Ograniczenie prądowe sterowane przez uC

[Tded]

Witam.

Czy jest możliwość sterowania prądem ładowania, za pomocą uC?

W jaki sposób odbywa się to w ładowarkach takich jak IMAX?

Dziękuję za odpowiedzi i pozdrawiam.

[MirekCz]

Bezpośrednio uC nie może sterować czymś takim, ale mając DACa (wew. lub zew.) plus układ analogowy do sterowania prądem można to jak najbardziej wykonać.

Sterowanie prądem może odbywać się z pomocą mosfeta, który jest tylko w połowie otwarty i działa jak rezystor.

Całość wygląda tak:

DAC ustawia jakieś napięcie (ładowania), które idzie na wzm.op.

Drugie napięcie na wzm.op. idzie z rezystora pomiarowego mierzącego prąd ładowania.

Wzm.op. łączy te dwa napięcia i z nich generuje napięcie sterowania dla mosfeta - otwiera go na tyle, żeby przepływał ustawiony prąd.

Oczywiście mosfet pracując w roli rezystora generuje dużo ciepła... teraz wiesz dlaczego stabilizatory laboratoryjne są takie duże, ciężkie i mają spory radiator

[marek1707]

A w ładowarkach, przy sensownych prądach stosowane są dwa rozwiązania, oba impulsowe:

1. Procesor generuje PWM dla stopnia mocy, mierzy parametry wyjściowe (prąd, napięcie) i tak dobiera wypełnienie by oba były zgodne z założeniami realizowanego algorytmu ładowania (np. stały, zadany prąd gdy napięcie < 8.4V lub stałe napięcie 8.4V ale prąd dowolny byle mniejszy niż ileś tam, itp) Ta metoda ma tę wadę, że jest ograniczona możlwościami procesora a dokładniej maks. częstotliwością PWM. Przy kilkunastu kHz trzeba używać dużych cewek itp i trochę pracy programistycznej trzeba włożyć w napisanie stabilnego regulatora. Gdy nie mam ograniczeń na miejsce to często ją stosuję. Daje fajne wyniki a układowo jest trywialna.

2. PWM jest produkowany przez dedykowany kontroler przetwornicy sterowany napięciem DC podawanym przez procesor z jakiegoś DACa (np. z odfiltrowanego PWM). Tutaj też procesor mierzy parametry wyjściowe ale nie wpływa bezpośrednio na swój PWM tylko pośrednio poprzez napięcie. Tu można wyjechać z częstotliością do setek kHz a nawet wyżej i z dobrodziejstwem dostaje się stabilną pętlę regulacji (kompensacja kosztuje zwykle dwa-trzy elementy RC) oraz kontrolę prądu w każdym impulsie co ma znaczenie w przypadku np. zwarć. Wadą jest oczywiście wyższa cena kontrolera ale za to są dużo mniejsze cewki, kondesatory itp.

W obu przypadkach "wyższe warstwy" układu pozostają identyczne: obsługa klawiatury, LCD, nastawianie parametrów, procesy realizacji różnych algorytmów typu cI/cV, -dV itp

Natomiast jeśli chcesz wbudować ładowanie aku do jakiegoś swojego projektu to rozwiązanie zależy od tego w jakiej fazie ten projekt jest. Jeśli już wszystko działa to bym się nie zastanawiał tylko kupił dedykowany scalak ładowarkowy, gdzie prąd ustawiany jest np. opornikiem szeregowym i tyle. Diodki LED albo ze dwa sygnały do procesora będą informować o stanie procesu ładowania. Czy regulacja liniowa czy impulsowa to głównie zależy od różnicy napięć i od prądu. Np. dla Uin=12V i małego aku 2S (albo 5V z USB + LiPol1S) jeszcze bym się zastanawiał nad liniowym ale już dla prądu 1A nie ma wyboru. Jeśli masz na razie całość na papierze, wolne zasoby procesora (PWM, 3 wejścia ADC) i chcesz mieć trochę dodatkowej frajdy w pisanie algorytmów ładowania to wybrałbym metodę "na piechotę". Jeśli nie masz miejsca na dość sporą cewkę - zostaje metoda pośrednia ze zewnętrznym, sterowanym układem regulatora impulsowego.