Техническое задание на зарядное устройство

[sykt]

Одна небольшая компания разрабатывает и реализует компактные функциональные устройства.
У них есть зарядное устройство на 12 вольт, которое легко адаптируется для зарядки мощных аккумуляторов по классическому алгоритму. Можно ознакомиться здесь http://ekits.ru/cgi-bin/index.pl?menu=22
У них в разработке новое устройство для зарядки. Мы имеем возможность поучаствовать в разработке технического задания. Они ждут наших предложений.
Для ознакомления с теорией предлагаю заглянуть сюда:
1. http://www.samodelkin.komi.ru/articles/rejim.html
2. http://www.samodelkin.komi.ru/articles/accumul.doc

[sykt]

Мое предложение таково:
1. Они не занимаются зарядными устройствами. Нет смысла предлагать устройство в целом. Предлагать только устройство управления зарядником.
2. Алгоритм следующий:
    - включение режима N1 - это заряд повышенным током до 1С (устанавливается вне, включение релейное -
                                         контакт) до установленного напряжения на батарее
    - включение режима N2 - заряд номинальным током 0.1С при фиксированном напряжении.
    - включение режима N3 - заряд (добивка) фиксированным током 0.2С в течение установленного времени.
3. Устройство должно с помощью реле коммутировать внешние силовые цепи, измерять токи и напряжения, выдерживать временные интервалы.

[sykt]

Наверное надо предусмотреть возможность проведения десульфатации.
Т.е. разряд батареи до определенного напряжения и только потом переход на режим заряда.

[PASHASV]

По поводу десульфатации веуться долгие споры, однако сторонников у неё больше, чем противников. "Классический" десульфатационный режим: Заряд током 0,1С в течении 10 секунд, с последующим разрядом током 0,01С в течении 1 секунды.
При общении с одним из энтузиастов услышал информацию о успешном применении 14-летнего АКБ (куплен в 1994-м) с ежемесячным подзарядом с режимом десульфатации. Думаю не лишним было-бы заметить, что осаждение сульфатов идет на дно АКБ, т.е. при длительном использовании батарея будет нуждаться в промывке.

[sykt]

Пробую уточнить техзадание:
1. Питание устройства от заряжаемой батареи. В случае пропадания питания алгоритм пуска должен сохраниться.
   Т.е. после востановления внешнего питания процесс продолжится.
2. Процесс заряда по желанию можно начать с разряда аккумулятора до емкости 20-25% (напряжение около
    11.0В-уточним позже)
3. Заряд повышенным током. Устройство только дает замыкание реле. Настройки на внешнем питающем блоке.
4. Заряд при фиксированном токе 0.1С (задается вне) до номинального напряжения. Устройство дает замыкающий
   контакт.
5. Добивка фиксированным током (устанавливается вне) в течение  2 часов. Устройство дает замыкающий
    контакт реле.
6. При желании должен включаться режим десульфатации. Т.е. пункт 4 должен выполняться с паузами:
    60 секунд заряда,10 секунд разряда (разрядная нагрузка коммутируется тем же реле - перекидным контактом)
    Такой режим применен в серийном заряднике КЕДР.

[sykt]

Дали предложение включить режим флоттирующей зарядки:
1. Поддержание напряжения на батарее 13.8 в при токе заряда 120 миллиампер.

(Поскольку этот режим редко используется, то перевод устройства в этот режим перемычкой на плате)

[PASHASV]

Мысли по поводу техзадания:
1. Полезно, если пауза в "пропадании" напряжения мала, то эта функция незаменима.
2. Сложно сказать..... На эту тему ведутся долгие споры.... Если и делать, то с возможностью выбора этого режима при помощи тумблера.
3. Думаю этот режим найдет применение у пользователей "Оптим".
4. Хороший пункт, обеими руками "ЗА".
5. Опять-же сложно сказать....
6. Любители десульфатации оценят по достоинству
Если делать "народное" зарядное, то делать его с возможностью выбора или комбинации всех перечисленных пунктов. Но при этом устройство должно комплектоваться солидным мануалом, т.е. руководством по эксплуатации

[sykt]

2. Сложно сказать..... На эту тему ведутся долгие споры.... Если и делать, то с возможностью выбора этого режима при помощи тумблера.

У меня на работе многопостовое зарядное устройство для профессиональных радиостанций (Первая чеченская война комплектовалась такими) сделано
по такому принципу.
Для пуска заряда кратковременно наживается кнопка и для пуска разрядного режима тоже кратковременно нажимается кнопка.

(если кому-то интересно могу поискать схему)

[sykt]

Несколько скорректированный альтернативный [b-b]вариант 2[/b-b]:
1. Питание устройства от заряжаемой батареи. В случае кратковременного отключения питания алгоритм работы не должен прерываться.
    (случайное отключение, плановое или аварийное отключение на десятки минут)
2. Процесс заряда по желанию можно начать с разряда аккумулятора до емкости 20-25% (напряжение около
    12.7в-уточним позже)
3. Заряд повышенным током до достижения заданного напряжения, например 14.7в.
    Устройство только дает замыкание контактов реле. Настройки на внешнем питающем блоке.
4. Заряд при фиксированном напряжении 14.7 (задается вне) до падения зарядного тока до 1А.
    Устройство дает замыкающий контакт.
5. Добивка фиксированным током 2А (устанавливается вне) в течение  2 часов.
    Устройство дает замыкающий контакт реле.
6. При желании должен включаться режим десульфатации. Т.е. пункт 4 должен выполняться с паузами:
    60 секунд заряда,10 секунд разряда (разрядная нагрузка коммутируется тем же реле - перекидным контактом)
    Такой режим применен в серийном заряднике КЕДР.
7. Предусмотреть перевод устройства в режим флоттирующей зарядки при токе 120 мА до напряжения 13.6 в
    (режим хранения и буферный режим аккумуляторов)
    Колебание напряжения на аккумуляторе 13.2 - 13.6в

[i]

Я так понял, что требуется некий аппарат (контроллер) который питается от аккумулятора и щёлкает релюхами в другом аппарате (зарядник), который уже сделан.
Если я правильно понял, то картина получается не слишком привлекательная. Контроллер может измерять напряжение, ток и время, но что с ними делать он не знает, так как все граничные условия задаются другим аппаратом, зарядником. Единственное, что остается, это только управление временными выдержками. У контроллера будут руки как у Венеры Милосской. 
На мой взгляд, контроллер должен не только "знать" границы токов и напряжений для данного аккумулятора/режима/состояния, но и управлять их текущими значениями. Тогда "зарядник" превратится в обычный блок питания,  ну можно ещё воткнуть в него возможность выключения от контроллера и разрядную нагрузку.

[Alex_Soroka]

Изобретаем велосипед ?

у меня уже есть отлаженная процессорная зарядка, уже даже "мелкую партию" выпустил и продал по знакомым - и что с того ?
Вы не читали книг зато лепите сюда все те заблуждения что почерпнули со старых советских журналов !

И "постоянно подзаряжать" - ЖЕЛАЮ УДАЧИ !!!
Именно так гарантированно убиваются АКБ в UPSах...

[PASHASV]

Коллега.... Так ведь сколько людей, столько и мнений. Я вот тоже не сторонник подавать напряжение 14,7В, что с того? Если уважаемый sykt реализует желаемые параметры в своем зарядном - получит от этого удовольствие, а контроллер всегда (почти всегда) перепрограммировать можно, "сменить прошивку". Лучший способ отказаться от какой-то идеи - это опробовать её на практике. У меня вот тоже лежат детали на .... достаточную сумму и ждут следующих проектов Что касается уже спроектированного устройства - коллега, повесьте объявление и предлагайте (за разумную цену) "конструктор" с "прошитым" контроллером, я понимаю, что Вам финансово это не очень интересно, но зато начинающие коллеги будут благодарны.

[sykt]

Alex_Soroka, я знаю ваше устройство. Не давно изучали вопрос отправки его в Сыктывкар, если помните. Ваш зарядник замечательный.

Дело не в разработке зарядного устройства.
У товарищей с ekits.ru есть в продаже простенькое устройство (собранный модуль или набор для сборки - на выбор, что хотите купить) - смотрите ссылку в первом посту. Оно умеет поднять напряжение на аккумуляторе и отключить заряд при достижении этого порога. Имеется индикация напряжения.
В настоящий момент они разрабатывают схему более умного устройства. Поэтому я вмешался в их процесс и решил предложить наш алгоритм. Они ведь [b-b]всеравно сделают и будут продавать.[/b-b] Пусть продают то, что и [b-b]нас будет устраивать[/b-b]. Хотя бы частично.

Есть ли конкретные предложения по алгоритму?

[BigUry]

Тот зарядник, что в "китах", как основа, не годится. Там все делает мелкосхема, которая является и шим регулятором и измерителем тока и силовым элементом. Приспособить ее под большую мощность проблематично. Контроллер там служит только для индикации напряжения и определения окончания заряда.

[sykt]

Основой должен быть опыт изготовления электронных модулей.

Задача нового зарядника измерять напряжение до 200 вольт, ток до 25 ампер, включать/выключать четыре реле,
ну и принимать решения о включении/выключении этих реле в соответствии с алгоритмом.

На старом форуме электромобилистом с Павлом обсуждаем возможность использования в заряднике высокочастотного ШИМ для использования в устройстве.

Кроме этого у меня зреет третий вариант алгоритма на основе падающего тока в зависимости от напряжения на батарее.

[BigUry]

Вот как я себе представляю блок-схему интеллектуального зарядного устройства. Машинка получится не дешевая, зато позволит заряжать все батареи одновременно, причем каждую индивидуально.

[i]

я планирую делать вот такой вариант. Это аккумуляторный бокс с встроенной зарядкой и контролем.

[i]

вот и прикидочная схема модуля.

[Alex_Soroka]

я планирую делать вот такой вариант. Это аккумуляторный бокс с встроенной зарядкой и контролем.

1) 150 Вт - будет МАЛО !!! надо на 300Вт где-то, чтобы с запасом.

2) по ОТДЕЛЬНОЙ ВТОРИЧКЕ на каждый аккум !!!
...и вообще схема какая-то сильно простая - защит нет - мы у себя ВСЕ защишаем и программно от КЗ - потому что всякое бывает

[i]

1) 150 Вт - будет МАЛО !!! надо на 300Вт где-то, чтобы с запасом.

Мне хватит, а остальным "по вкусу". Можно и 300 и 500...

2) по ОТДЕЛЬНОЙ ВТОРИЧКЕ на каждый аккум !!!
...и вообще схема какая-то сильно простая - защит нет - мы у себя ВСЕ защишаем и программно от КЗ - потому что всякое бывает

По отдельному трансу на каждый модуль! Электронный транс (их может быть и два и три) питает первички трансов в модулях. Кстати, количество модулей+аккумуляторов не ограничивается, лишь бы мощности хватило.
Простота схемы компенсируется сложностью программы, которой пока нет. 
Модуль паяется на клеммы аккума и сопровождает его в течении всей его недолгой жизни. Ведет журнал, следит за здоровьем, рекомендует замену и пр.

[valery]

вот и прикидочная схема модуля.

Мне кажется, что саму электронную метку  для каждого АКБ можно сделать дешевле.
К примеру, можно использовать DS2436.

[valery]

В качестве опто развязки можно применить как ск линейный оптрон.
Есть наш аналог. АОД176А

[valery]

В качестве опто развязки можно применить как ск линейный оптрон.
Есть наш аналог. АОД176А

Фирма производитель предлагает следующее включение оптрона.

[i]

...можно использовать DS2436.

Как метку и измеритель напряжения и температуры - лучше и не придумаешь. Спасибо, положил в копилку. 
Но модуль должен ещё контролировать ток заряда и производить сам процесс зарядки. 

[i]

В качестве опто развязки ...

Можно, но их все равно потребуется два, так как информация должна идти в двух направлениях, в модуль и из модуля.

[valery]

Как метку и измеритель напряжения и температуры - лучше и не придумаешь. Спасибо, положил в копилку. 

Проблема в том, что их нет в наличии.
Я заказал 10шт для экспр. Жду результата.

Но модуль должен ещё контролировать ток заряда и производить сам процесс зарядки. 

Чуть позже сфоткаю сам электронный трансформатор и процессор управления.

[valery]

Я сейчас занимаюсь такой конфигурацией.
Электронные метки приклеиваются на АКБ.
Дисплей в машине или на руле велика (возможность показывать скорость +, километры +, время +, температуру АКБ +, остальное по желанию).

Хотел сфоткать, но думаю по позже.
Пока не презентабельно.

[i]

Можно и так, но с несколькими оговорками.
DS2436 работает в диапазоне до 10в. Нужно как-то адаптировать их для работы и измерения до 15в.
В процессе зарядки желательно иметь обратную связь АКБ->зарядник, иначе придётся следить за процессом глазками.

[valery]

Можно и так, но с несколькими оговорками.
DS2436 работает в диапазоне до 10в. Нужно как-то адаптировать их для работы и измерения до 15в.

Я не работаю с AVR, но почему-то думаю, что ATtiny45 на аналоговом входе работает в диапазоне 5V, а то и  3V.
Однако трудностей с адаптацией Вы не испытали.
В чем трудность адаптации с датчиком DS2436?

В процессе зарядки желательно иметь обратную связь АКБ->зарядник, иначе придётся следить за процессом глазками.

На каждый аккумулятор идет два провода с зарядки, этого вполне достаточно для создания канала обратной связи.
Или я неправ?

[i]

Ну если метки отдельно, а зарядка отдельно, то проблем нет. 
Просто на рисунке модуль зарядки обозначен ЭТ. Я это понял как "электронный трансформатор", то есть устройство совсем без "мозгов" (они в процессоре рядом).
Ну раз уж ЭТ следит за зарядкой, значит в этом модуле должно быть что-то, что меряет напряжение и ток (температуру уже не измерить, так как зарядка отделена от аккумулятора), упаковывает в некий интерфейс с гальванической развязкой, и передает информацию процессору. Тот обрабатывает инфу и выдает команды в модуль, который их воспринимает и выполняет (меняет ток и напряжение зарядки). Следовательно в ЭТ должны быть "мозги".  :al:

[i]

Теперь про метки.
У них всего три вывода: VDD, DQ, GND.  VDD и GND измеряют напряжение акума,  DQ и GND - это "паразитное" питание и интерфейс. Следовательно, чтобы не коротнуть аккумуляторы, метки надо гальванически развязать либо от аккумов, либо от интерфейса. 

[valery]

Теперь про метки.
У них всего три вывода: VDD, DQ, GND.  VDD и GND измеряют напряжение акума,  DQ и GND - это "паразитное" питание и интерфейс. Следовательно, чтобы не коротнуть аккумуляторы, метки надо гальванически развязать либо от аккумов, либо от интерфейса. 

Ну правильно.
А для чего я отправил PDF на оптрон!?
Замете, что именно на этом оптроне можно сделать линейную развязку!

[valery]

Наверно я упустил.
Опто развязка между АКБ и датчиком,  с датчика по 1Wire идет цифра собственно в этом и прелесть.
Моя блок схема нарисована с ошибками. Не обращайте внимания.

[BigUry]

Малеха не въехал. Каждый модуль гальванически связан только со своим акумом. Зачем нужны еще развязки внутри модуля? :bl:

[i]

Аккумуляторы соединены друг с другом последовательно, поэтому общий (минусовой) провод каждого модуля имеет свой потенциал относительно минуса АКБ, а для работы интерфейса требуется наличие общего провода для всех модулей.
Если при зарядке аккумуляторы разъединять, то можно обойтись и без развязок, но мне кажется, что это не слишком удобно.
Наличие гальванической развязки как по питающей части (через трансформатор), так и по интерфейсное (через оптопары), позволяет избежать лишней перекоммутации аккумуляторов и обеспечить их индивидуальную зарядку, с постоянным контролем как процесса заряда, так и разряда.
Иными словами, хоть аккумуляторы реально спаяны последовательно, с "точки зрения" зарядника они соединены параллельно.

[BigUry]

Наверно я упустил.
Опто развязка между АКБ и датчиком,  с датчика по 1Wire идет цифра собственно в этом и прелесть.
Моя блок схема нарисована с ошибками. Не обращайте внимания.

Лучше, ИМХО, развязку делать по шине данных. Линеаризация не потребуется, и связь с процессором можно обеспечить. Тогда можно будет воткнуть DS2751. Будет мерять и напряжение и ток, причем, для токов до 2А внешний токосъемный резистор не нужен. И процессор можно будет от силовой цепи напрочь отсоединить от греха подальше (при КЗ на резисторе 0,1Ом напряжение скакнет и - капут).

[valery]

Наверно я упустил.
Опто развязка между АКБ и датчиком,  с датчика по 1Wire идет цифра собственно в этом и прелесть.
Моя блок схема нарисована с ошибками. Не обращайте внимания.

Лучше, ИМХО, развязку делать по шине данных. Линеаризация не потребуется, и связь с процессором можно обеспечить. Тогда можно будет воткнуть DS2751. Будет мерять и напряжение и ток, причем, для токов до 2А внешний токосъемный резистор не нужен. И процессор можно будет от силовой цепи напрочь отсоединить от греха подальше (при КЗ на резисторе 0,1Ом напряжение скакнет и - капут).

Мысль хорошая, только плохо проработана.
По крайне мере даташит на предлагаемое устройство перед тем как предлагать, надо почитать.

[valery]

Любителям Авров, если не видели.
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR450.htm

[PASHASV]

Видели, но думаю, что не все
Очень толковая статья, но, как любая другая статья является лишь основой для самостоятельной переработки.

[BigUry]

Тема обсуждалась, кто-то начал разработку умного зарядника?

[Alex_Soroka]

Тема обсуждалась, кто-то начал разработку умного зарядника?

я сделал ... и возможность каскадирования имеется.
а в этой теме, как я понял, "воз и ныне там"...

[NEWVALERY]

я сделал ... и возможность каскадирования имеется.
а в этой теме, как я понял, "воз и ныне там"...

Спешить не будем.
Подождем чуток.

P.S. Надо ссылку давать.

[Kirillvz]

Тут в инете появилась зарядка Кулон 912 - управляется через WiFi и может гонять всякие сложные циклы

[Alex_Soroka]

Тут в инете появилась зарядка Кулон 912 - управляется через WiFi и может гонять всякие сложные циклы

Еще один рекламаст кулонов вылез 
первое сообщение на форуме - и сразу восхваление тупого кипятильника кулона!
У нас на форуме есть много пострадавших от этого чудо-изделия, вы поиском поищите.

[Андрей123]

Что мы хотим создать?
Большие амперы ?
Тут это почти не главное. Это может делать любой зарядник.
Говорить о зарядке кислотных не буду. Кислотные в мусор  .
Как передать больше энергии за короткий промежуток времени  при не разрушении  самих  аккумуляторов ?