Sterowanie li pol, ładowanie, kontrola napięć, przetwornica

Nifir · Październik 5, 2013

hej, przymierzam się do stworzenia płytki sterującej zasilaniem mojego układu. Cała elektronika będzie umieszczona w pudełku z li-polem, więc chciałbym by była możliwie mała. Co ma zawierać:

- li-pol 5000 maph 1S

- układ ładujący - kontrola napięć naładowania z sygnalizacją ładowanie/koniec ładowania - chciałbym by ładowanie było na poziomie 0,5C - więc całkiem spory prąd musi iść,
- układ sygnalizujący poziom napięcia na lipolu podczas pracy (np. 3 diody zielone, jedna czerwona), z zabezpieczeniem przed zbyt mocnym rozładowaniem akumulatora.

- przetwornica 5V 3-5A do zasilania całego układu.

Szukałem w necie podobnych rozwiązań, ale w większości gotowe moduły są dla akumulatorów 2S w górę. Może znacie gotowe moduły spełniające powyższe wymagania, ew. schematy takich układów.

marek1707 · Październik 5, 2013

Ładowarek do takich ogniw jest dużo, choć większość rzeczywiście nie obsługuje aż takich prądów. Ja używałem kiedyś układów LTM8061 - bardzo fajny, scalony wraz z indukcyjnością w jednej obudowie moduł ładujący LiPole prądami do 2A. Mały ale drogi, choć przy jednostkowym wykonaniu znaczenie ceny elementów spada. Są też na pewno ładowarki impulsowe z zewnętrznym kluczem. Wtedy ograniczeń prądu praktycznie nie ma

Pokazywanie na diodkach możesz zrobić na wiele sposobów, komparatorów niskomocowych jest mnóstwo a taki zintegrowany ze źródłem napięcia odniesienia też znajdziesz. Możesz zrobić linijkę na klasycznych LM3916, na 4 komparatorach w jednej obudowie np. LT1444 itp. Nie wiem ile umiesz więc trudno coś pisać w szczegółach. Odcinanie obciążenia musisz zrobić takie, by samo nie brało dużo prądu. Przy przetwornicy podwyższającej na 5V będzie trudne też odcięcie obciążenia, bo tam główny klucz jest równolegle do wyjścia i jego wyłączenie zostawia otwartą drogę DC przez cewkę i diodę. Możesz oczywiście zrobić przetwornicę wyjściową np. flyback lub sepic - z transformatorem lub kondensatorem po drodze. Wtedy jej wyłączenie odcina wypływ energii.

Najbardziej kontrowersyjne moim zdaniem jest robienie 5V przy 3 lub 5(!)A z jednego LiPola. Da się, oczywiście, ale jest to jeden z powodów dla których znalazłeś tak mało gotowych rozwiązań. Prąd w cewce będzie osiągał 10A a to już nie przelewki. Na drodze energii będzie cewka, tranzystor i jeszcze dioda na której spadnie pewnie z 1V. Sprawność tego będzie marna (straty I²*R) albo będziesz musiał kupować elementy z najwyższej półki i dobrze przyłożyć się do sterowania MOSFETem. Z gotowych scalaków rzadko który ma wewnętrzny switch wytrzymujący 10A. LT3579 ma 6A. Możesz zrobić zewnętrzny klucz i scalak który nim steruje ale osobiście odradzam. Wolałbym już pogodzić się z dwoma ogniwami (mogą być wtedy mniejsze) i dysponować 6-8.4V które wystarczy wtedy przepuścić przez step-down ze znacznie mniejszymi prądami.

A swoją drogą co to za urządzenie biorące z 5V 5A??? Chyba nie robisz kalkulatora na TTLach?

EDIT: Gdybym był przymuszony do pracy z jednym ogniwem i miał coś poradzić samemu sobie to skorzystałbym z tego, że w jedną stronę napięcie obniżamy a w drugą podwyższamy i zrobiłbym dwukierunkową przetwornicę step-down-step-up na dwóch MOSFETach sterowanych z procesora z szybkim PWM. Raz jeden tranzystor byłby kluczem a drugi diodą a potem na odwrót. Musiałbym mieć informację o prądzie ogniwa, napięciu zewnętrznym (ładowarka/obciążenie) oraz napięciu ogniwa. Myślę, że tiny461 z 64MHz na pokładzie poradziłby sobie bez problemu. Robiłem podobne rzeczy. Uwagi o stratach przy podwyższaniu wciąż niestety by obowiązywały. Za wszelką cenę starałbym się zmniejszyć obciążenie.