?

Log in

No account? Create an account
 

Buck-boost

About Уничтожить всех уродов

Previous Entry Buck-boost 17 авг, 2016 @ 14:28 Next Entry
Напряжение на аккумуляторной батарее из четырёх Li-Ion ячеек может меняться в диапазоне от 8 до 20 вольт (8 - глубокий разряд, 20 - наисвежайшая зарядка "под завязочку"). Почти что вся схема это стерпит без возражений, но есть одно место, где мне нужно ровно 12 вольт -- и ни шагу в сторону. Или плюс-минус шесть -- двухполярное питание тоже сгодится.

Думал-думал.

И внезапне вспомнил, что в заначке лежат L7986 (вообще их таких целое семейство, от L7980 до L7987.. мож, ещё какие появились) - более-менее обычный buck, но с возможностью внешней синхронизации и с типовой схемой включения в режиме неинвертирующего buck-boost с совершенно тривиальной одинарной индуктивностью (без всяких там двухобмоточных и прочих tapped inductors). Эта схема есть в даташите, она же есть в eDesignSuite. Готовое решение (с дисклеймером, что "мы тут никакой ответственности не несём", разумеется) содержит только один диффьситный элемент - хороший сильноточный мосфет (разумеется, от st.com). В Москве таких нигде в пределах досягаемости нету, буду ставить замену - параметры схемы будут слегка похуже, но всё в пределах разумных допущений.

Итого, на входе 8..20 вольт. на выходе 13.9 вольта / 0.5А (за этим преобразователем будет стоять линейный регулятор):

Такую уже неудобно макетировать, остаётся уповать на то, что дисклеймер хоть и предупреждает, но всё-таки...
Оставить комментарий
[User Picture Icon]
From:xosh
Date:Август, 17, 2016 11:46 (UTC)
(Link)
Можно вместо макета в LTSpice засунуть.
4 Li-Ion будут от 10 до 15 вольт по идее, если их не насиловать.
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 12:09 (UTC)
(Link)
8 вольт - это 2В на ячейку, высосаны досуха.
20 - это 4.25В на ячейку + некий margin "про запас"

при любом раскладе, чтобы из этого диапазона получить 12..13 вольт - нужен повышающепонижающий преобразователь.

Edited at 2016-08-17 12:12 (UTC)
[User Picture Icon]
From:xosh
Date:Август, 17, 2016 12:31 (UTC)
(Link)
Высосанность досуха не сильно полезна для них... срок сокращается.

4.25В только на холостом ходу будут фактически.
А так свежие li-po по 3.7В под нагрузкой. Но запас безусловно нужен хотя бы потому что зарядник-то как раз будет по 4.2В на ячейку фигачить.
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 12:39 (UTC)
(Link)
разумеется, 2V/cell это аварийная ситуация в которой мы можем включиться, пожаловаться на то что кирдык и отключиться. На самом деле даже ещё раньше, где-то в районе 2.3V/cell уже кирдык.

А зарядник может ещё импульсами фигачить. И если питание резко вкл/выкл, кратковременные перенапряжения могут быть, на всяких там паразитных индуктивностях.
From:ex0_planet
Date:Август, 17, 2016 15:39 (UTC)
(Link)
Вообще говоря, два вольта на ячейку это уже пц, причем полный — они начинают быстро деградировать при таком разряде. Всякие там платы защиты отрубаются при 2.5-2.8 и то доводить до срабатывания защиты не рекомендуется. Ниже 3.0 там практически не остается энергии, ноутбук например начинает отрубаться при 3.1-3.2 где-то.

С верхним порогом тоже самое, бывает два типа ячеек: 4.2в и 4.3в. Путать их не рекомендуется, потому что если 4.2 банку зарядить до 4.3, она тупо бахнет. До 4.25 тоже нежелательно, ресурс и все такое, а может и бахнуть. Вообще недозаряд им полезен, я где-то встречал цифры типа того что каждые 0.1в недозаряда улучшают ресурс по циклам вдвое.

Так что при 12В на входе можно честно и спокойно говорить "спокойной ночи, малыши!" и класть главный преобразователь в шатдаун.
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 16:43 (UTC)
(Link)
можно, конечно, но лично я предпочитаю, когда система с севшей батареей всё-таки может включиться, сказать "Хьюстон, у нас проблема!" и вырубиться, нежели чем она просто не будет включаться совсем, а ты будешь сидеть и гадать, чего это она

Edited at 2016-08-17 16:44 (UTC)
From:ex0_planet
Date:Август, 17, 2016 18:16 (UTC)
(Link)
А кого у тебя питает вот этот вот развесистый buck-boost? Так-то включить отдельно контроллер и помигать лампащькой никаких проблем, хоть от пяти вольт. А в интервале от 8 до 12 ты долго не проработаешь во-первых, а во-вторых то что от твоих "ровно 12" питается для сигнализации и не нужно вроде бы. Если это не единственный радиоканал наружу, скажем. Но это уже corner case.
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 18:42 (UTC)
(Link)
да эт всё понятно, что это всё крайние случаи. Но по любому, мне нужно 12 там, где питание может быть как выше, так и ниже этого напряжения. От него будут питаться высокоскоростные операционники OPA2674

Они смогут работать и при более низком напряжении, до 5В, но тогда они не смогут раскачать мощные мосфеты...

Edited at 2016-08-17 18:48 (UTC)
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 16:46 (UTC)
(Link)
вот, а ещё есть LiFePO...
From:ex0_planet
Date:Август, 17, 2016 18:19 (UTC)
(Link)
А у них напряжения по-моему от 2.5 до 3.8. А ты что, хочешь в рамках одного девайса иметь возможность и то и то юзать? Навскидку, это сложно, если у тебя там не software defined bms :-)
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 18:40 (UTC)
(Link)
или то, или то. Не одновременно, конечно же.
From:ex0_planet
Date:Август, 17, 2016 20:49 (UTC)
(Link)
Дык, ить, это. Может тогда пойти проверенным путем разработчиков потребительской электроники и сделать батарею отдельным модулем? Ну, то есть, в главную коробочку вставляется коробочка, внутри которой N штук батарей, а наружу торчит интерфейс данных и собственно напряжение. Тогда ты сможешь использовать коммерческую микросхему bms, а это минус твой адский свитч, минус прецизионные всякие компоненты. И еще один финт ушами: для LiFePO4 использовать не четыре, а пять батарей — тогда у тебя напряжение попадет в допуски даже при полном разряде, а значит минус еще и шумный преобразователь (он хоть и синхронизирован, но все же...)
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 21:49 (UTC)
(Link)
коммерческие BMS хер достанешь и денег стоят..
From:ex0_planet
Date:Август, 17, 2016 22:26 (UTC)
(Link)
Мне почему-то помнится что я находил относительно дешевые, но щас чота повторить успех не могу. Монстры от ti конечно выглядят интересно, но цена от $20 в розницу (у нас) убивает все желание.
[User Picture Icon]
From:kincajou
Date:Август, 17, 2016 22:38 (UTC)
(Link)
бывают и дешёвые.. в партии от 10 тыщ штук...
From:ex0_planet
Date:Август, 17, 2016 22:40 (UTC)
(Link)
Они дешевые, digikey предлагает $4-$5 от одной штуки. Но у нас они превращаются в $20.
(Оставить комментарий)
Top of Page Разработано LiveJournal.com