Контроль зарядного тока для UPS

Придумал схему контроля тока заряда аккумулятора для моего проекта преобразователя.

В бледной рамочке слева — блок питания на 13,8В с опорным 5В, думаю сделать из ATX.
Остальная часть схемы — стабилизатор тока заряда аккумулятора (регулируется подстроечником RV1), не влияет на разрядный ток.
Работает схема так: на U1, включенном по схеме дифференциального усилителя, выделяется падение напряжения на шунте, а на U2 оно сравнивается с опорным, задающим зарядный ток, с выхода U2 напряжение поступает на среднюю точку делителя наряжения Блока питания, что заставляет его снижать выходное напряжение, а значит и ток заряда аккумулятора.
Недостаток схемы — U1 должен быть rail-to-rail, а U2 должен работать от нуля.
На схеме не показаны конденсаторы.
Модель приколол к статье.
Файлы в топике: зарядное.zip

Комментарии (18)

RSS свернуть / развернуть
А теперь тебе интересный челендж.
Дело в том, что отрывать минус аккумулятора от земли в общем случае дурной тон, вроде как сморкаться в рукав. Вроде ничего плохого нет, но если не делать — становится опрятнее, краше, надежнее и безопаснее. Однако, когда аккум подключен к земле через токовый шунт всё просто. Но стоит попытаться измыслить схему с токовым шунтом сверху, и начинается ад. Но, там где ад, там и опыт.
0
Именно этот ад и наблюдается в данной схеме. Использование обычного усилителя в режиме диффириннциального в железе приведёт к трудноуловимой нелинейности, связанной как с униполярным питанием усилителя, так и с несогласованными резисторами. Столь громадный коэффициент усиления на одном ОУ приведёт к провалу в частоте пропускания и, при плохо спроектированной печатной плате, к самовозбуждению. Смоделировать можно, добавив между ОУ индуктивность.
-1
Что делать? Инструментальный ОУ применить? Скорость нарастания снизить? Искать резисторы 0.01%?

Или вообще отказаться от идеи и заряжать стабильным напряжением, а аккумулятор сам возьмет, сколько ему надо?
0
Есть специализированные усилители шунтов. Есть специализированные интегральные датчики тока.
0
В целом, я искал в интернете схему, которая бы питала нагрузку и заряжала аккумулятор одновременно. Не нашел и придумал свою.
Смысл в том, чтобы стабилизировать зарядный ток при разном потреблении нагрузки. Предполагается, что БП имеет запас по току.
По применяемым деталям принципиальных ограничений нет, кстати, датчик тока на эффекте холла — вполне вероятный вариант.
0
Нагрузка подключена к аккуму при зарядке? Обычно в девайсах вроде ноутов и прочей мобильной техники питание развязано и при подключении внешнего питания батарея подключена только к зарядному.
Ну и если нет ограничений, то интегральный датчик — то, что доктор прописал. Минимум мороки, меряет ток в оба направления.
0
Нагрузка подключена к аккуму при зарядке? Обычно в девайсах вроде ноутов и прочей мобильной техники питание развязано и при подключении внешнего питания батарея подключена только к зарядном

Ток потребления от батареи ноута гораздо меньше, потери на ключах соответственно тоже. Решил попробовать без них обойтись.

Ну и если нет ограничений, то интегральный датчик — то, что доктор прописал. Минимум мороки, меряет ток в оба направления.
Пожалуй да. Надо еще подумать, как более правильную зарядную характеристику обеспечить.
0
Это смотря какие ключи и в каком количестве ставить. Можно и миллиомные мосфеты запараллелить, на контактах аккума потерь больше будет…
0
Ключи тоже денег стоят.

Кроме того, если переключать на питание от бп, то на аккум нужен отдельный зарядник. Да, это надежность повышает, специализированные зарядники правильную характеристику обеспечивают искаропки, но, в случае кислотного аккумулятора, думаю, зарядка стабильным током вполне подойдет.
Да и отказаться от идеи никогда не поздно.
0
Или использовать больше ОУ. На диф. усилителе ставить коэффициент 1-10, потом усилитель с нужным коэффициентом, потом управляющий ОУ. Можно и опорное напряжение тоже поделить, всё равно ОУ делают в корпусах по 4.

R2R ОУ стоят примерно как инструментальные. А усилитель токового шунта интегральный — всего на 20% дороже.
0
Усилители шунтов в верхнем включении в SOT-23-5: TS1102, MAX9938, MAX9634. Из обвязки нужен лишь шунт, ну и кондерчик по выходу. Весьма удобно.
+1
Дело в том, что отрывать минус аккумулятора от земли в общем случае дурной тон…
Вроде ничего плохого нет, но если не делать — становится опрятнее, краше, надежнее и безопаснее.
Низкоомный шунт и отрывать понятия несколько разные. Да и с безопасностью и надежностью притянуто за уши…
Просто измерение по высокой стороне это единственный вариант независимого измерения тока отдельных цепей в схемах с общей землёй. В законченном изделии — UPS, с измерением тока только батареи, кроме усложнения схемы это ровным счётом ничего не даёт.
0
Давно не закорачивал корпус на минус аккумулятора? Особенно это хорошо, когда там токоизмерительный шунт. Схема думает, что тока нет, и вливает больше.
0
От всех дураков не застрахуешься…
0
для измерения тока в верхнем плече есть много гораздо более удобных решений, чем применение ОУ общего назначения. Скажем, вот такая схема. Или готовые чипы типа ZXCT1009 (и еще десятки других).
0
  • avatar
  • evsi
  • 23 марта 2015, 06:18
Ох. Для тех, кто ещё не освоил метод фотолитографии по кремнию на дому такие схемы не нужны. Это хуже, чем magic numbers в прошивках.
0
да ладно, если взять BC847BS и BC857BS, то это всего 4 мелких корпуса (SOT353) и три резистора, не считая шунта. В целом, IMHO, она должна быть более «воспроизводимой» и менее чувствительной к нагреву, шумам и прочим заморочкам.
0
Всегда с интересом читаю Ваш блог. Плюс от меня за хороший девайс.
0
  • avatar
  • Jman
  • 24 марта 2015, 10:13
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.