Procesorem řízený UP/DOWN měnič

Zpráva

\_Honza_/ · #1 Příspěvek od **\_Honza_/** » 22 črc 2009, 19:57

Dobrý den,

přemýšlím o stavbě procesorem řízené nabíječky+nastavitelného zdroje.

Požadované parametry:

Vstup v rozmezí alespoň 10V-20V (12V baterie, pc zdroj, zdroj od notebooku)

Výstup
proud do 5A
napětí cca 0-25V (potřeba pro případný 5 článek li-po - 21V)

Vzhledem k účinnosti a potřebě nabíjení 3 článku Li-Po (12,6V) z 12 voltové baterie jsem se rozhodl pro spínaný měnič, který bude řídít přímo procesor (atmega8) pomocí 2 kanálů PWM. Napětí bych snímal přes odporový dělič AD převodníkem procesoru, proud pak jako úbytek na odporu 0,47 ohmu 10W (ubytek na odporu bych pak samozřejmě musel odecist od namereneho napeti).

Našel jsem si principielní schéma (viz příloha) jako spínače bych chtěl použít tranzistory KU605 kterych mam par po ruce. Jen bych rád radu jak co nejjednodušeji spínat NPN tranzistoru na pozici Q1 (vstup 10-20V) procesorem napájeným 5V.

Děkuji za jakékoliv rady a komentáře ohledně případné realizovatlnosti tohoto projektu

Stan3 · #2 Příspěvek od **Stan3** » 22 črc 2009, 21:49

Asi takhle:

ZdenekHQ · #3 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 23 črc 2009, 10:49

1. Na Q1 budeš mít šílenou výkonovou ztrátu
2. Ty tranzistory nikdy nepojedou naráz, buď budeš zvyšovat, nebo snižovat.

Andrea · #4 Příspěvek od **Andrea** » 23 črc 2009, 11:58

A co když se procesor kousne a Li-Ionky bum :blowing:

\_Honza_/ · #5 Příspěvek od **\_Honza_/** » 23 črc 2009, 12:28

1) Ano každý tranzistor je třeba spínat zvlášť (2 kanaly PWM z procesoru) na to už bych si schéma upravil.
2) Abych zmenšil ztrátu na Q1 nahradil bych R1 zkratem. Tím bych se dostal na cca (1V+1V) * 5A = 10W při plném zatížení v saturaci. To už by byly přijatelné ztráty. Stejně počítám s nuceným chlazením bočníku a tlumivky. Opravte mě ale jestli se pletu ve výpočtu.
3) Dotaz na funkci tranzistorů R2 a R5. Napadá mě jedině že by mohly pomáhat rychlejšímu vypínání tranzistoru?

Z nebezpečí kousnutí procesoru mam taky trochu strach. Ale předpokladané použití bude jen venku na letišti jako druhá nabíječka abych mohl nabíjet 2 packy zaroveň. Má současná nabíiečka SHARK10 je navíc taky řízená AVRkem a už pár let funguje

Navíc při správném použití watchdogu by se mohlo podařit riziko minimalizovat.

\_Honza_/ · #6 Příspěvek od **\_Honza_/** » 23 črc 2009, 12:36

Navíc z výbuchu Li-Ionek bych strach neměl. Ještě jsem žádné vybouchnuté neviděl, měly by mít přetlakový ventil který má umožnit "ufouknutí" při přebíjení. Mě se ale týká nabijení Li-Pol. Ty nic takového nemají dokonce už jsem měl i jeden vyhořelý v ruce, prý z něho šlehaly metrové plameny. Výbuch byl způsoben právě nesprávným nabíjením kdy byly omylem nabíjeny Ni-Cd programem který čekal pokles napětí který ale u Li-pol samozřejmě nepřišel.

Andrea · #7 Příspěvek od **Andrea** » 23 črc 2009, 12:42

Ten bočník ti shoří, při 5A na něm bude 12W. Asi by to chtělo menší odpor, aby z nabíječky nebylo mobilní topení a nějaký výkon zbyl na tu nabíjenou baterku. Zkoušel jsi, jak rychle jde při rozumných ztrátách spínat ten KU605? Jestli by nebyl lepší MOSFET za pár kaček.

#8 Příspěvek od **rnbw** » 23 črc 2009, 12:54

To, ze si nieco nevidel, este neznamena, ze to neexistuje:
http://www.youtube.com/watch?v=WeWq6rWzChw

\_Honza_/ · #9 Příspěvek od **\_Honza_/** » 23 črc 2009, 12:58

O přetížení bočníku vím, zvolil jsem takto vysokou hodnotu abych se vyhnul použití OZ a dalším komplikacím (reference AD převodníku je 2,5V). Doufal jsem že by šel uchladit pomocí větráku a kdyby ne tak bych se musel spokojit třeba se 4A. Většinu času ovšem bude provoz do 3 A, chci ale mít určitou rezervu proto jsem psal požadovaný proud do 5A.

Nějaký mosfet bych tu našel ale tím bych si ještě víc zkomplikoval buzení, myslím že spíš oželím těch pár watu ztrátu než vymýšlet nebo shánět budič.

Rychlost spínání jsem nezkoušel, právě proto jsem založil toto téma - abych zjistil jak co nejjednodušeji spínat vyýkonový NPN tranzistor 5-voltovou logikou.

Andrea · #10 Příspěvek od **Andrea** » 23 črc 2009, 13:12

No je pravda, že než tam dát budič za 30Kč, bude lepší koupit a tahat s sebou 2x větší olověnou baterku.

Stan3 · #11 Příspěvek od **Stan3** » 23 črc 2009, 14:44

Díval jsem se do katalogu na KU605, při Ic=8A,Ib=1A,Uce=40V má Tr=1us,Ts=1us,Tf=0,5us. Z těchto údajů by měl pracovat až do 400kHz(spínaný režim).

Při vstupním napětí od 10V do 20V,a výstupním 0-25V je nutné použít zapojení Step-Up/Down(oba tranzistory spínají současně), nebo zapojení měniče s transformátorem(propustný,akumulační, dvojčinný).

Při Uvst>Uvýst by stačilo spínat jen Q1,ale při zvyšování výstupního napětí Uvýst > Uvst by stejně musel začít spínat i Q2.

Andrea · #12 Příspěvek od **Andrea** » 23 črc 2009, 14:55

Stan3 píše:Díval jsem se do katalogu na KU605, při Ic=8A,Ib=1A,Uce=40V má Tr=1us,Ts=1us,Tf=0,5us. Z těchto údajů by měl pracovat až do 400kHz(spínaný režim).

A víš co z něho na těch 400kHz poleze a jak bude topit?

Stan3 · #13 Příspěvek od **Stan3** » 23 črc 2009, 15:02

Jasný, poleze z toho paskvil místo obdélníku, topit to bude jako p......

Ale jestli-že autor článku trvá na použití KU605 místo MOS-FETu,tak .....

\_Honza_/ · #14 Příspěvek od **\_Honza_/** » 23 črc 2009, 15:23

Bude-li třeba vyšší napětí než vstupní Q1 bude trvale sepnutý a Q2 bude řízen PWM modulací.
Bude-li třeba nižší než vstupní napěti Q1 bude spínán PWM modulací a Q2 bude trvale rozepnutý.
Takto by to mělo fungovat.

OK přesvědčili jste mě, udělám test a změřím průběhy na osciloskopu než budu vymýšlet něco dalšího :-)

Jestli je tady nějaký fyzikální důvod proč jsou bipoláry výrazně pomalší vůči mosfetům stačí říct. Až tak moc znalostí nemám abych na to přisel sám.

Andrea · #15 Příspěvek od **Andrea** » 23 črc 2009, 15:45

Jo a když bude ta nabíječka napájená 10V a na výstupu bude dávat 20V/5A, tak špičkový proud Q1 a Q2 bude tak 20-25A, přičemž střední hodnota proudu Q1 bude 2x větší než Q2.