Hallo zusammen Ich baue ein Ladegerät für Lithium Polymer Akkus (37.8V, 5A). Ich bin momentan bei dem Schaltungsteil der Konstant-Strom und Konstant-Spannungs-Quelle. Nun wird hierfür ja häufig der Schaltregler L200 verwendet. Bei meiner Spannung von 37.8 V (9 Zellen in Serie) und einem Ladestrom von 5A, ist dieser wie so viele andere nicht geeignet. Nun stellt sich mir die Frage, ob ich eine solche Schaltung auch sinnvoll mit einem uC aufbauen kann, z.B. at90pwm. Ich habe dabei an einen Regelkreis mit PWM gedacht. Hat jemand schon soetwas ähnliches gebaut?
Sicher, kann man machen. Wo ist das Problem? Du gibst nahezu keine Parameter an. 5A 37V sind keine kritische Einschränkung. Thor
Der L200 ist kein Schaltregler. Ein uC ist als Schaltregler-Controller zu langsam, die notwendige Spule würde zu gross und damit zu teuer werden und deswegen ist ein langsamer Controller eine schlechte Wahl. 5A bringt ein LM2678HV. Den betreibt man als Stromschaltregler. Die Spannung kann dann meinethalben der uC überwachen, die steigt am Akku nicht so schnell. Da aber die Spannung auf 0.5% genau überwacht werden muß und die Referenzspannung im uC eher 20% Abweichung hat, muss man sowieso mit genauerem Analog/Digitalwandler messen, braucht also trotzdem neben dem uC ein weiteres Bauteil. Ich würde eine präzise Referenzspannungsqeuelle wie LM4120A extern an den ARef des uC anschliessen.
So da haben wir jetzt zwei völlig konträre Aussagen, die beide Berechtigt sind. Es fehlen halt die Rahmenbedingungen. Ein paar Sachen sind allerdings diskussionswürdig: > Ein uC ist als Schaltregler-Controller zu langsam Wie schnell soll es denn werden? > Da aber die Spannung auf 0.5% genau überwacht werden muß und die > Referenzspannung im uC eher 20% Abweichung hat Jep, die interne Referenz ist ungeeignet. > Ich würde eine präzise Referenzspannungsqeuelle wie LM4120A extern an den > ARef des uC anschliessen. Wenn man nicht grade einen Spannungsregler aus den 70ern für den µC verwendet und vorher kallibriert ist die Genauigkeit mehr als ausreichend. Thor
MaWin schrieb: > Ein uC ist als Schaltregler-Controller zu langsam, Um Akkus zu laden braucht man bestimmt keinen schnellen Regler.
Hier was ähnliches: http://kd1jv.qrpradio.com/tiny13switcher.pdf http://www.sprut.de/electronic/pic/projekte/luefter/luefter.htm
> Um Akkus zu laden braucht man bestimmt keinen schnellen Regler. Das ist natuerlich nicht ganz falsch. Ich hab vor ziemlich vielen Jahren mal einen Laderegler/Entladeregler mit einem AT90S4433 fuer Lithiumakkus gebaut. Hat sich ueber die Jahre bewaehrt und setze ich noch heute. Ich bin mir nicht ganz sicher, aber ich meine das ging sogar auf eine Applikation von Atmel zurueck. Allerdings meine ich mich dunkel zu entsinnen das es eine Besonderheit des 4433 war das er eine schnelle PWM hatte. Olaf
> Wie schnell soll es denn werden? So schnell, daß er den Strom durch die Spule abschalten kann, bevor er für die Spule und den Schalttransistor zu hoch wird. Also muss er IN JEDEN Puls überwachen wie hoch der Strom steigt, und dafür sind uC zu langsam, es sei denn, man macht die Spule extrem hochinduktiv und damit teuer und gross. (Bei der Lüfter-PWM-Schaltregler-Variante kann der Strom nie zu hoch werden, daher ist die Überwachung nicht nötig und ein uC schnell genug, die qpradio Schaltung ist einfach Scheisse weil sie das Problem nicht beachtet, der misst ja noch nicht mal den sich ergebenden LED-Strom). > Um Akkus zu laden braucht man bestimmt keinen schnellen Regler. Um die Spannung zu überwachen nicht, das hatte ich auch geschrieben, aber um den Schtrom im Stromschaltregler zu überwachen schon, deswegen hatte ich eine fertigen vorgeschlagen. Bloss liest hier kein Schwein die Beiträge auf die ihr dann antwortet.
Es ist hier nicht nach einem Labornetzteil sondern einem Ladegerät gefragt. Entsprechen träge kann man den Regler dimensionieren/annehmen. Kritisch wird es nur, falls der Eingang kurzgeschlossen oder generell Überlastet wird. Aber eine fault protection wird so oder so nicht den lange Weg durch den ADC nehmen sondern durch den Komparator getriggert. Den letzten Kommentar lasse ich jetzt einfach mal so stehen und empfehle auch allen anderen sich auf die Fragestellung zu konzentrieren. Thor
Also ich habe hier einen AVR als StepDown Spannungswandler (30V Eingang) der mir LiIon-Akkus lädt, die Strommessung erfolgt Lowside (gegen GND) und wird mit einem OpAmp verstärkt. Ein 16x2 LCD ist dran und auch ein nRF24L01 Funkmodul. Da man die Ladeklemmen natürlich kurzschließen kann und der AVR nicht so schnell abschalten kann habe ich eine elektronische Sicherung (mit einem OpAmp) hinzugefügt die man mit einem Taster wieder zurücksetzen kann. Die Spannung am Akku wird mit der internen Referenz gemessen, allerdings sind das nicht 2.56V, sondern 2.701 Volt. In dem Menü kann man die momentane Spannung auslesen und den realen Wert der Referenzspannung der zur Berechnung der angezeigten Ausgangsspannung dient verändern. Wenn man es etwas einfacher haben möchte kann man ein 4.1V Netzteil nehmen und einen OpAmp+MosFET zur Strombegrenzung auf z.B. 5A. Ich empfehle es nicht so viele Zellen einfach in Reihe zu schalten ohne dass sie überwacht werden. Es sollte jede Stufe (also jede in reihe geschaltete Batterie) überprüft werden. Wenn erst mal ein LiIOn-Akku eine kleine Abweichung in der Kapazität aufweist werden andere Zellen überladen und der schwächer Akku unterladen/überladen. Im Endeffekt gehen alle Akkus kaputt, die Nutzer erfahren meist erst dann dass etwas nicht stimmt wenn ein Akku eine sehr niedrige Kapazität aufweist und das Gerät nicht mehr nutzbar ist. Akkuspannung: Minimum sind 3.0V, bei 3.6V ist der innere Widerstand schon sehr hoch, unter 2.5V zersetzen sich die Elektroden, 3.6 bis 3.93V sind okay, alles was drüber ist lässt den Akku schneller altern. Was willst du eigentlich damit machen? Wenn du es beschreibst kann man dir vielleicht einen anderen Vorschlag machen, du kannst auch eine PN schicken.
MaWin schrieb: > Da aber die Spannung auf 0.5% genau überwacht > werden muß und die Referenzspannung im uC eher 20% Abweichung hat, muss > man sowieso mit genauerem Analog/Digitalwandler messen, braucht also > trotzdem neben dem uC ein weiteres Bauteil. Ich würde eine präzise > Referenzspannungsqeuelle wie LM4120A extern an den ARef des uC > anschliessen. Hmm, Du meinst, die geringere Genauigkeit des µC-ADCs liegt haupt- sächlich an der schlechteren Referenzspannung? Gilt das auch, wenn man die Referenzspannung vorher mit einem genauen Voltmeter nach- misst und einen digitalen Korrekturfator nimmt? Gruss Harald
> Gilt das auch, wenn man die Referenzspannung vorher mit einem genauen > Voltmeter nachmisst und einen digitalen Korrekturfator nimmt? Das macht es auf jeden Fall erträglicher aber trotzdem ist der Temperaturdrift gewaltig. Ich hatte schon den einen oder anderen tiny hier, der beim Erwärmen mit dem Daumen 20% weggedriftet ist. Thor
Alex S. schrieb: >> Gilt das auch, wenn man die Referenzspannung vorher mit einem genauen >> Voltmeter nachmisst und einen digitalen Korrekturfator nimmt? > Das macht es auf jeden Fall erträglicher aber trotzdem ist der > Temperaturdrift gewaltig. Ich hatte schon den einen oder anderen tiny > hier, der beim Erwärmen mit dem Daumen 20% weggedriftet ist. Dann wäre es ja besser, von vorherein die Betriebsspannung als Referenz zu nehmen. Selbst ein 7805 hat eigentlich weniger als 5% Abweichung. Gruss Harald
Ja, auf jeden Fall. Die interne Referenz ist wirklich ein Witz und nur eine Notlösung, wenn man keine stabilisierte Versorgung hat. Thor
Alex S. schrieb: > Ich hatte schon den einen oder anderen tiny > hier, der beim Erwärmen mit dem Daumen 20% weggedriftet ist. Vielleicht hast Du die Beinchen berührt? 20% sind viel zu viel für ein paar Kelvin delta T.
> Vielleicht hast Du die Beinchen berührt? > 20% sind viel zu viel für ein paar Kelvin delta T. Schon im Datenblatt steht 1,0V bis 1,2V und der eine oder andere tiny hat da noch ein hübsches Errata zu... Thor
MaWin schrieb: > Also muss er IN > JEDEN Puls überwachen wie hoch der Strom steigt, und dafür sind uC zu > langsam, es sei denn, man macht die Spule extrem hochinduktiv und damit > teuer und gross Muss man das wirklich permanent überwachen und regeln? Die Parameter und die Auslegung der Schaltung ist ja bekannt, so das der maximale Duty-Cycle vorher bekannt sein sollte?
> Muss man das wirklich permanent überwachen und regeln? Ja. > Die Parameter und die Auslegung der Schaltung ist ja bekannt Nein. Nicht beim Akkuladen. Der Akku ändert seine Spannung beim Ladevorgang deutlich, er kann sogar kaputt sein oder abgeklemmt werden. Nur bei bestimmten Lasten (Lüfter der sogar volle 12V bekommen darf und dabei nicht mehr Strom aufnimmt als der Transistor schalten kann) kann nichts passieren.
Alex S. schrieb: > Schon im Datenblatt steht 1,0V bis 1,2V Da steht aber nicht, dass die Referenzspanunng zufällig zwischen diesen beiden Werten pendelt. Der die muß natürlich kalibriert werden, dann ist sie aber ziemlich genau. Den Temperaturdrift kann man einfach kompensieren.
MaWin schrieb: > Nein. Nicht beim Akkuladen. > Der Akku ändert seine Spannung beim Ladevorgang deutlich, > er kann sogar kaputt sein oder abgeklemmt werden. 20% zwischen voll leer finde ich noch moderat. Ein abgeklemmten Akku erkennt auch der langsamste uc. Einen kurzgeschlossenen Akku erkennt man auch, man muß ja nicht gleich Vollgas geben beim Ladebeginn. Einen Akku kann man ohne Probleme mit einen uC laden wenn die Spannungsquelle einigermaßen stabil ist.
Schneller schrieb: > Muss man das wirklich permanent überwachen und regeln? Du weist wie ein Currentmode Schaltregler funktioniert? Da muss in jedem Zyklus der Strom duch die Spule begrenzt werden sonst geht deine Spule in die Sättigung und dein Schalttransistor raucht ab. Das ganze hat jetzt nichts mit einem Kurzschlussschutz zu tun.
> Einen Akku kann man ohne Probleme mit einen uC laden wenn die > Spannungsquelle einigermaßen stabil ist. Na das ist ja beruhigend, daß Mister Superschlau hier anderen erzählen will, wie gut seine nie gebauten Akkulader funktionieren. Hättest du sie gebaut, wüsstest du mehr. Auch die anderen, die hier vollmundig behaupten man braucht ja nur eienn uC, schieben dann nach, daß sie OpAmps zur Stromüberwackung und andere zusätzliche Bauteile verwendet haben. Dann kann man gleich einen richtigen Schaltregler nehmen. +-----+ +-------------|7805A|------------------------+ | +--+--+ | +--10k--+--------(---------------------------(------------+ | | | |VCC | | +------+ | +-------+ | | |on/off| | 1N5404 |VIN | | o--+---|LM2576|--+--(--L--+--|>|--+--R1--+--|ICS1700|--4k7--|< BC547 | |GND FB| | | | | | |GND CHG| |E 30V | +------+ | | Elko Akku R2 +-------+ | | | | | | | | | | | Elko | +----(--+-----(-------+------+----+--------------+ | | | | | | | +--|<|---+ Shunt (0R4 = 3A Ladestrom) | | SB360 | | o--+-----+----------------+-------+
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> Na das ist ja beruhigend, daß Mister Superschlau hier anderen > erzählen will, wie gut seine nie gebauten Akkulader funktionieren. > > Hättest du sie gebaut, wüsstest du mehr. Auch die anderen, die hier > vollmundig behaupten man braucht ja nur eienn uC, schieben dann > nach, daß sie OpAmps zur Stromüberwackung und andere zusätzliche > Bauteile verwendet haben. OK, ich muss zugeben mein Aufbau war nicht ganz so hübsch aber kam mit einem AVR und ein paar diskreten Bauteilen aus und hat mir geschlagene 3 Jahre lang mit 10A meine ERollerakkus geladen. Irgendwann ist mir das Kunstwerk dann doch mal runtergefallen ;) Thor
Helmut Lenzen schrieb: > Du weist wie ein Currentmode Schaltregler funktioniert? Nicht richtig, sonst würde ich nicht fragen :-() > sonst geht deine Spule in die Sättigung und dein Schalttransistor raucht ab Die Leistung der Spannungsversorgung ist endlich und die Energie die die Spule speichern kann ist auch endlich. Ergo kann ich den Transistor so sizen das der Transistor das abkann. Wo ist der Fehler ?
Schneller schrieb: > Die Leistung der Spannungsversorgung ist endlich und die Energie die die > Spule speichern kann ist auch endlich. Ergo kann ich den Transistor so > sizen das der Transistor das abkann. > > Wo ist der Fehler ? Wenn die Spule in die Sättigung geht, wird sie heiß - bis die Isolierung schmilzt. Für bestimmte Sachen ist nen Schaltregler mit nem AVR schon sinnvoll - z.B. wenn keine schnelle Regelung nötig ist, die Spannungs-/Stromsollwerte aber digital vorgegeben werden sollen. Die Stromgrenze kannst Du in Grenzen mit dem AVR-internen, oder besser mit nem externen Komparator umsetzen.
MaWin schrieb: > Ein uC ist als Schaltregler-Controller zu langsam Genau für diese Anwendung gibt es z.B. die LPC11Axx: http://www.nxp.com/news/press-releases/2012/03/nxp-unveils-lpc11A00-microcontrollers-with-flexible-analog-subsystem.html
> Dann wäre es ja besser, von vorherein die Betriebsspannung als > Referenz zu nehmen. Natürlich nicht. Die interne Referenz ist um den Faktor 1000 stabiler als ein 7805 der die Versorgungsspannung liefert und nur dadurch überhaupt als Referenz für einen 10Bit Wandler brauchbar. Nur die absolute Genauigkeit ist halt nicht so gut, denn Analogtechnik in einem Digital-IC ist nicht prozessoptimiert. Wieso Alex Tiny eine so schlechte Temperaturstabilität hatte weiss ich nicht, die Referenz ist eesentlich genauer.
> Genau für diese Anwendung gibt es z.B. die LPC11Axx:
Na ja, Werbe-Bla-Bla. Schön daß Philips nun auch einen uC
mit Unterspannungssensor hat, RC Oszillator und ISP,
eingebauter Temperaturmessdiode und ein paar A/D Wandlern
sowie Komparator.
Er ist vermutlich sogar in der Lage, aus einem Komparator
einen Interrupt auszulösen in dem man dann per Programm
innerhalb 1us den PWM Ausgang stoppen kann, aber dazu muss
der uC laufen, kein Watchdog, keine gesperrten Interrupts,
und daher wäre mir das zu unsicher, schliesslich läuft
vermutlich gerade deswegen der Strom in der Spule hoch,
weil das Programm ein Problem hatte.
Eine Hardware, die direkt aus dem Komparator den aktiven
Zyklus des PWM rücksetzt fehlt dem Chip, man müsste sie
extern dranbauen, udn damit ist der Chip für zuverlässige
Schaltregler ungeeignet. Denn ich erwarte bei denen, daß
sie bei Überstrom den Schalttransi innerhalb 1us abschalten
können, damit er überlebt.
Ich frage mich irgendwie warum alle nur so darauf aus sind einen Schaltregler mit einem uC zu bauen. Die Industrie wirft jedes Jahr zig neue Schaltregler ICs auf dem Markt. Warum wohl wenn es doch so super besser geht mit einem uC. Mir waere ein Netzteil mit einem uC viel zu unsicher fuer den Rest der Schaltung. Wenn der uC sich aufhaengt wie MaWin auch schon gesagt geht der Rest der Schaltung aus Sympathie mit hops.
Beitrag "ATTiny24V: Bandgap zu gebrauchen?" In diesem Thread hat sich einer die Mühe gemacht die interne Referenz der Tiny's wirklich zu vermessen. Temperatur und Spannungsdrift reichen zum Laden sicherlich aus. Einzig auf den absoluten Wert der internen Referenz kann man sich nicht verlassen. Wenn das einmal kalibriert wird, kann man sich eine externe Referenz sparen. Für ein Ladegerät reicht die Geschwindigkeit der gängigen AVRs sicherlich aus. Eine Messung des Stroms in jedem Zyklus ist absoluter Overkill. Ein Komperator für den Ernstfall und im Normalfall den Strom über den Mittelwert regeln. Für den Kurzschlussfall muss immer auch der Innenwiderstand der Bauteile (Netztrafo, Dioden, Elkos) betrachtet werden, die den Kurzschlussstrom überhaupt liefern können. Wenn ich den Code selber schreibe, sollte ich wohl davon ausgehen können, dass der MC nicht ständig abschmiert. Und eine flinke Sicherung muss sowieso sein. Ich hätte da durchaus Mut zur Lücke. Wenn keine riesigen Elko-Batterien verbaut werden, kann ein 150W Trafo soviel Strom nicht liefern, dass dir der Fet innerhalb von wenigen ms um die Ohren fliegt. Noch eine Anmerkung zur Angst vor dem MC in Netzteilen. Dass es funktioniert und auch massenhaft in Stückzahlen eingesetzt wird kann euch Fralla berichten, wenn er mal wieder mitliest. Da sind's denke ich dsPics. Bei einem Step-Down liegt der Fet ja in der High-Side. Bootstrap-Treiber für den Fet sind hier sowieso ehr nicht geeigner. Was spricht dagegen auf einen kleinen Ringkern ein paar Drähte zu wickeln und die Ansteuerung des Fets über einen GTD zu machen? Man hat zusätzlich den Vorteil, wenn der MC hängt, schaltet der Fet einfach ab.
temp schrieb: > Eine Messung des > Stroms in jedem Zyklus ist absoluter Overkill. Die Messung des Stromes in jedem Zyklus ist fuer einen Current Mode Regler der eigentliche Trick der dahinter steckt. Du solltes dich mal ueber die Funktion eines Current Mode Regler informieren. Da wird die Spule auf eine bestimmte Energie die gerade gebraucht wird geladen also ab einem bestimmten Strom wird abgeschaltet. Dadurch das jetzt quasi eine getakte Stromquelle vorliegt wird die eigentliche Spannungsregelung einfacher weil in die Ordnung der Uebertragungstrecke sich jetzt um eine Ordnung verringert. Man kommt dann mit einen Type 2 Regler aus. Das ganze hat nichts mit der Ueberstrombegrenzung gegen Kurzschluss zu tun sondern mit der Regelung ansich. Bei einem Voltage Mode Regler ist die Ordung der Strecke um eins groesser und bedingt dadurch einen komplieziteren Regler (Type 3).
Also erstmals Danke für all die Antworten und Entschuldigung, dass ich mich erst jetzt melde. Also zusammenfassend kann ich wohl aus den Beiträgen schliessen, dass man das zwar mit einem uC realisieren kann, der Schaltungsaufwand und die Nachteile sprechen aber dagegen. Einen fertigen Schaltregler und ev. in Kombination mit einem uC scheint eine bessere Lösung zu sein. Es geht ja bei der Schaltung nur um den Laderegler, ein Balancer ist separat vorgesehen.
Hi ee, ich habe so etwas schon gemacht. Wenn du es langsam hältst ist alles in Ordnung. Mit der PLL eines attiny25, 45, oder 85 hast du 250kHz bei 8Bit. Der weitere Aufbau (H-Brücke usw.) ist wie bei einem normalen Wandler. Probleme gibt es bei der Spannungsmessung: Der ADC rauscht, d.h. mitteln -> langsam. Dazu gibt es ja noch "Ground". Das Konzept von 0V hat sich im Schaltwandlerbereich nie richtig durchgesetzt, d.h. du wirst wahrscheinlich einen ordentlichen Ripple auf GND haben wenn du nicht viel nachdenkst. Die Strommessung solltest du nicht mit dem internen ADC (differential) versuchen. Stattdessen über shunt (GND?) und opamp. Wenn du zwei ADCs abfragst, solltest du zwischen drin eine dummy-Abfrage machen, damit der sample & hold Kondensator entladen wird. Im Gegensatz zu kommerzielen Wandlern hatte ich immer lustige Schwing-Erscheinungen, selbst bei einem buck-converter. Ein Beispiel-Layout nimmt einem auch viel Arbeit ab. Probier es aus, du wirst viel dabei lernen. Das Akkupack könntest du mit einem analogen Shunt-Regler schützen.
Anon Ymous schrieb: > Hi ee, > > ich habe so etwas schon gemacht. Wenn du es langsam hältst ist alles in > Ordnung. Mit der PLL eines attiny25, 45, oder 85 hast du 250kHz bei > 8Bit. Der weitere Aufbau (H-Brücke usw.) ist wie bei einem normalen > Wandler. Da is aber dann nix mit cycle-by-cycle current limiting... Andererseits ist eine Induktivität bei 250kHz auch nicht mehr so groß, dass man current-mode benötigt.
Danke Anon Ymous Ja, so in etwa habe ich mir das vorgestellt. Hast du noch einen Schaltplan von deinem Schaltregler; nur so als Inspiration
MaWin schrieb: > Na das ist ja beruhigend, daß Mister Superschlau hier anderen > erzählen will, wie gut seine nie gebauten Akkulader funktionieren. Bleib beim Thema und behaupte keine Sachen, die Du nicht belegen kannst! Wenn man nur die Funktion eines Schaltreglers benötigt, dann spricht nichts dagegen einen Schaltregler-IC zu verwenden. Wenn man allerdings Spezialfunktionen wie zum Beispiel Solarladung realisieren will, kommt man mit Standard-IC nicht weiter, weil die nur die Ausgangsspannung regeln und nicht die Eingangsspannung.
Mein Laderegler soll bloss einen Akkuladen und wird vom 230V Netz mit entsprechender Speisung versorgt. Ich bin in meiner Recherche auf den Schaltregler l4970 gestossen, da der hier vorgeschlagene lm2576 eher mit 5A eher am Limit ist. Es gibt jedoch sehr wenige Anwendungsschaltungen auf Google. Aus welchem Grund wird das Bauteil selten eingesetzt?
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Hi ee, ich habe lange gebraucht, bis ich etwas halbwegs vorzeigbares auf meiner Festplatte gefunden habe. Oben siehst du den eigentlichen buck converter. Er ist invertiert, d.h. die positive Spannung ist das Bezugspotential. Plus wird also durchgeschleift und ist auf Primär- und Sekundärseite gleich. Ich habe eine Schottky-Freulaufdiode verwendet. Wenn du diese durch einen mosfet und synchrone Gleichrichtung ergänzt solltest du vorsichtig sein: Bei kleinen duty-cycles wirkt das ganze als boost converter Richtung Primärseite. Der Weg zur Erkenntnis ist mit defekten Mosfets gepflastert :( Mit dem shunt hätte ich theoretisch den Strom auf der Sekundärseite messen können. Praktisch hat es nicht funktioniert. Unten siehst du meinen mosfet-Treiber. Die Totem-pole Ausgangsstufe kann richtig viel Strom liefern und ist sehr einfach. Die Standard-Transistoren werden als Emitterfolger verwendet. Das bedeutet, dass der npn an der highside und der pnp an der lowside ist. Der Kleinsignal nFet Q1 bildet mit dem 1kΩ R1 einen Pegelwandler. Dieser invertiert leider, deswegen ist der pulldown mit 100kΩ auch falsch. Es sollte ein pullup sein, sonst schaltet die Schaltung ohne Eingangssignal voll durch. Wenn du das ganze baust solltest du zuerst ein Modell mit niedriger Leistung bauen. Das mindert die Frustration. Dimensionierungen findest du auf http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/abw_smps_e.html Wobei etwas Reserve nicht schlecht ist.
Helmut Lenzen schrieb: > Die Messung des Stromes in jedem Zyklus ist fuer einen Current Mode > Regler der eigentliche Trick der dahinter steckt. Du solltes dich mal > ueber die Funktion eines Current Mode Regler informieren. Da wird die > Spule auf eine bestimmte Energie die gerade gebraucht wird geladen also > ab einem bestimmten Strom wird abgeschaltet. Kein Wunder dass einfache Sachen nur noch aus China kommen! Mensch, wir sprechen hier von einem Ladegerät wo es niemanden stört wenn der Soll-Strom um 20% schwankt oder erst nach 1s langsam hoch gelaufen ist. Das ist was anderes als ein PC-Netzteil das innerhalb von ms alle Störfaktoren ausbügeln muss. Mit dem Current Mode erzählst du mir nicht neues. Da gibst auch billige Fet-Treiber die das alleine können. Trotzdem wir hier ein maßloses akademisches Drama um einen popeligen 5A Lader veranstaltet...
temp schrieb: > Kein Wunder dass einfache Sachen nur noch aus China kommen! Du sagts es. Nur das der Chinamann 3 x den Jangtsekiang rauf schwimmt bevor der fuer sowas einen Controller einsetzt.
Spätenstens wenn ein Display o.ä. ins Spiel kommt, gehts aber ohne Controller nicht mehr.
> Ich bin in meiner Recherche auf den Schaltregler l4970 gestossen, da der > hier vorgeschlagene lm2576 eher mit 5A eher am Limit ist. > Es gibt jedoch sehr wenige Anwendungsschaltungen auf Google. Aus welchem > Grund wird das Bauteil selten eingesetzt? Zu alt, zu hohe Verluste.
MaWin schrieb: >> Ich bin in meiner Recherche auf den Schaltregler l4970 gestossen, da der >> hier vorgeschlagene lm2576 eher mit 5A eher am Limit ist. >> Es gibt jedoch sehr wenige Anwendungsschaltungen auf Google. Aus welchem >> Grund wird das Bauteil selten eingesetzt? > > Zu alt, zu hohe Verluste. Und was wäre deine bessere Alternative? Man könnte ja einen PWM-Regler mit einem nachfolgenden Linearregler kombinieren. Wobei ersterer dem zweiten per Tracking folgt. Würde die Vorteile beider Topologien kombinieren, z.B. für ein gutes Labornetzteil.
Wie bekomme ich denn einen "digitalen" Sollwert an einen handelsüblichen Schaltregler, auch ohne digitale Potis.
Abdul K. schrieb: > Man könnte ja einen PWM-Regler mit einem nachfolgenden Linearregler > kombinieren. Wobei ersterer dem zweiten per Tracking folgt. Würde die > Vorteile beider Topologien kombinieren, z.B. für ein gutes > Labornetzteil. Sind handelsübliche Linearregler schnell genug um die Spikes von Schaltreglern auszubügeln ? Welche Dämpfung kann ich da erwarten ?
> Wie bekomme ich denn einen "digitalen" Sollwert an einen handelsüblichen > Schaltregler, auch ohne digitale Potis. Na, normalerweise MIT digitalen Potis.
> Sind handelsübliche Linearregler schnell genug um die Spikes von > Schaltreglern auszubügeln ? Nein. Daher LC Pi-Filter. > Welche Dämpfung kann ich da erwarten ? Eine geringere als von einem passiven Filter.
Der Ladestrom kann kaum über die Spannung (Schaltregler) geregelt werden, gerade LiFePO-Zellen sind da viel zu niederohmig. Am besten nimmt man eine Induktivität und einen FET in Serie, und regelt den Strom mittels PWM. Damit man vernünftige Spulenwerte/grössen (z.B. für 5A) verwenden kann, sollte die PWM-Frequenz schon zwischen 200kHz - 1 MHz liegen, da sind uC normalerweise zu langsam: 8Bit PWM => 256*200kHz=51.2MHz als CPU-Clk! Ich habe ein 8-Zellen Akku, die Zellen überwache und balance ich mit einem LTC6803, (Linear Technology) dieser Chip ist echt genial und misst die Zellenspannungen sehr exakt (1.5mV Auflösung)! Der LTC ist für max. 12 Zellen ausgelegt, wobei als Zelle-9 einen 5 mOhm Shunt-Widerstand zur Strommessung benutze. Da der LTC8603 auch negative Spannungen messen kann (bis -0.7V) kann ich so Lade- und auch Entlade-Strom messen.
Korrektur des letzten Satzes: ...wobei ich als Zelle-9 einen 20 mOhm Shunt-Widerstand zur Strommessung benutze. Da der LTC8603 auch negative Spannungen messen kann (bis -0.7V) kann ich so Lade- und auch Entlade-Strom messen.
Danke Anonymus für den Schaltplan. Abdul K. hat meine Frage ausgesprochen, was wäre eine moderne Alternative zu l4970? Oder sollte man ich einen Schaltregler mit externem Leistungsfet einsetzten?
MaWin schrieb: >> Wie bekomme ich denn einen "digitalen" Sollwert an einen handelsüblichen >> Schaltregler, auch ohne digitale Potis. > > Na, normalerweise MIT digitalen Potis. Ein wirklich wertvoller Beitrag! Alternativ kannst du den Feedback-Pin des Schaltreglers mit der Gleichspannung eines DAC überlagern, dann sparst Du Dir das digitale Poti.
>Alternativ kannst du den Feedback-Pin des Schaltreglers mit der >Gleichspannung eines DAC überlagern, dann sparst Du Dir das digitale >Poti. Das kann ganz heftig ins Auge gehen! Du solltest Dich mal etwas mit der Regeltechnik und den Stabilitätskriterien eines Schaltreglers auseinandersetzen, bevor Du solche Typs gibst.
>Alternativ kannst du den Feedback-Pin des Schaltreglers mit der >Gleichspannung eines DAC überlagern, dann sparst Du Dir das digitale >Poti. Das kann ganz heftig ins Auge gehen! Du solltest Dich mal etwas mit der Regeltechnik und den Stabilitätskriterien eines Schaltreglers auseinandersetzen, bevor Du solche Typs gibst.
Mike schrieb: > da sind uC normalerweise zu langsam: 8Bit PWM => > 256*200kHz=51.2MHz als CPU-Clk! Es gibt von Atmel einige uCs mit PLL, bei denen die Timer mit 64Mhz laufen, das ergibt bei einen Auflösung von 256 immerhin 250kHz.
> wobei ich als Zelle-9 einen 20 mOhm Shunt-Widerstand zur > Strommessung benutze. Du benutzt diese Messung aber nicht als Feedback für den Regler oder? sondern bloss als Abschaltkriterium/Überwachung.
Mike schrieb: > Das kann ganz heftig ins Auge gehen! Du solltest Dich mal etwas mit der > Regeltechnik und den Stabilitätskriterien eines Schaltreglers > auseinandersetzen, bevor Du solche Typs gibst. Bring lieber Fakten als Unterstellungen!
ee schrieb: > Oder sollte man ich einen Schaltregler mit externem Leistungsfet > einsetzten? Ab einem gewissen Strom (ich würde sagen, ca. 3A) ist es immer sinnvoll, auf einen externen FET umzusteigen. Insbesondere, wenn man sein Konzept nicht bis auf den letzten Cent ausknautschen will. Man muss allerdings darauf achten, das dieser Chip auch einen FET ansteuern kann, also mindestens eine Gegentaktendstufe enthält. Ansonsten braucht man zu- sätzlich ein FET-Treiber-IC. Gruss Harald
>> wobei ich als Zelle-9 einen 20 mOhm Shunt-Widerstand zur >> Strommessung benutze. >Du benutzt diese Messung aber nicht als Feedback für den Regler oder? >sondern bloss als Abschaltkriterium/Überwachung. Doch! Die uC-SW ermittelt den Strom, guckt ob er grösser oder kleiner sein soll und passt das PWM-Tastverhälnis entsprechend an! Da sich die Spannung über dem Akku nur langsam ändert, (quasi konstant) hängt der Strom praktisch bloss vom Tastverhältnis ab und lässt sich bequem einstellen! >> Das kann ganz heftig ins Auge gehen! Du solltest Dich mal etwas mit der >> Regeltechnik und den Stabilitätskriterien eines Schaltreglers >> auseinandersetzen, bevor Du solche Typs gibst. >Bring lieber Fakten als Unterstellungen! Wenn Du in den Feedback eines Regelkreises eingreifst (z.B. mit einer Gleichspannung überlagerst) kann dieser instabil werden!
Da mich der LTC6803 als Balancer überzeugt, verwende ich der einfachheits halber wahrscheinlich ein uC. Ob mit oder ohne Schaltregler werde ich noch sehen. Danke für alle nützlichen Tipps
Mike schrieb: > Wenn Du in den Feedback eines Regelkreises eingreifst (z.B. mit einer > Gleichspannung überlagerst) kann dieser instabil werden! Ein digitales Poti ist bestimmt auch ein Kandidat, um einen Schaltregler durcheinander zu bringen.
> Ein digitales Poti ist bestimmt auch ein Kandidat, > um einen Schaltregler durcheinander zu bringen. Nein. Die Frage ist nur, ob das Poti die Spannung aushält. AD5291/92/93/AD7376 (30V SIP Analog), MAX5436-39 (30V SPI Maxim)
Mike schrieb: > Damit man vernünftige Spulenwerte/grössen (z.B. > für 5A) verwenden kann, sollte die PWM-Frequenz schon zwischen 200kHz - > 1 MHz liegen, da sind uC normalerweise zu langsam: 8Bit PWM => > 256*200kHz=51.2MHz als CPU-Clk! Wenn man das Tastverhältnis ein bisschen wackeln lässt, lässt sich auch mit weniger Bits eine ganz brauchbare Auflösung zusammenmogeln. Wenn ich statt 8 bit nur noch 5 nehme, reichen mir 6,4 MHz. Willkürlich gewähltes Beispiel Ausgangspunkt 8 bit PWM, TV 59/256 In einer 5 bit PWM: 3 Takte lang TV 7/32 5 Takte lang TV 8/32 BTDT (für eine Ladeschaltung). Die minimale Ungenauigkeit tut nicht weh, das bügelt die Spule wieder glatt. Max
>Da mich der LTC6803 als Balancer überzeugt Es gibt ein schönes Eval-Board zum LTC6803-4: http://www.linear.com/demo/DC1654A Leider ist es mit $150.-- (plus PC-Interface $50.--) ziemlich teuer, aber vielleicht kriegt man es auf nettes Anfrage gratis (z.B. für Firmen), oder sonst sind zumindest Schema und Design-Files von LT frei erhältlich, falls man es selber nachbauen will... Hier ist noch ein Thread zu diesem Chip: Beitrag "Batteriemanagement LTC6803-1" Und hier hat schon einer einen SW-Treiber geschrieben, für den Arduino, die Routinen kann man mit mässigem Aufwand auch auf einen AVR oder PIC portieren. http://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?18402-LTC6803-interface
MaWin schrieb: >> Ein digitales Poti ist bestimmt auch ein Kandidat, >> um einen Schaltregler durcheinander zu bringen. > > Nein. > > Die Frage ist nur, ob das Poti die Spannung aushält. > > AD5291/92/93/AD7376 (30V SIP Analog), MAX5436-39 (30V SPI Maxim) Wäre ne Anwendung für LDRs - die sind recht spannungsfest und könnten mit PWM angesteuert werden. Serie ist sicherlich Unsinn, aber fürs Labor sind LDRs immer noch interessant. Oder Optokoppler im Stromausgangsmode. Habe ich aber nicht komplett durchgedacht.
Es gibt sogar ein Demoboard von Atmel BC100 http://www.atmel.com/Images/doc8088.pdf Code gibts auch dazu oder: http://www.avrcode.com/bc100/ http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/#bc100_gcc Gruß Robert
temp schrieb: > Helmut Lenzen schrieb: >> Die Messung des Stromes in jedem Zyklus ist fuer einen Current Mode >> Regler der eigentliche Trick der dahinter steckt. Du solltes dich mal >> ueber die Funktion eines Current Mode Regler informieren. Da wird die >> Spule auf eine bestimmte Energie die gerade gebraucht wird geladen also >> ab einem bestimmten Strom wird abgeschaltet. > > Kein Wunder dass einfache Sachen nur noch aus China kommen! Mensch, wir > sprechen hier von einem Ladegerät wo es niemanden stört wenn der > Soll-Strom um 20% schwankt oder erst nach 1s langsam hoch gelaufen ist. Also weißt du immer noch nicht, was ein Current Mode Regler ist? Der ist vor allem wichtig, um die Drossel und den Schalttransistor (und auch die Elkos) vor dem ableben zu retten. Mit dieser Methode braucht man keine Drossel, die so genau auf die Schaltfrequenz ausgelegt ist (was bei niedrigen Schaltfrequenzen eben große Brummer sind).
Damit er nicht suchen muss.. schmidt-walter.eit.h-da.de/snt/snt_deu/sntdeu6.pdf
Mike schrieb: >>Alternativ kannst du den Feedback-Pin des Schaltreglers mit der >>Gleichspannung eines DAC überlagern, dann sparst Du Dir das digitale >>Poti. > Das kann ganz heftig ins Auge gehen! Du solltest Dich mal etwas mit der > Regeltechnik und den Stabilitätskriterien eines Schaltreglers > auseinandersetzen, bevor Du solche Typs gibst. Und mache ich es richtig ? Strom- oder Spannungsregelung mit einem Switcher der von einem uc die Sollvorgabe bekommt ist ein Thema was man für viele Anwendungen brauchen kann.
Falls es noch nicht gefallen ist, das hier erscheint mir ein recht sauberer Ansatz in Analogtechnik: http://hpm-elektronik.de/nt30-4-netzteil.htm Man sieht schön, wie Spannungs- und Stromregelung zusammengeführt werden. Was nun fehlt, ist die Digitalisierung.
Simon K. schrieb: > Also weißt du immer noch nicht, was ein Current Mode Regler ist? > > Der ist vor allem wichtig, um die Drossel und den Schalttransistor (und > auch die Elkos) vor dem ableben zu retten. Mit dieser Methode braucht > man keine Drossel, die so genau auf die Schaltfrequenz ausgelegt ist > (was bei niedrigen Schaltfrequenzen eben große Brummer sind). Irgendwie scheint es mir so als ob ihr nur ein paar neue Fremdworte gelernt habt und damit angeben wollt. Drossel und Elko schützen? Bei einem 5A Regler? Vor was sollen die den bitte geschützt werden? Drossel genau auf die Schaltfrequenz auslegen? Da fehlen mit echt die Worte. Da fasst man einmal in die Kiste und sucht einen passenden Ringkern oder etwas was gerade da ist und wickelt ein paar Drähte drauf. Vielleicht 2 x 1mm parallel oder 1,4mm im Stück oder so ähnlich. Solange eine Mindestinduktivität nicht unterschritten wird ist alles erlaubt was nicht in die Sättigung geht. Mehr stört jedenfalls nicht. Pollin hat z.B. schon länger brauchbare 27mm Eisenpulverkerne für ein paar Cent im Angebot. Bevor der 150W Trafo die zerstört ist die Schmelzsicherung 10 mal hinüber. Die PWM kann dann bequem bei 30-50Khz arbeiten. Da hat man noch keine Probleme mit dem Skin-Effekt. Die 5A Drossel ist auf alle Fälle deutlich kleiner als der Trafo. Wer soll bitte den Elko zerstören? Der Strom kann an einen Shunt z.B. mit einer Zeitkonstante von 1ms gefiltert und gemittelt werden. Dann fährt man die PWM langsam bis zum gewünschten Strom hoch. Den Rest macht eine Regelschleife die jeder Anfänger programmieren kann. Kommt es zu einem deutlichen Stromanstieg wegen Kurzschluss oder so, dann wir die PWM innerhalb von 1-2ms erst mal abgeschaltet. In dieser Zeit hat sowieso erst mal der Ausgangselko was zu tun. Der ist auch bei einem Current Mode Regler nicht vor Kurzschluss geschützt. Und die vielleicht 50A in 2ms, wenn die real überhaupt zusammen kommen, steckt ein 2€ Fet locker weg. Also lasst bitte die Kirche im Dorf und behindert nicht die die es gerade machen. Google verrät dass es geht. Hier ist sogar einer der das mit Bascom programmiert hat: http://thhe01.th.ohost.de/lader/lader.htm Eine Anmerkung noch. Wir sprechen hier von Hobby- bzw. Bastelprojekten und nicht für eine Serienentwicklung.
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