Incarcator pentru o celula li ion sau lifepo4 sau LTO cu rezonata cu redresare sincrona

Deoarece tensiunea unei singure celule ste mica, doar redresarea sincrona poate asigura un randament rezonabil.

Pe de alta parte porninde dela convertorul rezonanat LLC redresarea sincrona poate fi implementata foarte simplu fara avea nevoie de circuite integrate.

Varinata aleasa de mine est Un convertor LLC autooscilant contriolat cu amplificator magnetic, dar acest gemn deredresare sincrona poate fi implementata pe orice convertor rezonant  LLC.

Convertorul are doua transformatoare, :
TR1 de comanda cu amplicator magnetic, am utilizat unul dela Sony cerea pe sursele care alimentau tlevizoare si monitoare CRT din anii `90, dar poatte fi facut si pe oala mica de ferita cu gaura la mijloc material EF3.
Bobina de magnetizare se face in oala pe carcasa cu multe spire sarma subtire, 0.08,Se umple carcasa.

Bobinele de curent si decomanda sefac prin gaura oalei cape un tor 1spira pentru curent, 4-6 spire pentru comanda pentru bipolare cu silicui sau carbura de siliciu.

TR2 transformatorul de iesire se spefific pentru sursa LLC, segasesc si gata facute, sunt pe miezuri E asimetrice cu intrfier intr-o parte unde vine bobinat primarul.

Se poate face si din resturi, EX: 2  miezuri E30 unul cu cracii lungi din ale pentru E+I si unul cu cracii scurti din alea pentru E+E, secauta unul cu cracii scurti saaiba si intrefier caa 1mm (nu este critic) sau sepolizeaza cracul din mijloc pentru a obtine intrefierul.

La acest tip de convertor valorile nu sunt critice, dar trebuie impercheate frecventele de rezonata pe transformatorul de comanda cu transformatorul de forta, altfel nu oscileaza.

De exemplu pentru 4 spire in primar cu 10nf pe miez E30 EF3 facut ca mai sus cu intrfier de 1mm, trebuie 22 nfcu 100nf spre baze pe trnsformatorul de comanda realizat pe  miez Sony cu cate 5 spire in baza si o spirra pentru curent.

Cel mai simplu se face prin tatonare, dupa ce am ales circuitul de forta care dictreaza frecventa, condensatorii din circuitul de comanda se aleg prin tatonare, alimentand totul prin bec de 100w/230v fara a adauga initial condensatorul de filtraj de 400v ci doar cel de decuplare de 047 uf la 400v.

Dezideratul este ca frecventa de rezonanta in circuitul de comanda fara a aplica curent continuu pe bobina de magnetizare sa fie egala cu frecventa de rezonta in circuitul de forta sau un pic mai sus, sub nici o forma mai jos.

Aplicand curent continuu pe bobina de magnetizare frecventa circuitului de comanda este deviata in sus, astfel apmlitudinea oscilatiilor din circuitul de forta scade.

Bobina de magnetizare este controlata de circuitul de Feedback, care stabilzeaza tensiunea si poate limita si curentul, daca este prevazut cu limitare de curent.

Pentru acest tip de convertor se poate implementa si o limitare de curent directa, foarte simpla, inca o spira groasa peste bobina de magnetizare prin care trece curentul de la iesire, ATENTIE insa sa fie in faza cu cea pe care se aplica tensiunea de control altfel convertorul poate fi ars.

Fazarea corecta o puteti obtine tot prin tatonare, cu convertorul in gol masuarind curentul prin bobina de magnetizare de tensiune:

Aplicati un curent slab max100 mA pe bobina de magnetizare de curent, daca curentul prin bobina de magnetizare de tensiune scade fazajul este corect, aplicati curent in acest sens, in caz ca curentul prin bobina de tensiune creste curentul trebuie aplicat invers.

Edited by cavit, 19 May 2019 - 10:22.

Salutare
- presupun ca tensiunea de alimentare este 220V redresat ? aplicata condesatorului de 10uF/400V ?
- cum faci "conditionarea celulei" pentru celule care au tensiunea initiala sub 2.5V ? ar trebui sa aplici cateva zeci de mA pana cand tensiunea trece de 3V sau pana expira un time-out.
- celulele cu litiu nu accepta float charge - se distrug foarte repede, circuitul tau nu pare sa se poata opri complet - practic daca opresti ocilatorul o sa ai Q1 si Q2 in conductie simultan
- cum adaugi monitorizarea temperaturii celulei ? daca e ceva in neregula cu ea si incepe sa transforme in caldura curentul de incarcare ?

Ideea e frumoasa, dar pare dificil de pus in practica - multe ferite si tre' sa nimeresti frecvente de rezonanta - chestii care pot fugi pe masura ce se incalzeste circuitul.

Un convertor auto-oscilant la care ma uit, dupa ce am gasit niste surse DC/DC fara controller: http://danyk.cz/impulz3_en.htmlsi http://www.deltartp....apers/S19P6.pdf

Asta merge la mine, mai am ceva probleme cu viteza le redresorul sincron, deorece i-am dat 200 Khz o sa-l incerc cu Gan fet, nu ar mai trebui sa fie probeme.

Circuuitul nu a  fost conceput sa faca incarcare de la zero, dar daca este necesar adaug o rezistenta in serie,
Cat priveste conditia de float este discutabila, la un moment dat  bateria atige un echilibru si nu mai trece curent, orice tensiune aplicata mai mare ca aceasta tensiune de echilibru distruge bateria.

Ideea este ca bateriile cu litiu continua sa se incarce si latensiune constanta, o baterie incarcata full la 4.15v ajunge in cateva saptamini la 4v orice peste 4 v aplicat cateva zile o distruge.

De fapt nu le place sa fie incarcate full, daca sunt incarcate foarte rar SOC mediu nu este asa ridicat.

Incarcatorul asta este pentru incarcari ocazionale tensiunea fiind limitata de asa natura sa nu distruga bateria daca ramine o zi doua nu sa stea permanent pe baterie.

Si pentru egalizarea manuala a bateriilor dintr-un sir.

Bateriile cu litiu ori se cicleaza ori se pastraza la 40-60% SOC, daca mentii o tensiune la borne care ar corespunde cu un anumit SOC, bateria continua sa se incarce si pe termen lung ajunge sa aibe un SOC cu caa 20% mai mare decat in momentul cand curentul scade sub c/1000.

Pentru bateriile li ion 18650 am vazut ca tensiunea de echilibru masurata la 6 luni de la incarcare difera in functie de model este intre 3,7 si 4,0 sii are un efect de memorie, in sensul ca daca a fost aplicata o incarcare mai rapida tensiunea ramine mai mare pentru acelasi SOC masurat culometric comparativ cu incarcare lenta de cateva zile.

Circuitului i se poate adauga un microcontroller deorece are o auxiliara care il poate alimenta si un intrerupator cu mosfet la iesire dar devine complicat, probabil un modul pe arduino cu display touch, e.t.c.

Ideea este sa poti incarca o celula sau mai multe in paralel cu un randament rezonabil si sa fie simplu, deorece incarcatoare pentru o celula sunt de regula mici sub 1a, sau modele bazate pe step down cu redresare sincrona multifazat asemanator cu sursa care alimenteaza procesorul unui calculator.

De fapt se poate face si dintr-o astfel de sursa chiar si decupata cu freza de pe placa de baza, am mai decupat si o parte din ele au mai si mers dupa aceea, totul este sa decupezi pe unde trebuie, daca ai mai multe placi de baza la fel, te dumeresti din cateva incercari pe unde sa o decupezi, asta trebuie alimentata cu o sursa de 12v, devine mai complex, este bun pentru curenti mai mari, 20-50A.

Pentru pana 10 a sursa asta cu rezonanta i-mi convine, se poate alimenta intre 100 si 300v dar poate fi facuta si pentru alte tensiuni.

eu o alimentez pe sirul de 55 celule 130v sa egalizez cu ea.

Edited by cavit, 19 May 2019 - 20:51.

e interesanta ideea, o sa incerc si eu sa fac ceva asemanator - trebuie sa citesc cu atentie, acum sunt prea obosit

m-am jucat cu niste convertoare bazate pe https://www.analog.c...tes/an118fb.pdf si variantele cu tranzistori FET in loc de bipolari(http://ealex.ro/archives/1051 - site personal, scuze pentru reclama).
in principiu, daca ai un minim de feedback pozitiv incep sa oscileze fara alte probleme.
(incerc sa obtin 1200V tensiune anodica si 300V tensiune deflexie pentru un CRT 8LO29I)

eu ma uit acum la seria STM32F3 - microcontrollere cu modul PWM cu rezolutie foarte mare, si un numar mare de canale.
ar fi interesant de replicat ce face acum TI-ul cu seria BQ.... - chipset-urile de power management din laptop-uri, ce asigura convertor buck (sincron) pentru incarcarea bateriei si partea de comutare a circuitului de alimentare.
in principiu ai suficiente canale si metode de sincronizare pentru a implementa orice tip de convertor.


(cu un STM32F051 am implementant ceva echivalent cu UC384x pentru a testa comportamentul bobinelor; varianta digitala a lui http://www.vk2zay.net/article/200 - daca esti interesat iti pot trimite documentatia si niste poze de pe osciloscop)

Oportunitati sunt multe, eu unul nu mai fac digitale deorece ma descurc foarte greu intr-un timp nerezonabil.

Din astea am pus in functiune 4 bucati in trei sapatmini facute din resturi,, niciodata acelesi piese.

Am in plan si un diverter bazat pe acest convertor dar utilzand comutatoare bidirectionale formate din cate 2 mosfeturi in serie, alimntat la retea fara punte redresoare, si cu oscilator auxiliar de start, deoarece in acest caz startul cu diac sau cu rezistente este dificil de implementat.

Oscilatorul de start este un circuit LC identic cu cele din portile mosfeturilor realizat pe transformatorul de comanda si inclus intr-un oscilator Colpitz obisnuit.

Pasul principal este realizarea transformatorului de forta pentru 2-3kw il prefer in varianta izolata galvanic.

Acest tip de diverter poate compensa reactiva deoarece are transfer bidirectional de energie cu reteaua si este cel mai simplu realizabil.


Atentie la utizarea mosfet-urilor, trebuie izolata body diode cu o dioda schottky si inchis totul cu o dioda rapida, altfel nu le prea place, asa le folosesc si eu, altfel se cam incalzesc si randamentul nu este prea minunat.

Cel mai bine merg bipolarele cu carbura de siliciu inchise cu cate o dioda schottky de carbura de siliciu, in varianta cu drivere cel mai bine merg GAN fet-urile normal off GAN-e-HEMT.

Edited by cavit, 20 May 2019 - 07:11.