Зарядное устройство каскад 2 схема. Схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов: обзор, виды и принципы работы

Какие бывают схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов. Как работают простые и сложные ЗУ. Какие компоненты используются в современных зарядных устройствах. Как собрать зарядное устройство своими руками.

Виды схем зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

Существует несколько основных типов схем зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов:

• Простые трансформаторные схемы
• Схемы с электронной стабилизацией тока
• Импульсные высокочастотные схемы
• Интеллектуальные схемы с микроконтроллерным управлением

Рассмотрим особенности и принципы работы каждого типа схем.

Простые трансформаторные зарядные устройства

Это самый простой тип зарядных устройств. Его основные компоненты:

• Понижающий трансформатор
• Выпрямительный диодный мост
• Сглаживающий конденсатор

Как работает такая схема? Трансформатор понижает сетевое напряжение до нужного уровня. Диодный мост выпрямляет переменное напряжение. Конденсатор сглаживает пульсации. На выходе получается постоянное напряжение для зарядки аккумулятора.

Преимущества простых трансформаторных ЗУ:

• Низкая стоимость
• Простота конструкции
• Высокая надежность

Недостатки:

• Отсутствие стабилизации тока
• Большие габариты и вес
• Низкий КПД

Зарядные устройства с электронной стабилизацией тока

Это более совершенные схемы, которые позволяют поддерживать оптимальный зарядный ток. В их состав входят:

• Трансформатор
• Выпрямитель
• Стабилизатор тока на транзисторах
• Схема управления и индикации

Принцип работы: стабилизатор тока измеряет и регулирует зарядный ток, поддерживая его на заданном уровне. Это позволяет заряжать аккумулятор оптимальным током.

Преимущества ЗУ со стабилизацией тока:

• Оптимальный режим зарядки
• Защита от перезаряда
• Возможность регулировки тока

Недостатки:

• Более сложная схема
• Выше стоимость
• Большие габариты

Импульсные высокочастотные зарядные устройства

Это современный тип схем, использующий высокочастотное преобразование напряжения. Основные компоненты:

• Выпрямитель и фильтр входного напряжения
• Высокочастотный преобразователь на МОП-транзисторах
• Импульсный трансформатор
• Выходной выпрямитель
• Схема управления

Принцип работы: входное напряжение преобразуется в высокочастотные импульсы, которые через трансформатор подаются на выпрямитель. Это позволяет значительно уменьшить габариты трансформатора.

Преимущества импульсных ЗУ:

• Малые габариты и вес
• Высокий КПД (до 90%)
• Широкие возможности регулировки

Недостатки:

• Сложная схемотехника
• Высокая стоимость компонентов
• Возможные помехи

Интеллектуальные зарядные устройства с микроконтроллерным управлением

Это наиболее совершенные современные схемы. Их особенности:

• Управление на базе микроконтроллера
• Импульсный преобразователь
• Датчики тока и напряжения
• Дисплей и органы управления

Как работает такая схема? Микроконтроллер анализирует параметры аккумулятора и управляет процессом зарядки по оптимальному алгоритму. Это обеспечивает наилучший режим заряда.

Преимущества интеллектуальных ЗУ:

• Оптимальный режим зарядки
• Функции тестирования и восстановления АКБ
• Защита от всех аварийных режимов
• Информативный интерфейс

Недостатки:

• Высокая сложность
• Максимальная стоимость

Ключевые компоненты современных зарядных устройств

В схемах современных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов используются следующие основные компоненты:

• Силовые МОП-транзисторы (MOSFET) — для высокочастотного преобразования
• Микроконтроллеры — для управления процессом зарядки
• Датчики тока и напряжения — для контроля параметров
• Импульсные трансформаторы — для гальванической развязки
• Силовые диоды Шоттки — для выпрямления тока

Использование современной элементной базы позволяет создавать компактные и эффективные зарядные устройства.

Как собрать простое зарядное устройство своими руками

Для самостоятельной сборки простого зарядного устройства потребуются следующие компоненты:

• Понижающий трансформатор 220/14В
• Диодный мост на 10А
• Конденсатор 4700 мкФ
• Амперметр
• Провода и клеммы

Порядок сборки:

1. Соберите схему согласно принципиальной схеме
2. Установите компоненты в корпус
3. Подключите провода и клеммы
4. Проверьте работоспособность устройства

Такое простое зарядное устройство позволит заряжать автомобильный аккумулятор током до 5-7А.

Выбор оптимальной схемы зарядного устройства

При выборе схемы зарядного устройства следует учитывать следующие факторы:

• Тип и емкость заряжаемых аккумуляторов
• Требуемый зарядный ток
• Необходимость автоматизации процесса зарядки
• Бюджет на приобретение или сборку ЗУ

Для большинства автолюбителей оптимальным выбором будет зарядное устройство с электронной стабилизацией тока. Оно обеспечивает качественную зарядку при умеренной стоимости.

Продвинутым пользователям можно рекомендовать интеллектуальные микропроцессорные ЗУ, позволяющие полностью автоматизировать процесс и получить максимальное качество зарядки аккумуляторов.

Заключение

Современные схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов прошли большой путь развития от простейших трансформаторных до сложных микропроцессорных систем. Это позволило значительно повысить качество и эффективность процесса зарядки АКБ.

При выборе или сборке зарядного устройства важно учитывать особенности различных схем и правильно подбирать компоненты. Это обеспечит оптимальный режим заряда и долгую службу автомобильного аккумулятора.

Схемы зарядных устройств для акб

Добрый день всем. Многим они достаются по наследства, многие приобретают бу. Если устройство досталось нам без инструкции, мы часто эксплуатируем их наугад. Также периодически возникает необходимость их ремонта и нужна схема.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов
• Самое простое, но самое правильное зарядное устройство
• Самодельное зарядное устройство для акб
• Лучшее зарядное устройство для любых типов аккумуляторов (схема)
• Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.
• Импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора своими руками
• Зарядные устройства — список схем
• Зарядное для автомобильного аккумулятора
• Схема автомобильного зарядного устройства
• 11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Устройство выпрямительное ВСА 5К

Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

Добрый день всем. Многим они достаются по наследства, многие приобретают бу. Если устройство досталось нам без инструкции, мы часто эксплуатируем их наугад. Также периодически возникает необходимость их ремонта и нужна схема.

Как назло, когда срочно нужна схема или описание, по закону подлости её не найти даже в интернете, а когда она не нужна — находим с первого раза как у меня получилось с дизельной печкой от Икаруса Sirocco Для того, чтобы схемы были под рукой — решил выкладывать их на Драйве, за одно может кому-то будет полезно У меня в хозяйстве используются два зарядных устройства — Каскад 2 и ВСА-5К сейчас в основном заряжаю ВСА-5К.

Самым первым из них был Каскад -2, дату выпуска не знаю, производства Минского электротехнического завода. С него и начну. Сначала думал уменьшить инструкцио, так как там есть куча сейчас не актуальных тем например подключение телевизора , но потом решил оставить, так как вместо питания телевизора Вы возможно захотите использовать эту функцию в других, нужных Вам целях. Итак внешний вид моего. Суммарная мощность одновременно подключаемых электроприборов не должна превышать ВА.

При включении зарядного устройства без нагрузки зарядный ток не регулируется и амперметр не показывает величину зарядного тока. Запрещается проверять работоспособность зарядного устройства замыканием зажимов аккумуляторного шнура между собой.

При проверке работоспособности зарядного устройства необходимо использовать аккумуляторную батарею или автомобильную лампочку. Устройство предназначено для работы в горизонтальном и вертикальном положениях. Суммарная мощность, ВА не более…; Мощность подключаемых телевизоров и другой радиоаппаратуры с напряжением питания В, ВА, не более…; Напряжение на розетках подключения.

Запрещается: — подключать приборы большей мощности, чем указано в настоящем руководстве холодильники, стиральные машины, утюги и т. Перед включением устройства ручку переключателя 9 установите в положение «1». Вилку защитную вставьте в свободную розетку. Затем вилку устройства вставьте в розетку электросети при этом осветится шкала вольтметра.

Вращением рукоятки переключателя 9 стрелку вольтметра остановите в пределах В в дальнейшем тексте эта зона называется «рабочей зоной шкалы». Для отключения телевизора аппарата вместе с устройством выньте вилку устройства из розетки электросети. После отключения переключатель устройства 9 переведите в положение «1».

Если вас интересует напряжение электросети, можете его измерить с помощью устройства. Для этого ручку переключателя напряжения 9 поставьте в положение «4». При питании телевизора и другой радиоаппаратуры ручку переключателя 2 установите в положение «ОТКЛ».

Зарядка аккумуляторных батарей легковых автомобилей и мотоциклов от устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД Перед включением устройства ручку переключателя 9 установите в положение » 1″, а ручку переключателя 2 установите:. Затем вилку аккумуляторного шнура вставьте в розетку «А». Величина зарядного тока и время заряда определяется согласно инструкции на соответствующий тип батареи, а также едиными правилами ухода и эксплуатации автомобильных аккумуляторных батарей.

Если величина зарядного тока меньше нужного значения, увеличьте его поворотом ручки переключателя напряжений 9 по часовой стрелке, тем самым повышая напряжение на вольтметре. По мере увеличения напряжения на амперметре будет увеличиваться зарядный ток.

Увеличивать зарядный ток таким образом можно только до тех пор, пока напряжение на вольтметре не достигнет предельно допустимой величины — В. Если при этом зарядный ток нужной величины не достигнут, поверните ручку переключателя напряжения 9 и установите ее в положение «1», после чего поверните рукоятку переключателя зарядного тока 2 по часовой стрелке на одну ступень в положение «5».

Дальнейшее увеличение зарядного тока должно производиться поворотом переключателя напряжений 9 по часовой стрелке в описанном выше порядке и т. При зарядке мотоциклетных аккумуляторов порядок работы тот же, но для переключателя 2 — положения » 1″, «2» и «3». Не следует, пытаться устанавливать строго рекомендуемый зарядный ток заряжаемой батареи, так как превышение этого тока может привести к перегоранию предохранителя и повреждению батареи.

При зарядке меньшим током время заряда несколько увеличивается, но снижается опасность перегрева электролита и улучшается качество зарядки. При необходимости уменьшения зарядного тока, регулировка его должна производиться в обратном порядке, т. Если при этом зарядный ток не понизился до нужного значения, поверните ручку переключателя 2 регулировки зарядного тока на одну ступень против часовой стрелки и ручкой 9 поворотом по часовой стрелке доведите величину зарядного тока до нужного значения.

Для отключения питания нагрузок необходимо вынуть вилку устройства из розетки электросети. После отключения переключатель устройства 9 следует установить в положение «1», а переключатель 2 — в положение «ОТКЛ». Наличие таблиц показывающих приближённые значения напряжений на розетках «А» и «Н», не всегда удобно в использовании на практике, т. Поэтому для удобства пользования прибором желательно дополнить его ещё одним переключателем, как это показано на рисунке 2.

В зависимости от положения переключателя, он будет показывать напряжение на розетке В» или «А». Это позволяет контролировать напряжение не только питающей сети, но и напряжение аккумулятора. А второе зарядное как подключено можно увидеть а то у меня новое и вообще без проводов! Куда там чего? Купить машину на Дроме. Зарегистрироваться или войти:.

Дома такое зарядное, очень хорошее, правда нехватает пускача. Или у них отличие только в амперметре? Но как зарядное его можно использовать.

Будем искать. Как раз нашел в гараже «каскад», совпало с вашей публикацией! Рад был помочь. Я до недавних пор не обращал внимание на название. Сам пользуюсь Каскадом. За схемку огроменное пасиба. Пожалуйста, рад помочь. ВСА-5К которое?

Вечером буду в гараже и скину фотку.

Самое простое, но самое правильное зарядное устройство

Десульфатор для 12 вольтовых свинцовых автомобильных аккумуляторов — электрическая схема для самостоятельной сборки. Электрическая схема несложной зарядки для 12 В свинцово-кислотных аккумуляторов. Имеется автоматический режим — светодиод мигает, когда батарея заряжена. Ещё одно простое китайское зарядное для авто принесли в ремонт — смотрим что там внутри. Обзор зарядного устройства BLSL.

Схем таких устройств довольно много – одни предпочитают собирать.

Самодельное зарядное устройство для акб

Схемы источники питания. Блоки питания книги. Схемы источников электропитания. Рисовать схемы. C оздавать GIF- анимации из отдельных кадров. C оздания. Безопасность от флэшек.

Лучшее зарядное устройство для любых типов аккумуляторов (схема)

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Что-то не так?

Автоматическое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора состоит из источника электропитания и схем защиты. Собрать его самостоятельно можно, владея навыками электромонтажных работ.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы и года, как собрать принципиальную схему за час. ТЕСТ: Чтобы понять, обладаете ли вы необходимой информацией об аккумуляторах и зарядных устройствах для них, следует пройти небольшой тест:. А Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения. Б Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты. Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице.

Импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора своими руками

Добавить в избранное. Защита телефонной линии Автоматический выключатель света Автомобильная сигнализация Радиоканал для сигнализации УКВ ЧМ приемника на одном транзисторе Схема авточасов с расширенными функциями Музыкальная сирена Электронный выключатель освещения. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Схема зарядного устройства для восстановления АКБ. Категория: Автомобильные устройства , Зарядные устройства В результате неправильной эксплуатации стартерных аккумуляторных батарей их пластины покрываются слоем сульфатов, что приводит сильному увеличению внутреннего сопротивления батареи и снижению пускового тока на столько, что аккумулятор приходится менять. Тем не менее известен способ восстановления таких батарей пропуская через них ассиметричный ток.

В соответствии с описанием схемы, система автоматической Начинается процесс восполнения заряда АКБ. зарядного устройства для.

Зарядные устройства — список схем

Автомобили 10 ноября Схем таких устройств довольно много — одни предпочитают собирать их из подручных элементов, другие же используют готовые блоки, например от компьютеров. Блок питания персонального компьютера можно без особого труда переделать во вполне качественное зарядное для автомобильного аккумулятора. Буквально за пару часов можно сделать устройство, в котором можно будет проводить замер напряжения питания и тока зарядки.

Зарядное для автомобильного аккумулятора

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Зарядное устройство из компьютерного блока питания (ПОДРОБНО).

В данной статье представлена схема зарядного устройства предназначеного для заряда любых типов аккумуляторов — кислотных и щелочных аккумуляторных батарей напряжением от 1,5 до 15 вольт, током заряда от 50 миллиампер до 10 ампер. Возможен заряд как маленьких пальчиковых, так и больших свинцовых автомобильных и других стартерных аккумуляторных батарей. Устройство имеет схему стабилизации зарядного тока. По мере заряда аккумуляторной батареи, ток заряда не падает как у обычных зарядных устройств, а поддерживается на установленном уровне, что позволяет качественно заряжать аккумуляторную батарею. В отдельных случаях, возможно восстановление аккумуляторных батарей, которые уже подвержены сульфатации. Заряд аккумуляторной батареи производится прямоугольными импульсами частотой 50 Герц положительной полуволной сетевого напряжения.

Бывают случаи, особенно зимой, когда владельцы автомобилей нуждаются в подзарядке автомобильного аккумулятора от внешнего источника питания. Безусловно, людям, не имеющим хороших навыков работы с электротехникой, желательно купить заводское устройство зарядки аккумуляторной батареи , ещё лучше приобрести пуско-зарядное устройство для запуска двигателя с разряженным аккумулятором без потерь времени на внешнюю подзарядку.

Схема автомобильного зарядного устройства

Такой метод тренировки хорошо зарекомендовал себя не только при десульфатации аккумулятора, но и для профилактики исправных. Картинкаа кликабельна. Трансформатор можно взять любой, мощностью не менее Вт и выходным напряжением В. Например, можно использовать телевизионный трансформатор ТС Сразу после трансформатора включено реле типаРПУ-0 с напряжением на обмотке 24В или любое другое. Если использовать реле на меньшее напряжения, то потребуется подобрать и последовательно с обмоткой реле включить добавочный резистор.

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Качественно работающий автомобильный аккумулятор трудно переоценить. Однако, со временем он становится менее емким и способен быстрее разряжаться. На этот процесс оказывают влияние и другие факторы, связанные с условиями эксплуатации.

Зарядные устройства мощностью до 150 кВт для электромобилей

Зарядная инфраструктура для электромобилей с батарейным питанием (BEV, или ЭБП), совершающих поездки в т. ч. на дальние расстояния, во многом должна быть схожей с традиционной, которая применяется для автотранспорта с двигателями внутреннего сгорания.

Введение

Нельзя не заметить, что городские улицы и автомобильные паркинги претерпевают медленную трансформацию, которая свидетельствует о наступлении эпохи электромобилей. По мере широкого распространения электромобилей с батарейным питанием (BEV, или ЭБП) возрастает спрос на инфраструктуру, использующуюся для их зарядки. И хотя большинству таких электромобилей еще только предстоит конкурировать с традиционным автотранспортом с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), задача обеспечить перемещение на дальние расстояния будет решена, если ЭБП станут заряжаться за время, сравнимое со временем обслуживания на АЗС.

В бытовых условиях большинство ЭБП заряжаются либо от источников питания переменного тока, либо с помощью настенного зарядного устройства. Рассчитанные на номинальную мощность до 22 кВт, такие решения позволяют зарядить аккумуляторы автомобиля примерно за 120 минут, чтобы он проехал следующие 200 км. Этого заряда вполне достаточно для коротких поездок. Однако чтобы зарядить батарею примерно за 15 минут, потребуется зарядное устройство постоянного тока с номинальной мощностью 150 кВт. Услуги по зарядке с такой мощностью могут предоставляться на специализированных станциях с необходимой электротехнической инфраструктурой, причем идеальными претендентами на эту роль являются автозаправки, стоянки такси и бензоколонки.

 

Модульный принцип

В отношении зарядных устройств уже действуют региональные стандарты таких организаций как CharIN в Европе, CHAdeMO в Японии и GB/T в Китае. Эти стандарты определяют все компоненты и характеристики, начиная с разъемов, кабелей и заканчивая значениями напряжений и токов. Дополнительные стандарты предусматривают общие вопросы электробезопасности (IEC 60950), изоляции цепей с помощью опторазвязок (UL1577), а также применение электромагнитных и емкостных (VDE V 0844–11) технологий гальванических развязок. Таким образом, у разработчиков имеется возможность выбрать наилучший вариант реализации зарядного устройства постоянного тока.

На выбор конструкции устройства оказывают влияние многие факторы, в т. ч. габариты, внешний вид и цена. Однако, несмотря на эти требования, зарядные устройства с номинальной мощностью 50–150 кВт строятся по модульному принципу. Они связываются по шине данных с центральной управляющей системой, которая осуществляет биллинг. Кроме того, она выполняет аутентификацию внешних сетей данных и подтверждает подлинность замещающих модулей зарядного устройства. На рисунке 1 представлена стандартная топология зарядного субмодуля с номинальной мощностью 15–40 кВт. Современные 50‑кВт зарядные устройства состоят из трех отдельных аппаратных субмодулей мощностью примерно по 16,5 кВт.

Рис. 1. Стандартная топология зарядного субмодуля с номинальной мощностью 15–40 кВт

В свою очередь, субмодули реализуются комбинированием трех блоков мощностью 5,5 кВт каждый. Такой модульный принцип построения обеспечивает экономичное масштабирование за счет повторного использования имеющихся субмодулей и проектирования блоков в соответствии с требованиями новых клиентов. В случае отказов модульный принцип упрощает техническое обслуживание и ремонт. С учетом тенденции к сокращению времени зарядки подаваемая мощность возрастает, что приводит к повышению мощности каждого субмодуля для поддержания баланса между производительностью, мощностью и простотой эксплуатации.

Субмодули построены на основе эффективных многоуровневых и многофазных топологий, благодаря чему выделяемое тепло распределяется по имеющемуся объему, а также достигается масштабируемость. Модульный принцип также позволяет производителям быстро реализовать массив зарядных устройств с разными значениями выходной мощности в соответствии с потребностями заказчиков.

 

Топологии 30‑кВт субмодулей

В диапазоне мощности 15–40 кВт рекомендуется использовать в субмодулях дискретные компоненты (см. рис. 2) с целью обеспечить КПД в пределах 93–95% при выходном напряжении 200–920 V_DC (изделия компании CharIN). Входное напряжение, как правило 3‑фазное величиной 380 В АС, выпрямляется с помощью 3‑фазной схемы Виенна.

Рис. 2. Предлагаемая схема 30-кВт субмодуля зарядного устройства

Далее используются изолированные одинарные DC/DC полномостовые резонансные LLC-преобразователи (рассчитанные на 1200 В) или стек мостовых LLC (на 600–650 В), которые обеспечивают меняющееся выходное напряжение постоянного тока. Если не требуется, чтобы зарядные устройства постоянного тока возвращали энергию в сеть, в каскаде ККМ применяется Виенна-выпрямитель. Этому 3‑фазному 3‑уровневому ШИМ-выпрямителю необходимы только три активных ключа. Его выходным напряжением можно управлять. Этот выпрямитель работает даже при несбалансированной питающей сети или в случае потери одной фазы. Он также сохраняет устойчивость к сбоям благодаря тому, что в случае сбоя управляющей схемы не возникает короткое замыкание на выходе или во входном каскаде. Входной ток имеет синусоидальную форму. Коэффициент мощности разных вариантов исполнения выпрямителей достигает 0,997; коэффициент нелинейных искажений: 5%; КПД: не менее 97%.

Такая топология эффективно реализуется путем комбинации кремниевой и карбидокремниевой технологий. 1200‑В диоды Шоттки CoolSiC 5‑го поколения обеспечивают не зависящую от температуры коммутационную характеристику, стойкость к высоким значениям dv/dt и малое прямое напряжение величиной 1,25 В.

В результате снижаются требования к охлаждению всей системы, и повышается надежность при очень высокой скорости коммутации. Для реализации эффективных решений с оптимизированной стоимостью в паре с этими диодами используются ключи 650‑В IGBT TRENCHSTOP 5 с малым напряжением насыщения V_CEsat и низкими коммутационными потерями. В качестве альтернативного варианта, позволяющего повысить КПД, диоды применяются совместно с ключами серии CoolMOS P7 в коммутационном каскаде со встречным включением, благодаря чему значительно сокращаются потери на переключение за счет малого значения EOSS, большему заряду затвора QG и малому R_DS(ON) величиной всего 24 мОм.

В двухуровневых резонансных полномостовых LLC-преобразователях используются устройства CoolMOS CFD7 с внутренним быстродействующим диодом, благодаря чему обеспечивается защита в течение критичных рабочих фаз зарядного устройства ЭБП, особенно при запуске двигателя, в случае короткого замыкания на выходе или в режиме пиковой производительности. Такая устойчивость достигается не за счет каких-то дополнительных мер, а исключительно благодаря малым значениям EOSS, QG и заряда обратного восстановления QRR.  Ключи этого семейства с разными значениями R_DS(ON) позволяют подобрать наиболее приемлемое устройство для каждого класса мощности. Выпрямительный каскад на вторичной стороне построен на 650‑В диодах Шоттки CoolSiC.

 

Повышение КПД 30‑кВт субмодулей

Перейдя к решению, в котором доля карбидокремниевых устройств больше, можно увеличить КПД той же топологии. Кроме того, повышается надежность схемы за счет меньшего числа компонентов, т. к. снижаются тепловые потери. Вместо многоуровневых решений с высоковольтными DC/DC-преобразователями применяются параллельно установленные полномостовые LLC-преобразователи. Для работы с более высокими напряжениями звена постоянного тока на первичной стороне применяются 1200‑В CoolSiC MOSFET (см. рис. 3).

Рис. 3. Резонансный полномостовой LLC-каскад, полностью построенный на SiC-компонентах, в еще большей мере позволяет повысить КПД системы

Для работы с более высокими напряжениями на вторичной стороне применяются 1200‑В устройства CoolSiC.  Сочетание меньшего числа компонентов с меньшим значением R_DS(ON) каждого устройства позволяет сократить потери на проводимость. В общей сложности, у реализованных по этому принципу субмодулей – более продолжительный срок службы, более высокая надежность, плотность мощности и коммутационные частоты.

 

Выбор оптимального драйвера затвора

Управляющие сигналы от микроконтроллера XMC4000 или цифрового сигнального процессора (DSP) подаются на силовые устройства через соответствующий драйвер затвора. Решения на базе технологии КнИ (кремний-на-изоляторе) с реализованным в микросхеме сдвигом уровня и гальваническим разделением сигналов с помощью трансформатора с воздушным сердечником обеспечивают требуемую эффективность при управлении полумостовыми и мостовыми каскадами. К числу критически важных измеряемых параметров относятся задержка на распространение, управляющий ток, устойчивость к броскам напряжения, потери при смещении уровня, коммутационная частота и др.

В рассматриваемых схемах применяются драйверы двух семейств – 1ED и 2EDi. 1EDCx0I12AH – одноканальные изолированные драйверы затвора с трансформаторной развязкой, которые выпускаются в разных корпусах и отвечают требованиям стандарта UL‑1577. Первичная сторона поддерживает широкий ряд напряжений, благодаря чему упрощается подключение к микроконтроллеру или DSP, а вторичная сторона поддерживает режимы работы с биполярными и униполярными сигналами.

Выходной драйвер с полным размахом напряжения упрощает выбор резистора затвора, исключает необходимость во внешнем сильноточном возвратном диоде и улучшает управление dv/dt в конфигурациях с верхним и нижним плечами.

2EDS8265H – быстродействующий двухканальный драйвер затвора с изоляцией между первичной и вторичной сторонами, а также с межканальной изоляцией на выходе. Устройства CoolMOS CFD7 и CoolSiC, используемые на первичной стороне стекового LLC-преобразователя, отлично подавляют синфазный сигнал, обеспечивают быстрое распространение сигнала и высокий управляющий ток.

Быстродействующее зарядное устройство для ЭБП оснащено функцией останова на те случаи, когда выходное устройство не подключено к источнику питания, а защита от просадок напряжения питания (UVLO) обеспечивает надежную работу всего приложения. Использование оптимальной топологии, в которой, например, развязывающие конденсаторы установлены рядом с выводами питания, а паразитная индуктивность уменьшается с помощью заземляющих слоев, обеспечивает хорошие тепловые и электрические характеристики (устойчивость к шуму).

На рисунке 4 представлены структурные схемы одно- и двухканального драйверов затворов EiceDRIVER с трансформаторами с воздушным сердечником.

Рис. 4. Структурные схемы одно- и двухканального драйверов затворов EiceDRIVER с трансформаторами с воздушным сердечником

 

Выводы

Итак, чтобы электромобили с батарейным питанием можно было полноценно использовать при передвижении на небольшие и дальние расстояния, возможности зарядных станций должны во многом быть сходными с теми, которые имеются у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. С этой целью разрабатываются зарядные устройства постоянного тока большой мощности, в т. ч. на 150 кВт.

Зарядные устройства с такими габаритами строятся по модульному принципу, т. е. совмещают в себе несколько силовых модулей, чтобы обеспечить требуемую выходную мощность. Если рассматривать зарядные устройства, обладающие высоким КПД, повышенной надежностью, хорошими тепловыми характеристиками, малым размером и стоимостью, становится очевидным, что карбидокремниевые компоненты станут играть важную роль в разработке требуемых решений. Их можно комбинировать с имеющимися кремниевыми MOSFET-ключами или с карбидокремниевыми ключами в тех случаях, когда необходимо обеспечить максимальный КПД при сравнительно малом количестве компонентов. Модули с воздушным охлаждением мощностью 30 кВт и выше, в которых применяются соответствующие драйверы затворов и управляющая электроника, отвечают требованиям международных стандартов по зарядке.

Бортовые зарядные устройства электромобилей на основе компонентов Infineon

7 декабря 2021

автомобильная электроникауправление питаниемInfineonстатьядискретные полупроводникиMOSFET

Северин Кампль (Infineon)

Достижения компании Infineon в области силовых полупроводниковых приборов на основе кремния и карбида кремния позволяют создавать бортовые зарядные устройства с высокими значениями удельной мощности и КПД, предназначенные для электромобилей и гибридных автомобилей.

Количество автомобилей с электрическим приводом, как классических – с питанием только от аккумуляторных батарей (Battery Electric Vehicles, BEV), так и их гибридных версий, имеющих возможность заряда аккумулятора из сети с помощью встроенных зарядных устройств (Plug-In Hybrid Vehicles, PHEV), увеличивается с каждым годом. Однако, несмотря на многочисленные преимущества данного вида транспорта, популярность таких автомобилей еще невелика. Результаты опроса потенциальных покупателей показывают, что наибольшие опасения, связанные с транспортом на электрической тяге, обусловлены наличием аккумуляторной батареи, а приводимые производителями данные о дальности поездки на одном заряде батареи во многих случаях вызывают скептицизм. Таким образом, состояние рынка электро- и гибридных автомобилей напрямую зависит от уровня надежности и срока службы используемых в них аккумуляторных батарей.

С технической точки зрения, количество циклов «заряд-разряд» любого аккумулятора определяется характеристиками зарядных устройств и используемыми алгоритмами заряда. Однако функции бортовых зарядных устройств современных электромобилей не ограничиваются только зарядом и защитой аккумулятора. Поскольку зарядное устройство подключается к сети, то от формы его потребляемого тока напрямую зависит качество потребления электрической энергии, оцениваемое коэффициентом мощности зарядной системы. Не следует также забывать, что современные электромобили уже давно рассматриваются в качестве резервных источников электропитания, поэтому их бортовые зарядные системы могут обеспечивать и обратную функцию – передачу энергии из аккумулятора внешним потребителям. Для реализации этого силовая часть зарядных устройств должна иметь возможность работы и в режиме инвертора, то есть формировать из постоянного напряжения аккумуляторной батареи переменное напряжение с частотой 50/60 Гц.

В данной статье рассмотрены типовые схемы узлов бортовых зарядных устройств электро- и гибридных автомобилей, а также приведены рекомендации по выбору элементной базы производства компании Infineon, которые могут быть использованы при их разработке.

Мостовой выпрямитель с корректором коэффициента мощности

 

Первые варианты узлов выпрямления зарядных устройств для электромобилей строились по схеме, состоящей из каскадно соединенных мостового выпрямителя, преобразующего переменное напряжение в постоянное, и повышающего преобразователя, обеспечивающего требуемый коэффициент мощности (рисунок 1). Для того, чтобы сформировать синусоидальный входной ток, транзисторы и диоды повышающего преобразователя должны переключаться на высокой частоте, а его дроссель работать в безразрывном режиме (Continuous Conduction Mode, CCM). Это приводит к функционированию силовых полупроводниковых компонентов повышающего преобразователя в режиме жестких переключений, что, в свою очередь, ведет к увеличению потерь энергии, возникающих при работе этого каскада. Кроме того, из-за наличия во входном выпрямителе неуправляемых полупроводниковых диодов, пропускающих ток только в одном направлении, данная схема является однонаправленной, поэтому при ее использовании передавать электрическую энергию можно только в одном направлении – из сети в аккумуляторную батарею.

Рис. 1. Схема зарядного устройства на основе мостового выпрямителя и повышающего преобразователя (антипараллельный диод ключа S1 для упрощения не показан)

Работа повышающего преобразователя в режиме жестких переключений приводит к тому, что его транзисторы и диоды в момент коммутации подвергаются значительным перегрузкам как по напряжению, так и по току, что вынуждает использовать в этом узле полупроводниковые компоненты с повышенной установочной мощностью. Например, в качестве диода D1 лучше всего использовать 650-вольтовые карбид-кремниевые диоды Шоттки пятого поколения (Gen5) семейства CoolSiC, прошедшие сертификацию для использования в автомобильных приложениях.

В качестве ключа S1 можно использовать достаточно большое количество управляемых полупроводниковых приборов, производимых компанией Infineon (рисунок 2). Например, с этой задачей прекрасно справятся специально разработанные для автомобильной техники 650-вольтовые IGBT семейства TRENCHSTOP AUTO 5, обладающие высокой скоростью переключения и малыми динамическими потерями. Среди представителей этого семейства присутствуют как одиночные приборы, так и транзисторы с интегрированным антипараллельным диодом на основе кремниевых или карбид-кремниевых кристаллов. Теоретически в такой схеме можно использовать одиночные IGBT без антипараллельного диода. Однако на практике во время переходных процессов между коллектором и эмиттером этого ключа могут возникать отрицательные напряжения, для защиты от которых параллельно транзистору рекомендуется всегда устанавливать диод.

Рис. 2. Примеры зарядных устройств на основе IGBT с интегрированным карбид-кремниевым диодом (а), на основе одиночного IGBT с внешним диодом (б) и на основе MOSFET семейства CoolMOS CFD7A (в)

Для приложений, критичных к уровню потерь, вместо IGBT рекомендуется использовать полевые транзисторы с изолированным затвором. В этом случае для бортовых зарядных устройств идеальным выбором являются приборы последнего поколения автомобильных MOSFET – CoolMOS CFD7A. Преимуществами такого решения является более низкий уровень статических потерь из-за резистивного характера поведения проводящего канала MOSFET, в отличие от IGBT, у которых напряжение между коллектором и эмиттером во включенном состоянии практически постоянно. Кроме этого, MOSFET не имеют токовых шлейфов при выключении и быстрее переключаются. Все это, в конечном итоге, приводит к тому, что схемы на основе MOSFET могут иметь более высокий КПД по сравнению с решениями, у которых в качестве ключа S1 выбран IGBT.

Однако не следует забывать, что даже при использовании самых современных полупроводниковых приборов с большой шириной запрещенной зоны (карбида кремния или арсенида галлия) характеристики этой схемы из-за ряда принципиальных ограничений не могут быть высокими. Поэтому сейчас выпрямители зарядных устройств электромобилей обычно строятся по более энергоэффективной безмостовой схеме.

Безмостовой корректор коэффициента мощности

В англоязычной литературе схемы безмостовых корректоров коэффициента мощности называют схемами на основе «тотемного столба» (Totem Pole), из-за того, что на принципиальных схемах транзисторы, образующие элементы этого узла, обычно рисуют один над другим, из-за чего и возникает подобная ассоциация (рисунок 3). В безмостовых схемах все диоды, образующие входной выпрямитель, заменены управляемыми транзисторами, часть из которых переключается на высокой частоте, а часть – на частоте сети. Уменьшение общего количества полупроводниковых элементов в силовой части приводит к уменьшению потерь энергии, поэтому данные схемы имеют больший КПД. Кроме того, если в качестве ключей S1…S4 использовать узлы, способные пропускать ток в обоих направлениях, схема становится двунаправленной и может передавать энергию как из сети в аккумулятор, так и в обратном направлении – из аккумулятора в сеть.

Рис. 3. Схема зарядного устройства на основе безмостового корректора коэффициента мощности

Основным недостатком безмостовых корректоров коэффициента мощности является наличие четырех управляемых ключей, коммутируемых по достаточно сложным алгоритмам. В большинстве случаев ключи S3 и S4 коммутируются синхронно с сетью на низкой частоте, а вот транзисторы S1 и S2 уже должны переключаться на высокой частоте, формируя синусоидальный входной ток (при заряде аккумулятора) или синусоидальное выходное напряжения (при использовании электромобиля в качестве источника электрической энергии).

Как и в схеме с повышающим преобразователем, ключи S1 и S2 работают в режиме жестких переключений, поэтому для них лучше всего использовать полупроводниковые приборы с повышенной установочной мощностью и малым уровнем динамических потерь, например, IGBT семейства TRENCHSTOP H5 или MOSFET семейства CoolSiC. Ключи S3 и S4 фактически выполняют функцию недостающих элементов мостового выпрямителя и переключаются в моменты перехода сетевого напряжения через ноль, поэтому динамические характеристики приборов, используемых в этом узле, обычно не имеют особого значения, а решающую роль имеет лишь величина падения напряжения на ключе, когда он находится во включенном состоянии.

Широкое распространение получили безмостовые корректоры коэффициента мощности, у которых все четыре ключа S1…S4 реализованы на основе IGBT (рисунок 4). В этом случае лучше всего использовать высокоскоростные IGBT семейства TRENCHSTOP 5, однако, более энергоэффективным решением является использование в каскаде, переключающемся на низкой частоте, вместо IGBT полевых транзисторов семейства CoolMOS CFD7A. Эту схему можно также реализовать и на карбид-кремниевых транзисторах семейства CoolSiC, характеристики которых заметно лучше, чем у кремниевых IGBT. Кроме того, MOSFET семейства CoolSiC, рассчитанные на использование в автомобильной технике, имеют максимально допустимое напряжение 1200 В, что позволяет использовать их в системах с напряжением промежуточной шины постоянного тока больше 650 В.

Рис. 4. Примеры зарядных устройств на основе безмостовых ККМ, реализованных на основе IGBT (а), карбид-кремниевых MOSFET (б), IGBT (высокочастотный каскад) и MOSFET семейства CoolMOS CFD7A (низкочастотный каскад) (в)

Мостовой преобразователь с фазовым управлением

Мостовые преобразователи с фазовым управлением (Phase-Shifted Full-Bridge, PSFB) (рисунок 5) используются в узлах, предназначенных для согласования напряжения промежуточной шины постоянного тока с напряжением аккумуляторной батареи. Эта схема обычно состоит из мостового инвертора на первичной стороне, изолирующего трансформатора и диодного выпрямителя. Поскольку размеры трансформатора напрямую зависят от его рабочей частоты, то реализация этой схемы на основе медленных IGBT не позволяет достичь высоких значений удельной мощности. Из-за этого в инверторах таких узлов используют только MOSFET на основе кремния или карбида кремния, а для уменьшения уровня динамических потерь используют квазирезонансные методы коммутации, для чего в цепь первичной обмотки трансформатора добавляют специальный дроссель.

Рис. 5. Схема мостового преобразователя постоянного напряжения с фазовым управлением

Основным преимуществом этой схемы является высокий КПД, достигаемый за счет переключения силовых транзисторов при нулевом напряжении. Это позволяет повторно использовать энергию, накапливаемую в паразитных емкостях MOSFET, что значительно снижает разогрев силовых транзисторов и, соответственно, увеличивает КПД этого узла. Однако из-за специфических особенностей фазового управления мостовой схемы обеспечить режим мягких переключений всех MOSFET во всех режимах работы невозможно. Чаще всего подобные схемы рассчитываются таким образом, чтобы квазирезонанс обеспечивался в диапазоне полной мощности и средних нагрузок. При малой нагрузке ток резонансного дросселя чаще всего оказывается недостаточным для отбора всей энергии, содержащейся в паразитных емкостях MOSFET, и они начинают коммутироваться при ненулевых напряжениях. Высокая вероятность работы преобразователя в режиме жестких переключений приводит к необходимости использовать в его инверторе полупроводниковые приборы с улучшенными динамическими характеристиками. Специалисты компании Infineon рекомендуют использовать в этих узлах либо кремниевые MOSFET с быстрыми диодами, например, семейства CoolMOS CFD7A, либо карбид-кремниевые MOSFET семейства CoolSiC. При выборе приборов семейства CoolSiC следует обращать внимание на возможность их применения в автомобильной технике, являющейся необходимым условием их надежной работы в течение длительного времени.

Еще одним преимуществом мостового преобразователя является более простое управление силовой частью по сравнению, например, с LLC-преобразователями. В этой схеме регулировка выходного напряжения (тока) обеспечивается только изменением фазы переключения транзисторов одного полумостового каскада инвертора по отношению к фазе переключения другого. При этом частота переключения и коэффициент заполнения импульсов управления всеми транзисторами остаются неизменными. Более того, мостовая схема с фазовым управлением может обеспечить регулировку коэффициента передачи в более широких пределах, чем LLC-преобразователи.

На вторичной стороне мостового преобразователя необходимо преобразовать переменное напряжение, поступающее с вторичной обмотки трансформатора, в постоянное. Реализовать эту функцию можно, например, с помощью мостового выпрямителя, как показано на рисунке 5, или с помощью двухполупериодной схемы с выводом средней точки трансформатора.

В качестве силовых ключей на вторичной стороне можно использовать неуправляемые полупроводниковые диоды или, как показано на рисунке 6, MOSFET. В последнем случае следует предусмотреть дополнительные каналы управления транзисторами вторичной стороны, что требует некоторого усложнения схемы управления. Однако при использовании технологии синхронного выпрямления КПД преобразователя будет выше за счет уменьшения величины статических потерь, а сама схема станет двунаправленной и сможет передавать энергию как из промежуточной шины постоянного напряжения в аккумулятор, так и в обратном направлении.

Рис. 6. Схема двунаправленного мостового преобразователя постоянного напряжения с фазовым управлением

LLC-преобразователь

Преобразователи на основе LLC-схем используются для тех же задач, что и рассмотренные выше мостовые преобразователи с фазовым сдвигом – согласования напряжения промежуточной шины постоянного напряжения с напряжением аккумуляторной батареи и электрической изоляции бортовой сети электромобиля от первичной системы электроснабжения. Однако, в отличие от мостовых схем, в LLC-преобразователях используются методы резонансного преобразования электрической энергии, поэтому их КПД близок к максимально достижимым при данном уровне технологий значениям.

LLC-преобразователи могут быть построены по полумостовым или мостовым схемам, однако в зарядных устройствах электромобилей чаще всего используются только мостовые версии этого узла (рисунок 7). Основным отличием полумостового варианта от мостового является в два раза меньший ток первичной обмотки трансформатора за счет в два раза большего напряжения, формируемого на ней инвертором. Это позволяет упростить конструкцию силового трансформатора и более эффективно использовать габаритную мощность его магнитопровода. Основным недостатком мостовой версии LLC-схемы является большее количество силовых полупроводниковых приборов, что приводит к усложнению схемы управления и, при небольших мощностях преобразования, к увеличению размеров системы. В конечном итоге, полумостовые схемы наилучшим образом подходят для построения маломощных преобразователей, а для зарядных устройств электромобилей достичь максимального значения удельной мощности можно только при использовании мостовых схем.

В хорошо спроектированной LLC-схеме силовые полупроводниковые приборы во всем диапазоне токов нагрузки переключаются при нулевом напряжении, что обеспечивает практически нулевой уровень динамических потерь. Однако в некоторых режимах, например, при запуске преобразователя или при емкостном режиме работы резонансного контура (Capacitive Mode Operation – когда ток резонансного контура опережает по фазе приложенное к нему напряжение), схема может кратковременно выйти из резонансного режима, и тогда транзисторы инвертора будут работать в режиме жестких переключений. Поэтому специалисты компании Infineon рекомендуют создавать инверторы LLC-преобразователей на основе  MOSFET c быстродействующими диодами, имеющих достаточный запас по току.

Рис. 7. Схема мостового LLC-преобразователя с синхронным выпрямителем на вторичной стороне

Основным недостатком LLC-преобразователей является регулирование выходной мощности путем изменения частоты переключений, а не путем изменения коэффициента заполнения импульсов выпрямленного напряжения. Это приводит к усложнению фильтров электромагнитных помех, которые теперь должны быть рассчитаны на работу в более широком частотном диапазоне. Кроме того, данный способ регулирования имеет ограниченную скорость изменения величины преобразуемой мощности и вызывает ряд проблем при параллельной работе нескольких преобразователей из-за сложности обеспечения равномерного распределения токов между отдельными силовыми каналами.

Заключение

Рассмотренные в этой статье схемы имеют наилучшие на сегодняшний день технические характеристики. Однако не следует забывать также и о том, что каждая из рассмотренных схем имеет свои достоинства, недостатки и ограничения, поэтому поиск наилучшего решения, максимально соответствующего поставленному техническому заданию, все еще остается задачей разработчика.

Дополнительная информация

1. www.infineon.com/CFD7A
2. www.infineon.com/onboard-battery-charger
3. Электронная книга с полной версией статьи

Перевел Александр Русу по заказу АО Компэл

•••

Многофункциональный источник питания с резервной батареей

Введение

Компания Linear Technology Corp. предлагает универсальную пару интегральных микросхем в составе DC/DC-преобразователя LTC3890 [1] и контроллера тока заряда батареи LTC4000 [2]. Предлагаемые ИМС позволяют реализовать комплексное решение в части разработки источников питания с резервной аккумуляторной батареей. ИМС LTC3890 представляет собой сдвоенный двухфазный синхронный понижающий DC/DC-преобразователь с двумя независимыми секциями и диапазоном входного напряжения от 4,5 до 60 В (макс. 65 В), обладающий чрезвычайно малым собственным током потребления, который не превышает 50 мкА на секцию (менее 14 мкА при выключении). ИМС LTC4000 — это высоковольтный контроллер заряда батарей с встроенными функциями ее обслуживания, позволяющий в паре с ИМС LTC3890 организовать законченную схему для зарядки и контроля буферных батарей большой удельной емкости и мощности и одновременно питать электронные схемы и устройства заданным значением напряжения с точностью ±2%.

Низкий собственный ток потребления и малое собственное падение напряжения на регулирующем элементе при рабочем цикле до 99% делают ИМС LTC3890 весьма привлекательной для применения в системах с батарейным питанием. Используемые здесь МОП-транзисторы (англ. MOSFET) с управлением логическими уровнями предоставляют возможность уменьшить потери по затвору и повысить общий коэффициент полезного действия такой системы в целом.

Важным свойством ИМС LTC3890 является ее двухфазность, то есть два канала этого сдвоенного преобразователя работают по управлению ключами с переключением, сдвинутым по фазе на 180°. При этом эффективно чередуются импульсы тока выходных ключей преобразователей, значительно сокращая время перекрытия, то есть моменты времени, когда они включены одновременно [1]. В результате мы имеем значительное снижение общего входного тока, который, в свою очередь, позволяет использовать в устройстве менее дорогие входные конденсаторы. Такой подход позволяет использовать входной конденсатор более эффективно, чем в обычных однофазных сдвоенных преобразователях, к тому же снижаются требования по подавлению электромагнитных и радиопомех, улучшается эффективность  работы источника питания в целом, в реальных условиях его применения.

В решении, которое представлено в настоящей статье, одна из секций ИМС LTC3890 предназначена для формирования точного по уровню фиксированного напряжения, которое используется в цепях общего питания конечного изделия. Вторая секция этой ИМС используется как источник тока, необходимого для зарядки аккумуляторной батареи, которая осуществляется под контролем и управлением ИМС LTC4000.

Как уже отмечалось, ИМС LTC4000 является контроллером понижающего DC/DC-преобразователя, как правило предназначенного для работы в качестве источника питания зарядных устройств. Отличие ИМС LTC4000 от других микросхем состоит в том, что она представляет собой полный функциональный контроллер для зарядки и контроля батарей. Кроме этого, ИМС LTC4000 дает возможность ограничить общий входной ток от внешней цепи питания, тем самым уменьшая нагрузку на входные линии. Такая функция становится весьма полезной в случае, когда источник питания должен одновременно дать энергию для заряда аккумулятора и обеспечить необходимую мощность в нагрузке, исключив при этом ложное срабатывание системы защиты и нежелательный разрыв цепи питания предохранителем (если он есть в наличии).

Данное решение может оказаться весьма полезным при разработке компактных источников питания, особенно для обеспечения функционирования изделий в условиях перебоев в электроснабжении. Это решение может быть встроено в системы бесперебойного питания либо использоваться самостоятельно в качестве компактного автономного модуля. Оно может успешно применяться и в производственном оборудовании, системах безопасности, в оборудовании для систем связи или, например, как часть геолого-разведывательного оборудования для добычи нефти и газа. Широкий диапазон входных напряжений и рабочих температур позволяет с успехом использовать данное решение и для автомобильной промышленности в узлах и блоках, размещенных в салоне автомобиля, под торпедо или даже в подкапотном пространстве.

Цель этой статьи — дать практическое описание примера построения источника бесперебойного питания с выходным напряжением в 3,3 В, формируемым из входного напряжения с диапазоном 18–60 В или от резервной аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 14,4 В, которая отдает свою энергию при отсутствии основного питающего напряжения. Кроме перечисленного, блок питания обеспечивает автоматический заряд резервной или буферной батареи при восстановлении питающего напряжения и ограничивает общий входной ток устройства во время включения и в процессе зарядки батареи.

 

Описание схемного решения

Упрощенная схема предлагаемого решения представлена на рис. 1. Она рассчитана на широкий диапазон входных напряжений от 18 до 60 В. Схема содержит следующие элементы: первый понижающий DC/DC-преобразователь условно высокого напряжения обозначен на схеме как HVDC (англ. HVDC — High Voltage Direct Current) и выполнен на базе одной из секций ИМС LTC3890, зарядное устройство, созданное на ИМС LTC4000, второй выходной понижающий DC/DC-преобразователь условно низкого напряжения, обозначенный на схеме как LVDC (англ. LVDC — Low Voltage Direct Current) и выполненный на еще одной секции преобразователя ИМС LTC3890. Преобразователь HVDC в состоянии обеспечить ток до 10 А в диапазоне выходного напряжения от 15 до 22 В. Зарядное устройство поддерживает максимальный ток (I_ch) заряда в 4 А при конечном напряжении заряда (V_fl) 16,8 В. Выходная секция LVDC предустановлена на ток 2 А напряжением в 3,3 В. В качестве примера резервной батареи выбран литий-ионный аккумулятор NL2044HD22 (Smart Li Ion Battery Pack) [3] со следующими характеристиками: максимальное допустимое напряжение в режиме буфера V_max = 16,8 В, номинальное рабочее напряжение V_nom = 14,4 В, минимальное допустимое напряжение V_cutoff = 9,6 В, емкость батареи 6,6 А·ч.

Рис. 1. Упрощенная схема источника питания с резервированием

Детальная электрическая принципиальная схема устройства, базирующаяся на понижающем импульсном стабилизаторе напряжения LTC3890, представлена на рис. 2. Выход первой секции ИМС LTC3890 управляется посредством контроллера LTC4000. ИМС LTC3890 используется для одновременного обслуживания двух нагрузок: зарядного устройства и секции низкого напряжения LVDC. Управляющий сигнал от ИМС LTC4000 является приоритетным, он устанавливает уровень выходного напряжения первой секции ИМС LTC3890 на уровне, необходимом для обеспечения правильной зарядки резервной аккумуляторной батареи. Уровень напряжения на выходе этой секции не является строго фиксированным, он изменяется в зависимости от времени цикла зарядки аккумулятора. Вторая секция ИМС LTC3890 — это уже упомянутая низковольтная часть LVDC, которая питается от первой секции HVDC и обеспечивает фиксированное постоянное напряжение в 3,3 В для питания конечной нагрузки. Уровень напряжения на этом выходе является строго заданным. Он не зависит ни от основного входного напряжения, ни от процесса зарядки аккумулятора, ни от напряжения на батарее. Достоинством представленного решения следует считать так называемое бесшовное переключение между источниками питания (основным и резервной аккумуляторной батареей), то есть нет временного перерыва между переходом питания на резервную батарею при отключении основного источника питания, как нет разрыва питания при возврате на основной источник. Это весьма полезная функциональная особенность, предотвращающая сбои в работе оборудования, возможные при перерывах в подаче питания, и устраняющая нежелательные переходные процессы, возникающие при переключениях.

Рис. 2. Источник питания с резервированием, схема электрическая принципиальная

ИМС контроллера LTC4000 выполняет следующие функции:

• Обеспечивает полный цикл зарядки батареи, который предусматривает:
• определение текущего состояния батареи;
• генерацию запрограммированного тока заряда с одновременным контролем напряжения на батарее;
• корректное завершение цикла зарядки.
• Функцию входного идеального диода для блокирования обратного тока, протекающего от аккумулятора к понижающему DC/DC-преобразователю.
• Отключение полностью заряженного аккумулятора от источника входного напряжения.
• Ограничение входного тока всей системы на заданном уровне. Эта функция является чрезвычайно важной для систем с предохранителями и автоматическими выключателями.

Обозначение цепей указано в соответствии со схемой отладочного комплекта Demo Circuit 1830A [5], демонстрирующего работу ИМС LTC4000 [4]. Этот комплект был использован для создания прототипа на этапе макетирования схемы, представленной на рис. 2. Ниже дается краткое описание электрических шин и их связь с некоторыми основными компонентами силовых цепей.

V_IN+ — входное напряжение от нерегулируемого источника питания с диапазоном напряжений 18–60 В. Токовый сенсор RS1 определяет ограничение входного тока рассматриваемой системы в целом.

V_IN — входное напряжение секции HVDC (ее выход — это элементы Q3, Q4, L1).

V_OUT — выход секции HVDC и ее подключение к стоку транзистора Q1 (MOSFET с p‑каналом), который под управлением контроллера LTC4000 через контакт IGATE выполняет функцию идеального диода. При пропадании входного напряжения транзистор Q1 выключается и разрывает цепь между секцией HVDC и аккумуляторной батареей. Тем самым исключается путь для обратного тока от батареи в условно высоковольтную секцию.

V_OUT-SYS — эта шина напряжения формируется от истока транзистора Q1 и передает питание на батарею во время ее зарядки, а также на секцию LVDC. Транзистор Q2 (MOSFET с p‑каналом) является внешним мощным транзистором контроллера LTC4000.

Секция LVDC получает напряжение с шины V_OUT-SYS и обеспечивает питание конечной нагрузки, транзисторы Q5, Q6 и дроссель L2 являются выходной частью преобразователя этой секции.

В зависимости от текущей ситуации сдвоенная диодная сборка с общим катодом обеспечивает питание ИМС LTC3890 или от входного напряжения, или от резервной батареи.

 

Работа схемы

Подача входного напряжения активирует секцию HVDC и зарядное устройство. Если используется опция плавного старта (как это выполнено в схеме на рис. 2), то напряжение на выходе первой секции LTC3890 (шина VOUT) при подаче входного напряжения начинает плавно нарастать. Конечный уровень напряжения секции задается через делитель в цепи обратной связи по выводам VFB2. Максимальное выходное напряжение секции HVDC задается делителем, подключенным к VFB2. Выходное напряжение нарастает до тех пор, пока напряжение на выводе плавного пуска TRACK/SS2 не достигнет уровня в 0,8 В.

Выходное напряжение в установившемся режиме равно:

V_OUT = 0,8×(1+RB/RA),

где RB — это резистор, подключенный между выводом VFB соответствующей секции и общим проводом, а RA — это резистор, подключенный между шиной выходного напряжения и выводом VFB микросхемы. Через вывод TRACK/SS может быть также легко реализовано внешнее отключение (англ. “Shutdown”) и слежение за напряжением еще одного источника питания в режиме “master-slave”. В последнем варианте преимущество по управлению имеет тот из входов TRACK/SS или VFB, напряжение на котором в устоявшемся режиме меньше 0,8 В. Подробнее настройки и предустановки LTC3890 рассмотрены ниже.

Когда процесс включения c плавным стартом завершится, зарядное устройство, выполненное на ИМС LTC4000, будет уже активировано и контроллер начинает контролировать уровни напряжений V_OUT и V_OUT-SYS (рис. 2), осуществляя процесс с помощью собственного входа ITH, который связан с входом ITh3 ИМС LTC3890 (выход усилителя ошибки). Выходное напряжение секции HVDC и, следовательно, соответствующий уровень напряжения в цепи обратной связи на выводе LTC3890 VFB2 должен быть установлен выше, чем напряжение на батарее. Здесь имеется в виду возможный максимальный уровень напряжения на батарее при ее работе в режиме буфера или максимальный уровень напряжения, который рекомендуется изготовителем для полностью заряженной батареи, — другими словами, уровень напряжения, при котором процесс заряда должен быть обязательно остановлен.

Этот подход гарантирует, что при нормальных условиях эксплуатации выходное напряжение контроллера LTC3890 будет всегда находиться под регулировкой от зарядного устройства на контроллере LTC4000. То есть ИМС LTC3890 управляет режимом переключения выходных транзисторов Q3 и Q4 уже не под своим управлением от собственного усилителя ошибки, а под управлением ИМС LTC4000. Это происходит потому, что установка выходного напряжения LTC3890 превышает уровень максимального напряжения батареи (режим буфера), который установлен в LTC4000. Хотя вытекающий ток усилителя ошибки в самой ИМС LCT3890 и пытается увеличить напряжение на выводе ITh3, но ИМС LTC4000, отводя часть этого тока, сохраняет напряжение на выводе ITh3 в заданных уже ею пределах регулирования. Уровень напряжения на батарее в режиме буфера устанавливается с помощью резистивного делителя RB1, RB2.

Если напряжение на батарее падает ниже того, что было установлено для нее в режиме буфера, то ИМС LTC4000 проанализирует это состояние батареи. Если батарея не имеет короткого замыкания и не глубоко разряжена (то есть работоспособна), ИМС LTC4000 обеспечивает подачу на батарею запрограммированного тока заряда. Уровень тока заряда программируется посредством выбора соответствующих номиналов резистора токового сенсора RS2 и резистора RCL. ИМС LTC4000 осуществляет управление током заряда до достижения заданного напряжения на батарее, специфицированного для ее работы в режиме буферной батареи, — 16,8 В. После того как напряжение батареи достигает этого значения, ИМС LTC4000 переводит LTC3890 из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжения. Она удерживает это напряжение на постоянном уровне до полного завершения процесса зарядки батареи. В течение цикла зарядки уровень зарядного тока постепенно уменьшается. На схеме, приведенной на рис. 2, вывод TMR ИМС LTC4000 связан с ее выводом BIAS, это означает, что цикл зарядки будет завершен, когда ток заряда уменьшится до некоторого значения, запрограммированного по выводу CX (об этом далее).

Кроме этого ИМС LTC4000 осуществляет еще и контроль текущего значения входного тока. Если текущий уровень входного тока превышает запрограммированное значение, то LTC4000 снизит зарядный ток, что позволяет нагрузке, подключенной к секции LVDC, функционировать без перерыва. Предел входного тока запрограммирован номиналами резистора токового сенсора RS1 и резистора RIL (RIL — резистор, подключенный к выводу IL, на схеме, приведенной на рис. 2, не используется).

Когда зарядный ток снижается ниже установленного по выводу CX предела, батарея отключается от зарядной цепи и транзистор Q2 (MOSFET с p‑каналом) выключается. В этот момент ИМС LTC4000 устанавливает выходное напряжение секции HVDC выше значения буферного напряжения. Это необходимо для гарантии, чтобы встроенный диод транзистора Q2 имел обратное смещение и был надежно заперт и, следовательно, ток от батареи не поступал ни к выходу секции HVDC, ни к входу секции LVDC.

 

Описание схемы и установок ее обоих контроллеров

В предлагаемой схеме, как упоминалось, используется аккумулятор NL2044HD22 [2]. Производитель аккумулятора рекомендует эксплуатировать его в режиме буфера при напряжении 16,8 В ±50 мВ и максимальном токе заряда 4 А.

Установки LTC4000

Установка буферного напряжения, вывод BFB. Чтобы обеспечить необходимое буферное напряжение в 16,8 В, номиналы резисторов RB1 и RB2 определены согласно формуле как 499 и 36,5 кОм соответственно:

V_fl = 1,136(1+RB1/RB2) = 1,136 (1+499/36,5) = 16,67 В.

И хотя эта величина напряжения не отвечает в полной мере спецификации [2] (16,8 В ±50 мВ), она для рассматриваемого случая является приемлемой и позволяет избежать применение прецизионного дорого подстроечного резистора. Следует обратить внимание, что во избежание дополнительных погрешностей, связанных с токами по общей шине, нижний резистор делителя должен быть подключен к выводу FBG, который является точкой внутреннего заземления резисторов обоих делителей, подсоединенных к выводам BFB и OFB.

Настройка максимального выходного напряжения секции HVDC осуществляется через вывод OFB. Это напряжение устанавливается на 18 В соответствующим выбором номиналов резисторов RO1 и RO2. В схеме, приведенной на рис. 2, номиналы обоих резисторов выбраны как 499 и 35,7 кОм:

V_OUT = 1,193(1+ RO1/RO2) = 1,193(1+499/35,7) = 17,87 В.

Номинал резистора RS2, подключенного между выводами CSP и CSN, выбран равным 12 мОм, согласно [2] определяется как 50 мВ/RS2. Это позволяет установить ограничение тока заряда на уровне, не превышающем 4,1 А. Для коррекции данного уровня номинал резистора RCL (подключается к выводу CL) выбран равным 19,1 кОм. Резистор, вносящий поправку в значение тока заряда, рассчитывается исходя из условия:

I_ch = 2,5 мкА×(RCL/RS2) = 2,5 мкА×(19,1 кОм/12 мОм) = 3,98 А.

Таким образом, ток заряда аккумулятора не превысит заданный в спецификации на аккумулятор, максимальный ток заряда равен 4 A.

Номинал резистора RS1, который подключен к выводу CLN, выбран 5 мОм. Номинал этого резистора, определяющего максимальный ток, рассчитывается относительно напряжения на выводе IL. В рассматриваемом случае, поскольку этот вывод оставлен свободным, напряжение согласно [2] равно 50 мВ, что позволяет сохранить максимальный ток ограничения на уровне, заданном номиналом резистора RS1, то есть без его дополнительной подстройки в сторону уменьшения. Следовательно, ограничение уровня входного тока остается установленным на уровне 10 A.

Резистор RCX, подключенный к выводу CX, программирует ток завершения заряда аккумулятора, который для рассматриваемого случая выбран равным 0,4 А. С этой целью номинал резистора RCX составляет 21 кОм, для его расчета используется формула:

I_cutoff = (0,25 мкА×RCX–0,5 мВ)/RS2 = (0,25 мкА×21 кОм–0,5 мВ)/12 мОм = 0,396 А.

Как видим, требования по максимальному напряжению на батарее в 16,8 В ±50 мВ и току заряда, равному 4 А, в общем выполнены.

В качестве транзисторов Q1 и Q2 выбраны транзисторы типа Si7135DP (MOSFET с p‑каналом и рабочим напряжением сток-исток 30 В) производства компании VISHEY.

Более подробное описание процесса зарядки, рекомендации по выбору и расчету компонентов схемы можно найти в спецификации LTC4000 [2].

Установки LTC3890

Имеется четыре различные версии ИМС LTC3890. Эти контроллеры дополнительно к основному LTC3890 выпускаются с индексами 1, 2, 3. Отличия этих версий от описываемой в настоящей статье LTC3890-3 указаны в спецификации [1]. Для рассматриваемого схемного решения выбран вариант исполнения LTC3890-3. Причина в следующем — данный вариант ИМС LTC3890 имеет такую особенность, как отсутствие открытого нижнего ключа выходного каскада в случае перенапряжения, что очень важно в решениях с батарейным питанием. Тем не менее может быть использована любая из четырех версий LTC3890, если их конкретные функции необходимы и важны.

Выходное напряжение по выходу VOUT ИМС LTC3890 (это условно входная секция с высоким питающим напряжением — HVDC) устанавливается делителем напряжения на резисторах RF1, RF2.

Так, в соответствии с номиналами элементов (рис. 2) выходное напряжение данной секции без учета ее управления от ИМС LTC4000 равно:

V_OUT = 0,8(1+RF1B/RF2) = 0,8(1+499 кОм/18,7 кОм) = 22,15 В.

Как видим, выходное напряжение фактически установлено на уровне 22 В, однако реально оно никогда не будет подниматься до такой величины. Причина изложена выше при рассмотрении управления LTC3890 от LTC4000 и установок ИМС LTC4000.

Скорость нарастания выходного напряжения, о которой говорилось в начале статьи, задается конденсаторами Css (обозначение по [1]), установленными между выводом TRACK/SS, соответствующим рассматриваемой секции, и общим проводом. В схеме на рис. 2 это конденсаторы емкостью 0,1 мкФ и 10 нФ для первой и второй секций соответственно. Время нарастания рассчитывается как: tss = Css×0,8/1 мкА.

Частота коммутации выбрана равной 200 кГц путем установки резистора номиналом 37,4 кОм к выводу задания частоты FREQ.

Выходное напряжение V_{OUT_LOAD} условно низковольтной секции LVDC задано выбором соответствующих номиналов резистивного делителя ROB, ROT и должно составлять 3,3 В. Выходное напряжение для условно низковольтной LVDC в соответствии с номиналами элементов (рис. 2) равно:

V_{OUT_LOAD} = 0,8(1+ROT/ROB) = 0,8(1 + 499 кОм/158 кОм) = 3,32 В.

В качестве ключей понижающих преобразователей выбраны транзисторы производства компании Renesas Electronic: RJK0651DPB (Q3, Q5) и RJK0652DPB (Q4, Q6).

Для правильного выбора компонентов силовой части ИМС LTC3890-3 можно воспользоваться общей спецификацией [1] и такими инструментами моделирования и разработки, как LTspice IV и LTpowerCAD II от компании Linear Technology, доступными по ссылке [4].

 

Общий баланс мощности по секции HVDC

Общий баланс мощности секции HVDC (P_HVDC) сочетает мощность, необходимую для зарядки аккумуляторной батареи P_BAT, и мощность, отдаваемую преобразователю условно низкого напряжения LVDC, то есть следует учитывать P_LVDC, V_load, I_load. Мощность, подаваемая на LVDC к нагрузке определяется относительно номинального напряжения батареи V_nom. Если предположить, что это напряжение будет присутствовать при максимальных токе и нагрузке, то общий баланс мощностей равен:

Здесь η_l и η_h — это КПД секций LVDC и HVDC соответственно.

 

Основные графики, описывающие работу схемы

На рис. 3 показан процесс плавного перехода питания конечной нагрузки с входного напряжения на батарею. Трасса 4 показывает ток батареи. Когда входное напряжение присутствует во время процесса зарядки, аккумулятор потребляет ток. Как только входное напряжение отключается, аккумулятор становится источником (разряжается). Как видно из рис. 3, выходное напряжение секции LVDC, трасса 2, не изменилось и схема уверенно обеспечивает на нагрузке напряжение 3,3 В с током 2 A независимо от источника энергии.

Рис. 3. Диаграмма переключения на резервный источник питания

График КПД представлен на рис. 4. Измерения проводились при постоянном токе заряда 4 A и поддержке напряжения на уровне 16,8 В в условиях естественного охлаждения (без принудительной циркуляцией воздуха). Зарядное устройство демонстрирует очень высокую эффективность на уровне 97%. Изменение тока заряда и напряжения на аккумуляторе во время процесса зарядки представлено на рис. 5.

Рис. 4. Зависимость КПД от входного напряжения в условиях Ich 4 A, воздушное охлаждение

Рис. 5. Зависимость напряжения на батарее (Vbat) и зарядного тока (Ich) от времени заряда

Предложенное схемное решение имеет следующие ограничения:

• МОП-транзисторы (с n‑каналом) могут быть использованы только с логическим уровнем по управлению, другими словами, напряжение отпирания на затворе транзистора равно 5 B.
• Терморезистор может быть использован для прекращения зарядки, если температура батареи превысит допустимую. Терморезистор подключается к выводу NTS LTC4000.
• Напряжение секции LVDC должно быть меньше, чем напряжение аккумуляторной батареи. Чтобы обойти это ограничение, можно использовать топологию схемы типа SEPIC.
• В предлагаем решении используются компоненты широкого применения с минимальными технологическими запасами по рабочим токам и напряжению. Однако разработчики должны выбирать компоненты схемы по их рабочему напряжению и токам на основе своих конкретных требований.

 

Заключение

ИМС LTC3890 и LTC4000 — это высокотехнологичные контроллеры с высокой степенью интеграции, рассчитанные на большой диапазон входных напряжений. На основе этих двух микросхем может быть разработан многофункциональный источник питания с резервным питанием от батареи. В статье рассмотрена структурная и полная электрическая принципиальная схемы законченного модуля источника питания с резервированием и даны основные необходимые отправные точки для расчета таких источников питания.

Литература

1. LTC3890, 60V Low IQ, Dual, 2‑Phase Synchronous Step-Down DC/DC Controller. Linear Technology Corporation, 2010. 
2. LTC4000, High Voltage High Current Controller for Battery Charging and Power Management. Linear Technology Corporation, 2011. linear.com/product/LTC4000
3. DSNL2044HD22, Battery Specification, Inspired Energy, LLC, v. 3.1, 9/1/2009. inspired-energy.com/standard_products/nl2044/nl2044. htm /ссылка утрачена/
4. LTspice IV and LTpowerCAD II. Linear Technology Corporation. 
5. DEMO MANUAL DC1830A-A/DC1830A-B, LTC4000 Battery Charger Controller and PowerPath Manager. Linear Technology Corporation, 2012. cds.linear.com/docs/en/demo-board-manual/dc1830af.pdf

▶▷▶▷ схема устройства питающего многоцелевого назначения каскад-1

▶▷▶▷ схема устройства питающего многоцелевого назначения каскад-1

Интерфейс	Русский/Английский
Тип лицензия	Free
Кол-во просмотров	257
Кол-во загрузок	132 раз
Обновление:	19-03-2019

схема устройства питающего многоцелевого назначения каскад-1 — Yahoo Search Results Yahoo Web Search Sign in Mail Go to Mail» data-nosubject=»[No Subject]» data-timestamp=’short’ Help Account Info Yahoo Home Settings Home News Mail Finance Tumblr Weather Sports Messenger Settings Want more to discover? Make Yahoo Your Home Page See breaking news more every time you open your browser Add it now No Thanks Yahoo Search query Web Images Video News Local Answers Shopping Recipes Sports Finance Dictionary More Anytime Past day Past week Past month Anytime Get beautiful photos on every new browser window Download Устройство Питающее Многоцелевого Назначения Каскад 1 deliverybooksweeblycom/blog/ustrojstvo Cached Склад готовой продукции позволяет оперативно комплектовать заказы клиентов Питание прочих нагрузок от устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Устройство питающее многоцелевого назначения типа «КАСКАД-2 avtozarjadpoznaucom/content/2-12-01-kaskad-2htm Cached Устройство устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Общий вид и основные элементы устройства показаны на рис 232 Устройство Питающее Многоцелевого Назначения Каскад 1 libraryrenta958weeblycom/blog/ustrojstvo Cached Описание устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Технические данные устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Устройство Питающее Многоцелевого Назначения Каскад 2 jazzlibrary685weeblycom/blog/ustrojstvo Cached Описание устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Устройство Каскад-2” предназначено для: зарядки аккумуляторных Каскад 2 Зарядное Инструкция — libraryjd libraryjd279weeblycom/blog/kaskad-2-zaryadnoe Cached Устройство питающее многоцелевого назначения “Каскад-2 Ymodxn--90acfdcas6abnk7anxn--p1ai зарядное устройство для акб каскад 2 инструкция и схема Выходное напряжение зарядного устройства не должно быть менее 7 Устройство Питающее Каскад 2 Инструкция — kirelis kirelisweeblycom/blog/ustrojstvo-pitayuschee-kaskad-2 Cached Зарядные устройства работающие по закону Вудбриджа 221 Устройство, питающее многоцелевого назначения «Каскад-2» 213 Описание устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Каскад 2 Зарядное Устройство Аккумуляторов Инструкция stalkolorprofilweeblycom/blog/kaskad-2-zaryadnoe Cached Питание телевизора и другой радиоаппаратуры от устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 1 Перед включением устройства ручку переключателя 9 установите в положение «1» 2 Каскад 2 Зарядное Инструкция — bookdelivery bookdelivery157weeblycom/blog/kaskad-2 Cached Принципиальная схема питающего устройства Каскад — 2 ( Устройство питающее типа Каскад 2, цена, купить ЭлтКом Маркет Каскад 2 устройство питающее многоцелевого назначения схема инструкция Зарядное Устройство Каскад Инструкция — essentialdannie essentialdannieweeblycom/blog/zaryadnoe-ustrojstvo Cached Итак внешний вид моего Описание устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД- 2 Устройство В: — телевизора и другой радиоаппаратуры Зарядное устройство для АКБ Каскад 2 (инструкция и схема wwwdrive2ru/c/1667501 Cached Питание телевизора и другой радиоаппаратуры от устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 1 Перед включением устройства ручку переключателя 9 установите в положение «1» 2 Promotional Results For You Free Download | Mozilla Firefox ® Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of Yahoo 1 2 Next 19 results Settings Help Suggestions Privacy (Updated) Terms (Updated) Advertise About ads About this page Powered by Bing™

• Каскад 2 Устройство питающее многоцелевого назначения. Продам, предлагаю — частное лицо: Инструменты
• и оборудование , Беларусь, Минск. ЕКомиссионка, 2016 Администрация сайта еКомиссионка не несет ответственность за содержание размещенных объявлений. Мэр Виктор Павленко накануне Нового года вручил а
• тственность за содержание размещенных объявлений. Мэр Виктор Павленко накануне Нового года вручил архангелогородцам с нарушением зрения цифровые устройства многоцелевого назначения с синтезом речи, которые станут им надежными помощниками для работы. RET — это транзистор общего назначения со встроенным одним или двумя резисторами. Полевые транзисторы, как с p-n переходом (канальные), так и МОП (МДП) имеют следующие схемы включения: Отставки и назначения. МиГ-35 — новейший российский многоцелевой истребитель поколения quot;4++quot;. Он представляет собой дальнейшее развитие серийных боевых самолетов МиГ-29К/КУБ и МиГ-29М/М2. Основной целью схемы и программы является содействие развитию сетевой инфраструктуры и генерирующих мощностей, а также обеспечению удовлетворения долгосрочного и среднесрочного спроса на электрическую энергию и мощность. Приведены принципиальные схемы, конструкции и осо- бенности работы паровых и водогрейных котельных агрегатов, электродных котлов, гелио-, геотермальных и теплонасосных установок. Дело quot;Сапсанаquot; подошло к пункту назначения. Единоросс Алексей Чеснаков избирается в Совет федерации по той же схеме, что и спикер. Аналитическая компания Argus Insights провела исследование рынка техники для умных домов и спрогнозировала, какие товары станут самыми востребованными на грядущих новогодних праздниках. Согласно данным Argus Insights, самым высоким спросом будут пользоваться устройства безопасности: камеры,… Причины этого вполне объяснимы — не все пользователи… …разработка КамАЗа и МГТУ им. Баумана.В рамках Российского автосалона в подмосковных Бронницах на политоне 21-го НИИ МО прошел показ автомобильной техники двойного, то есть гражданского и военного, назначения.

как с p-n переходом (канальные)

• питающее многоцелевого назначения «Каскад-2» 213 Описание устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Каскад 2 Зарядное Устройство Аккумуляторов Инструкция stalkolorprofilweeblycom/blog/kaskad-2-zaryadnoe Cached Питание телевизора и другой радиоаппаратуры от устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 1 Перед включением устройства ручку переключателя 9 установите в положение «1» 2 Каскад 2 Зарядное Инструкция — bookdelivery bookdelivery157weeblycom/blog/kaskad-2 Cached Принципиальная схема питающего устройства Каскад — 2 ( Устройство питающее типа Каскад 2
• питающее многоцелевого назначения «Каскад-2» 213 Описание устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 Каскад 2 Зарядное Устройство Аккумуляторов Инструкция stalkolorprofilweeblycom/blog/kaskad-2-zaryadnoe Cached Питание телевизора и другой радиоаппаратуры от устройства питающего многоцелевого назначения типа КАСКАД-2 1 Перед включением устройства ручку переключателя 9 установите в положение «1» 2 Каскад 2 Зарядное Инструкция — bookdelivery bookdelivery157weeblycom/blog/kaskad-2 Cached Принципиальная схема питающего устройства Каскад — 2 ( Устройство питающее типа Каскад 2
• smarter

Каскад 2 Устройство питающее многоцелевого назначения. Продам, предлагаю — частное лицо: Инструменты и оборудование , Беларусь, Минск. ЕКомиссионка, 2016 Администрация сайта еКомиссионка не несет ответственность за содержание размещенных объявлений. Мэр Виктор Павленко накануне Нового года вручил архангелогородцам с нарушением зрения цифровые устройства многоцелевого назначения с синтезом речи, которые станут им надежными помощниками для работы. RET — это транзистор общего назначения со встроенным одним или двумя резисторами. Полевые транзисторы, как с p-n переходом (канальные), так и МОП (МДП) имеют следующие схемы включения: Отставки и назначения. МиГ-35 — новейший российский многоцелевой истребитель поколения quot;4++quot;. Он представляет собой дальнейшее развитие серийных боевых самолетов МиГ-29К/КУБ и МиГ-29М/М2. Основной целью схемы и программы является содействие развитию сетевой инфраструктуры и генерирующих мощностей, а также обеспечению удовлетворения долгосрочного и среднесрочного спроса на электрическую энергию и мощность. Приведены принципиальные схемы, конструкции и осо- бенности работы паровых и водогрейных котельных агрегатов, электродных котлов, гелио-, геотермальных и теплонасосных установок. Дело quot;Сапсанаquot; подошло к пункту назначения. Единоросс Алексей Чеснаков избирается в Совет федерации по той же схеме, что и спикер. Аналитическая компания Argus Insights провела исследование рынка техники для умных домов и спрогнозировала, какие товары станут самыми востребованными на грядущих новогодних праздниках. Согласно данным Argus Insights, самым высоким спросом будут пользоваться устройства безопасности: камеры,… Причины этого вполне объяснимы — не все пользователи… …разработка КамАЗа и МГТУ им. Баумана.В рамках Российского автосалона в подмосковных Бронницах на политоне 21-го НИИ МО прошел показ автомобильной техники двойного, то есть гражданского и военного, назначения.

1.1.4.2 Зарядное устройство № 17

Несмотря на наличие в магазинах зарядных устройств (ЗУ) для автомобильных аккумуляторов, любители продолжают разрабатывать и изготавливать собственные версии ЗУ, основные преимущества перед серийными у которых — бросовые комплектующие. Схема у этих зарядников обычно состоит из силового трансформатора, диодного моста, и балластного сопротивления. В некоторых случаях в качестве балластного сопротивления используется управляемый выпрямитель на тиристорах, балластная емкость в высоковольтной части схемы, а то и просто активное сопротивление самой обмотки трансформатора. При этом зарядное устройство получается тяжелым (один только трансформатор на 15В*5А=75 Вт весит около двух килограммов) и громоздким.

Импульсные источники питания, по сравнению с классическими трансформаторными, имеют меньшие массу и габариты.

Д анное устройство представляет попытку перевести достаточно мощное зарядное устройство (расчетная мощность — 100 Вт) на современную элементную базу. Со схемотехнической точки зрения зарядное устройство — всего лишь специализированный блок питания. И если в настоящее время все шире нам встречаются импульсные БП, почему бы не быть импульсным ЗУ?

В основу предлагаемого устройства положен инверторный каскад на микросхеме IR2153.

Микросхема разработана и выпускается фирмой International Rectifier для использования в недорогих электронных балластах, основных и дежурных БП и зарядных устройствах. Широкому распространению данного семейства микросхем способствуют встроенные генератор по типу NE555 (КР1006ВИ1), встроенные драйверы управления мощными полевыми транзисторами в полу-мостовой схеме, схема контроля нижнего порога питающего напряжения с гистерезисом, малое количество внешних деталей, низкое собственное потребление

В данном случае к базовой схеме, помимо входных фильтра и выпрямителя, добавлены схемы контроля потребляемого тока и выходного напряжения. Поскольку данная микросхема не умеет регулировать длительность импульса (не имеет ШИМ), регулировка производится снижением напряжения питания микросхемы ниже порогового, до отключения преобразователя. Таким образом, преобразователь работает в релейном режиме, что приводит к большим пульсациям выходных напряжения и тока, но для зарядного устройства, работающего на аккумулятор достаточно большой емкости, это допустимо.

При подаче сетевого напряжения через ограничительный резистор R1 и диодный мост VD1-VD4 заряжается конденсатор C3 до напряжения примерно 310 В. От него через резистор R4 начинает заряжаться конденсатор C4, при напряжении на котором выше напряжения запуска включается микросхема DA1. Начинает работать полу-мостовой инвертор, появляется высокочастотное переменное напряжение на трансформаторе Т1, выпрямляется диодами, сглаживается фильтром L2-С9 и попадает на выходные клеммы X2, к которым подключена аккумуляторная батарея (на схеме не показана). С увеличением тока в нагрузке соответственно увеличивается и ток, потребляемый инвертором. В цепи прохождения этого тока находится измерительный резистор R8, при повышении напряжения на котором до примерно 0.7 В открывается транзистор VT1, частично разряжающий конденсатор C4. Инвертор при этом останавливается, и после небольшой задержки запускается снова. Таким образом ограничивается средний максимальный выходной ток.

Ограничение напряжения производится по типовой схеме с использованием микросхемы DA3 TL431: резисторы R10 и R11 образуют измерительный делитель таким образом, чтобы напряжение на выводе ОС управляемого стабилитрона было 2. 5В при напряжении на выходе устройства 14.4 В. Передачу управляющего сигнала со вторичных цепей к первичным осуществляется транзисторным оптроном DA2, транзистор которого подключен и работает аналогично транзистору VT1, описанному выше.

Светодиоды VD5 «Ток» и VD7 «Напряжение» предназначены для индикации режима работы. Первый ярко мигает при ограничении выходного тока, второй — при ограничении выходного напряжения. Это крайние режимы, а в промежуточных при зарядке разряженной аккумуляторной батареи наблюдается уменьшение мигания индикатора «Ток», свечение обоих индикаторов с небольшой равной яркостью при напряжении на АКБ около 13 В, и мигании светодиода «Напряжение» по окончании зарядки, что определятся по достижению напряжения на аккумуляторе 14.4 В.

Обидно будет, если при первом включении выйдут из строя относительно дорогие микросхема и транзисторы (но все равно их суммарная стоимость меньше стоимости трансформатора ТН-61, рекомендуемого в [2], например). Для первого включения желателен регулируемый низковольтный (5-15 В) источник питания с ограничением тока на уровне 0.5-1 А, осциллограф, регулируемый источник переменного напряжения (в крайнем случае — ЛАТР с гальванической развязкой).

Нужно замкнуть резистор R4, подключить низковольтный источник ко входу устройства. При плавном увеличении напряжения до 8-9В должен запустится внутренний генератор микросхемы DA1, что можно контролировать по появлению импульсов на ее выходах LO и HO (5 и 7 выводы соотв.). Повышать напряжение выше 15 В на данном этапе недопустимо, поскольку при этом может выйти из строя стабилитрон внутри микросхемы IR2153. На первичной обмотке силового трансформатора T1 должно появиться переменное напряжение в форме меандра с небольшой полочкой посередине (dead time — пауза между открытиями плечей полумоста). Так же необходимо убедиться в появлении небольшого (несколько вольт) напряжения на выходном конденсаторе C9.

Если работа соответствует вышеописанному, можно пробовать включение от сети.

Снимаем перемычку с резистора R4. Подключаем вход устройства к регулируемому источнику переменного напряжения. Плавно подаем напряжение, контролируя потребляемый ток. При входном напряжении 30-50 В на выходе LO должны появится импульсы, меандр на трансформаторе и заниженное выходное напряжение. Теперь повышаем входное напряжение, контролируя вольтметром выходное напряжение — при достижении на выходе 14.4 В должны появится срывы генерации и вспышки светодиода VD7.

Далее увеличиваем ток нагрузки (лучше всего это делать реостатом) и убеждаемся, что при выходном токе около 5 А. генерация так же срывается.

Вся схема собрана на макетной плате размерами 140х75 мм.

Высота монтажа — 30мм, масса (без проводов, зажимов, корпуса — см. фото) — 210 г. Транзисторы VT2, VT3 и диодная сборка VD8 через изолирующие прокладки установлены на общем радиаторе из алюминиевого листа толщиной 1.5-мм размерами 20х80 мм. Некоторое отличие номиналов деталей на фотографии и на схеме объясняется использованием в макете комплектующих, «завалившихся за подкладку» при других работах.

Фильтр: К14 М2000 2х14 вит.

Силовой трансформатор: К28х16х9, М2000НМ1, 106 вит Ф0.4, 2х17 вит Ф0.9.

Дроссель: два сложенных вместе кольца К24х13х7, МП140, 50 витков Ф0.56х3 (500 мкГн).

Микросхему IR2153 можно заменить на IR2151, IR2155, IR21531, IR2153D, IR21531D (в двух последних случаях не требуется установка диода D6).

Транзистор VT1 — КТ3102, КТ315 с любой буквой.

Транзисторы VT2, VT3 — IRF830.

Резистор R1 желательно использовать проволочный, мощностью не менее 2 Вт.

Конденсаторы C1, C2, C7, C8 — пленочные (например, типа К73-17) на напряжение не менее 400 В.

Диоды VD1-VD4 — диодная сборка или отдельные диоды на 400 В, 5 А.

Диод VD6 — высоковольтный высокочастотный выпрямительный (400 В, 100 кГц, 1 А).

Диодную сборку VD8 можно заменить на два отдельных высокочастотных выпрямительных диода (100 кГц, 70 В, 10 А), например КД213.

Оптрон 4N32 можно заменить на 4N35 или на отечественный АОТ128.

Решения SiC для быстрой зарядки постоянным током

Электромобили (EV) Быстрые зарядные устройства постоянного тока обходят бортовое зарядное устройство, установленное на электромобиле, и обеспечивают быструю зарядку постоянным током напрямую аккумулятору. Быстрые зарядные устройства постоянного тока состоят из каскада переменного-постоянного тока и каскада постоянного тока-постоянного тока, как показано ниже:

Минимизация времени зарядки при оптимизации эффективности системы является основным направлением для быстрых зарядных устройств постоянного тока. При проектировании этих систем необходимо учитывать выбор компонентов, диапазон напряжения и требования к нагрузке, эксплуатационные расходы, температуру, прочность и защиту от окружающей среды, а также надежность.

Компоненты на основе карбида кремния могут обеспечить лучшую производительность, чем традиционные компоненты из кремния и IGBT, благодаря их улучшенной рабочей температуре, меньшим потерям проводимости, более низким токам утечки, более высокой импульсной емкости и максимальному номинальному напряжению, а также более высокой удельной мощности в целом. Однако, чтобы в полной мере воспользоваться этими преимуществами, необходимо оптимизировать топологии преобразования энергии.

В этой статье будут рассмотрены несколько топологий преобразования энергии для систем быстрой зарядки и некоторые доступные инструменты/ресурсы, а также приведена сводная таблица с несколькими ключевыми сравнениями.

Будь то дома или в общественных местах, в коридоре шоссе или для зарядки парка транспортных средств, мощность, потребляемая от сети переменного тока, может варьироваться от 2,2 кВт до 1 МВт. Эти системы обычно строятся в виде блоков питания переменного тока в постоянный и постоянного тока мощностью от 20 до 50 кВт, которые можно масштабировать для удовлетворения более высоких или более низких потребностей в зависимости от места зарядки и типа транспортного средства. Ниже представлено графическое представление уровней мощности и типовой компоновки систем:

Следующим шагом в разработке является анализ практичности приложений быстрой зарядки постоянным током. Во-первых, эти зарядные устройства устанавливаются в общественных местах, где ожидается большое напряжение батареи и широкий профиль нагрузки. Например, большинство электромобилей на дороге сегодня имеют батареи в диапазоне 350-450 В, в то время как новые модели выпускаются с батареями на 800 В. Кроме того, каждая из этих батарей для электромобилей имеет разные профили зарядки, а это означает, что зарядные устройства для электромобилей должны быть рассчитаны на широкий профиль нагрузки с высокой способностью полной нагрузки. Кроме того, важно анализировать поведение клиентов, потому что, в отличие от домашних зарядных устройств, автомобиль почти всегда направляется к месту зарядки, что приводит к разогреву аккумулятора и быстрому нарастанию пиковой мощности зарядки. Вы можете увидеть это на верхнем левом графике вместе с линейным снижением при 80% емкости батареи, как это рекомендовано несколькими производителями батарей.

С точки зрения коммерческого оператора эксплуатационные расходы имеют решающее значение для инвестиций. Например, для одной зарядной станции мощностью 360 кВт повышение эффективности на 2% для станции, работающей в течение 12 часов в день с допущением 25 центов/кВт-ч, дает экономию ~ 22 долл. США в день на каждую станцию. Динамичный характер рынка электромобилей также обуславливает потребность в высокой гибкости для новых моделей и меньшей занимаемой площади.0019 Широкий диапазон напряжения аккумуляторной батареи (350–800 В)

Широкий профиль нагрузки (один или несколько транспортных средств) и аккумуляторные буферы (для высокопроизводительных транспортных средств)

Оптимизация для зарядки при полной нагрузке

Двунаправленность для применения с возвратом в сеть

Гибкость, возможность адаптации к новым отраслевым тенденциям/стандартам

Небольшие установочные размеры

Снижение эксплуатационных расходов, повышение рентабельности

Прочность, широкий диапазон рабочих температур

Давайте рассмотрим некоторые топологии питания, учитывая приведенные выше требования и конструкцию. цели.

Преобразование AC/DC

Топология 1 – (AC-DC): 3-фазный 2-уровневый активный входной преобразователь AC/DC

Первый вариант AC/DC – простой конфигурация с шестью переключателями и двухуровневым активным входным каскадом (AFE), включающая шесть SiC MOSFET Wolfspeed 1200 В (показаны на рис. 1 ), обеспечивающая мощность 25 кВт. В целом можно наблюдать много улучшений при сравнении компонентов SiC с устройствами IGBT (также показано на рис. 9).0040 Рисунок 1 ).

Metric	IGBT	SiC
Fsw	20kHz	45kHz
Power Density	3.5kW /л	4,5 кВт/л
КПД	97,2%	% 0003

Cost	IGBT	SiC
Switch	32%	62%
Choke	40%	19%
Драйвер	9% 9003	9%
0075 Thermal	19%	10%

Рисунок 1: Трехфазная фаза, двухуровневая двунаправленная AFE (TOP) и IGBT VS. описывает преимущества и проблемы, связанные с этой конфигурацией.

Преимущества	Проблемы
SIC.0003	Невозможно снизить частоту, чтобы сбалансировать потерю ядра
Низкие компоненты и низкая стоимость	Высокий DC +/- Свинг.	Топология с жесткой коммутацией создает проблемы с электромагнитными помехами
Общая простота	Большой размер, обусловленный размером дросселя

Таблица 1. Преимущества и недостатки 3-фазного 2-уровневого AFE

Использование шести SiC MOSFET, таких как 32-мОм C3M0032120K от Wolfspeed, может обеспечить высокую эффективность (и снижение затрат при одновременном увеличении удельной мощности) . Другим недискретным вариантом является одиночный модуль CCB021M12FM3 Wolfpack мощностью 25 кВт. Использование дополнительного модуля параллельно удваивает номинальную мощность до 50 кВт.

Ресурсы для проектирования:

Базовый проект CRD22AD12N демонстрирует систему с однофазным или трехфазным (сетевое питание) входом с неизолированным выходом 650–800 В постоянного тока при 22 кВт, работающую с пиковым КПД более 98,5%.

Базовый проект CRD25AD12N-FMC с конфигурацией переменного/постоянного тока состоит из активного выпрямителя, работающего с трехфазным входом и выходом 800 В постоянного тока. В этой схеме используется модуль CCB021M12FM3 WolfPACK™, который может обеспечивать мощность до 25 кВт с пиковым КПД более 97 %, а также обеспечивает масштабируемость до более высоких уровней мощности за счет чередования нескольких AFE мощностью 25 кВт.

Топология 2 – (переменный/постоянный ток): двунаправленный преобразователь переменного/постоянного тока T-типа

Преобразователь переменного/постоянного тока T-типа, использующий SiC MOSFET на 1200 В, обеспечивает меньшие коммутационные потери по сравнению с подходом с шестью переключателями , хотя потери проводимости преобладают при полной нагрузке в устройствах быстрой зарядки.

На рис. 4 показана двунаправленная конфигурация с использованием шести SiC MOSFET 1200 В 32 мОм, используемых во внешних частях, и еще шести 650 В 45 мОм SiC MOSFET, используемых в средней части (что обеспечивает лучшую R _{DS (on)} по сравнению с теплопроводностью и хорошими характеристиками при полной нагрузке). Использование карбида кремния в среднем положении также выгодно для приложений быстрой зарядки, поскольку плоская кривая R _DS(on) по сравнению с T _j карбида кремния обеспечивает более эффективную проводимость при полной нагрузке при рабочих температурах.

Рисунок 4: Преобразователь переменного тока в постоянный Т-типа

В таблице 4 перечислены дополнительные преимущества и проблемы, связанные с этой реализацией.

синхронизация

90. Преимущества и недостатки преобразователя DAB DC/DC

Топология 4 – (DC-DC): 30-60 кВт, 3-фазный однонаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный ток

необходимо учитывать некоторые дополнительные проблемы, такие как высокие пульсации тока в звене постоянного тока и выходных конденсаторах, большой объем выходного фильтра (для схем LLC) и высокие уровни тока на полевых МОП-транзисторах на первичной стороне. Чтобы продемонстрировать решения этих проблем на 30 кВт, компания Wolfspeed создала эталонный проект CRD-30DD12N-K. с использованием чередующейся 3-фазной топологии LLC. Системы мощностью 60 кВт также могут быть спроектированы с дискретными устройствами, хотя необходимо будет учитывать дополнительные соображения, такие как симметричная конструкция в отношении распределения тока и паразитных эффектов.

Разработка с силовыми модулями помогает упростить некоторые из этих задач за счет использования согласованных индуктивностей, упрощенных тепловых расчетов, масштабируемых решений для различных уровней мощности и расширения существующих мостовых топологий до гораздо более высоких уровней мощности

На рис. топология чередующегося 3-фазного DC/DC-преобразователя LLC, используемая в CRD-30DD12N-K, в то время как Таблица 10 описывает относительные преимущества и проблемы.

Рисунок 9. 3-фазный однонаправленный DC/DC преобразователь мощностью 30–60 кВт

Benefits	Challenges
Lower switching loss vs. six-switch	High part count
Lower dv/dt for EMI	Высокая стоимость компонентов
Средний 650V SIC BETHR RDSON против TEMP	Комплексный контроль
Маленькие магнетики (по сравнению с шестью переключателями)	Потекал.
Низкий размах DC+/-, низкая нагрузка на полевой МОП-транзистор0045 Топология 3 — (AC-DC): NPC/ANPC Двунаправленный преобразователь переменного тока в постоянный Наконец, топология с фиксированной нейтральной точкой (NPC) или активная топология NPC обеспечивает очень простой переход от традиционного Si к SiC. В этой конструкции наряду с диодами Шоттки можно использовать МОП-транзисторы с более низким напряжением, что снижает нагрузку на МОП-транзисторы и потери при переключении (по сравнению с двухуровневым подходом, описанным в предыдущих топологиях). На рис. 5 показан пример конфигурации NPC, который может включать 12 SiC MOSFET на 650 В, 25 мОм с шестью SiC-диодами с барьером Шоттки на 650 В, 16 А. Недостатками этой топологии являются большое количество деталей, стоимость и сложность. Рисунок 5: Топология преобразователя переменного/постоянного тока NPC В таблице 5 перечислены дополнительные преимущества и проблемы, связанные с этой реализацией. Benefits Challenges 650V SiC MOSFET blocks half of DC bus High part count Low voltage stress Высокая стоимость 650V SiC Diode eliminates Qrr High complexity Half output transient/ripple   Low switching losses   Таблица 5. Преимущества и недостатки преобразователя переменного/постоянного тока NPC/ANPC Выбор компонентов для топологий переменного/постоянного тока Для применения преобразователя переменного/постоянного тока необходимо принять некоторые решения при определении ключевых компонентов в проекте. Чтобы уменьшить перекрестные помехи и максимизировать эффективность, разработчик должен выбрать максимальное отношение Cgs/Cgd при использовании отрицательных напряжений управления затвором для выключения. И конструкция для полной нагрузки и работы с высокой мощностью или непрерывной мощностью должна иметь компоненты, обеспечивающие низкие потери проводимости. При проектировании для жесткой коммутации, сильноточных и высокочастотных операций выбирайте корпуса компонентов с низкой индуктивностью и соединениями по Кельвину, такие как корпуса Wolfspeed K и J. Кроме того, выбор наименьшего Qrr может обеспечить более быстрое время восстановления и меньшие потери. В таблице 6 показано сравнение количества компонентов для этих топологий переменного/постоянного тока. AC/DC Topology 2-level AFE (1) T-Type (2) NPC/ANPC (3) Количество SiC MOSFET 6 12 80003 SiC Diode Count 6 Table 6. Summary of AC/DC Fast Charger Topologies DC-DC Conversion Topology 1 – (DC-DC): 2-уровневый LLC-преобразователь постоянного тока мощностью 20–30 кВт, двунаправленный DC/DC-преобразователь На рис. 6 показан пример двухуровневой LLC-схемы с двунаправленным потоком и 12 SiC MOSFET, обеспечивающими простое и гибкое управление. с высокой эффективностью и небольшими магнетиками. В этой конфигурации, предназначенной для быстрой зарядки постоянным током, реле можно включать и выключать для работы с напряжением 400 В и 800 В для низких или высоких зарядных токов. Одним из недостатков является то, что конструкции LLC обычно имеют узкую золотую середину, которая требует тщательного проектирования резервуара. Рисунок 6. Двухуровневый преобразователь постоянного тока в постоянный, 20–30 кВт В таблице 7 перечислены дополнительные преимущества и проблемы, связанные с этой реализацией. Benefits Challenges 1200V SiC enables simple 2-level control Narrow sweet spot Split 650V for flexible design оптимизирован для выходов 400/800 В   SiC enables high switching frequency with smaller magnetics   Good current sharing with LLC tanks   High efficiency at resonance   Таблица 7. Преимущества и недостатки 2-уровневого преобразователя постоянного тока в постоянный с преобразователем LLC0041 На рис. 7 показан пример двухуровневой каскадной схемы LLC с двунаправленным потоком и 12 полевыми МОП-транзисторами, что позволяет легко перейти от традиционных Si-компонентов к SiC (при 650 В). Хотя эффективность может быть высокой из-за компонентов SiC, есть несколько проблем (см. Таблица 8 ). Рисунок 7. Двухуровневый каскадный преобразователь постоянного тока в постоянный, 20–30 кВт Преимущества Проблемы обеспечивает простой переход с 650 В SI до 650V SIC High Compity и стоимость High Afficity At и стоимость Hightipricty At и стоимость High Atempity At and Sost High Atempity At и Sost 9000. параллельные резонаторы   Более низкая общая эффективность   Узкая зона наилучшего восприятия Таблица 8. Преимущества и недостатки 2-уровневого каскадного преобразователя постоянного тока в постоянный ток с LLC Конструкции преобразователя постоянного тока с использованием SiC MOSFET на 1200 В. Конструкция может обеспечить мощность 22 кВт для аккумуляторов с напряжением до 800 В и гибкость двунаправленной передачи мощности, а также позволяет использовать гибкие полные и полумостовые схемы для регулировки усиления и эффективности. При проектировании LLC-преобразователей в целом необходимо учитывать выбор подходящего SiC MOSFET. Вот несколько рекомендаций по выбору подходящего полевого МОП-транзистора для топологии LLC. Выходная емкость полевого МОП-транзистора (и время, необходимое для зарядки) может в значительной степени определить характеристики преобразователей с переключением при нулевом напряжении, как это видно в схемах LLC. Лучше всего выбрать SiC MOSFET с наименьшим значением C OSS при низком значении V DS . Потери при переключении в LLC-преобразователях пропорциональны току намагничивания, который обычно мал для LLC-преобразователей, что приводит к хорошо контролируемым потерям при выключении. Поскольку отключение в LLC является жестким переключением, лучше всего выбрать корпус с выводом Кельвина, такой как корпуса TO-247-4 или TO-263-7, которые могут снизить коммутационные потери до 4 раз по сравнению с Пакеты из 3-х отведений. Кроме того, потери на обратное восстановление могут быть значительными для высокочастотных приложений, поэтому лучше выбирать компоненты с наименьшим временем обратного восстановления. Топология 3 – (DC-DC): Двойной активный мост (DAB) мощностью 20–30 кВт, двунаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный На рис. 8 показан пример преобразователя постоянного тока в постоянный с двойным активным мостом (с фазовым сдвигом) мощностью 20–30 кВт, который обеспечивает решение для быстрой зарядки с трапециевидным профилем тока (по сравнению с синусоидальным профилем, как показано в LLC). схемы). Преимущества и недостатки этой топологии можно увидеть в таблице 9 . Рисунок 8. Двунаправленный преобразователь постоянного тока DAB мощностью 20–30 кВт0041
Широкий диапазон мощности (по сравнению с LLC)	Более низкий КПД (по сравнению с LLC), более высокий ток отключения приводит к более высоким потерям при переключении	При резких скачках тока может потребоваться подавление электромагнитных помех
	Узкий диапазон ZVS

Benefits	Challenges
Low input current ripple	Tolerance of resonant capacitance/inductance and magnetizing L m can result in unbalanced currents
Низкие пульсации на выходе и меньший выходной конденсатор	Комплексное векторное управление (применяется трехфазный анализ)
Uniform distribution of power to 3-phase on primary
Flexible discrete solution with 1x or 2x SiC MOSFETs per position
Scalable to lower phases or большее количество фаз

0040 В таблице 11 показана альтернативная конфигурация двухуровневого резонансного преобразователя LLC мощностью 50–60 кВт, в которой используются полумостовые силовые модули Wolfspeed WolfPACK на первичной обмотке и диоды Шоттки на 30 А на вторичной обмотке.

Figure 10. 50-60kW 2-Level LLC Resonant Converter

Benefits	Challenges
WolfPACK offers simple high power density primary	Tolerance of resonant capacitance/inductance and magnetizing L m can result in unbalanced currents
Simple control	Optimization of magnetics can result in significant design tasks

Table 11. 2 Преимущества и недостатки резонансного преобразователя LLC уровня

В Таблице 12 и Таблице 13 показано сравнение количества компонентов для этих топологий DC/DC.

DC/DC Topology	2-уровневой LLC (1)	2-LEVE
SiC MOSFET Count	10	12	8
SiC Diode Count

Таблица 12. Резюме DC/DC 20-30 кВт Топологии.

LLC Resonant Converter (2)

SiC MOSFET Count

6

4

SiC Diode Count

24

8

Table 13. Summary of DC/DC 50kW+ Fast Charger Topologies

Summary

To conclude, there are a variety of converter topologies для конструкций с быстрой зарядкой, которые могут обеспечить модульность, двунаправленность, эффективность работы при полной нагрузке и высокую удельную мощность. Технология SiC лежит в основе этих быстрых зарядных устройств и топологий преобразователей, обеспечивая наилучшую производительность и обеспечивая длительный срок службы и надежность системы. Большинство топологий, описанных в этом примечании, можно легко смоделировать с помощью Wolfspeed SpeedFit 2. 0 Design Simulator™.

Building Wire — Домашние зарядные станции — настоящая экономия газа (экономия)

Несколько новых производителей GPS теперь могут направить вас к ближайшей зарядной станции для электромобилей, пока вы находитесь в дороге; но вам, вероятно, не нужен GPS, чтобы показать вам, как «идти домой». И, давайте посмотрим правде в глаза; ваш дом является наиболее удобным (и, вероятно, самым дешевым местом) для вас, чтобы заправить полностью электрический или подключаемый электрический гибридный автомобиль (PEV).

Комплект предварительной проводки зарядной станции Evr-Green™ от Leviton Manufacturing Co.

Вы взяли на себя (или собираетесь взять на себя) обязательство стать «зеленым», и одна из причин этого — экономическая: экономия газа, экономия денег. Теперь вы можете максимизировать свои сбережения и сэкономить время с помощью электрической зарядной станции в собственном доме. Это правда, что некоторые новые электромобили позволяют подключаться напрямую к стандартной 110-вольтовой розетке (называемой уровнем 1), но для зарядки может потребоваться много часов.

Лучший и гораздо более быстрый способ — это иметь свободный доступ к выделенной цепи 220/240 вольт, 40 ампер (называемой уровнем 2), где бы вы ни припарковали свой автомобиль. В этом нет ничего волшебного — это так же просто и недорого, как обеспечение электроэнергией вашего кондиционера, плиты или сушилки для белья.

Если вы покупаете новый дом, поговорите со своим застройщиком. Если вы находитесь в существующем доме, поговорите с электриком. Если вы опытный мастер, убедитесь, что вы соблюдаете местные электротехнические нормы и правила, и получите все необходимые разрешения.

Готовые новые дома

Некоторые национальные строители домов устанавливают предварительно подключенные розетки для зарядки PEV; многие строители предлагают их в качестве опции. Независимо от того, будете ли вы или будущий покупатель вашего дома пользоваться этой торговой точкой, это выгодное вложение. Если вы находитесь на рынке нового строительства, обязательно воспользуйтесь этим ценным удобством.

Существующая домашняя установка

Во-первых, выясните, может ли ваша текущая электросеть удовлетворить потребность в дополнительном токе выделенной цепи до 40 ампер. Это не должно быть проблемой для домов с током не менее 200 ампер. Ваша местная энергетическая компания или подрядчик по электроснабжению могут посоветовать вам, в порядке ли ваша текущая электросеть.

Во-вторых, узнайте, предлагает ли энергетическая компания специальные тарифы на зарядку электромобилей. Многие электроэнергетические компании предлагают услуги в определенное время суток, в непиковые часы или другие варианты, обеспечивающие выгодные тарифы. Некоторые варианты могут предусматривать установку дополнительного оборудования.

Теперь вам нужно добавить новый автоматический выключатель на электрический щит. Затем выберите удобное место для подключения зарядного устройства и определите, где и как вы будете прокладывать новую проводку. Вы можете провести проводку через стенки полости или использовать внешнюю систему управления проводами, такую ​​как Wiremold®.

Расчет схемы

В зависимости от длины участка между коробкой выключателя и розеткой электротехнические правила большинства юрисдикций допускают использование кабеля в пластиковой оболочке (NM-B) с использованием трех изолированных медных проводов #8 AWG для 40-амперного кабеля. схема, часто называемая 8/3. Красный и черный провода подключаются к двум «горячим» клеммам, белый — к нейтрали, а оголенный заземляющий провод — это заземление оборудования. При длине более 100 футов следует использовать медь № 6 AWG. Не пытайтесь сэкономить деньги, используя алюминий — требования к калибру провода больше, а установка сложнее. Это не стоит разницы.

Дома в некоторых юрисдикциях могут потребовать использования армированного (AC) или металлического (MC) кабеля. Из соображений безопасности предпочтительнее MC; он имеет зеленый изолированный проводник заземления оборудования. В других случаях может потребоваться прокладка кабеля через кабелепровод (металлический или пластиковый). В таких случаях следует использовать кабельную разводку (UF) с четырьмя изолированными проводами (8/4): черный и красный для «горячих» проводников, белый для нейтрали и зеленый для заземления оборудования. Если для вашей розетки требуется подземный ввод, используйте также UF-кабель. Во всех случаях следует использовать полностью медную проводку для обеспечения максимальной безопасности и производительности.

Экономия денег

Если для зарядного устройства требуется только 30-амперная цепь, вы можете сэкономить на затратах, используя медь № 10 AWG, 10/3. Однако, если в будущем вы перейдете к автомобилю или зарядному устройству, требующему обслуживания на 40 ампер, вам потребуется переустановить всю цепь с медным проводом 8/3.

Существуют и другие преимущества использования меди 8/3 для вашей 30-амперной цепи с самого начала. Имейте в виду, что чем дальше от сервисного щитка проходит ваша проводка, тем меньшее напряжение имеется в розетке. Таким образом, помимо дополнительной безопасности использования меди и увеличения размера провода, вы также снизите падение напряжения, уменьшите потери энергии и позволите зарядному устройству работать с большей эффективностью. Это также сокращает время на перезарядку вашего автомобиля.

Наконец, если вы знаете конфигурацию вилки, используемой в вашем автомобиле или домашней зарядной станции, которую вы будете использовать, установите соответствующую ответную розетку в розетке. Для наружной установки используйте розетку для наружного применения и защитный экран. Если вы подключаете электропроводку для будущей покупки, просто закройте каждый из проводников и прикрутите сплошную пластину к коробке.

Зарядная станция

Некоторые компании предлагают домашние зарядные устройства, которые можно быстро подключить к новой розетке. Они различаются по цене и стилю, а также по напряжению и силе тока. Не покупайте его, пока у вас не будет PEV, а затем обратитесь к производителю за рекомендацией, которая соответствует требованиям вашего автомобиля.

Зеленый для перехода на зеленый

До конца 2011 года действует федеральный налоговый кредит в размере 30% от стоимости покупки и установки зарядного оборудования, до 1000 долларов США для физических лиц и 30 000 долларов США для предприятий. Покупатели PEV также могут получить выгоду от своих федеральных налогов за счет кредита на подключаемый электропривод, который может варьироваться от 2500 до 7500 долларов в зависимости от емкости аккумулятора. В настоящее время 13 штатов также предлагают финансовые стимулы. См. «Подключи Америку» в Интернете.

В зависимости от того, где вы живете, ваша местная коммунальная компания может предложить финансовые стимулы для установки и использования зарядной станции PEV. Кроме того, вам следует обратиться к таким производителям, как GE, Coulomb Technologies, ECOtality, Leviton, Siemens и Schneider, среди прочих, чтобы узнать, удовлетворяют ли они ваши потребности и предлагают ли какие-либо стимулы.

Полное объяснение того, что доступно, можно получить у вашего дилера PEV. Кажется, сейчас самое время броситься в будущее.

Copper Development Association Inc. не принимает на себя никакой ответственности или обязательств любого рода в связи с этой публикацией и не делает никаких заявлений или гарантий, связанных с ее использованием, точностью или полезностью.

Lander CA6CML20 Cascade Беспроводная зарядка. каскад. Cascade автоматически определяет зарядку через USB-A или USB-C. Просто подключите устройство, чтобы начать зарядку.

Уровень заряда батареи :
Нажмите кнопку, она отобразит уровень заряда батареи, в то же время включится беспроводная зарядка, порт USB C и USB A, если через 60 секунд ни одно устройство не будет подключено. Каскад перейдет в спящий режим.
Сквозная зарядка
Подключите настенное зарядное устройство к каскаду, и начнется зарядка. Когда каскад заряжается, также доступна сквозная передача питания для одновременной зарядки вашего устройства и аккумуляторной батареи. Беспроводная зарядка является приоритетом сквозной зарядки. Вы можете положить свой телефон на верхнюю часть Cascade, чтобы начать беспроводную зарядку. Если к беспроводному зарядному устройству не подключено ни одно устройство, каскад отключит протокол беспроводной зарядки. Вам нужно будет нажать кнопку, чтобы активировать его снова. Cascade также поддерживает как беспроводную зарядку, так и сквозную зарядку USB A одновременно, когда Cascade подключается к источнику питания через USB-c.
Рекомендации по хранению и транспортировке
Устранение неполадок:
Если Boulder не работает:
– Полностью зарядите аккумуляторы
– Убедитесь, что USB-кабель вставлен правильно Все еще не работает? Свяжитесь с нами по адресу lander.com/support
Предупреждения:
— Используйте монитор с маленькими детьми.
– НЕ смотрите на операционную лампу, это может повредить глаза. Lander не несет ответственности за последствия, будь то прямые, косвенные или случайные, или за любой другой ущерб, возникший или возникший в результате использования ее продуктов.
Гарантия на один (2) год и возврат: Для получения информации об ограниченной гарантии на один год для этого продукта посетите сайт lander.com/warranty.
По вопросам возврата обращайтесь на сайт lander. com/return-policy.
Сертификаты и испытания:
Было подтверждено, что этот продукт соответствует требованиям Европейской директивы по радиооборудованию (RED) 2014/53/EU.t
Этот продукт соответствует требованиям EMC (электромагнитная совместимость) 2014/30/EU и директиве RoHS 2011/65/ЕС.
ПРИМЕЧАНИЕ. Это оборудование было протестировано и признано соответствующим ограничениям для цифровых устройств класса B в соответствии с частью 15 правил FCC. Эти ограничения предназначены для обеспечения разумной защиты от вредных помех при установке в жилых помещениях. Это оборудование используется и может излучать радиочастотную энергию, и, если оно не установлено и не используется в соответствии с инструкциями, может создавать вредные помехи для радиосвязи. Однако нет гарантии, что помехи не возникнут в конкретной установке. Если это оборудование создает вредные помехи для радио- или телевизионного приема, что можно определить, выключив и включив оборудование, пользователю рекомендуется попытаться устранить помехи одним или несколькими из следующих способов:
— Переориентируйте или переместите приемную антенну.
— Увеличить расстояние между оборудованием и приемником.
-Подключите оборудование к розетке цепи, отличной от той, к которой подключен приемник.
— Обратитесь за помощью к дилеру или опытному специалисту по радио/телевидению.
Изменения или модификации, не одобренные явным образом стороной, ответственной за соответствие требованиям, могут привести к аннулированию права пользователя на эксплуатацию оборудования. Это устройство соответствует части 15 правил FCC. Эксплуатация осуществляется при соблюдении следующих двух условий: (1) это устройство не должно создавать вредных помех, и (2) это устройство должно принимать любые получаемые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу.
Это устройство соответствует стандарту(ам) RSS Министерства промышленности Канады, не требующему лицензии.
Эксплуатация осуществляется при соблюдении следующих двух условий: (1) это устройство не должно создавать помех, и (2) это устройство должно принимать любые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу устройства. Знак соответствия требованиям Министерства промышленности Канады ICES-003: CAN ICES-3 (B)/NMB-3(B). Этот продукт соответствует требованиям RCM.

сообщите об этом объявлении

1 Требование ФКС

2 Документы/ресурсы

2.1 Каталожные номера

2.2 Сопутствующие руководства/ресурсы

сообщить об этом объявлении

Требование FCC

Изменения или модификации, не одобренные в явной форме стороной, ответственной за соблюдение требований, могут привести к аннулированию права пользователя на эксплуатацию оборудования. Это устройство соответствует части 15 правил FCC. Эксплуатация осуществляется при соблюдении следующих двух условий: (1) это устройство не должно создавать вредных помех, и (2) это устройство должно принимать любые получаемые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу.
Примечание. Это оборудование было протестировано и признано соответствующим ограничениям для цифровых устройств класса B в соответствии с частью 15 правил FCC. Эти ограничения предназначены для обеспечения разумной защиты от вредных помех при установке в жилых помещениях. Это оборудование генерирует, использует и может излучать радиочастотную энергию, и, если оно не установлено и не используется в соответствии с инструкциями, может создавать вредные помехи для радиосвязи.
Однако нет гарантии, что помехи не возникнут в конкретной установке. Если это оборудование создает вредные помехи для радио- или телевизионного приема, что можно определить, выключив и включив оборудование, пользователю рекомендуется попытаться устранить помехи одним или несколькими из следующих способов:

• Переориентируйте или переместите приемную антенну.
• Увеличьте расстояние между оборудованием и приемником.
• Подключите оборудование к розетке цепи, отличной от той, к которой подключен приемник.
• Обратитесь за помощью к дилеру или опытному специалисту по радио/телевидению.

Требование ISED
Это устройство содержит не требующие лицензии передатчик(и)/приемник(и), соответствующие RSS Канады по инновациям, науке и экономическому развитию. Эксплуатация возможна при следующих двух условиях: (1) Это устройство не должно создавать помех. Это устройство должно принимать любые помехи, в том числе помехи, которые могут вызвать нежелательную работу устройства.

Разработан в горах Уосатч, штат Юта, США.
©2020 Lander®
2801 N Thanksgiving Way, Ste 300
Lehi, UT 84043
1.844.452.6337
(844) 4-LANDER
[email protected]
Lander.com/Cascade-Instructions

report this ad

Документы/ресурсы

Каскадная беспроводная зарядка LANDER CA6CML20 [pdf] Руководство пользователя CA6CML20, 2ALQR-CA6CML20, 2ALQRCA6CML20, CA6CML20 Каскадная беспроводная зарядка, CA6CML200078

Каталожные номера

• Политика возврата | Лендер®
• Пожизненная гарантия Neve Cable | Посадочный модуль
• Каскад Инструкции | Lander®

April 13, 2022 April 14, 2022 Posted inLANDERTags: 2ALQR-CA6CML20, 2ALQRCA6CML20, CA6CML20, CA6CML20 Cascade Wireless Charging, Cascade Wireless Charging, LANDER

LANDER 6K10K Cascade Wireless Charger Instructions

Каскадное беспроводное зарядное устройство 6K10K
Инструкции

Беспроводная зарядка :

Чтобы начать беспроводную зарядку, нажмите кнопку и поместите устройство поверх каскада. Cascade автоматически определяет зарядку через USB-A или USB-C. Просто подключите устройство, чтобы начать зарядку.

Уровень заряда батареи:

Нажмите кнопку, она отобразит уровень заряда батареи, в то же время включится беспроводная зарядка, порт USB C и USB A, если через 60 секунд ни одно устройство не будет подключено. Каскад перейдет в спящий режим.

Сквозная зарядка:

Подключите настенное зарядное устройство к каскаду, и он начнет заряжаться. Когда каскад заряжается, также доступна сквозная передача питания для одновременной зарядки вашего устройства и аккумуляторной батареи. Беспроводная зарядка является приоритетом сквозной зарядки. Вы можете положить свой телефон на верхнюю часть Cascade, чтобы начать беспроводную зарядку. Если к беспроводному зарядному устройству не подключено ни одно устройство, каскад отключит протокол беспроводной зарядки. Вам нужно будет нажать кнопку, чтобы активировать его снова. Cascade также поддерживает как беспроводную зарядку, так и сквозную зарядку USB A одновременно, когда Cascade подключается к источнику питания через USB-c.
Рекомендации по хранению и транспортировке

Устранение неполадок:

Если Boulder не работает:
– Полностью зарядите батареи
– Убедитесь, что USB-кабель вставлен правильно
Все еще не работает? Свяжитесь с нами по адресу lander.com/support
Предупреждения:
— Используйте монитор с маленькими детьми.
– НЕ смотрите на операционную лампу, это может повредить глаза. Lander не несет ответственности за последствия, будь то прямые, косвенные или случайные, или за любой другой ущерб, возникший или возникший в результате использования ее продуктов.
Гарантия на один (2) год и возврат: Для получения информации об ограниченной гарантии на один год для этого продукта посетите сайт lander.com/warranty.
По вопросам возврата обращайтесь на сайт lander.com/return-policy.
Сертификаты и испытания:
Подтверждено соответствие этого продукта Европейской директиве по радиооборудованию (RED) 2014/53/EU.
Этот продукт соответствует требованиям EMC (электромагнитная совместимость) 2014/30/EU и директиве RoHS 2011/65/EU.
Предупреждение Федеральной комиссии по связи США
Устройство было проверено на соответствие общим требованиям к радиочастотному излучению. Прибор можно использовать в условиях портативного облучения без ограничений.
Это устройство соответствует части 15 правил FCC. Эксплуатация осуществляется при соблюдении следующих двух условий: (1) это устройство не должно создавать вредных помех, и (2) это устройство должно принимать любые получаемые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу.
Это устройство соответствует стандарту(ам) RSS Министерства промышленности Канады, не требующему лицензии. Эксплуатация осуществляется при следующих двух условиях: (1) это устройство не должно создавать помех, и (2) это устройство должно принимать любые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу устройства.
Маркировка соответствия требованиям Министерства промышленности Канады ICES-003: CAN ICES-3 (B)/NMB-3(B). Этот продукт соответствует требованиям RCM.

Требование FCC

Изменения или модификации, не одобренные явным образом стороной, ответственной за соответствие требованиям, могут привести к аннулированию права пользователя на эксплуатацию оборудования. Это устройство соответствует части 15 правил FCC. Эксплуатация осуществляется при соблюдении следующих двух условий: (1) это устройство не должно создавать вредных помех, и (2) это устройство должно принимать любые получаемые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу.
Примечание: Это оборудование было протестировано и признано соответствующим ограничениям для цифровых устройств класса B в соответствии с частью 15 правил FCC. Эти ограничения предназначены для обеспечения разумной защиты от вредных помех при установке в жилых помещениях. Это оборудование генерирует, использует и может излучать радиочастотную энергию, и, если оно не установлено и не используется в соответствии с инструкциями, может создавать вредные помехи для радиосвязи. Однако нет гарантии, что помехи не возникнут в конкретной установке. Если это оборудование создает вредные помехи для радио- или телевизионного приема, что можно определить, выключив и включив оборудование, пользователю рекомендуется попытаться устранить помехи одним или несколькими из следующих способов:

• Переориентируйте или переместите приемную антенну.
• Увеличьте расстояние между оборудованием и приемником.
• Подключите оборудование к розетке цепи, отличной от той, к которой подключен приемник.
• Обратитесь за помощью к дилеру или опытному специалисту по радио/телевидению.

Требование ISED
Это устройство содержит не требующие лицензии передатчик(и)/приемник(и), соответствующие RSS Канады по инновациям, науке и экономическому развитию. Эксплуатация возможна при следующих двух условиях: (1) Это устройство не должно создавать помех. Это устройство должно принимать любые помехи, в том числе помехи, которые могут вызвать нежелательную работу устройства.

Разработан в горах Уосатч, штат Юта, США.
©2020 Lander®
2801 N Thanksgiving Way, Ste 300
Лехи, Юта 84043
1.844.452.6337 | (844) 4-LANDER
[email protected]
Lander.com/Cascade-Instructions

Documents / Resources

LANDER 6K10K Cascade Wireless Charger [pdf] Instructions CA10CML20, 2ALQR-CA10CML20, 2ALQRCA10CML20, 6K10K Беспроводное зарядное устройство Cascade, 6K10K, Cascade, Беспроводное зарядное устройство

Каталожные номера

• Пожизненная гарантия Neve Cable | Посадочный модуль
• Каскад Инструкции | Лендер®
• Политика возврата | Lander®

9 апреля 2022 г. 11 апреля 2022 г. Опубликовано вLANDERТеги: 2ALQR-CA10CML20, 2ALQRCA10CML20, 6K10K, 6K10K Каскадное беспроводное зарядное устройство, одноячеечная батарея LitMos 9 LANDER, Cascade, 0, 0 каскадная двойная защита?

Задавать вопрос

Спросил 5 лет, 6 месяцев назад

Изменено 5 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

У меня есть приложение, в котором у меня есть схема защиты батареи (перезарядка, переразрядка, перегрузка по току зарядки, перегрузка по току разряда), содержащая BQ29700 на основной плате отдельно от исходного аккумулятора (что, я думаю, очень плохая практика). Схема точно такая же, как в примере, приведенном в техническом описании, за исключением того, что полевые МОП-транзисторы — CSD17527Q5A. Схема следующая:

^{смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab}

Этот выбор конструкции был сделан для того, чтобы иметь возможность использовать более дешевые незащищенные аккумуляторные блоки в прототипах продукта, когда сопоставимые защищенные аккумуляторы были слишком дорогими. Теперь то, что мы хотим сделать, это иметь возможность размещать защищенные батареи без модификации существующих плат, если это возможно. А именно, это будет выглядеть так:

^{симулировать эту схему}

Мои гипотезы таковы:

1. Перегрузки по току заряда/разряда измеряются напряжением на полевых МОП-транзисторах, т. е. от V- до Vss (так указано в техническом описании). Поэтому две каскадные защиты должны продолжать корректно работать в присутствии друг друга.

2. Напряжения перезарядки/переразрядки измеряются напряжением между BAT и Vss (так указано в техническом описании). Следовательно, схема защиты внутри блока должна продолжать правильно определять эти условия, отключая один из полевых МОП-транзисторов. Когда блок батарей «отключается» таким образом, бортовая защита должна рассматривать блок как разомкнутую цепь, что эквивалентно отсутствию батареи.

Мои вопросы:

1. Разумно ли предположить, что независимо от марки батареи схема защиты одноячеечной батареи, которая поставляется в комплекте, будет иметь аналогичную топологию, а именно два полевых МОП-транзистора вплотную (для измерения заряда/ токи разряда и размыкание их при неисправности) на пути обратного тока и RC-фильтр нижних частот (для измерения и подачи) исходного напряжения аккумуляторной батареи?

2. Мы будем подключать аккумуляторные батареи непосредственно к нашей цепи, которая также содержит цепь зарядки. На данный момент мы столкнулись с тем, что при первом подключении незащищенного аккумуляторного блока (ни одно из условий неисправности не применимо) разрядный полевой МОП-транзистор никогда не включается. Сначала необходимо инициировать зарядку, чтобы разрядка стала доступной. Это отмечено в даташите, однако больше подробностей по этому поводу нет. Когда две схемы защиты соединены каскадом, бортовая будет испытывать это при каждом обнаружении неисправности и устранении ее в блоке (если моя гипотеза 2 верна). Я предполагаю, что это условие (т.е. первое напряжение между BAT и Vss, подача зарядного напряжения между VDD и VSS) определяется напряжением между BAT и V-, это разумное предположение? Потребуется ли зарядка каждый раз при возникновении неисправности, чтобы снова включить бортовую цепь?

3. Существуют ли другие предсказуемые условия, при которых полевые МОП-транзисторы одной из цепей никогда не включатся, даже при отсутствии условий неисправности, несмотря ни на что?

4. Если есть такие условия, мы предполагаем, что просто обход встроенных МОП-транзисторов с толстым проводом будет самым быстрым решением с наименьшими модификациями (конечно, это предотвратит безопасное использование незащищенных необработанных пакетов с этими платами, если провод снова не будет удален ). Это правильно/безопасно?

• MOSFET
• литий-ионный
• защита
• липосакция

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

1. Вы не можете предполагать, что все встроенные модули защиты имеют одинаковую схему, но вы можете предположить, что они будут прозрачными при нормальной работе.

2. Аккумулятор для вашего устройства должен выглядеть как незащищенный аккумулятор. Если батарея в какой-то момент получила достаточный заряд для «активации» PCM, она должна оставаться «включенной» для разрядки.

Если аккумулятор необходимо зарядить для разрядки, то PCM должен обнаружить неисправность (перезаряд, перегрузка по току или переразряд). Если это происходит регулярно, вам следует выяснить причину.

3. При первом подключении PCM к аккумулятору может потребоваться его активация. Возможно, поэтому в вашей схеме возникает эта проблема (каждый раз, когда батарея вынимается, BQ2970 думает, что она разрядилась). Батарея, которая поставляется со встроенным PCM, может быть активирована или не активирована, когда вы ее получите, в зависимости от того, как она была настроена и как с ней обращались.

4. Устройства, в которых используются защищенные батареи, вставляемые пользователем, обычно не имеют внутреннего модуля PCM, а те, в которых есть внутренняя батарея, необслуживаемая пользователем. Любой, кто подключает «сырой» аккумулятор к устройству, которое для этого не предназначено, должен лучше знать, что он делает!

Однако предполагается, что PCM является последней защитой от катастрофических сбоев. Ваше устройство должно иметь собственную защиту от перезарядки, перегрузки по току и переразряда, чтобы обеспечить исправность аккумулятора и собственных цепей. Ваше зарядное устройство должно иметь надежное ограничение постоянного напряжения и тока, короткие замыкания должны быть исключены, а устройство должно отключаться задолго до полной разрядки аккумулятора. Не полагайтесь на PCM в выполнении этой работы!

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Верхний контур, изначально использовавшийся для незащищенных ячеек, похоже, имеет проблемы. Два МОП-транзистора расположены спиной к спине, и, следовательно, при разрядке и зарядке ток должен проходить по крайней мере через один обходной диод, встроенный в МОП-транзистор. Таким образом, если байпасный диод имеет прямое напряжение 0,8 В, то при разрядке элемент может выдавать только от 2,5 В до 3,4 В макс. Около 20% энергии теряется в виде тепловой энергии. Это то, что вы испытываете?

\$\конечная группа\$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Добро пожаловать в Link Transit, WA

Компания Link Transit, расположенная в небольшом городском районе Уэнатчи, штат Вашингтон, последние 8 лет лидирует в транспортной отрасли по разработке и внедрению электромобилей большой грузоподъемности и зарядных устройств. Link Transit расположен в Уэнатчи, штат Вашингтон, на восточном склоне Каскадных гор в месте слияния рек Уэнатчи и Колумбия. Link Transit является бенефициаром обширных местных инвестиций в чистую гидроэнергетику. Link Transit получает электроэнергию от коммунального округа округа Челан (CCPUD), который на 100% состоит из гидроэлектростанций, вырабатываемых двумя (2) плотинами реки Колумбия CCPUD и плотиной реки Челан. Это изобилие гидроэнергии привело к очень стабильному источнику энергии и одним из самых низких тарифов на электроэнергию в Соединенных Штатах. Именно в этой среде Link Transit решила провести электрификацию своего автобусного парка.

В 2010 году Link Transit стала первой организацией на Северо-Западе, которая ввела в эксплуатацию большегрузный автомобиль, работающий от современных аккумуляторов. В рамках своего проекта 2010 года компания Link Transit приобрела автобусы троллейбусного типа длиной от 5 до 22 футов, использующие литий-ионные батареи с титановой матрицей, у компании EBus Inc. из Дауни, Калифорния. Хотя эти первые автомобили и аккумуляторы превышали указанные характеристики (дальность хода, мощность и функциональность), система охлаждения аккумуляторов вышла из строя в течение 2 месяцев после ввода автобусов в эксплуатацию. Эти неисправности привели к тому, что автомобили вышли из строя.

В 2011 году поставщик Link Transit, Ebus Inc., переоборудовал эти автомобили с использованием более старой технологии аккумуляторов — никель-кадмиевых аккумуляторных элементов. Эти батареи были установлены, чтобы позволить Link Transit эксплуатировать автобусы с батарейным питанием и отлаживать транспортные средства и технологии зарядки, пока поставщик переделывал систему батарей. Эта старая технология, хотя и функциональная и достаточно надежная, позволяла эксплуатировать автобусы только от 4 до 5 часов в день.
В 2012 году компания EBus доставила и установила на Link Transit первые на Северо-Западе роботизированные зарядные устройства для транспортных средств. Это были не только первые роботизированные зарядные устройства на Северо-Западе, но и первые мощные зарядные устройства, получившие сертификат безопасности Underwriters Laboratories (UL) в любой точке мира. Эти зарядные устройства были способны автономно находить и подключаться к зарядной розетке автомобиля и перезаряжать автомобиль со скоростью, заданной системой управления батареями, от минимальной 50 киловатт до максимальной 240 киловатт в час. Использование этого передового зарядного устройства позволило Link Transit увеличить запас хода автобусов с никель-кадмиевым двигателем с 50 миль до примерно 115 миль за счет повторяющихся коротких (от 6 до 8 минут) зарядок в час работы.

В 2014 году компания EBus модернизировала транспортные средства Link Transit в виде троллейбусов с помощью литий-ионной железо-фосфатной матричной аккумуляторной системы. Эта новая батарея решила проблему утечки с оригинальной системой батареи Titanium Matrix и обеспечила долговечную батарею с длительным сроком службы (никель-кадмиевая батарея служит только около 2 лет). Комбинация литий-ионной железно-фосфатной матричной батареи с роботизированными зарядными устройствами увеличила запас хода автомобиля с примерно 115 миль до более чем 160 миль.

В 2015 году у троллейбусов были серьезные неисправности печатных плат управления батареями. После тщательной доработки было установлено, что автоматические устройства быстрой зарядки вызывали выход из строя печатных плат примерно после 200 зарядок (каждая шина заряжалась примерно 22 раза в день). Это привело к тому, что каждые две недели в каждом автобусе происходил сбой печатной платы. В начале 2016 года Link Transit приняла решение отказаться от быстрой зарядки аккумуляторов. Это действие устранило отказы печатной платы, но эффективно уменьшило максимальную дальность полета автомобиля примерно до 80 миль. Также было обнаружено, что батареи очень чувствительны к температуре. При температуре окружающего воздуха выше 95 градусов по Фаренгейту, батарея Link Transit перегрелась. Во избежание перегрева аккумуляторы нельзя было заряжать полным током. Поскольку Wenatchee испытывает около 6 недель каждое лето при температуре 95 градусов или выше, это серьезно ограничивает производительность автобусов. Также было обнаружено, что без быстрой зарядки аккумуляторов при температуре окружающей среды ниже 35 градусов по Фаренгейту аккумуляторы не будут обеспечивать достаточную энергию для питания автомобиля. Влияние этих температурных воздействий сильно ограничивало движение транспортного средства с декабря по март и с середины июля до середины августа.

Несмотря на ограничения производительности, Link Transit продолжала эксплуатировать эти автобусы до 2017 года. В начале 2018 года Link Transit начала сталкиваться с большим количеством отказов аккумуляторов в парке EBus. Из-за сильно ограниченной производительности этих транспортных средств первого поколения Link Transit приняла решение прекратить программу EBus и сосредоточить свои усилия на своих аккумуляторных электромобилях второго и третьего поколения.

В 2016 году Link Transit заказала 5 35-футовых пассажирских автобусов BYD (Build Your Dreams) (автомобили второго поколения). Эти автобусы были произведены в Ланкастере, Калифорния, на основе конструкций и деталей из Китая. Эти автобусы были построены как автомобили с зарядкой от сети и оснащены современными литий-ионными железофосфатными батареями. Эти автобусы были намного больше (35 мест против 19 мест).в EBus) и представляли собой полнофункциональный транзитный автобус с климат-контролем. Эти автобусы были первыми полноразмерными электрическими автобусами на батареях, развернутыми на Северо-Западе.

Компания BYD поставила Link Transit первые автомобили в начале 2017 года. Автобусы были построены с усовершенствованными батареями и приводными двигателями, которые обеспечивали запас хода 145 миль (достаточно для подключаемого автобуса). Тем не менее, автобус продемонстрировал большое количество производственных дефектов и значительные температурные воздействия. Эти автобусы BYD первого поколения имели значительно уменьшенный запас хода, когда температура окружающей среды была ниже 35 градусов по Фаренгейту (почти 50-процентное сокращение запаса хода) и когда температура была выше 9 градусов по Фаренгейту. 5 градусов по Фаренгейту, машина не будет заряжаться на полной скорости, уменьшая запас хода примерно на 30%. За последние 18 месяцев BYD много работал над устранением производственных дефектов, и большинство производственных проблем было решено. Проблема температурной чувствительности более сложная. BYD разработал ряд модификаций программного обеспечения, чтобы свести к минимуму проблемы с температурой. Эти изменения улучшили производительность при экстремальных температурах, но существенные ограничения по-прежнему присутствуют.

В 2018 году Link Transit приобрела первое в мире беспроводное (магнитное) автомобильное зарядное устройство мощностью 200 киловатт и модернизировала один из наших автобусов BYD оборудованием для приема заряда (автомобиль третьего поколения). Это зарядное устройство было сертифицировано UL по безопасности электрических и магнитных полей, а также сертифицировано Федеральной комиссией по связи по электромагнитным помехам. 23 марта 2018 г. Link Transit зарядил первый в мире транзитный автобус по беспроводной сети со скоростью 208 киловатт (предыдущие приложения были ограничены 50 киловаттами). Беспроводное зарядное устройство увеличило дальность пробега автобуса BYD со 145 км в режиме подключаемого модуля до более чем 250 миль, а за счет периодической подзарядки автобус смягчил некоторые воздействия низких и высоких температур окружающей среды. В августе, когда температура окружающей среды колеблется между 55 и 9 градусами0 градусов по Фаренгейту автобус продемонстрировал высокую надежность и функциональность.

Основываясь на опыте Link Transit с автобусами BYD в экстремальных температурах Wenatchee, BYD согласилась построить Link Transit 10 новых автобусов с аккумуляторной системой с регулируемой температурой. (5 дополнительных автобусов и 5 для замены исходных автобусов). Эта новая конструкция аккумуляторной батареи с регулируемой температурой в сочетании с беспроводными зарядными устройствами для транспортных средств должна решить проблемы с производительностью, с которыми Link Transit сталкивалась в отношении аккумуляторных электромобилей, и позволить Link Transit в полной мере продемонстрировать и извлечь выгоду из обещания экологически чистых автобусов с низкой стоимостью энергии и нулевым уровнем выбросов.