ЛикБез по зарядкам от батареек.

[Slava1355]

Сообщение от Slava1355

Но если вы все таки хотите продолжать бороться за глубокий разряд элемента, то используйте инвертирующий преобразователь. Это связано с тем, что достаточно сложно сделать преобразователь который хорошо будет работать когда входное напряжение последовательно проходит стадии ›, =, ‹ выходного. Намного легче задача реализуется при инвертирующем преобразователе! А то, что батарейки придется подключать к устройству в другой полярности чем напряжение на выходе, в данной задаче глубоко пофигу!

Поясните, что Вы подразумеваете под понятием "инвертирующий преобразователь".

С уважением, Алексей.

Типовая схема показана на рисунке. Для данной задачи она может работать как понижающе-повышающий преобразователь с изменением полярности источника.

-- Прилагается рисунок: --

[Alex_matrix]

Ну вот и прозвучали те самые слова, которых я ожидал:
Цитата:
при разряде от 1,5В до 1,0В элемент отдает более 90% своей емкости. Так что бороться вы можете только за оставшиеся 10%.

Если вопрос о целесообразности преобразователя, то чтобы
КПД "прямого заряда от батарей" был 90%, элементов должно быть минимум 5. И при этом надо смотреть, не поплохеет ли телефону от 7,5 вольт? И принимать специальные меры, в случае чего.

Ну ладно, можно, конечно, применить полевик

Сложно ли это сделать?

и синхронное выпрямление, но тогда схема расползается вовсе уж безобразно...

Это наверно и вправду нецелесообразно..

[ALEX__A]

Ну вот и прозвучали те самые слова, которых я ожидал:

Цитата:

при разряде от 1,5В до 1,0В элемент отдает более 90% своей емкости. Так что бороться вы можете только за оставшиеся 10%.

А теперь давайте посчитаем КПД преобразователя - неважно какого типа, пусть это будет повышающий.

Внизу прикреплена схема, вырезанная из даташита на ADP3000. Поскольку внутренний ключевой транзистор самого преобразователя больше 150 мА выходного тока обеспечить не может, очевидным становиться применение внешнего ключевого транзистора.

Напряжение несыщения на коллекторно-эмиттерном переходе даже лучших ключевых транзисторов при токе порядка 800 ма составляет порядка 200...400 мВ. Примем 300 мВ. При выходном напряжении, допустим, 5 В его недоиспользование за счет этого падения составит:
0,3В * 100 / (5В + 0,3В) = 5,7 %. Теперь посчитаем потери вследствие падения напряжения на выходном диоде Шоттки (0,4 В):
0,4В * 100 / (5В + 0,4В) = 7,4 %. Собственным током потребления микросхемы (0,5 мА) и потерями в дросселе пренебрежем. В сумме получаем 13 %, или КПД меньше или равно 87 %.
Я не жадный, пускай на транзисторе упадет всего 0,2 В, тогда потери составят 3,8 %
7,4 + 3,8 = 11 % - те самые 10 %, что удастся дополнительно "высосать" из батарей, тут же потеряются на преобразователе.

М-да-а-а... Овчинка стоит выделки?

Ну ладно, можно, конечно, применить полевик и синхронное выпрямление, но тогда схема расползается вовсе уж безобразно... А КПД все равно вряд ли будет меньше 90-92 % (не забывайте о неучтенных потерях в дросселе).

Так что "Мертва теория, мой друг!.."

Данная методика расчета не отражает физических принципов происходящих в преобразователе. Работа указанного преобразователя состоит из двух этапов:

1. Запасение энергии в индуктивности - транзистор открыт.

2. Отдача запасенной энергии в нагрузку - транзистор закрыт.

В процессе запасения эненергии падение напряжения на переходе КЭ транзистора не важно, важен лишь ток, протекающий через индуктивность и время его нарастания. Энергия которая м.б. запасена в магнитном поле индуктивности конечна и определяется её параметрами.

В процессе отдачи запасенной энергии в нагрузку действительно возникает падение напряжения прямосмещенном диоде Шотки, носящее импульсный характер. Это действительно ухудшает кпд преобразователя. Безусловно одним из методов его увеличения является применение синхронного ключа, но только в том случае если падение напряжения на нем будет меньше падения напряжения на диоде Шотки. Однако, это падение напряжения можно не учитывать, поскольку данный диод присутствует в двух указанных автором схемах, а следовательно с этой точки зрения они равноправны.

При рассмотрении данного устройство Вы стремитесь определить кпд преобразователя абстрагируясь от импульсного режима работы, а ведь известно, что кпд полупроводниковых приборов работающих в импульсном режиме больше. Помимо этого многие параметры преобразователя зависят от частоты преобразования, схемотехники и режима работы самой м/сх, поэтому производить сравнение двух преобразователей выполненных на различных микросхемах рассматривая только их оконечные каскады некорректно. Здесь более уместно представить данные преобразователи в виде черных ящиков и оценить их кпд основываясь только на входной и выходной информации.

При анализе данного устройства следует использовать метод определения кпд в основе которого лежит электрическая емкость источников тока. Для этого необходимо определить фактически принятую емкость АКБ телефона в процессе всех возможных циклов заряда и отнести её к фактически отданной емкости электрохимического источника тока.

В заключении хотелось бы отметить, что компания ON Semiconductor выпустила новые регуляторы постоянного тока NCP3063 и NCP3163, которые являются заменой м/сх MC34063 и обладают улучшенными характеристиками.

С Уважением, Алексей.

[falkonist]

Уважаемый Alex_matrix,

По поводу "поплохеет" ли телефону от 7,5 В - думаю, что вряд ли. Я как-то подбирал зарядку к своему Самсунгу Х160, так от "нестабилизированной" зарядки с выходным напряжением 7,8 В он вообще не включился на зарядку. И только когда применил "стабилизированную" (с обратной связью с выдода через отпрон), с выходным напряжением 5,8 В - все пошло, как дети в школу. Эта зарядка работает у меня и до сих пор.

По поводу синхронного выпрямителя лично у меня опыта нет, гляньте этот материал: http://www.cqham.ru/ibppt1.htm (рис.4).

Что же касается полевика в виде ключа, то думаю, что со всеми указанными Вами чипами они будут работать ПЛОХО. Я как-то разрабатывал устройство регулировки частоты вращения дрели, основанное на МС34063, так вот, с биполярными все работает, как песня, а с полевиками - очень затянуто их закрывание, часть цикла они даже работали в линейном режиме и потому сильно грелись. Для применения с полевиками, наверное, лучше было бы что-то по типу драйвера IR2153 (точно подсказать не могу, т.к. лично с ними не работал), имеющие по выходу двухтактный ключевой каскад, обеспечивающий быструю перезарядку затворной емкости.

[Alex_matrix]

Я как-то подбирал зарядку к своему Самсунгу Х160, так от "нестабилизированной" зарядки с выходным напряжением 7,8 В он вообще не включился на зарядку.

Быть может, напряжение сильно под нагрузкой проседало?

На счёт полевика, каюсь, в этих вопросах я слаб, но может с дополнительными мерами он бы работал лучше?

[falkonist]

Быть может, напряжение сильно под нагрузкой проседало?

Да нет, зарядку я хоть и назвал "нестабилизированной" но узел стабилизации в ней есть, хотя и не по выходу, а по обмотке обратной базовой связи, и выходное напряжение она удерживает достаточно четко. Кроме того, ни в одном из "семейных" телефонов (2 Моторолы, 2 Самсунга и Сони-Эриксон, имевшихся в разное время в семье) зарядный ток не превышал 350 мА.

Думаю, что контроллер зарядки аккумуляторов в подавляющем большинстве современных телефонов построен по сходному алгоритму, со всеми возможными "защитами от дурака".

Что же касается полевика, то учитывая входное напряжение менее 5 В, во-первых, стоило бы применять специальные "логические" приборы (с напряжением открывания по затвору в пределах "логических" уровней, т.е., порядка 3-4 В - кстати, это напряжение определяет минимальное количество гальванических элементов), а во-вторых, повторюсь, что учитывая достаточно большую емкость затвора, для управления ими нужны специальные "драйверные" микросхемы, обеспечивающие как активное открывание, так и активное закрывание. В упомянутых Вами DC/DC преобразователях внешний ключевой биполярный транзистор открывается внутренним ключевым каскадом микросхемы активно, а закрывается - пассивно, за счет базово-эмиттерного резистора малого номинала (по даташитам - менее 100 Ом). Для полевика такой номинал затворно-истокового резистора практически лишает преимущества экономичности управления, а большие номиналы этого резистора, как я писал ранее, сильно затягивают закрывание полевика со всеми упомянутыми "бяками".

Думаю, что "котлеты" и "мухи" все-таки стоит разделить.

Один вопрос - собственно подзарядка аккумулятора телефона. Для этого стоит хоть один раз подключить 4 батарейки, пусть бы и типа АА (для дешевизны) и провести натурный эксперимент, который скажет если и не обо всем, то об очень многом.

Другой вопрос - собственно преобразователь. Тут можно извращаться до бесконечности. Лично меня импульсные блоки питания "не любят", как я их ни ублажаю. Потому и стараюсь уходить от них где только можно. Одна из проблем - мне ни разу не удалось получить КПД выше 80%, независимо от выходной мощности. То ли я такой криворукий, то ли что-то еще?..

[falkonist]

Ищущий (в Сети) - да обрящет!!!

По этой ссылке: http://www.radiokot.ru/lab/analog/07/ - как раз то, что Вы ищете.

Дерзайте!

P.S. Хотя можно было бы порыться и самому...

[spilberg]

во истину

[FOLKSDOICH]

www.vampirchik-sun.nm.ru . А здесь не смотрели? Преобразователь напряжения для мобильных устройств. У меня работает.