Stabilizátor s FET (ako jednoduchá regulovateľná nabíjačka)

[Dolfi]

Prednedávnom, ( http://svetelektro.com/modules.php?name ... 9&start=20 ), s miernym podpichovaním, sme s Danhardom upravili výkonový stabilizátor s FET, aby na ňom neboli zbytočne veľké výkonové straty.

A aby ten stabilizátor "nezapadol prachom", rozhodol som sa ho nakresliť ako veľmi jednoduchú analógovú regulovateľnú nabíjačku Pb akumulátorov. Prúd nie je filtrovaný a má kvázy impulzný charakter, (zvrchu orezané impulzy).

Zapojenie som naschvál nakreslil pre N-kanál FET, lebo má nepomerne lepšie elektrické parametre. Doporučený typ je prvý v rade s najnižším Rdon pod 1 € v GME. Samozrejme, dajú sa použiť aj iné FET-y.

Nie som si istý, či som "uhádol " hodnoty odporov, lebo rozptyl parametrov FET-ov môže byť veľký. Ak by to nebodaj niekto robil, som plne k dispozícii ...

Funkcia:
Výstup by mal dávať 14,4 V, (súčet ZD2 a ZD3). Samozrejme, namerať ich nenameriame, lebo napájanie nie je filtrované. Ak niekto chce skontrolovať výstupné napätir DC voltmetrom, treba dočasne za mostík dať filtračný kondenzátor (1mF).
Potenciometrom P1 by sa mal dať regulovať nabíjací prúd v rozsahu asi 0 - 6 A, (samozrejme, do baterky).
No a trimrom TR1 470 R by sa pri úplnom skrate a plnom prúde mal dať nastaviť skratový prúd, povedzme 1 A.

Neviem, aká je tepelná stabilita zapojenia, (hlavne nastaveného prúdu). No myslím si, že ako nabíjačka, bude vyhovujúca.

Výkonová strata pri skrate a 1 A bude asi 15 W. No a pri nabíjaní to asi nebude omnoho viac ...

No a na záver: Zapojenie sa samozrejme dá použiť na stabilizáciu napätia aj v ostatných prípadoch. Filtračné elektrolyty sa môžu dať len za mostík, alebo aj za mostík aj na výstup, alebo len na výstup, alebo nikde ...

Schéma:

[breta1]

Dolfi, nemáš tam pár diod naopak?

[Dolfi]

Dolfi, nemáš tam pár diod naopak?

Do prdele ! Prekresľoval som to "z plusu" a DZ1 a ZD2 som neotočil !

Veľká vďaka ! (Asi by som to mal opraviť, čo myslíš) ?

[rohy]

Ahoj,dalo by sa toto zapojenie upravit,aby zem bola spoločna,teda aby regulacia bola v plusovej vetve?

[Dolfi]

Dalo ! Prehoď všetky tranzistory na "opačné", (no P-FET-y majú nepomerne horšie parametre), otoč D1, D2 a ZD3. ZD1 a ZD2 boli zle nakreslené, takže sú dobre, (neotáčajú sa). Samozrejme, mostík a ampérmeter treba pripojiť naopak.

Len chcem pripomenúť dve maličkosti:

- súčasné spínacie FET-y neznášajú väčšie výkonové straty v DC režime. (No sú aj konkrétne typy, kde SOA je definovaná pre DC režim). Preto toto zapojenie berte skôr ako obmedzovač prebíjania povedzme nad 14,4 V. A je vhodné použiť trafo len na 12 až 13 V s výkonom 100 až 120 VA.
- a ak nechceme nejaký prúd do skratu, (od nuly), tak trimer TR1 môžeme premostiť skratom, (potiahnuť namiesto neho spoj).

Zapojenie je skratuvzdorné, no nie "blbuvzdorné". Opačne pripojená baterka ho asi odrovná. No pomoc pri štartovaní s pripojenou nabíjačkou je určite možná. Tak isto sa s ním nebude dať nabíjať 6 V baterka veľkým prúdom, (kvôli veľkému stratovému výkonu).

Samozrejme, ak budú nejaké nejasnosti, pýtajte sa !

[hpeter]

na taku hrubu robotu su lepsie tyristory

[martin knocik]

Dolfi, nemáš problém s tepelnou nestabilitou tvojho zapojenia ? Nastavíš si nabíjací prúd pri studenom chladiči mosfeta, mosfet sa zohreje a najíjací prúd ti poklesne.

[Dolfi]

na taku hrubu robotu su lepsie tyristory

Ani nie ! Na tyristore je neporovnateľne väčší úbytok napätia a tým aj straty.

Tuná sa dajú použiť aj "nepoužiteľné" trafáky 11,5 a 11,8 V pre 12 V halogény. Napätie si baterka "stiahne na svoj obraz", možno na začiatku bude prúd vyšší (ako 1/ 10 Ah), potom sa bude pomaly znižovať a pri napätí napríklad 14,4 V sa prúd postupne obmedzí na samovybíjanie baterky.

Já si vôbec nemyslím, že baterku treba nabíjať presne 1/ 10 Ah z kapacity baterky a dokonca počas celého času nabíjania. Veď alternátor v aute sa s tým ne*erie ďaleko viac a nič sa nedeje. A napokon, vie hockto, akú reálnu kapacitu má inštalovaná baterka, (100% či 25%) ?
Takže, nejaká teplotná závislosť nabíjacieho prúdu je z tohto pohľadu irelevantná.

A keď sa pozrieme asi na najpoužiteľnejší bežný P MOS tranzistor: https://www.gme.sk/unipolarni-tranzisto ... 05-to220ab , tak zistíme, že prúd do asi 25 A mierne stúpa s teplotou a potom mierne klesá. A výkonová strata povedzme pri 10 A a 20 mOhm bude asi 2 W. (Tyristor povedzme 2 V x 10 A =20 W).

[Dolfi]

Mám pocit, že som požiadavku na prekreslenie do "normálnej stabilizácie" v plusovej vetve "odflákol". Svedčí o tom aj nulová odozva. Trochu som teda porozmýšľal a dokreslil som do zapojenia dve diódy, ktoré by podľa mňa, mali zapojenie spraviť "blbuvzdorné" aj pred opačným pripojením baterky. (Ak niekto potrebuje indikáciu, tak si môže na výstup zapojiť napríklad cez odpor "správnu" zelenú LED a antiparalelne k nej " nesprávnu" červenú LED.)

Toto jednoduché zapojenie stabilizátora sa dá použiť aj pri riešení iných zadaní. Nakoľko výkonový tranzistor T1 je riadený napätím a výstupná charakteristika má záporný sklon, (prúd pri skrate postupne klesá až k nule), je možné použiť stabilizátor aj napríklad v tomto prípade: https://svetelektro.com/modules.php?nam ... 3da967c4e7 . Nie je problém nastaviť napätie GS na 5 V. Tranzistorom T1 môže tiecť až 20 A, (nebude obmedzovať potrebný prúd pre zosilňovač). A pri náhodnom skrate bude výsledný prúd 0 A. Samozrejme, súčet zenerových napätí zeneriek treba dať asi 28 V. (Nie je naprázdno 30 V a stabilizovaných 30 V to isté). A pre mínusovú vetvu to treba prekresliť.

[rohy]

dik,vyskušam

[Dolfi]

Ak dovolíte, dám sem jednoduchú schému výkonového prúdového zdroja, ktorý je určite vhodný na nabíjanie akumulátorov, no aj na iné aplikácie. Bez filtrácie je prúd výrazne impulzný, čo Pb baterkám vraj prospieva. Skutočná stredná hodnota prúdu sa najľahšie dá zmerať ručičkovým magnetoelektrickým (depréz) meráčikom. Podľa mňa, hodnota prúdu mierne narastá s hodnotou výstupného napätia. (Polsínusovka má od nuly ostrejšie "stúpanie", ako na vrchole). A treba si aj uvedomiť, že prúdové impulzy majú mnohonásobne vyššiu hodnotu (7x ?) ako stredná hodnota prúdu. A omnoho vyššiu efektívnu hodnotu, ako símusový priebeh. Preto určite bude platiť, že max. stredná hodnota prúdu bude tak 0,6x prúdu sekundáru.

Ale neteoretizujme. Navrhnime si regulovateľný zdroj prúdu s 24 V trafákom, (napr. týmto: https://svetelektro.com/modules/Forums/ ... &mode=view ). Má 8,33 A, nabíjací prúd tak 5 - 6 A, špička možno 40 A. Aby to bolo jasnejšie, použijeme (horší) P-MOS tranzistor: https://www.gme.sk/unipolarni-tranzisto ... 05-to220ab , ako N-MOS.

Akosi neviem zrotovať obrázok, tak sorry !

K zapojeniu: Predstavme si polvlnu, ako stúpa. Tranzistor T3 je otvorený. Výstup nech je v skrate. Ak úroveň napätia polvlny dosiahne úbytok na R1 (0,6 V), R2 (0,6 V), P1 a D5 (0,6 V), T1 sa otvorí a T3 sa zavrie. Výstupom (skrat) pretečie nejaký prúd. To isté sa stane aj na zostupnej strane polsínusovky. Úbytkom na P1 sa dá nastaviť okamžik vypnutia a tým aj hodnota prúdu. Toto napätie je cez D5 opreté o aktuálne napätie baterky.

Aby to fungovalo aj pri skrate, je vygenerované mínusové napätie na C2. T2 je 5 mA zdroj prúdu, ktorý otvára T3 na hodnotu 12 V.

Je tam naznačená aj ZD2. Pri Pb 12 V baterke by mohla mať hodnotu tak 13,2 V, kedy by na baterke bolo max. 14,4 V (13,2 V + 0,6 V + 0,6 V). Tých 14,4 V by sa dosiahlo za "nekonečný čas". Preto na vypnutie nabíjania by asi bolo vhodnejšie použiť komparátor, alebo klopný obvod.

Vždy čosi po*eriem, aj teraz ! V zapojení chýba "uzatvárací odpor" zdvojovača mínusového napätia medzi plusom a mínusom mostíka, (viď. napr. odpor R1 2k2 u zdroja G400, bolo to tu už rozoberané). Aby tak nehrial, a neviem koľko ten mínusový zdroj musí dať, dal by som tam paralelne dva miniatúrne odpory 3k3.
Ešte je tu aj otázka napäťových impulzov pri vypínaní prúdu. Navrhoval by som k sekundáru trafa paralelne pripojiť dobrý fóliový kondenzátor okolo 470 nF, (alebo radšej RC člen ?), a k 3k3 odporom 36 V transil ( https://www.gme.sk/1-5ke36ca ).

[zdeno6505]

Pri skrate ti to zhorí.
Časová konštanta C2/R3 ( 47u )

[Dolfi]

Nejak nechápem ! Čo má konštanta C2/ R3 spoločné so zhorením T3. A ani ako toto zapojenie súvisí s tým 12,7 V zdrojom pre ventilátor.