Авторизация
Зарегистрироваться

avatar RSS блога Подписка

Обзор DC-DC повышающего конвертера с регулировкой тока и напряжения


Здравствуйте друзья.

Со времени моего знакомства с DC-DC конвертером Jtron, кому интересно, обзор можно прочитать здесь, меня не оставляла мысль найти подобное решение с регулировкой не только по напряжению, но и по току. Например для создания недорогого зарядного для аккумуляторных батарей (под термином батарея — понимается 2 и более соединенных вместе аккумулятора). Вот про один из вариантов такого конвертера я сегодня и расскажу.
Сразу скажу — обзор носит больше исследовательский чем прикладной характер, в некотором роде это творческий поиск, поэтому буду благодарен за конструктивные комментарии и предложения.

Почему мое внимание привлек именно данный конвертер? Кроме того что он имеет регулировку по току и по напряжению, он является повышающим — Step — Up Boost Converter, что для меня весьма интересно, так как на хозяйстве имеется довольно много 12 В блоков питания (да и не забываем про бортовую сеть автомобиля), а для заряда например 4х элементной LiOn батареи с последовательно соединенными элементами, нужно напряжение в 16.8 В. Так же понравилась невысокая цена, и возможность скинуть часть ее поинтами — в моем случае свободных поинтов было на 2 с небольшим доллара, что дало цену примерно в 5.5 доллара.

Характеристики:

● Входное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходная мощность: 100W (Max, 150W кратковременно), если позволяет источник питания
● Может работать как источник питания для ноутбуков 65W — 90W
● При использовании 12V источника для питания 19V 3.42A ноутбука, температура модуля — около 45 С градусов
● Эффективность преобразования: 94% (вход 16V выход 19V 2.5A)
● Рабочая температура: от -40 до +85 градусов, если температура окружающей среды превышает 40 градусов, необходимо использование активного охлаждения
● Температура при полной нагрузке: 45 градусов

Так же на странице товара имеется полезная информация о назначении элементов управления



Внешний осмотр, элементная база

Поставляется в антистатическом пакете


Размеры модуля — ширина чуть менее 6 см



Длина — чуть более 6,5 см



Максимальная габаритная высота, на уровне электролитов — около 2,5 см



На одной из сторон конвертера находится два подстроечника, для регулировки тока и напряжения, за ними находится массивный, относительно размеров конвертера дроссель



между подстроечниками находится ШИМ контролер 3843b



По бокам находятся два радиатора, которые рассеивают тепло от MOSFET транзистора IRF2807 с одной стороны



И сдвоенного диода Шотки MBR2060CT с другой стороны



С другой стороны находится контактная колодка на 4 винтовых разъема, соответственно входное и выходное напряжение, за ними два 35 В электролита на 1000 мкФ



Нижняя часть конвертера:



Испытания

В качестве источника питания, я использовал 12 В блок питания, про который рассказывал в одном из своих предыдущихобзоров. В качестве нагрузки для первого включения — 24 В автомобильная лампочка. Первое включение — «из коробки» без проведения каких-либо настроек. В данном случае, разницы с прямым подключением к блоку питания нет



При помощи подстроечника напряжения поднимаю напряжение до 24 В, максимума для лампочки, ограничения по току нет. Потребляемая лампочкой мощность в этом случае — более 60 Ватт. Так что рассматривать данный конвертер в качестве источника питания для ноутбуков от, например, бортовой сети автомобиля — вполне вероятно.



«Прикрутить» напряжение удалось до 11.76 В. При использовании этой лампочки в качестве нагрузки с этим блоком питания — это минимальные показатели



Цель моего эксперимента — зарядить аккумуляторную батарею из 4х 18650 последовательно соединенных аккумуляторов. Рабочее напряжение выставляю 4,2 * 4 = 16,8 В.



После этого прикручиваю ток до 2 А.



Проверяю на холстом ходу — напряжение 16,8, индикатор напряжения без нагрузки светит зеленым.



Собираю стенд из 4х NCR1860B — напряжение на батарее, источник питания отключен



А теперь включаю блок питания. Зарядный ток выставлен в ходе предыдущего теста на 2А



При желании ток можно ограничить и на 1 А



и на 0,5 А



Я зафиксировал ток на 1,5 А, весь дальнейший тест будет проходить с этим ограничением



В ходе всего теста я делал замеры температуры, максимум который мне удалось зафиксировать на самом горячем элементе конвертера — MOSFET транзисторе IRF2807 — около 40 С



Максимальная температура зафиксированная на аккумуляторах — 32 С



Когда напряжение на аккумуляторной батарее приблизилось к отметке 16.7 В, потребляемый ток стал существенно падать





В районе 0.3 А — изменения практически прекратились и я завершил заряд



После заряда — напряжение на батарее без нагрузки



Напряжение на единичном элементе



Вывод

С одной стороны — аккумуляторы я зарядил. С другой стороны — каким образом отслеживать момент, когда следует прекращать заряд? Применять дополнительные индикаторы? Вопрос пока открыт, жду комментариев. Может быть этот конвертер вообще нельзя применять как зарядное, я ошибся с выбором?
Планирую купить +27 Добавить в избранное +21 +40
свернуть развернуть
Комментарии (64)
RSS
+
avatar
  • Nkin
  • 06 февраля 2017, 10:59
+1
У плат на 2596 чипе и 4015 (4005) тоже самое, индикатор есть, но питание на аккумулятор не прекращается подавать. На ютубе видел переделку платы заряда на 2596 под зарядное, путем добавления на выход транзистора. Видео
+
avatar
  • ybxtuj
  • 06 февраля 2017, 11:08
0
у 4005 есть и стоком отсечки вроде
+
avatar
  • kirich
  • 06 февраля 2017, 11:14
+3
Все эти платы не умеют отключать нагрузку.
+
avatar
  • Nkin
  • 06 февраля 2017, 11:22
+1
Третий резистор настраивает включение светодиода индикации окончания заряда. И всё. Настроили ток заряда, напряжение и уровень тока окончания заряда и после включения светодиода нужно ручками выключать питание.
+
avatar
  • kignatow
  • 06 февраля 2017, 12:14
0
Тогда можно очень просто доработать схему, установив реле с транзистором и нормально замкнутыми контактами для отключения питания.
+
avatar
  • Gdemon
  • 06 февраля 2017, 17:50
+1
А зачем вообще выключать питание? Если БП держит на выходе стабильное напряжение, перезаряда не будет.
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 18:01
+2
На литиевые аккумуляторы нельзя постоянно подавать конечное напряжение заряда (окло 4,20В на элемент), т.к. при этом они быстро деградируют.
Можно немного снизить напряжение например до 4,00В и постоянно его подавать, но при этом аккумуляторы оказываются не полностью заряжены.
+
avatar
  • Gdemon
  • 06 февраля 2017, 18:19
0
Да, вот как раз про ускоренную деградацию ищу достоверные источники.
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 18:23
0
про ускоренную деградацию ищу достоверные источники.
Точно деградация есть. Чем выше напряжение относительно номинала, тем она больше.
+
avatar
  • Gdemon
  • 06 февраля 2017, 18:27
+1
Я знаю, что деградация полностью заряженного аккумулятора выше, чем при напряжении 3,7В. Я хочу найти подтверждения утверждению, что она еще выше, если подключен источник питания (или еще один аккумулятор в параллель, что абсолютно равнозначно).

Ну люблю я заведомо невыполнимые квесты :)
+
avatar
  • vanenzo
  • 06 февраля 2017, 11:26
0
Такие сборки из литиевых аккумуляторов можно только со схемами защиты и балансировки заряжать, тут обзоры на такие платки были.
+
avatar
  • glofish
  • 06 февраля 2017, 11:26
+2
Последовательную сборку конечно можно заряжать, но в конечном итоге произойдет разбалансировка аккумуляторов (разное напряжение на аккумуляторах) хотя в сумме получится 16,8В.
Для этих целей желательно использовать балансир (выводы "+" и "-" каждого аккумулятора должны соответственно быть подключены в схему).
Ну а для уставших акумов данный вариант вообще не годится.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 11:35
0
Это все да, есть и SkyRC Imax B6 для балансировки, если по отдельности есть возможность заряжать то — SkyRC MC 3000 — вопрос состоит в том как сделать бюджетное решение для заряда сборок аккумов, без балансировочных выводов, в идеале от 12 В.
+
avatar
  • u3712
  • 06 февраля 2017, 11:31
0
Не все в курсе, поэтому специально обращаю внимание — данный тип преобразователя не способен ограничивать ток при перегрузке. StepUp лишь может не_повышать, но при сильной перегрузке (КЗ) ток на выходе ничем не ограничен. Т.е. если вы питаете устройство от аккумулятора, то обязательно ставьте предохранитель.

Для литиевого аккумулятора допустим буферный режим заряда. Не допустим «капельный».
Просто ставьте 4.1В/банка с ограничением по току (и балансировкой банок!).
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 11:36
0
Т.е. рекомендуете для 4х баночной сборки ставить не 16.8 а 16.4 В?
+
avatar
  • Gdemon
  • 06 февраля 2017, 17:52
+1
А пруфы на столь сенсационные заявления есть?
+
avatar
  • mike888
  • 06 февраля 2017, 11:36
0
Это далеко не лучший вариант для зарядки лития, из пушки по воробьям. И как уже написали надо зарядник с балансировкой.
Этим можно свинец заряжать. Но если посчитать то проще купить готовый зарядник.
Из этого конвертора неплохой драйвер для светодиодного светильника от 12В получается
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 11:38
0
Не всегда на сборках аккумов есть балансировочные выводы. imax b6 у меня есть, но задача — бюджетное решение.
+
avatar
0
Первый попавшийся на Али стоит $2.92.
Это точно не обзор по п. 18?
И присоединяюсь к предыдущим ораторам — заряжать включенные последовательно литиевые банки без балансира (или хотя бы платы защиты) — не очень хорошая идея.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 11:44
+4
Только вас не смущает что по вашей ссылке совсем не то что у меня в обзоре?
Еще раз скажу — не всегда в сборках аккумов есть балансировочные разъемы. Если есть то за два бакса добавляется такая схема:

А если нет?
+
avatar
0
Только вас не смущает что по вашей ссылке совсем не то что у меня в обзоре?
Да, затупил. По моей ссылке без CC.
А если нет?
А если нет, то может быть вот так.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 12:07
+1
зарядка, настроенная на бОльшее напряжение (на 20s), а аккум был на 18s
Ну если руки из одного места…
+
avatar
  • glofish
  • 06 февраля 2017, 11:45
0
Есть ли возможность проверить и добавить в обзор максимальные показатели по току, КПД при различных входных/выходных напряжениях?
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 11:51
-1
Можно, подключить электронную нагрузку на выход конвертера, а мультиметры на вход повесить
+
avatar
  • glofish
  • 06 февраля 2017, 11:55
+1
Наблюдаются ли значительные пульсации на выходе данного преобразователя?
Конвертер все равно найдет своего покупателя для своих целей.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 12:06
0
Да конечно, штука полезная.
Это уже другой комплекс тестов, я рассматривал с точки зрения именно зарядного.
Можно в принципе — сделать еще такие тесты — замеры пульсаций на входе и выходе конвертера, замер КПД, длительная работа с нагрузкой хотя бы ватт на 60. Поглядим как «зайдет» этот обзор, может и будет желание его дополнить
+
avatar
  • glofish
  • 06 февраля 2017, 12:13
0
Название обзора само за себя просит. Кому-то подойдет для иных целей, если увидит нужную информацию, тесты, замеры. Может кому нужно из сборки акумов повысить до нужного напряжения — а тут как раз обзор пригодился :)
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 13:21
+1
С повышением особых проблем я не увидел

КПД — да, полезно будет.
+
avatar
  • glofish
  • 06 февраля 2017, 13:49
0
Замерьте ток потребления устройства, на всякий случай.
+
avatar
  • kvazis
  • 07 февраля 2017, 10:50
+1
Часть вторая — mysku.ru/blog/others/49419.html
+
avatar
  • glofish
  • 07 февраля 2017, 11:05
0
Уже увидел, такой подход вызывает уважение.
+
avatar
  • ksiman
  • 07 февраля 2017, 21:36
0
Пора третью часть писать — о конвертере в коробочке
+
avatar
  • Wiking
  • 06 февраля 2017, 12:34
0
Скажите, что за микросхема в центре платы?
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 12:35
0
Маркировка стерта с нее
+
avatar
  • kirich
  • 06 февраля 2017, 12:58
+3
Какая нибудь UCC3843 или ее варианты скорее всего.
+
avatar
  • Boriz
  • 06 февраля 2017, 18:55
0
del
+
avatar
0
Итого: регулировка тока обошлась в ~5$,
ps: брал за ~ 2.3 $ aliexpress.com/item/FREE-SHIPPING-1PCS-LOT-150W-Boost-Converter-DC-to-DC-10-32V-to-12-35V-Step/32656655548.html
повышайку, но без регулировки тока. Ноутбук 17' toshiba satellite C675 заряжает без проблем, не греясь при этом.

… Эх… при старом курсе 2012 года бы…
… можно было бы и экранчик потребления-напряжения приспособить, и…
… мечты… работает, и так сойдёт.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 13:20
0
Если под такую задачу — то регулировки тока и не надо. Хотелось универсальный вариант — чтобы аккумы могла заряжать. Но вот пока нет идей как отслеживать момент завершения заряда.
Хотелось бы за 5 баксов да все в одном :)
+
avatar
0
Я думаю, это будет обзор года, где будет дешёвый контроллер для заряда/балансировки/разряда/защиты лития с любыми номинальными токами. Скажем, до 6S, до 4 ампер на заряд, до 40 на разряд на 1 банку. И что бы, при этом, не потреблял в холостую ток через некоторое время (забыли на год, через неделю выключился полностью).
+
avatar
0
Можно будет использовать сей конвертер для цели: подключение к насосу для накачки матрасов аля INTEX (12В, 60W)?
Вытащил из него свинцовую батарею (вышла из строя), хочу засунуть Li-on аккумулятор — 1 шт. на 6000 mAh и этот конвертер для увеличения напряжения до 12 вольт. Еще нужно будет плату заряда для Li-on батареи.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 14:24
0
Если 1 аккумулятор то ток а входе будет порядка 20А + при такой мощности (учитывать еще что КПД не 100%), а на входе ограничение — 10 А. Не получится
+
avatar
0
Признаюсь я нуб в этом. Может я и не прав, но вот как я дилетантски прикидываю. Насос 60W/12В=5А должен потреблять. Конвертер может выдать до 10А. Только вот заметил загвоздку, если я буду использовать один аккумулятор 3.7В, а конвертеру нужно от 10В. Видимо он уже не подходит для этого.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 14:50
0
60W/12В=5А
Ключевое здесь — 60 Ватт, их же надо откуда-то брать? Даже если КПД будем условно считать 100%, то чтобы аккуму на 3.7 В отдать 60 Ватт надо — 16А. А если докинуть процентов 10 — КПД, да просадку напряжения на аккумуляторе при нагрузке — то красиво рисуется 20 А.
Даже не глядя на входное напряжение.
+
avatar
0
Доходчиво разъяснено. Спасибо.
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 15:02
0
Вариант — такой конвертер, как источник питания — 4 последовательно соединенных 18650х, там токи будут в районе 4А, подойдут например NCR18650B.
Не забыть про плату защиты для зарядки, и какой-то контроль напряжения на аккумуляторах, хотя NCR18650B и до 2В можно разряжать, ни черта им не сделается.
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 15:23
0
Зачем вообще конвертер?
3 банки 18650 + BMS на 30А
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 15:56
0
12 В там не будет на трех банках, да 30 А там не надо, там и 10 с головой
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 16:18
0
11V тоже хватит,
Пусковой ток двигателя 12V 60W около 30А
+
avatar
  • kvazis
  • 06 февраля 2017, 16:22
0
Тогда высокотоковые ставить надо аккумы
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 16:40
0
Да, высокотоковые
Простые 18650 с большим трудом вытягивают 20Вт каздый
+
avatar
  • derido
  • 06 февраля 2017, 19:02
0
Для светодиода 20ватт подойдет? Т.е смогу я точно указать напряжение и ток чтоб они не скакали со временем?
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 19:14
0
Источник питания какой?
+
avatar
  • derido
  • 06 февраля 2017, 21:18
0
12v. Диод от 21до 28v.
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 21:36
+1
Подойдёт.
Настраиваете 28V, 0,7-0,8А
+
avatar
  • pet80
  • 06 февраля 2017, 19:37
0
Выходное напряжение: 100W (Max, 150W кратковременно), если позволяет источник питания
Поправьте: мощность, а не напряжение.
И если не затруднит, то приведите осциллограммы пульсаций напряжения на нагрузке при разных ее (нагрузки) значениях.
+
avatar
  • kDn
  • 06 февраля 2017, 19:46
0
Может имеет смысл понижайку и запараллелить все 4 аккумулятора? Единственное предварительно проверять, чтобы не ставить одновременно заряженные и разряженные элементы. ИМХО такой вариант проще, чем после зарядки думать кто из аккумуляторов больше заряжен, кто меньше… Все равно ведь судя по обзору — ставите в холдер и судя по внешнему виду — холдер явно требует доработки до нормального состояния. :)
+
avatar
  • mr_om
  • 06 февраля 2017, 20:27
0
Хотел их такого сделть зарядник автомобильный для Dji Phantom 3 АКБ

По сути надо из 12-14.4В бортовой сети делать 17.4В как на штатном заряднике, с мощностью 100Вт. Полупустой акб заряжает изумительно, а вот совсем севший на старте проваливается напряжение ниже 17, а потом скачет выше 17.4 и батарея отказывается заряжаться… Как-то можно доработать данный девайс? Что б на больших токах держал стабильно выходнгое напряжение. принудительный обдув и толстенные провода питания не спасают. Кстати, на полупустых АКБ даже без обдува током не греется, градусов 40…
+
avatar
  • arturito
  • 06 февраля 2017, 21:08
0
Вот бы мне подсказал кто… С помощью какого устройства я бы мог от бортовой сети автомобиля заряжать 2 последовательно Соединенные свинцовые акб 40 ач 12v- итого24v как бы правильно организовать заряд такой системы током 5 а скажем?
+
avatar
  • ksiman
  • 06 февраля 2017, 21:10
0
Ну так этим преобразователем и заряжать. Ток заряда будет максимум 3А, чтобы преобразователь не перегревать.
Выставить напряжение 28V и ток 3А
Если нужна мощность больше — есть преобразователи мощнее.
+
avatar
  • arturito
  • 07 февраля 2017, 00:05
0
Пойду поищу мощнее… а если кто разбирается подскажите если мы кратковременно от этих заряженных и заряжаемых аккумулятором прямо во время заряда запитаем электродвигатель лебедки ватт на 500-что произойдёт с преобразователем токами и чем вообще чревато.
+
avatar
  • ksiman
  • 07 февраля 2017, 07:38
0
Пока аккумуляторы заряжены — ничего плохого не произойдёт.
Если поставить предохранитель 7,5А между донором и данным преобразователем, то он просто сгорит в нештатной ситуации.
+
avatar
  • arturito
  • 07 февраля 2017, 08:56
0
Спасибо. Буду пробовать
+
avatar
0
Купил как-то около десятка аналогичных преобразователей, из них штуки 3 или 4 просто выдавали около 50В на выходе при 12В на входе, пожирая несколько ампер с лабораторника и особо не регулировались, так что будьте осторожны.
+
avatar
  • rechmp
  • 07 февраля 2017, 00:15
0
Оно даже должно в красивую коробочку влезть, судя по размерам платы :)
mysku.ru/blog/aliexpress/38948.html

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.