Открытый проект универсального зарядника
Обмываю очередной трупик Стрижика, жру пиво, глубина мыслей соответственная.
Случайно врубил сепик без нагрузки в тестовом режиме.
<>
Боюсь нарастание напряжения не успею отследить программно при больших токах.
Замеры делаются 35 раз в секунду, а проверяются чуть реже (не проверял пока).
Натурально Замеры делаются 125 000 Гц / 8 каналов. Просто они НЕ достаточно точные - 10 битов. Но от ГРУБЫХ ошибок типа превышения макс выхода однозначно успеют спасти - я к примеру уменьшал вдвое уставку преобразователя при превышении порога - на асме команд всего -ничего. Просто контроль ГРУБЫХ ошибок надо именно в прерывании АЦП делать.
Однако тут косячок - сказанное справедливо, если время реакции преобразователя на команды проца близкое к нулю ( ЦАП или непосредственное управление ключами процом) А в случае фильтрации ШИМа время реакции будет ох каким не маленьким. Так что если продолжать мудрить с ТЛ - то ещё один довод ЗА гравиЦАПу.
- Для измерения максимального тока 5А <> надо падение напряжения на 0.05 Омах усилить до 5в
Имеем представленное в диапазоне 0-5 вольт значение выходного тока 0-5 А. Иными словами, коэфф пересчёта = 1 Вольт/Ампер. Которое из-за неидеальности ОУ не смогет быть ниже 0.04 вольт. Это = 40 мА. ( А не Триста Шестьдесят наблюдаемых в реале !)
Имеем напряжение уставки - которое тоже не могет быть ниже 0.04 вольт.
В итоге - в худшем случае при линейной работе остальной схемы будет 40 мА на выходе.
Ответ - и тот и другой ОУ ( измерение тока и уставка тока) НЕ МОГУТ выставить корректный сигнал на выходе. В итоге - ток на выходе достаточно превышает 40 мА.
Вывод - во всей аналоговой части желательно избегать краёв входа/выхода. При чём требование противоречивое - точность с одной стороны, простота схемы - с другой. Классически решается двух полярным ± 15 вольт питанием ОУ, однако тут енто вряд ли применимо.
Так что сдвиг к +5 вольтам 1 ноги - вполне нормально. Однако лучше, если 0 мА измерителя тока стал примерно 0.5 вольт. И Максимальные 5А стали примерно 4.5 Вольт. Тогда и отрицательные токи и перегруз по току прога будет видеть. Ну и смещение нуля ОУ тоже плавает от температуры - его дрейф тоже смогем программно обнулять.
- Отслеживать превышение напряжения в прерывании на АЦП - сделаем.
- 4.5в=Максимальный измеренный ток на 1 ноге тл - сделаем.
Можно всетаки задействовать 15, 16 ногу: На 15 ногу подать поделенный Vref например до 4.9, а на 16 ногу V0 (который равен 5в, если на выходе 26в). Это остановит рост напряжения на 26в. А у проца и шим фильтра будет время осмыслить и исправить ситуацию.
40 мА - это достаточно.
Проблема в том, что при 0.04в и на 1 и на 2 ноге тл возникают какието автоколебания или хз что еще в результате которых на выходе силовом при шиме 1/65536 получается 0.36А.
Если вторая нога тупо управляется от переменника, то все ок.
Я еще поэксперементировал с подтяжной к +5 (10кОм/5мОм) 1 ноги тл, в результате:
при шиме <59/65536 ток 0А далее (>59/65536) резкий скачек до 0.36А(может быть и меньше), при проходе через 59 наблюдается гистерезис. Видно как лампочка с задержкой в несколько секунд гаснет или загорается, пока ток нагревает волосок, там же и сопротивление скачет.
Короче когда и 1 и 2 нога тл формируются на операционнике однополярном, то вблизи нуля жди траблов. Попробую более точно подобрать мегаомы (это уменьшит 59), может ступенька пропадет или уменьшится тоже.
Протрезвел.
Однако лучше, если 0 мА измерителя тока стал примерно 0.5 вольт. И Максимальные 5А стали примерно 4.5 Вольт. Тогда и отрицательные токи и перегруз по току прога будет видеть. Ну и смещение нуля ОУ тоже плавает от температуры - его дрейф тоже смогем программно обнулять.
Детальный Ответ таков - кроме уменьшения усиления DA3:2&4 c примерно 20 до примерно 16 разиков (что-бы 5 А диапазон вместить примерно в 4 вольта размаха) надо резистором примерно 800 КОм 5&12 ноги DA3 тянуть к +5 вольтам так, что-бы на выходе датчика тока при НУЛЕВОМ токе было 0.1-0.5 Вольтика. Тогда ТЛка будет уверенно запираться (скважность=0%) 0.04 Вольта минимальным выходом фильтра ШИМа.
Это на мой взгляд лучше, чем тянуть к 5 Вольтам ВЫХОД токового датчика на 1 ноге ТЛ. Именно потому, что из-за неидеальности ОУ токового датчика (напряжение смещения нуля и его дрейф и разброс от экземпляра) будет проблема измерить малые токи. А уж стабилизировать их - тем более проблема.
А программиста мне совершенно не жаль - потому как смещённый ноль тока придётся учитывать в расчётах и он будет менятся во времени и его придётся периодически калибровать. Однако - мне кажется что все так делают - когда проге известно, что выходной ток должен быть нулевым (например уставка преобразователя=0 или ещё какие случаи) - она и засекает выходное значение токового преобразователя как смещение нуля. Что-бы потом его отнимать от измеренных токовых результатов.
Зато прога пишется один раз, даже сложная, а копируется потом легко и не принуждённо. В чём и радость народа. В чём и радость максимального количества цифры в проектиках. Кто в своё время вволю помучился с аналогом, тот начинает искренне и неподдельно любить цифру. Это я про непосредственное управление ключами процом. Даже в текущем проектике - просто попробовать подать на затвор ключа сепика C1_G выход ШИМа PWM1 напрямую.Выход ШИМ разумеется перепрограммировать на 10 бит/скока-то там килогерц, ну и номиналы силовых деталек пересчитать соответственно.
Ух, ты! А, народ то, уже куда урулил с проектом!
Поклон создателю темы! Очень импонирует последовательная настойчивость автора.
Грешен, а я, задвинул всю работу на край стола! Мой осцелоскоп (ОМЛ-72) уже месяц не включался. Но не от безделья: - весенне- полевые работы…!
Мартини Россо сегодня душу греет слегка.
Хотелось, бы, впечатлений от ощущения приятного. Наверное и я сего дня разговеюсь.
А, у нас из косорыловки, тока самогоновка. Правда, качество отменное, продукт натуральный, пшеница твердых сорто. И местное население качество контролирует. Бабушки опасаются менять состав рецепта, … себе сомой чревато, ну в обчем у нас так.
Н.С.П
Алтай
При увеличении шунта до 0.1 Ома (от 0.05) схема заработала нормально.
Мин Ток упал менее 0.1 А.
Пробы на акках 3.6 NiMh показали тотже эффект.
Сейчас у меня стоят дросселя L1=L2=200мкГн для ограничения маx тока.
А должно быть L1=10мкГн L2=22мкГн
Думаю это тоже сильно повлияет на работу схемы, поэтому перед регулировкой усилителей надо заделать первую итерацию (подбор дросселей).
В связи с этим встал вопрос что и на чем мотать. Варианты ответа:
- Обычные кольца со щелью 0.2-0.8мм из материала M2000-M4000 d=30-35мм
1а. Броневой или Ш сердечник со щелью. - Пермаллой без щели (т.к. щель типа распределена по всему объему), размеры теже.
- Альсифер ???
L1 и L2 (SEPIC) рассчитаны для 250 кГц.
L1 и L2 можно мотать на одном сердечнике (тогда следите за точками на схеме), а можно на разных.
На указанных размерах для L1 надо 7 витков, для L2 - 14 витков.
Недавно видел преобразователь 12в->3в 200 кГц (20-40А) для питания светодиодных табло.
Там дроселя из пермаллоя диаметром с 10мм и 10 витков d=1мм.
Так что при некоторой потере КПД прям их можно и задействовать (тока чуть домотать).
Выпаивают их из старых мамок или БП, надо знать цвета (светло зеленый с синей полоской например).
Опять соврал не 34, а 24 мм диаметр кольца.
Приобрел пермаллой двух типов:
- MAGNETICS d24 крашеное черное кольцо сбоку два многозначных числа значатся, намотал 7 витков получилось 5мкг.
- Вероятно китай в полукольцах (торойд разрезанный вдоль на две части) без маркировки запакован как таблетки состыковал два полукольца и намотал 7 витков получилось 11 мкГн.
Взял обычное колцо из М2000 тогоже размера намотал 7 витков получилось 100 мкГн.
Взял броневой сердечник сечение чуть больше намотал 7 витков и сильно сжал обе половины 150 мкГн
ослабил сжатие 100 мкГн, проложил а4 лист 50 мкГн, 3 листа в звисимости от сжатия 10-20 мкГн
Итак намотал на китайские сдвоенные таблетки 7 и 14 витков 10,5 и 21 мкГн(измерено LC-метром).
Воткнул в схему вместо 200 и 200 мкГн. Дал 5*1/65536 вольт опору и компутерный БП вырубил ток по перегрузке (200/200 работало нормально). Опять надо искать БП нормальный. Индуктивности рассчитаны на 5А*26в максимальной мощности. А КПД пока дай боже. Вот БП и не справляется.
Забыл сказать у меня после ли1 в каналах зарядки стоит ir4427 (от 9 вольт питается и перед затвором 50 ом)
Попробую увеличить индуктивность, упадет мощность.
Тяжкая же же работа - метод научного тыка!
Может это то самое место где народ ограничился 150 кГц???
Прочитал это:
forum.ixbt.com/post.cgi?id=print:48:2199
и голова треснула
Прикольная ссылка.
И метода тестирования дросселей прикольная и простая.
Ну и осциллограммы поучительные.
А компенсацию смещения нуля токо измерительного ОУ зря не захотел сделать для эксперимента.
Калибровку смещения нуля можно с замером внутреннего батарейки совместить, когда зарядный ток до нуля сбрасывается. Просто смещение нуля ОУ всё-равно есть, и оно действительно зависит от марки/экземпляра/температуры. А прога/конструкция должна быть мало зависима от деталей.
Ну или хотя бы (для пробы изменения поведения) заменить ОУ на более качественный инструментал OP491, у которого напряжение смещения нуля вместо 2 мВ будет 0,7 мВольтика в среднем, а если повезёт с экземпляром, то и 0,1 мВольтик. Минимальный ток при ентом снизится должон.
Ну и интересное противопоставление трансформаторных и индуктивно накопительных преобразователей с точки зрения индуктивности обмоток.
Ну то есть в трансформаторном на выходе по любому придётся дроссель ставить для невскипания вых электролитов.
Так быть могет не мудрствуя лукаво объединить габарит трансформатора и дросселя в едином намоточном узле с одной обмоткой ? В конечном итоге при похожих габаритах намоточного узла будем иметь всего одну обмотку.
Ну и про частоты хорошо сказали.
Прочитал и ещё раз убедился, что 40 КГц прямое управление ключами с выхода ШИМ 10 бит - очень хорошее решение.
И вообще я на очередных запусках Стрижика убедился, что мне тестер нужен.
Который побаночное напряжение в сборке меряет и (быть могет) лог использования батареек ведёт.
И ещё непонятно, почему на Гиперионе 1210 нельзя выставить ёмкость лития более 20 А*Часов. Потому как я все батарейки в параллель на ночь запускаю, а там более 20 а*час получается. Отсекает зараза по перезаливу ёмкости.
Оказалось что, то что я называл полукольцами и таблетками и есть МП 140. На бумажке которую дал продавец было написано.
Покупной на рынке БП(за полцены COLORIF… 400Va) оказывается глючил (отрубая защиту по току), а может он дохлый.
Запитал ЗУ от 12в7Ач аккума и фсё зафунциклило.
Вот и закончился очередной этап проекта:
Схема принципиально заработала с расчетными номиналами L1 и L2 (на частоте 250 Гц).
Пока дает от нуля до целых 12в 1,5А (ничего не греется кроме лампочки) далее не пробовал лампочку жалко.
Еще какоето время займет прилизывание и потом выложу последний вариант статьи и проги.
Компенсацию нуля делать надо, только жалко падения точности измерения напряжения еще на 1/5.
Вот и закончился очередной этап проекта:
Схема принципиально заработала с расчетными номиналами L1 и L2 (на частоте 250 Гц).
250 кило герц наверное? 😃
Какие пульсации на выходе?
Еще бы пару лампочек в параллель - и проверить на более ходовых токах.
Покупной на рынке БП(за полцены COLORIF… 400Va) оказывается глючил (отрубая защиту по току), а может он дохлый.
+5В нагружали?
Да 250 кГц. Пульсации пока не мерил.
БП АТХ +5в прицеплено к цифровой части ЗУ (Мега32 и ли1).
В АТХксе кажись от нагрузки 5 вольтов 12 не зависит.
БП АТХ +5в прицеплено к цифровой части ЗУ (Мега32 и ли1).
В АТХксе кажись от нагрузки 5 вольтов 12 не зависит.
Нагрузка слишком мала по 5 вольтам.
12 вольт от 5 в АТХ еще как зависит, там групповая стабилизация.
Попробую другой БП и верну подсветку ЖКИ с 12в на 5в, тогда питание 5в будет 1А
Попробую другой БП и верну подсветку ЖКИ с 12в на 5в, тогда питание 5в будет 1А
1А наверно маловато будет, поцепите лампочку(чтоб именно активную нагрузку) на 3-5А. Тогда уже наверняка 12В будут чётко стабильными.
INWIN заработал нормально.
И защита по току не сработала.
В нагрузку СЕПИКА повесил 2 лампочки 12В1А последовательно.
Зажглись обе до яркости 1А напруга соответственно 24в.
Стал поднимать далее и сдох IRL640. Никто другой не нагрелся ни кондеры ни дроссель ни диод тока изолятор винтика на полевике расплавился. Дыма было мало. (это уже 5 тый RIP)
Чапай думать будет.
Стал поднимать далее и сдох IRL640. Никто другой не нагрелся ни кондеры ни дроссель ни диод тока изолятор винтика на полевике расплавился. Дыма было мало. (это уже 5 тый RIP)
Убрать ЛИ1, поставить драйвер. Завалены фронты управляющих импульсов.
С фронтами все Ок
Я поднимал опорный ток постипенно.
ТЛ увеличивала скваженность, чтобы выходной ток подтянуть к опорному.
Сепик уперся в свои возможности и не смог дать больше тока, а тл стала продолжать увеличивать скваж
И все зашкалило скваж стал 95%
Я видел этот перелом
Подкручивая опорный ток яркость лампочек увеличивалась до определенного предела, потом резко стала в 2 раза меньше, потом все задымилось, потом сработала защита по току БП
Если честно, то я сильно съэкономил на конденсаторах Cp и вот он результат.
И дроссель пока намотан д=1мм
А должен был скруткой
Короче осталось облизать все.
Компенсацию нуля делать надо, только жалко падения точности измерения напряжения еще на 1/5.
Ну мы же в конечном итоге не напряжение меряем на АКБ, а - ток.
А требования к замеру тока менее жестокие.
И - почему на 1/5 ? Про 0.5 вольт на выходе токо измерителя я грубовато сказал. Если поглядеть, что типовое смещение нуля для LM324 около 2 мВольт, а максимальное около 5 мВольт, то разницу 3 мВольта нужно умножить на усиление каскада 20 раз и прибавить к текущему наблюдаемому выходному минимуму 0,04 вольта. Итого - достаточно резистором вытянуть выход токо измерительного ОУ на 0.1 Вольт. Про 0.5 Вольт - я перестраховался. Итоговое падение диапазона выходных напряжений токо измерителя будет 0,1/4,5=2,2%, что никак не равно 1/5 или 20%.
ТЛ увеличивала скваженность, чтобы выходной ток подтянуть к опорному.
Сепик уперся в свои возможности и не смог дать больше тока, а тл стала продолжать увеличивать скваж
И все зашкалило скваж стал 95%
Ну так надо на 4 ногу ТЛ подать не нулевой потенциал - тем самым ограничить максимальную скважность. Я уж не знаю на скока % она должна быть, но автор надеюсь экскрементальным путём установит макс величину скважности для сепика.
Про схемку повышающего преобразователя с накопительным индуктором могу сказать, что я думал на тему макс эффективной скважности и пришёл к выводу, что отношение времени Открытого/Закрытого ключа должно быть близко к отношению Uвыход/Uвход. Превышение ентого значения не должно вести к росту выходного тока на заданном напряжении, а должно вести только к падению КПД. Хотя окончательную цифирь эксперимент покажет.
Аднака - опять вылезла неприятность с ТЛ - в ней макс допустимая выходная скважность регулируется напряжением на 4 ноге. Которое быть могет придётся менять в зависимости от текущих величин входа/выхода. А чем его менять - опять ШИМ фильтровать или гравиЦАПу ставить ?
А в случае прямого управления ключами ШИМом - ентой проблемы нету.
А есть проблема хде взять бальшой магнито провод для бальшого и жирного низко частотного дросселька.
P.S.
После третьей пива При слове “Дггосселёк” всплывают воспоминания о заказанном мной для сварочного дела дросселе. Меди две обмотки по 9 Кг прямоугольным проводком примерно 12 квадратов. Ну и трансформаторного железа столько же. При 50 вольт питающего ток нарастает до максимума примерно за секунду/две. Имеющийся у меня тестер таких индуктивностей не могет измерить.