[Rozwiązano] Jakie tranzystory i cewki do ładowarki 4S Li-ION na przetwornicy buck?

Witam.
Zacznę od tego że postanowiłem sprawdzić czy z tego co ma się w szufladzie da rade zrobić automatyczną i prostą w wykonaniu ładowarkę.

Najbardziej istotne założenia tego projektu to.

1. Pre-charge / jeżeli ogniwa są rozładowane 3.3V < na celę ładowanie CC 200mAh
2. Ładowanie CC do 4.2V np.: 700mAh
3. Ładowanie CV do spadku prądu 100mAh >= pakiet
4. Balansowanie cel jeśli zajdzie taka potrzeba..
5. No i najbardziej istotne graty z szuflady..

Małe przeszukanie netu w celu lokalizacji podobnych projektów.
90% projektów jakie znalazłem opiera się o tp4056 lub jakieś inne dziwne:
typu prosty balanser TL431.

A więc projekt udało się wykonać jednak pojawiły się dwa problemy.

1. tranzystor przetwornicy buck
2. cewka przetwornicy buck



schemat:



Przetwornice obliczyłem na podstawie
https://www.youtube.com/watch?v=IpoI6ERn5zM

sprawność Korzystam z przetwornicy testowej (patrz schemat )
92% prąd ładowania 200mAh
87% prąd ładowania 700mAh




Pierwsze moje pytanie dotyczy dziwnego zachoawnia napięcia na drenie.

Czy to tak powinno wyglądać ???
Jeżeli nie to jak to powinno wyglądać.

Proszę o sugestię.

Dodam że mosfet się grzeje


Niestety nie posiadam porządnego oscyloskopu
tylko jakąś imitacje

dren


cewka -- kondensator


pwm z MCU


bramka mosfet


Drugie moje pytanie dotyczy cewki

cewka była obliczona
Vi 22V
Vo 18V
F 32.5kHz
Io max 1.5A
Dc 80%

I dla tych obliczeni wyszło że cewka powinna mieć ~220uH

Jednak z taką cewką prąd nie narastał liniowo
od 1% – 65% wypełnienia pwm max prąd to 180mAh
po wyżej 65% narasta o 80-120mAh na każdy % pwm
dopiero zamiana cewki na 22uH dała pożądany efekt.

I tu nasuwa się pytanie czy popełniłem błąd w obliczeniach czy błędne było założenie że
policzę przetwornicę jako stała z wypełnieniem pwm 80% i będę ja regulował.

Jeżeli tak to proszę o info jak się liczy przetwornice regulowaną.

jox1 napisał:

I dla tych obliczeni wyszło że cewka powinna mieć ~220uH

Jednak z taką cewką prąd nie narastał liniowo
od 1% – 65% wypełnienia pwm max prąd to 180mAh
po wyżej 65% narasta o 80-120mAh na każdy % pwm
dopiero zamiana cewki na 22uH dała pożądany efekt.

Prąd nie ma prawa narastać liniowo, bo buck to układ regulacji napięcia, kiedy wypełnienie będzie odpowiadało napięciu mniejszemu od napięcia akumulatorów, prąd będzie niewielki a powyżej szybko wzrośnie.

W twoich przebiegach widać że cewka jest mała więc pracujesz w DCM, po 2us prąd cewki przestaje płynąć a później mamy oscylacje.

Przebiegi na bramce mogły być szybsze, ale jak zbudowałeś układ impulsowy na płytce stykowej i cokolwiek działa to należy traktować w kategoriach cudu i nie narzekać.

jox1 napisał:

Jeżeli tak to proszę o info jak się liczy przetwornice regulowaną.

Masz inny układ niż na filmie czy w książkach gdzie piszą jak policzyć BUCK-a, indukcyjność dobrana standardową metodą powinna być dobra, ale żeby policzyć prąd wyjściowy w funkcji wypełnienia to wzory trzeba by sobie samemu wyprowadzić.

Wielike dzieki za odp:

Zdaję sobie sprawe żę składanie przetwornicy na płytce stykowej to nie najlepszy pomysł.

W ramach testu zrobie jeszcze buck z N mosfet dodatkowo buck-bust i zamowię PCB
zobaczę jakie to przyniesie efekty.

Poz;

Troszkę to trwało ale powodem był bark czasu.

Problem stanowiła częstotliwość i bark wiedzy na temat przetwornic

Jak wspomniał kolega jarek_lnx przetwornica pracowała w DCM

Przetwornica przy wypełnieniu PWM około 90% zaczyna działać w CCM

Kilkukrotnie wymieniałem cewkę i kondensator na wyjściu przetwornicy.
I praktycznie zawsze przy niskim wypełnieniu PWM przetwornica była DCM (32khz)

Dopiero zwiększenie częstotliwości spowodowało że przetwornica w pełnym zakresie PWM
zaczęła pracować w trybie CCM.




A tak to wygląda.

Ładowarka.



Tak wygląda praca dla kilku wybranych czestotliwość.

Do testów użyłem Teensy3.2
rozdzielczość PWM 9 bit tak jak na arduino nano
wypełnienie PWM 10%









Co do moich pytania z pierwszego postu to rozwiązanie jest proste.
Aby wykonać jakieś zadanie najpierw trzeba posiąść niezbędną wiedzę.

Co do ładowarki .

Nie spodziewałem się że będzie aż tak dobrze się sprawować.
Potrzebuje ona 3h i 10 min aby naładować ogniwa do pełna (3420mAh)
prąd ładowania 1400mAh (ustawiany programowo)
ogniwa są balansowane z dokładnością 0.005V(ustawiane programowo)
zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem 2.7V na celę (ustawiane programowo) nie pozwala na ponowne uruchomienie do puki cele nie zostaną ponownie naładowane
jeśli ładowarka nie zostanie odłączona od zasilnia to ponowne ładownie rozpocznie się jak napięcie spadnie do 3.6V na cele (ustawiane programowo).