa do ładowania laptopa - wygładzenie napięcia wyjściowego

    Jak zaczynasz grzebać w kompensacji pętli sprzężenia zwrotnego bierz pod uwagę że te wszystkie przypadki mogą wystąpić, trochę głupio przerabiać coś czego działania nie możesz sprawdzić.

    Domen4 napisał:
    1. Najważniejsze moje pytanie - czy na wyjściu przetwornicy impulsowej mogę dodać swoje kondensatory? Czytałem, że zaburza to jej działanie (częstotliwość) i mocniej się nagrzewa.
    Możesz dodać kondensatory, częstotliwość się nie zmieni, nagrzewać się nie będzie, ale kompensację częstotliwościową możesz zepsuć. Tłumienie tętnień możesz poprawić skuteczniej dodając filtr LC, ale to rozwiązanie też ma swoje wady, odpowiedź impulsowa samego filtru LC będzie oscylacyjna, oscylacje można tłumić, stosując dodatkowy obwód RC, każde działanie ma swoje negatywne i pozytywne skutki.

    Domen4 napisał:

    2. Przy kontrolerze PWM (UC3843) polecano dodać kondensator z ISENSE do GND o wartości 470pF. Po tym zabiegu przetwornica zaczęła wydawać głośne dźwięki o różnej częstotliwości w zależności od obciążenia. Nadal działa, ale nie jestem pewien, czy to bezpieczne dla niej.
    Polecano również zamienić kondensator 100nF pomiędzy COMP, a VREF na 220pF z rezystorem 47k równolegle - tego jeszcze nie wykonałem.
    Nie mając oscyloskopu nie jesteś w stanie stwierdzić co się dzieje, ale wiadomo że dziwne dźwięki nie świadczą o stabilnej pracy.

    Domen4 napisał:
    Niestety jak wspominałem nie mam oscyloskopu do pomiarów, natomiast wiele informacji przeczytałem na temat przetwornicy w internecie. Sam nie zauważam tego za pomocą multimetru, chodzi o te minimalne odkształcenia, które pojawiają się podczas pracy przetwornicy.
    Według specyfikacji: Output Ripple: 2% MAX. Chciałbym jak najlepiej wygładzić napięcie wyjściowe, żeby nie zaszkodzić elektronice laptopa.
    Elektronika laptopa ma na wejściu przetwornicę, za nią są kolejne przetwornice, zasilacz do laptopa jest przetwornicą. Nie widziałem w zasilaczach laptopowych dodatkowych filtrów zmniejszających tętnienia. Nie wiem jak miał byś zaszkodzić, o ile wszystko jest poprawnie wykonane, jeśli nie jest, czy to w chińskiej przetwornicy czy w laptopie to...
    może się coś stać, ale i tak ni masz czym sprawdzić, czy jest ok.

    Jakbyś znalazł rzetelnie wykonaną przeróbkę, z pomiarami przed i po ze sprawdzoną odpowiedzią impulsową i miał byś pewność że posiadasz dokładnie taka samą przetwornicę to można by próbować, ale na zasadzie że ktoś w internecie napisał, co mu się wydawało, to raczej nie ma co próbować.
  • Poziom 5  
    jarek_lnx napisał:
    trochę głupio przerabiać coś czego działania nie możesz sprawdzić

    jarek_lnx napisał:
    miał byś pewność że posiadasz dokładnie taka samą przetwornicę

    Przede wszystkim dziękuję za obszerną wiadomość.
    Niestety nie mam żadnej pewności o tym, czy moja przetwornica jest podobna do jakiejś z internetu, ponieważ zauważyłem, że różnią się one wykonaniem. Moja nie ma logo firmy, kondensatory zamiast zielonych dostałem czarne, a sama cewka była brzydko nawinięta.
    Usunę zatem modyfikacje, które na niej przeprowadziłem, gdyż mogą one faktycznie przynosić odwrotny skutek od zamierzonego. Nie mam możliwości sprawdzenia oscyloskopem jak to wszystko działa, także faktycznie nie ma sensu próbować.

    Dziękuję wszystkim za pomoc.
  • Pomocny post
    Poziom 38  
    Kolega Jarek_lnx dokładnie opisał gdzie leżą wątpliwości dotyczące przeróbki. Generalnie nie mając wiedzy a mając nawet oscyloskop nie należy grzebać w obwodzie sprzężenia zwrotnego. To co można zrobić to dodać z dławikiem gromadzącym równolegle diodę anodą do plusa zasilania a katodą do plusów kondensatorów wyjściowych. Jak łatwo zrozumieć działanie tego układu, służy on do naładowania kondensatorów wyjściowych w momencie startu. W szereg z tą diodą bywa, że jest włączany rezystor rzędu kilku omów. Poprawia to start a bateria kondensatorów wyjściowych może mieć znaczną pojemność.
    Generalnie przetwornicy w laptopie mogą i zaszkodzą przepięcia czyli na wyjściu przetwornicy powinien być układ RC tłumiący je i jeszcze transil 1.5KE22A, jednokierunkowy czyli "paskiem" katodą do plusa zasilania wyjściowego. Minimalne napięcie jego zadziałania to 20.9V, typowo 22V a maksymalnie 23.1V czyli powinien ochronić elektronikę laptopa gdzie 24V i powyżej to igranie z ogniem i to dosłownie. Dolna wartość napięcia zadziałania jest powyżej tego co wymaga laptop.
  • Poziom 5  
    Spróbuję zastosować na wyjściu kondensator z diodą i rezystorem. Poczytam także o filtrach RC i ładowaniu laptopów. Nie chcę ryzykować uszkodzeniem czegokolwiek.

    Raz jeszcze dziękuję za okazaną pomoc, pozdrawiam.