Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000.

diver52 · 14.01.2012, 18:35

Уже не первый месяц бьюсь над самодельной схемой зарядки различных аккумуляторов. Выбрал чип TPS63000, т.к. он может работать в широком диапазоне напряжений (2...5,5 В) и обладает фантастически высоким КПД для повышающе-понижающего режима. Моя цель создания схемы - это зарядка в полевых условиях аккумуляторов разных типов. Например, 2,9 В (2 АА), 3,6 В (LiFePo4), 4,2 В (Li-Ion), 5,8 В (4 АА). Напряжения буду менять DIP переключателем. Но помимо напряжения, нужно стабилизировать и ток в районе 500 мА ... 1 А. Источником питания будет являться буфер из 4-х параллельно соединенных Li-Ion аккумуляторов (суммарная емкость 12 Ач). Т.е. напряжение на входе схемы будет 2,5...4,2 В. Заводские схемы и преобразователи меня абсолютно не устраивают как КПД, так и заточенностью под что-то одно. А мне нужно заряжать в дороге и GPS навигатор, и фонари, и сотовый телефон и т.п. В длительном путешествии или в походе розетки 220 В нет, таскать батарейки с собой дорого и тяжело. Вот и решил замутить этот проект.
Выкладываю на Ваш суд итоговую схему:

Часть схемы рядом с Vina, EN и PS нужна для того, чтобы все включать слаботочным выключателем. Далее часть у дросселя, состоящая из диодов и конденсаторов - банальный умножитель напряжения, нужный для питания INA138. Т.к. если на аккумуляторе будет 2,5 В, то INA138 перестанет работать (работает от 2,7 В и выше). Далее токовый монитор нужен для стабилизации тока. И 2 транзистора, чтобы при превышении тока повышалось напряжение на Vfb, и падало напряжение на выходе (режим стабилизации тока).
А вот и разводка:

Печатка двухсторонняя - одна сторона разводка, а другая - земля. Дырочки в плате напрямую соединяются с землей медными жилками для теплоотвода с TPS-ки и для контакта. Перемычка с землей не соединяется! Это просто проводок. Между 1-ой ногой INA138 и резистором на 100 кОм стоит резистор 1 кОм (в разводке не указан). Сори, что элементы на разводке не подписаны (лень все подписывать - подпаивал все, ориентируясь на схему).
Сама схема есть, разводка есть, все собрано. Но работает очень странно. Если убрать один из транзисторов, то схема стабилизирует только напряжение (в моем случае выходит 5,5 В на выходе). Тут все работает отлично. Но стоит подключить часть стабилизации тока, как напряжение на выходе равно 0,74 В, а на FB оно достигает 2 В!!! На 1-ой ноге INA138 напряжение 0,53 В. Питание на INA138 получается где-то 5,8 В, когда на входе 3,6 В (тут все в порядке). Люди, кто разбирается в схемотехнике и электронике, подскажите, плз, где я ошибся, и посоветуйте, как исправить схему, чтобы она адекватно работала в режиме CC/CV. Буду очень благодарен!

AVSel · 14.01.2012, 22:48

Хорошо-бы ткнуть осцилографом, возможно схема банально генерит.

diver52 · 15.01.2012, 10:50

Эх, жаль, что осциллографа у меня нет.

И спросить даже не у кого - ограничиваюсь всего лишь тестером, который измеряет напряжение, силу тока, частоту (до 20 кГц), емкость и индуктивность.
А где схема может генерить? Может тупо попробовать как-то изменить, и проверить?

andory · 15.01.2012, 12:34

Схема, возможно, вообще неработоспособна.Хотите сс/cv, делайте работоспособный генератор тока и потом ограничивайте Uвых. Сейчас- в цепи ос полоса ограничена, а усиление- большое и непонятное, что при этом стабилизируется?(какой ток- формулу расчета приведите)

ka-pex · 15.01.2012, 16:15

IC1 неисправна?
как то усложнили Вы схему

попробуйте выкинуть оба транзистора, выход IC1 через рез делитель и диод пустить на FB.

diver52 · 15.01.2012, 18:30

Ток стабилизируется в 500 мА. R9 = 0,05 Ом. I = 0,5 А. Vfb = 0,5 В. Ur9 = I*R = 0,05*0,5 = 25 мВ. Усиление задается резистором R4: Kус = 1, R = 5 кОм. В моем случае R4 = 100 кОм, Kус = 20. Для схемы INA138 допустимо макс. Kус = 100. Т.е. схема ограничивает напряжение резистивным делителем, а ток с помощью INA138.
Чип INA138 исправен 100%. Кстати, такая же схема стоит в схеме на LM2621. С этим чипом все отлично работает. Правда, там Vfb = 1,3 В и частота равна 500 кГц против TPS63000, где Vfb = 0,5 В и частота 1,5 МГц.
Транзисторы нужны, чтобы они подавали на FB напряжение выше 0,5 В, когда ток вылезет за пределы.
А если выкинуть транзисторы, то на выходе INA138 будет не более 0,54 В. А на диоде еще упадет напряжение, и ток навряд ли будет стабилизировать. Хотя можно попробовать. И можно поподробнее про делитель? Как его лучше рассчитать?

ka-pex · 15.01.2012, 19:58

Цитата:

Сообщение от diver52 :

Ток стабилизируется в 500 мА

ну, тогда можно еще проще сделать- выход ina просто подать через диод, катодом к FB, а нужный ток задавать резюком IC1

Цитата:

Сообщение от diver52 :

на выходе INA138 будет не более 0,54 В

хм, судя по доке INA138 по выходу может выдавать до Vпит – 0.8 Вольт, от напряжения падения шунта и КУ зависит, хоть 10Вольт...

andory · 15.01.2012, 20:54

Цитата:

Сообщение от diver52 :

Ток стабилизируется в 500 мА. R9 = 0,05 Ом. I = 0,5 А. Vfb = 0,5 В

Лихо получается- волшебным образом 0,5В передается на FB- не находите?
847 при этом еще и не сможет полноценно открыться.

AVSel · 15.01.2012, 22:25

Цитата:

Сообщение от diver52 :

Эх, жаль, что осциллографа у меня нет.

И спросить даже не у кого - ограничиваюсь всего лишь тестером, который измеряет напряжение, силу тока, частоту (до 20 кГц), емкость и индуктивность.
А где схема может генерить? Может тупо попробовать как-то изменить, и проверить?

Мда. Отлаживаться без осциллографа - работа неблагодарная.
Можно попробовать конденсатор побольше повесить между коллектором 847 и землей.

ka-pex · 16.01.2012, 12:10

еще можно сделать смелое предположение, что при пайке транзисторы местами перепутаны

Starstas · 21.01.2012, 22:00

Цитата:

Сообщение от andory :

Лихо получается- волшебным образом 0,5В передается на FB- не находите?
847 при этом еще и не сможет полноценно открыться.

согласен, транзистору для нормальной работы не хватает смещения

ka-pex · 23.01.2012, 03:09

Цитата:

Сообщение от Starstas :

согласен, транзистору для нормальной работы не хватает смещения

как понял, устройство входит в ступор даже без нагрузки, когда ос по току даже и близко не работает.
так что пока актуальная версия- неправильно впаянные транзисторы

vaska · 23.01.2012, 10:28

А может поискать мелкосхему попрактичнее? Ту, у которой и диапазон питаний побольше (12 В в поле - вполне себе допустимое питание), и изначально несколько видов ОС присутствуют. А то смотрю я на эту обвеску, и даже в подробности вникать как-то не хочется...

14.01.2012, 18:35	1
diver52 Увлеченный Регистрация: 12.02.2011 Последняя активность: 23.03.2019 23:38 Сообщений: 90 Сказал(а) спасибо: 4 Поблагодарили: 11 раз(а) в 5 сообщениях	Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. Уже не первый месяц бьюсь над самодельной схемой зарядки различных аккумуляторов. Выбрал чип TPS63000, т.к. он может работать в широком диапазоне напряжений (2...5,5 В) и обладает фантастически высоким КПД для повышающе-понижающего режима. Моя цель создания схемы - это зарядка в полевых условиях аккумуляторов разных типов. Например, 2,9 В (2 АА), 3,6 В (LiFePo4), 4,2 В (Li-Ion), 5,8 В (4 АА). Напряжения буду менять DIP переключателем. Но помимо напряжения, нужно стабилизировать и ток в районе 500 мА ... 1 А. Источником питания будет являться буфер из 4-х параллельно соединенных Li-Ion аккумуляторов (суммарная емкость 12 Ач). Т.е. напряжение на входе схемы будет 2,5...4,2 В. Заводские схемы и преобразователи меня абсолютно не устраивают как КПД, так и заточенностью под что-то одно. А мне нужно заряжать в дороге и GPS навигатор, и фонари, и сотовый телефон и т.п. В длительном путешествии или в походе розетки 220 В нет, таскать батарейки с собой дорого и тяжело. Вот и решил замутить этот проект. Выкладываю на Ваш суд итоговую схему: Часть схемы рядом с Vina, EN и PS нужна для того, чтобы все включать слаботочным выключателем. Далее часть у дросселя, состоящая из диодов и конденсаторов - банальный умножитель напряжения, нужный для питания INA138. Т.к. если на аккумуляторе будет 2,5 В, то INA138 перестанет работать (работает от 2,7 В и выше). Далее токовый монитор нужен для стабилизации тока. И 2 транзистора, чтобы при превышении тока повышалось напряжение на Vfb, и падало напряжение на выходе (режим стабилизации тока). А вот и разводка: Печатка двухсторонняя - одна сторона разводка, а другая - земля. Дырочки в плате напрямую соединяются с землей медными жилками для теплоотвода с TPS-ки и для контакта. Перемычка с землей не соединяется! Это просто проводок. Между 1-ой ногой INA138 и резистором на 100 кОм стоит резистор 1 кОм (в разводке не указан). Сори, что элементы на разводке не подписаны (лень все подписывать - подпаивал все, ориентируясь на схему). Сама схема есть, разводка есть, все собрано. Но работает очень странно. Если убрать один из транзисторов, то схема стабилизирует только напряжение (в моем случае выходит 5,5 В на выходе). Тут все работает отлично. Но стоит подключить часть стабилизации тока, как напряжение на выходе равно 0,74 В, а на FB оно достигает 2 В!!! На 1-ой ноге INA138 напряжение 0,53 В. Питание на INA138 получается где-то 5,8 В, когда на входе 3,6 В (тут все в порядке). Люди, кто разбирается в схемотехнике и электронике, подскажите, плз, где я ошибся, и посоветуйте, как исправить схему, чтобы она адекватно работала в режиме CC/CV. Буду очень благодарен!

14.01.2012, 22:48	2
AVSel Консультант Регистрация: 15.11.2010 Последняя активность: 07.11.2024 16:21 Адрес: Москва Сообщений: 7980 Сказал(а) спасибо: 1077 Поблагодарили: 1713 раз(а) в 912 сообщениях	Re: Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. Хорошо-бы ткнуть осцилографом, возможно схема банально генерит.

15.01.2012, 10:50	3
diver52 Увлеченный Регистрация: 12.02.2011 Последняя активность: 23.03.2019 23:38 Сообщений: 90 Сказал(а) спасибо: 4 Поблагодарили: 11 раз(а) в 5 сообщениях	Re: Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. Эх, жаль, что осциллографа у меня нет. И спросить даже не у кого - ограничиваюсь всего лишь тестером, который измеряет напряжение, силу тока, частоту (до 20 кГц), емкость и индуктивность. А где схема может генерить? Может тупо попробовать как-то изменить, и проверить?

15.01.2012, 12:34	4
andory Завсегдатай Фонарёвки Регистрация: 28.05.2010 Последняя активность: 22.12.2013 16:40 Адрес: msk Сообщений: 838 Сказал(а) спасибо: 0 Поблагодарили: 80 раз(а) в 53 сообщениях	Re: Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. Схема, возможно, вообще неработоспособна.Хотите сс/cv, делайте работоспособный генератор тока и потом ограничивайте Uвых. Сейчас- в цепи ос полоса ограничена, а усиление- большое и непонятное, что при этом стабилизируется?(какой ток- формулу расчета приведите)

15.01.2012, 16:15	5
ka-pex Увлеченный Регистрация: 24.12.2011 Последняя активность: 29.10.2020 10:49 Адрес: sPb Сообщений: 186 Сказал(а) спасибо: 2 Поблагодарили: 26 раз(а) в 10 сообщениях	Re: Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. IC1 неисправна? как то усложнили Вы схему попробуйте выкинуть оба транзистора, выход IC1 через рез делитель и диод пустить на FB.

15.01.2012, 18:30	6
diver52 Увлеченный Регистрация: 12.02.2011 Последняя активность: 23.03.2019 23:38 Сообщений: 90 Сказал(а) спасибо: 4 Поблагодарили: 11 раз(а) в 5 сообщениях	Re: Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. Ток стабилизируется в 500 мА. R9 = 0,05 Ом. I = 0,5 А. Vfb = 0,5 В. Ur9 = IR = 0,050,5 = 25 мВ. Усиление задается резистором R4: Kус = 1, R = 5 кОм. В моем случае R4 = 100 кОм, Kус = 20. Для схемы INA138 допустимо макс. Kус = 100. Т.е. схема ограничивает напряжение резистивным делителем, а ток с помощью INA138. Чип INA138 исправен 100%. Кстати, такая же схема стоит в схеме на LM2621. С этим чипом все отлично работает. Правда, там Vfb = 1,3 В и частота равна 500 кГц против TPS63000, где Vfb = 0,5 В и частота 1,5 МГц. Транзисторы нужны, чтобы они подавали на FB напряжение выше 0,5 В, когда ток вылезет за пределы. А если выкинуть транзисторы, то на выходе INA138 будет не более 0,54 В. А на диоде еще упадет напряжение, и ток навряд ли будет стабилизировать. Хотя можно попробовать. И можно поподробнее про делитель? Как его лучше рассчитать?

16.01.2012, 12:10	10
ka-pex Увлеченный Регистрация: 24.12.2011 Последняя активность: 29.10.2020 10:49 Адрес: sPb Сообщений: 186 Сказал(а) спасибо: 2 Поблагодарили: 26 раз(а) в 10 сообщениях	Re: Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. еще можно сделать смелое предположение, что при пайке транзисторы местами перепутаны

23.01.2012, 10:28	13
vaska Консультант Регистрация: 25.05.2010 Последняя активность: 07.01.2015 23:43 Адрес: Долгопрудный МО Сообщений: 1364 Сказал(а) спасибо: 20 Поблагодарили: 149 раз(а) в 112 сообщениях	Re: Универсальная схема зарядки CC/CV на TPS63000. А может поискать мелкосхему попрактичнее? Ту, у которой и диапазон питаний побольше (12 В в поле - вполне себе допустимое питание), и изначально несколько видов ОС присутствуют. А то смотрю я на эту обвеску, и даже в подробности вникать как-то не хочется...