Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Блоки питания » Сборка регулируемых БП и ЗУ с использованием готовых модулей

    Сборка регулируемых БП и ЗУ с использованием готовых модулей

    Всем доброго времени суток. Предлагаю вашему вниманию свой вариант расширения возможностей ранее изготовленного импульсного регулируемого БП, с использованием популярных китайских модулей (продолжение темы).



    Идея состояла:
    - Повысить функциональность, описанной в ранее опубликованной статье, конструкции БП, путем простого добавления популярного китайского модуля для зарядки Li-ion аккумуляторов. Постараться сделать конструкцию максимально удобной на случай ремонта.
    - Использовать имеющиеся под рукой материалы и детали, а также ранее изготовленные приспособления для доработок данного своеобразного «конструктора».
    - Поскольку описаний китайских модулей достаточно много на просторах интернета, хотелось в основном сосредоточиться на нюансах монтажа и оформлении полноценной конструкции с возможностью дальнейшего расширения ее функционала.

    В данной конструкции было использовано:
    - Китайский модуль DC-DC CC/CV XL4015E1 5A.
    - Китайский модуль цифрового AV-метра.
    - Алюминиевая полоса 30х2мм.
    - Обрезки текстолита толщиной 9мм.
    - Гнезда лабораторные типа «BANANA».
    - Стеклотекстолит фольгированный односторонний.
    - Крепеж М2, М3.
    - Клей теплопроводный «Radial».

    Из инструментов использовалось:
    - Дрель на стойке.
    - МФИ «Dremel» на стойке.
    - ЛШМ с приставкой.
    - МФИ осциллирующий.
    - Паяльник
    - Отвертки, кусачки и т.д.

    Для реализации проекта был использован довольно популярный китайский модуль DC-DC CC/CV на ИС XL4015E1. Эти модули неплохо зарекомендовали себя при изготовлении различных ЗУ для Li-ion аккумуляторов. В том числе при переводе электроинструмента с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы, что было описано в ранее опубликованной статье. И как показала практика, модули до сих пор прекрасно работают.



    Заявленные продавцом характеристики:
    - Входное напряжение: 8-36V;
    - Выходное напряжение: 1.25-32V регулируемое;
    - Ток нагрузки: макс. 5A; регулируемый;
    - Точность регулировки напряжения ± 2.5 %.
    - Точность регулировки тока ± 0.5 %.
    - Выходная мощность: не более 75W;
    - Частота внутреннего преобразователя: 180KHz;
    - КПД: до 96%;
    - Защита от короткого замыкания: Есть;
    - Защита от перегрева: Есть (автоматическое отключение при перегреве);
    - Защита от включения с обратной полярностью: Нет;
    - Рабочая температура -40… + 85° С.
    - Размеры: 51х26х15 мм;
    - Вес: 20 г.

    Поскольку сборка конструкции из готовых модулей сложностей не представляла, то основной акцент был сделан на компоновке и повышении удобства использования китайских модулей. В реалиях максимальный зарядный ток более 2,5-3А использовать не рекомендуется (нужна ну очень эффективная система охлаждения).
    К сожалению, во многих китайских модулях не предусмотрены крепежные отверстия. Система индикации режимов работы тоже потребовала доработки с целью вывода индикаторных светодиодов на переднюю панель корпуса (платы для светодиодов описаны в предыдущей статье, поэтому БП).
    Для удобства установки аналогичных модулей в различных корпусах, были сделаны своеобразные «кроватки», которые позволяют в случае необходимости легко заменить модуль (без лишних трудозатрат).

    «Кроватки» изготовлены из алюминиевых полосок шириной 30мм и обрезков текстолита толщиной 9мм. В текстолитовых опорах просверлены отверстия и нарезана резьба М2 и М3.




    Модули устанавливаются на кроватки с помощью винтов М2, через отверстия для пайки проводов, используя стеклотекстолитовые шайбы. При этом винты не достают до металлических деталей.






    Для повышения эффективности охлаждения ИС были изготовлены разные варианты радиаторов (про запас). Первый вариант вырезан из радиатора от чипсета древней материнской платы. Второй вариант изготовлен из П-образного алюминиевого профиля 10х10мм.

    Сборка регулируемых БП и ЗУ с использованием готовых модулей


    Радиаторы крепятся к ИС с помощью специализированного теплопроводного клея «Radial». Так же приведен пример крепления радиатора при использовании модулей на ИС LM2596S.



    Для удобства переноса SMD светодиодов с китайского модуля на отдельную плату использовалось жало паяльника с пропилом.




    Для регулировки режимов работы, подстроечные резисторы модуля были заменены на многооборотные потенциометры «Bourns» серии 3590 с аналогичным номиналом 10 кОм.




    Далее все достаточно удобно монтируется в корпусе БП.





    При доработке передней панели, с внутренней стороны, окошки для SMD светодиодов с помощью двухстороннего скотча были закрыты прозрачной акриловой пластиной толщиной 0,7мм.





    Окошки прекрасно совпадают с расположением светодиодов на выносной плате.



    Общий вид внутреннего монтажа.




    Для предотвращения возможного обратного тока от аккумулятора на модуль, с помощью фрагмента клеммной колодки, установлен диод P600D (6A 200V).



    Светодиодная индикация режимов работы модуля ЗУ:
    - CC (красный) - индикатор ограничения тока.
    - CH (синий) - индикатор процесса заряда, ток более 10%.
    - FULL (зеленый) – индикатор завершения заряда, ток менее 10%.

    На данный момент получился довольно удобный приборчик, практически два в одном. На борту которого имеется регулируемый БП 1,2-24V до 6,5А и ЗУ (в основном для Li-ion аккумуляторов) с возможностью зарядки сборок от 1S до 5S. Учитывая мощность основного источника питания и наличие двух AV-метров, возможно одновременное использование модулей БП и ЗУ (принимая во внимание отсутствие гальванической развязки между ними).
    В дальнейшем, по мере необходимости, возможно добавление в этот «конструктор» еще дополнительных модулей. Т.к. заменить переднюю панель не составляет большого труда. Пока планируется замена AV-метров на более точные, с большей разрядностью (по ходу приобретения).






    Если что-то в описании упущено, надеюсь, эти нюансы можно рассмотреть на представленных фото. Заранее прошу прощения за возможные ошибки и опечатки.

    Если нужна дополнительная информация, пишите на почту, постараюсь обязательно ответить. Отзывы, идеи, предложения по улучшению конструкции и комментарии приветствуются.

    Январь 2022г.
    Станислав Шурупкин.
    Email: st-shur@mail.ru
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Тиристорное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

    Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов типа «Крона»

    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 7 / История оценок)

    Добавить комментарий

    42 комментария
    Dmitrij
    Цитата: Korolev
    Убитый резонатор вполне мог стать причиной того, что привод пошёл в разбор.


    все работало, переносим тему сюда?  xaxa 

    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»

    Мой YouTube https://www.youtube.com/channel/UCnmrWq3ZgXynuxHfrBXqNig
    Korolev
    st-shur,

    Скинте пожалуйста ссылочкики на "Алишку" !!!

    А нету! Ищите, да обрящете.  smile 

    Сильно удивлюсь если еще пока не убит резонатор

    Убитый резонатор вполне мог стать причиной того, что привод пошёл в разбор. scratch

    st-shur Автор
    Korolev,

    Про пуговицы не знаю, но с кнопками есть.

    Скинте пожалуйста ссылочкики на "Алишку" !!!


    Korolev
    st-shur,
    Значит будем искать - "возможно точно такие, но с перламутровыми пуговицами"

    Про пуговицы не знаю, но с кнопками есть.  smile 

    Иван_Похмельев
    Цитата: st-shur
    выставлено напряжение 16,8В, соответственно АКБ и заряжается до этого значения

    На четырёх "банках" относительный недозаряд будет гораздо меньше, чем на одной. Но ничего плохого в этом нет.




    st-shur Автор
    Korolev,

    Должны быть поинтереснее. В наше время верить нельзя никому, но всё же:

    Значит будем искать - "возможно точно такие, но с перламутровыми пуговицами". smile



    Korolev
    st-shur,
    В планах заказать аналогичные, но на 4 разряда.

    Должны быть поинтереснее. В наше время верить нельзя никому, но всё же:

     scratch 
    st-shur Автор
    Korolev,


    В планах заказать аналогичные, но на 4 разряда.

    Korolev
    Иван_Похмельев,
    Также это хорошо с точки зрения того, что вольтметр стоит довольно неточный, поэтому не будет превышения допустимого напряжения на АКБ, так как возможная погрешность измерения компенсируется соответствующим недозарядом.

    Не буду утверждать, что измеритель прецизионный, но меня вполне устраивает, с учётом калибровки конечно:

     yes 


    st-shur Автор
    Иван_Похмельев,

     Также это хорошо с точки зрения того, что вольтметр стоит довольно неточный, поэтому не будет превышения допустимого напряжения на АКБ

    Действительно AV-метры пока стоят не особо точные, но они максимально отрегулированы на указанный диапазон измерений (буду заказывать более точные, с большей разрядностью). Один из конкретных примеров использования модуля на ИС XL4015 описан в ранее  опубликованной статье. Исходя из практики использования "древней" болгарки на 14,4В на данный момент получаются следующие результаты:

    Использованы аккумуляторы Sanyo UR18650NSX 3,6V 2,5Ah с параметрами по "датшиту": номинальный ток заряда - 1,75А (0,5С), время 180мин., напряжение 4,2В. Использована сборка 4S1P. На данный момент ни какого недозаряда не наблюдается. На ЗУ выставлено напряжение 16,8В, соответственно АКБ и заряжается до этого значения!!! Так же неоднократно проверено на АКБ из "банок" Samsung INR18650-15Q 1,5Ah номинальный ток заряда 0,75А (0,5С), максимальный 4А.

    Пока все прекрасно работает.



    Иван_Похмельев
    Цитата: st-shur
    получается: 1S-4,2В

    То есть сразу при подключении разряженного аккумулятора, если ток задан 1 А, напряжение на нём будет не выше 4,2-0,8=3,4 (В). После достижения 3,4 В напряжение начнёт медленно "подкрадываться" к 4,2 В, заряжаясь плавно уменьшающимся током. То есть, зарядка будет идти медленнее стандартной CC/CV. В принципе, даже хорошо, если время зарядки не волнует. К тому же, не будет зарядки до 4,2 В, что тоже хорошо для долговечности АКБ. Также это хорошо с точки зрения того, что вольтметр стоит довольно неточный, поэтому не будет превышения допустимого напряжения на АКБ, так как возможная погрешность измерения компенсируется соответствующим недозарядом.


    st-shur Автор
    Иван_Похмельев,


    Какое напряжение выставляется без нагрузки для зарядки Li-Ion аккумлятора?


    Обычно в соответствии с "датшитом" на аккумулятор. Поскольку пользуюсь стандартными сильноточными "банками" для электроинструмента типоразмера 18650 на 3,6В то получается: 1S-4,2В; 2S-8,4В; 3S-12,6В; 4S-16,8В; 5S-21В.

    Иван_Похмельев
    Цитата: st-shur
    напряжение выставляется без нагрузки (ХХ) и в ходе процесса зарядки корректировки не требуется.

    Какое напряжение выставляется без нагрузки для зарядки Li-Ion аккумлятора?


    st-shur Автор
    Иван_Похмельев,


    А вот какое устанавливается напряжение (под нагрузкой или на ХХ) и как часто его приходится контролировать и корректировать?

    Исходя из китайского описания модулей и собственной практики их использования - напряжение выставляется без нагрузки (ХХ) и в ходе процесса зарядки корректировки не требуется.


    Korolev
    st-shur,
    образование все таки слегка подводит

    Далеко не всегда образование имеет решающее значение. Ещё мой дед говаривал: "Диплом ума не прибавляет". Я встречал людей с гуманитарным образованием, у которых в области электроники можно и поучиться. Встречал и профанов с тремя высшими. Главное наличие желания разбираться, а оно у Вас есть. Со временем придёт и опыт и понимание. А вот Ваши самоделки для дремеля лично мне очень нравились! Максимальное использование готовых метизов при минимальных трудозатратах, это действительно здорово!   goodgood   Да и данная самоделка в общем-то заслуживает одобрения. yes  

    Иван_Похмельев

    Работа, безусловно, заслуживает одобрения. 

    Но непонятна технология заряда литий-ионного аккумулятора. С током ограничения понятно - он устанавливается в пределах не более максимально допустимого для зарядки. А вот какое устанавливается напряжение (под нагрузкой или на ХХ) и как часто его приходится контролировать и корректировать?

    st-shur Автор
    Korolev,


    Спасибо за исправление моего недопонимания некоторых процессов и оценку проделанной работы. Я не даю рекомендаций для повторения своих конструкций, а просто стараюсь показать что у меня получилось (образование все таки слегка подводит).

    Korolev
    st-shur,
    мне не хочется влезать в полемику относительно режимов контроля тока и контроля напряжений. Тем не менее по факту частого использования описанных модулей на основе ИС XL4015 их работой я вполне доволен. Проблем с зарядкой АКБ пока не возникало.

    Да никто и не спорит с тем фактом, что модуль отлично справляется со своими "обязанностями", вот только делает он это несколько иным образом. Вначале ограничение тока на заданном уровне путём снижения выходного напряжения, далее повышение выходного напряжения до заданного уровня. Ток уменьшается, потому что аккум больше "не берёт" при данном напряжении на его выводах! То же самое делает практически любой БП, имеющий регулировки тока и напряжения. И вынося органы регулировки на лицевую панель, Вы тем самым превратили  модуль зарядки LiIon аккумуляторов с фиксированными режимами, в обычный регулируемый БП.  yes 

    Как раз индикация очень удобна и обычно нужна

    Ну, не знаю, насколько необходимы светодиодные индикаторы при наличии цифровых.  scratch 

    Jerry
    Цитата: st-shur
    Jerry,


    Как раз индикация очень удобна и обычно нужна нужна. smiles


    А мы не с индикации начали. Вы утверждали, что XL4016 не может обеспечить двухступенчатый режим заряда CC CV.

    st-shur Автор
    Jerry,


    Как раз индикация очень удобна и обычно нужна нужна. smiles

    Jerry
    Цитата: st-shur
    На сколько я понимаю (хотя может и ошибаюсь) он не отслеживает уровень заряда АКБ


    XL4015 всего лишь позволяет организовать индикацию достижения заданного напряжения в совокупности со снижением зарядного тока до определенного минимума. Если не нужна такая индикация, то в качестве зарядного устройства подойдет любой модуль с возможностью регулировки тока и напряжения.

    st-shur Автор
    Korolev,


    А отследить уровень заряда - не такая уж и тривиальная задачка

    В связи с нехваткой образования мне не хочется влезать в полемику относительно режимов контроля тока и контроля напряжений. Тем не менее по факту частого использования описанных модулей на основе ИС XL4015 их работой я вполне доволен. Проблем с зарядкой АКБ пока не возникало. При этом вполне годное соотношение цены и качества.


    Korolev, 

    Точно от 4,2В, меньше никак?

    Практическая регулировка напряжения на ЗУ получилась от 0,8 до 24В.

    Вы точно уверены, что задаёте именно ток заряда, а не ток ограничения?

    Может я чего и не понимаю? Но если стабилизированный ток соответствует указанному в характеристиках для режима заряда аккумулятора, то какая разница? scratch




    Korolev
    st-shur,
    На сколько я понимаю (хотя может и ошибаюсь) он не отслеживает уровень заряда АКБ, а просто стабилизирует либо ток либо напряжение

    Я думаю, что данный модуль не является генератором стабильного тока, а всего лишь его ограничителем на заданном уровне, всё остальное - происки маркетологии. А отследить уровень заряда - не такая уж и тривиальная задачка:

     scratch 
    Но если стабилизированный ток соответствует указанному в характеристиках для режима заряда аккумулятора, то какая разница?

    "Стабилизированный" на заданном Вами уровне ток не должен уменьшаться по мере "уменьшения" потребления аккумулятором, стабилизированный должен обеспечивать заданное значение на заданном уровне, независимо от степени заряда и напряжения на выводах аккумулятора. Ну к примеру, возьмите слегка подразряженный аккум, выставьте на БП 4,2 В, ток максимальный. Сначала аккум будет заряжаться большим током, но потихоньку ток начнёт снижаться, практически до "0", независимо от того, что мы "стабилизировали" ток на максимуме. yes  

    st-shur Автор

    Korolev, 

    Точно от 4,2В, меньше никак?

    Практическая регулировка напряжения на ЗУ получилась от 0,8 до 24В.

    Вы точно уверены, что задаёте именно ток заряда, а не ток ограничения?

    Может я чего и не понимаю? Но если стабилизированный ток соответствует указанному в характеристиках для режима заряда аккумулятора, то какая разница? scratch




    Korolev
    Jerry,
    Полюбому это не одно и тоже, или одно и тоже?

    Да вот и мне что-то тоже кажется, что выставляя ток ограничения на любом БП, я обеспечиваю режим СС, но по мере зарядки ток будет снижаться естественным образом, по мере роста "внутреннего сопротивления" (условно назовём это так) аккума, соответственно и напряжение будет расти до заданного на ХХ - СV.  dontknow 

    Jerry
    Цитата: st-shur
    На сколько я понимаю (хотя может и ошибаюсь) он не отслеживает уровень заряда АКБ, а просто стабилизирует либо ток либо напряжение.


    Хорошо, давайте разбираться:

    1. Что такое CC и CV?

    2. За счет чего обеспечиваются эти режимы?

    st-shur Автор
    Jerry,

    На сколько я понимаю (хотя может и ошибаюсь) он не отслеживает уровень заряда АКБ, а просто стабилизирует либо ток либо напряжение. Хотя хорошая плата BMS аккумулятора возможно и решит эту задачу. По этому согласно заявленным характеристикам производителей указанных модулей, для зарядки именно Li-ion АКБ я предпочитаю использовать именно описанные в статье модули. Кому делались ЗУ на их основе пока все довольны.

    Jerry
    Цитата: Korolev
    Вы точно уверены, что задаёте именно ток заряда, а не ток ограничения?


    Полюбому это не одно и тоже, или одно и тоже? xaxa Может уважаемый автор самоделки нам ответит?

    Jerry
    Цитата: st-shur
    Jerry,


    Нет!!!  smile


    Почему нет?

    st-shur Автор
    Jerry,


    Нет!!!  smile

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии