Реклама на сайте English version  DatasheetsDatasheets

KAZUS.RU - Электронный портал. Принципиальные схемы, Datasheets, Форум по электронике

Новости электроники Новости Литература, электронные книги Литература Документация, даташиты Документация Поиск даташитов (datasheets)Поиск PDF
  От производителей
Новости поставщиков
В мире электроники

  Сборник статей
Электронные книги
FAQ по электронике

  Datasheets
Поиск SMD
Он-лайн справочник

Принципиальные схемы Схемы Каталоги программ, сайтов Каталоги Общение, форум Общение Ваш аккаунтАккаунт
  Каталог схем
Избранные схемы
FAQ по электронике
  Программы
Каталог сайтов
Производители электроники
  Форумы по электронике
Помощь проекту

Источники питания и свет Актуальные вопросы и ответы по источникам питания, световому оборудованию.

 
Опции темы
Непрочитано 28.11.2008, 00:27  
vadd
Заблокирован
 
Регистрация: 11.06.2004
Сообщений: 477
Сказал спасибо: 15
Сказали Спасибо 124 раз(а) в 54 сообщении(ях)
vadd на пути к лучшему
По умолчанию DC-DC преобразователь с максимальным КПД

розыскивается схема...
в общем есть такая необходимость..
входное напряжение в диапазоне 5-40 вольт 3.6А макс.
преобразовать в 13.7 (27.4) с максимальным возможным током...
цель - зарядка свинцовых аккумуляторов от солнечных батарей...

напрашивается схема блокинг-генератора... но сомневаюсь в ее КПД...

помогите кто чем может...
Реклама:
vadd вне форума  
Непрочитано 01.12.2008, 14:43  
alxchep
Почётный гражданин KAZUS.RU
 
Аватар для alxchep
 
Регистрация: 29.01.2007
Адрес: Пермский край
Сообщений: 1,586
Сказал спасибо: 416
Сказали Спасибо 1,353 раз(а) в 508 сообщении(ях)
alxchep на пути к лучшему
По умолчанию

Большой разброс входного напряжения. Если собирать на "рассыпухе", пожалуй может получиться, но КПД будет не высок. Если упростить задачу? 15-40 В. - понижающий DC-DC преобразователь в типовом включении.
Напряжение 5-15В с.батарея дает при слабом освещении, какой ток она отдаст при этом? Можем пренебречь?
alxchep вне форума  
Непрочитано 01.12.2008, 16:03  
tauP10
Почётный гражданин KAZUS.RU
 
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,405
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
tauP10 на пути к лучшему
По умолчанию

Задача имхо может быть сформулирована: забрать максимальную мощность от солнечной батареи и передать ее в аккумулятор.

из теории известно что максимальная мощность в нагрузку попадает тогда , когда нагрузка (активная) имеет сопротивление равное выходному сопротивлению первичного источника энергии , в данном случае солнечной батареи. При этом напряжение на нагрузке в 2 раза ниже чем напряжение первичного источника на холостом ходу.

Автоматически такое условие выполняется , даже для солнечной батареи, когда напряжение заряжаемых аккумуляторов в 2 раза ниже чем напряжение солнечной батареи без нагрузки без всяких преобразователей.

Запрашиваемая схема преобразователя должна быть достаточно интеллектуальной, чтобы работать по одному из двух алгоритмов
1) Периодически отключаясь измеряется напряжение ХХ солнечной батареи, затем подключается преобразователь и плавно увеличивая выходной (и входной) ток достигнуть такого напряжения на входе преобразователя, чтобы оно равнялось половине при ХХ
2) Альтернативный способ: регулировкой скважности ключа в некоторых пределах , определяется точка, когда выходной ток максимален на заряжаемых аккумуляторах. Этот процесс "слежения" за оптимальный величиной скважности ключа автоматически подразумевает что напряжение на входе преобразователя будет составлять половину от напряжения ненагруженной солнечной батареи.

В обоих случаях имхо нужен некий микропроцессор управления преобразователем.

Преобразователь имхо, можно строить на основе флайбэка для расширения диапазона входных напряжений , когда мощность от солнечной батареи будет попадать в заряжаемый аккумулятор. Блокинг генератор это почти тоже самое , только вот он самоблудный и КПД низковат.
Предлагаю рассмотреть схему на основе микропроцессора , который будет и оптимальную скважность вычислять и ШИМом собственным через драйвер управлять затвором MOSFET как ключа флайбэка.
tauP10 вне форума  
Непрочитано 01.12.2008, 16:06  
vadd
Заблокирован
 
Регистрация: 11.06.2004
Сообщений: 477
Сказал спасибо: 15
Сказали Спасибо 124 раз(а) в 54 сообщении(ях)
vadd на пути к лучшему
По умолчанию

все, рассыпуху попробовал, похоронил... кпд 30-50% мне не понравился
на TL494 + полевики эксперементы ставлю...
блин, никогда не думал что импульсник это так просто!
я их всегда как огня болялся...
пока что получил максимум кпд 82% мало блин... (или для импульсника допустимо?)
сколько с него вообще можно плучить? ну чтоб знать к чему стремиться..


понижающий DC-DC это хорошо для питания от батарей которые нужно сэкономить..
солнечную панель не нужно экономить, с нее нужно получить максимум на что она способна в данный момент!

сейчас ситуация такая.
панель подключена к аккам практически только через 1 диод.
когда когда она освещена хорошо (4-5 часов) акки заряжаются током 3,7А при напряжении 27в (мощьность 99.9W)
но солнечная батарея это нелинейный элемент!
и если ток снизить до 3.4-3.5 А напряжение на нагрузке выростает до 36 - 46В э это уже 150(!) ватт!

следовательно если я буду поддерживать ток в цепи солнечной панели на уровне 3.5 А то буду получать на 50% больше с нее!

вот теперь задача, напряжение преобразовать в ТОК..

за одно в утренние и вечерние часы (зимой 2-3 часа) когда напряжение на батарее падает ниже 13В, и уже недостаточно для заряда акков, ток на нагрузке составляет около 2-3х ампер.. а это еще 30 ватт..

подведем итоги.
сейчас:
5 часов * 100 ватт = 500 ватт запасенной энергии

с перобразователем
5 часов * 150 ватт = 750 ватт
плюс утро+вечер еще 30 ватт * 3 часа = 90 ватт
750 + 90 = 840ватт!

учтем КПД (тот что у меня щас получается)
840 * 0.8 = 672 ватт

получаем на 30% больше
vadd вне форума  
Непрочитано 01.12.2008, 19:41  
Elf
Прописка
 
Регистрация: 15.04.2005
Сообщений: 256
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 4 раз(а) в 4 сообщении(ях)
Elf на пути к лучшему
По умолчанию

К теоретическому обоснованию уважаемого tauP10 добавить нечего.
По топологии- ИМХО лучше использовать бак-буст контроллер. Есть такие штуки, там и понижающий и повышаюший преобразователь на одном сердечнике. диапазон регулирования получается очень широким, от "меньше нагрузки" до "больше нагрузки".
Обратная связь по току. Ну и некая умная система управления и подстройки; на микроконтроллере, видимо, самое оптимальное решение.
Вообще интересный проект.
Elf вне форума  
Непрочитано 01.12.2008, 22:51  
vadd
Заблокирован
 
Регистрация: 11.06.2004
Сообщений: 477
Сказал спасибо: 15
Сказали Спасибо 124 раз(а) в 54 сообщении(ях)
vadd на пути к лучшему
По умолчанию

видимо мы с вами одновременно писали, не видел вашего поста
Сообщение от tauP10
Задача имхо может быть сформулирована: забрать максимальную мощность от солнечной батареи и передать ее в аккумулятор.
---------
достигнуть такого напряжения на входе преобразователя, чтобы оно равнялось половине при ХХ
---------

нужен некий микропроцессор управления преобразователем.
-------------

Преобразователь имхо, можно строить на основе флайбэка .
задача сформулирована верно.

половина от ЭДС батареи это перебор.. это пример ВАХ солнечного элемента.

по хорошему нужна ВАХ батареи при разных уровнях освещенности..
но я думаю все будет падать по экспоненте..

микропроцессор... а не жирно будет...
а то кпд будет еще меньше



у тойже 494й есть 2 усилителя ошибки (в принципе можно еще прилепить несколько, если надо )
первый следит за ТОКОМ ПО ВХОДУ, не допуская превышения 3.5а, второй следит за напряжением на выходе.. ну на всякий случай, чтоб аккумулятор не перекормить.
как это будет работать не знаю..
но думается все будет так напрмер:

вариант 1 "солце жарит батарею"

На выходе с батареи прет около 42 вольт.
ширина импульса на ключах ограничевается так, чтоб не уйти за 3.5А по входу
(это самый продолжительный и оптимальный режим для солнечной батареи)
Преобразователь от батареи откушивает ~150 ватт минус свой КПД и сообщает их в Акк...

вариант 2 "тучи, восход, закат"

напряжение на батарее снижается не значительно, плавно снижается ток, преобразователь постепенно выходит на максимальную ширину импульса, в попытке удержать 3.5А, если тока нехватит, упадет напряжение .. то ТЛка подождет пока зарядится емкость по входу и снова запустится... потом снова станет .. и снова запустится...
так скзать последние крохи соберет

сдесь с батареи больше и не получить.. лишбы тока и напряжения хватило перезарядить емкость по входу преобразователя.


3 вариант "ночь настатла"
напряжение на батарее опускается ниже 8-9 вольт.
ТЛка перестает генерить импульсы
жизнь останавливается до утра


усё.. весь интелект..

отсюда вытекает вопрос
как расчитать транс???

ну никогда я с импульсниками не связывался...
первый раз в жизни...
vadd вне форума  
Непрочитано 02.12.2008, 02:09  
tauP10
Почётный гражданин KAZUS.RU
 
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,405
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
tauP10 на пути к лучшему
По умолчанию

Согласен что максимум кривой мощности от напряжения может быть смещен "вправо" - ближе к точке ХХ (холостого хода). Но какая бы она ни была, она всё равно будет иметь "горб" , вот на этом горбе нужно постараться закрепиться и работать. При уменьшении освещенности горб уедет левее, нужно отслеживать положение горба хотя бы каждые 3-5 секунд.

Сложность в том что из-за "горба" невозможно использовать обычные обратные связи в микросхеме ШИМ управления. Нет монотонности сигнала обратной связи.

Вы не хотите использовать микропроцессор , несмотря на мизерность потребляемого им тока, а зря. Потери преобразователя гораздо выше чем мощность требуемая процу. Пентиум4 тут не нужен , можно обойтись гораздо менее прожорливыми микросхемами.

Но можете попробовать и без процессора. Если есть желание.
Например алгоритм может быть такой.
Есть в Вашей схеме некий триггер (например T типа или счетный) Его выход 0 или 1 подается на интегратор, с выхода которого получаем медленную восходящую или медленную падающую "пилу". Есть датчик тока нагрузки с усилителем напряжения этого датчика. Пускай "пила" интегратора управлет длительностью ШИМ импульса микросхемы преобразователя. Допустим вначале работы пила "восходящая" и импульсы ШИМ растут по длительности. С датчика тока приходит сигнал U1 увеличивающийся во времени. Продифференцированная величина от U1 имеет знак . Если знак положительный , то процесс не прерываем и Шим дойдет сам по себе до точки максимальной мощности. Проходя максимум дифференцированная величина от U1 станет =0 а после максимума она станет отрицательной. Некий компаратор это засекает и выдает счетный импульс на триггер. Пила , управляющая ШИМом пойдет в обратную сторону, опять будет пройден максимум ( но в другую сторону)и опять компаратор сработает от "-" и вновь перебросит триггер . И будет так вся система "елозить" вокруг максимума , даже если он будет меняться от освещенности.

Детали этой схемы додумывайте сами , ведь Вам это интересно.

Транс не нужен - можно обойтись дросселем . Гальваническая развязка Вам не нужна ведь.

Упрощенная схема преобразователя на рисунке.
Нужно будет книжку почитать по расчету импульсников.
Это бак-буст в терминолоии ELF , я его не отличаю от флайбэка.

-- Прилагается рисунок: --

tauP10 вне форума  
Непрочитано 02.12.2008, 03:17  
vadd
Заблокирован
 
Регистрация: 11.06.2004
Сообщений: 477
Сказал спасибо: 15
Сказали Спасибо 124 раз(а) в 54 сообщении(ях)
vadd на пути к лучшему
По умолчанию

Сообщение от tauP10
Детали этой схемы додумывайте сами
о-уу... это не схема... это вы описали алгоритм проги для проца ну ничесе.. такое мне проще написать на ассемблере..
чем настраивать аналоговые интеграторы и компараторы... мне не сильно нравится.. честно... особенно в условиях меняющихся температур.. от -10 до +30-40

я уже начал думать о проце вы меня почти уговорили... можно за одно собирать статистику и диагностическую инфу.
например сколько ватт или А*Ч получил акк за день, и сколько отдал за ночь, разность этих данных - его текщее состояние, насколько он заряжен, на сколько его еще хватит.

мля, так всегда! А ведь с блокинг-генератора началось...

расчет транса нашел, перемотал свой, щас имеем 85% кпд... (может быть больше? или не карячиться?)

10 минут работы при 60 входящих ваттах. ключи без радиаторов, теплые, 50-60 градусов, транс не греется.. диоды теплые..

куда девается 15%? на перемагничевание сердечника?

при вх напряжении 17В(БП ноута, он какраз ведет себя как солнечная батарея.. на ХХ дает 17,5 а при 3,68А напруга падает а ток остается ), входящем токе на уровне 3.5А (то что я описывал раньше), но есть но.. чем меньше напряжение на входе тем кпд ниже и при 10 вольтах составляет аж 60% лучше конечно чем ничего но...

ток КЗ на выходе 12,7А! при том же входящем 3.6 и напряжении 5-6в (бп ушел в защиту и опустил напругу до 6в)
диоды красные, ключи красные, трансформатор теплый...

ток холостого хода 8мА при 17,5В
и то потому что в затворах полевиков резисторы по 75 ом в землю стоят...
на выходе 14,7В


в общем я в раздумьях... и то что щас есть - нравится... и проц уже начинает хотеться..
а что если не тулить шимы всякие на процах.. а просто управлять TLкой от проца?
двухтактник всеже веселее бэк-буст-флайбэка... с точки зрения кпд?

что у нас есть из процов за 2 копейки с ацп-цап?
желательно с ядром MC51 не ругайтесь, я только его ассемблер знаю

-- Прилагается рисунок: --

vadd вне форума  
Непрочитано 02.12.2008, 07:45  
gavrik254
Временная регистрация
 
Регистрация: 31.01.2005
Адрес: Киев
Сообщений: 78
Сказал спасибо: 0
Сказали Спасибо 3 раз(а) в 3 сообщении(ях)
gavrik254 на пути к лучшему
По умолчанию

Я в драфте похожего проекта применял C8051F021 (https://www.silabs.com/products/mcu/...C8051F2xx.aspx)
- Два ЦАП 12bit*100ksps (хотя здесь пользы мало, у меня они рулили ШИМами выходных инверторов для синусоиды 220, решение оказалось недостаточно надёжным для немецких котлов и ещё кое-каких серво)
- Два АЦП:
-- один 8ch*12bit*100кsps
-- второй 8ch*8bit*500ksps - весьма интересен для прямого софт-управления преобразователями (внешние быстрые защитные токовые компараторы при запасливом расчете дросселей и трансов уже не нужны, только правильные токоизмерители - отводы катушек и шунты).
- два компаратора с программируемым гистерезисом (очень пригодилось!)
- Встроенный датчик температуры
- Ядро хавает ~8мА@3.3v на внутр. ген. 16MHz ( + ввод-вывод, как слепишь))
- индустриал -40С..+85С
- TQFP-64 (шаг выводов 0,5мм, на коленках запаять ещё можно)))
- Цену ломят очень разную: от 4~6USD до 15~25EUR, см. по жадности продавцов. На фоне индустриальной рассыпухи и корпусов IP-65 с кабельными вводами даже 30 евриков ничего не значат )))

Этот же камень делал много других чудес - тестировал, перекоммутировал и подогревал в мороз аккумуляторы, дозаряжал их от других источников (220, бензогенератор со стартером), управлял ВЫХОДНЫМИ синус-инверторами и реле на четыре канала потребления (разной степени важности), ещё много штучек. Память 64кБ вместила много.

Но всё равно потом переконопатили девайс под TMS320LF2407, оказалось проще писать realtime-софт (16 готовых PWM) и надёжнее в плане запаса по скорострельности ядрышка, плюс фикс.точка - ДСП всё-таки))).

Ещё советы (м.б. пригодятся):
- в ключи ставь IGBT - потери меньше.
- поднимай частоту преобразования; многие IGBT легко позволяют 150-200Кгц в квазирезонансном режиме. Но требования к качеству намотки индукторов ощутимо повышаются (инд.расс.).
- нигде никаких диодов - защита от переполюсовки на P-MOSFET, все выпрямители синхронные на IGBT (или N-MOSFET)
- На вводе силы от солнечных батарей ставь дроссель-реактор - потери на проводах будут меньше, срок жизни солярок не сократишь)).
- вариант защиты аккум. линий от переполюсовки (и перенапряжения) - однонаправленный саппрессор-TRANSIL (можно и простой стабилитрон, но он будет одноразовый ) прямо на клеммах ввода в девайс, плюс электромагнитный АЗС на DIN-рейку на 32-63А непосредственно в проводке к каждому аккумулятору (это и так и сяк должно быть по противопожарным требованим)

Специфика более мощных систем (2-10кВт)
- я солярки сцеплял в линейки на 48-60в раб, перед преобразователем заряда сначала повышал напругу до 80-100В, так проще ловить максимум отдачи солярок;
- зарядник с импульсным интеллектуальным алгоритмом (тренировки, десульфатация) и "историей жизни" для каждой банки - всё равно процык в системе уже стоИт - это ничего не стОит))
- аккумуляторы в системе устанавливал 63-вольтовые (линейки по 5шт*12В) - у свинцово-кислотных кривые разряда падают быстро, работа 220-инверторов от 60в шин практически удваивает полезную ёмкость батарей по ср. с 12В).

Специфика автономных электроэнергосистем "коттеджного" типа:
- Все внутренние сети в жилых и технических помещениях изначально надо разделять на 4-6 классов и территориальные подсети потребителей:
-- по степени необходимой "чистоты" питания
-- по уровню резервирования
-- по категориям активности обитателей ("консервация", "длительное отсутствие", "краткосрочное отсутствие", "ждем хозяев вечером", "все в саду", "все в доме", "все спят" ...)
-- по очередности подключения-отключения в переходных режимах
-- пр.

Типовые 220В/50Гц и 12В пост.тока - очень неудобные типы для сверхэкономичных служебных автономных сетей - потери на AC-DC-AC-DC просто огромны, в 12В системах большие токовые потери в проводах. По моим расчетам оптимальным выходило использование сетей 48/60В пост.тока для эконом-освещения, охраны, серво и т.п. внутри зданий, и 110-220в/400Гц/1ф (симметрично относительно земли - нет наводок) для передачи мощностей к более прожорливым потребителям, типа фонарей с ЛДС c электронным балластом на улице, в зимних садах и оранжереях. 400Гц выгодно, потому что выходной трансформатор инвертора в разы легче и дешевле 50герцового, и в потребителях при необходимости можно применять трансформаторные БП (на торах или броне). К тому же, в природе есть много малогабаритных 400Гц электродвигателей (военка, авиация), что здорово окрылет полёт фантазии :P, (правда, они 3-фазные, но это несложно обойти)
gavrik254 вне форума  
Сказали "Спасибо" gavrik254
someuser (06.04.2012)
Непрочитано 02.12.2008, 11:10  
sanitar249
Почётный гражданин KAZUS.RU
 
Аватар для sanitar249
 
Регистрация: 19.01.2007
Сообщений: 1,747
Сказал спасибо: 2
Сказали Спасибо 46 раз(а) в 35 сообщении(ях)
sanitar249 на пути к лучшему
По умолчанию

Зачем городить огород? СБ сама являеться генератором тока и преспокойно без всяких преобразователей и с максимальным КПД работает на АБ, единственно нужно защититься от перезаряда.
Удачи!
__________________
Я, думаю, нужно подумать...
sanitar249 вне форума  
 

Закладки
Опции темы

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Маломощный стабилизированный преобразователь напряжения (ретро) you_go Источники питания и свет 29 25.05.2013 16:07
Простой преобразователь напряжения (Не вляпайтесь: COPY-PASTE!) asgrisha Делимся опытом 43 02.09.2011 08:36
Преобразователь напряжение-частота Mitrar Микроконтроллеры, АЦП, память и т.д 11 20.04.2010 13:22
Преобразователь на IRF Slava-martyn Источники питания и свет 7 03.04.2010 15:02
DC-DC c 12в на 5в Как повысить КПД ? b_raven Источники питания и свет 56 30.01.2010 13:40


Часовой пояс GMT +4, время: 14:32.


Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot