Проектирование Автоматического ЗУ | OPPOZIT.RU | мотоциклы Урал, Днепр, BMW | оппозитный форум, ремонт и тюнинг мотоциклов
Home

Проектирование Автоматического ЗУ

мужчина maxuit
чтоб поменять аватар - читай FAQ
нахождение: Санкт-Петербург

Есть предложение спроектировать "умное" Автоматическое Зарядное Устройство для гелевых аккумуляторов (далее АЗУ).
Поиск в инете дал немного - готовые схемы есть, но они "громоздки" (куча транзисторов, резисторов, и т.д.). Поэтому есть мысль создать свое АЗУ на готовой микросхеме или на контроллере.
Кстати, насчет готовых микросхем, специально заточенных под эти нужды - у MAXIM и ST Microelectronics есть готовые решения, но они под другие типы аккумуляторов, либо слишком громоздкая обвязка. Может, конечно, у других производителей есть такие микрухи, я не знаю, если кто-нибудь подскажет, будет хорошо.
Итак, нам надо зарядить гелевый аккумулятор. Как это сделать? Есть способ, при котором ограничивается ток заряда и при этом еще ограничивается максимальное напряжение на аккуме (это ведь гелевый аккум). Т.е. изначально заряд стабилизированным током, с ограничением по напряжению. В конце заряда таким способом, ток уже не так велик, как в начале заряда, а напряжение стабилизируется на заданном уровне - это т.н. "капельный" заряд. Недостатки такого способа в том, что аккумулятор не заряжается до 100% своей емкости, да и время заряда слишком велико. Схем, ЗУ, построенных на этом принципе множество, к примеру вот (вторая) - http://masteroid.ru/content/view/682/25/
Но есть еще способ - нормальный, при котором аккум будет заряжаться на все 100% и довольно быстро. Заключается он в том, что сначала аккум надо заряжать током 0,1С до напряжения на клеммах 14,5-14,9В, а потом перевести его в режим "капельного" заряда, не превышая напряжения на клеммах аккума 13,6-13,8В (данные по напряжению взяты с аккумулятора Panasonic LC-X1238APG - 12В, 38 АЧ). Для других аккумуляторов эти значения будут отличаться, но не на много.
Более подробно об алгоритме можно прочесть тут (и заодно глянуть схему) - http://irls.narod.ru/bp/zar/zar32.htm
Вот еще одна схема АЗУ - http://kazus.ru/nuke/users_files/24022009/7338394.pdf , но и в ней присутствует множество недостатков.
Вот мы и подошли к самому главному. Надо создать такое АЗУ, которое будет проводить заряд аккумулятора в несколько этапов, цитирую со своими изменениями:

Quote:
1. "На первом этапе, когда батарея частично или полностью разряжена, допустимо проводить зарядку относительно большим током, достигающим 0,1С, где С — численное значение емкости аккумулятора в ампер-часах. Однако зарядный ток должен быть ограничен сверху указанным значением или стабилизирован. По мере накопления заряда возрастает напряжение на клеммах батареи. Это напряжение должно быть под контролем. В момент достижения уровня 14,5-14,9В первый этап завершен.
2. На втором этапе необходимо поддерживать постоянным достигнутое напряжение и контролировать зарядный ток, который будет снижаться. В момент, когда батарея наберет не менее 80 % заряда и зарядный ток упадет до 0,02С, необходимо перейти к третьему, заключительному этапу:
3. уменьшить напряжение и поддерживать его на уровне не выше 13,8 В. Зарядный ток, снижаясь, достигает значения 0,002...0.001С и стабилизируется на этом уровне."

Если не окажется такой микросхемы, специально заточенной под зарядку гелевых аккумуляторов, мне видится создание АЗУ на микроконтроллере. Тогда придется писать код (надеюсь найдутся, кто сможет помочь).
Что требуется от контроллера:
Он должен измерять напряжение на нагрузочном резисторе, тем самым стабилизируя (или "отслеживая", в зависимости от этапа зарядки) зарядный ток на уровне 0,1С.
Также он должен "уметь отслеживать" напряжение на клеммах аккумулятора, сравнивать с опорным и стабилизировать выходное.
Ну и соответственно от условий менять этапы зарядки аккумулятора.
Т.е., я так понимаю, в контроллере должен быть АЦП для анализа сигналов, и ЦАП для управления силовым ключем (мощным биполярным транзистором).
Настройку на нужные токи и напряжения этапов зарядки (емкость аккумуляторов то разная, у кого-то такой, у кого-то другой) надо осуществить в прошивке.
Ну как, вам задача, справимся?

КЭП's picture

Тут надо обмозговать (С) :) А задача интересная...

maxuit's picture

Quote:
...в контроллере должен быть АЦП для анализа сигналов, и ЦАП для управления силовым ключем...

Если применить AVR, то можно использовать SPI, да и дешевле он по сравнению с продукцией Microchip.
Получается нужен проц серии Xmega? Потому как в других я не нашел ЦАП.

maxuit's picture

У AVR есть серия Battery Management AVR - http://www.atmel.com/dyn/products/devices.asp?family_id=607#1603
Кто может сказать, может там что-то стоящее для наших нужд есть? Или это только для литий-ионных батарей?

maxuit's picture

Подскажите, пожалуйста, ресурс, где это будет интересно не только мне.

Quote:

Получается нужен проц серии Xmega? Потому как в других я не нашел ЦАП.

maxuit, а что счётчик в режиме ШИМа это не ЦАП?
Относительно старая ATmega8 за 2$ с лёгкостью справится с поставленой задачей. У неё присутствуют 10-битный АЦП и режим быстрой 8-битной ШИМ.

maxuit's picture

woofer, если б я занимался программированием, то этой темы вообще бы не было. Написал все сам (наверное). Но т.к. я этого не умею, приходится обращаться за помощью.
Я как-то пытался вникнуть в программирование AVR-семейства, посидел денек, но так ничего и не понял, а сидеть неделями, времени нет (( Еще и работу работать надо.

Это всё просто замечательно. Но вы в курсе что такой оптимизированный режим заряда даже разных моделей аккумуляторов одной фирмы различается? Не говоря уже о аккумуляторах разных фирм? В сезон заниматься разработкой и изготовлением суперумного зарядника для единственной модели аккумулятора? Воистину, когда собаке нечего делать -- она красит будку.

maxuit's picture

VN800, вы невнимательно прочитали первый пост. Там написано, что АЗУ должен быть универсальным и все параметры настраиваемы. Т.е. чтобы можно было задать емкость аакумулятора (а контроллер пусть сам высчитывает нужный ток), либо его зарядный ток в размере 0,1С, также задавать все пороги напряжений.
При такой гибкой настройке, зарядник действительно становится универсален.
И я не понимаю, почему все воспринимают эту идею вштыки... Невнимательно читаете, и недопонимаете?
Неужели вам не хотелось бы иметь зарядник, который может правильно и быстро зарядить ЛЮБОЙ гелевый (и не только) аккумулятор? Можно ограничиться аккумами емкостью 150АЧ, все зависит от прошивки и железной части зарядника.

Ни в коей мере не в штыки, если не жаль своего времени, то ради Бога. Но конкретно мне он не нужен, даже даром.

New forum topics

РАЗДЕЛЫ

Активные обсуждения форума

User login

Новые записи в блогах