/       /       /    Новая версия платы адаптера PSU-UPS, прототип
Поддержать проект на Patreon


Новая версия платы адаптера PSU-UPS, прототип

Не так давно я выкладывал пример доработки ИБП от Meanwell, где использовал свою плату. В тот раз использовалась старая версия платы, имеющая определенные недостатки, обусловленные простотой схемного решения. Сегодня я покажу новую версию платы, избавленную от недостатков предыдущей схемы.

Это первая часть статьи, во второй части будет показано применение в целевом блоке питания.

Напоминаю, чтобы быть постоянно в курсе новых тем в блоге, рекомендую подписаться на мой инстаграмм, где я буду выкладывать уведомления о всех новых темах и возможно писать просто о чем-то интересном - ссылка на аккаунт

Также подписаться на обновления и новые статьи можно в телеграм канале - https://t.me/KirichBlog


И так напомню, в прошлый раз переделывался ИБП от Meanwell, в частности это была старенькая версия под маркировкой AD-55.


Схема была сильно упрощена и по сути являлась умощнённым вариантом схемы девятилетней давности, о которой я уже рассказывал.
Ключевые недостатки той схемы:
1. Большое падение напряжение на обратном диоде при работе от батареи, около 0.4-0.5 вольта уходило "в воздух".
2. Большой "выбег" напряжения в процессе заряда, в конце напряжение "убегало" до 14.4 вольта.
3. Сложность установки токов заряда более 1.5-2А из-за большого нагрева токоизмерительного резистора


В новой схеме указанные недостатки устранены, правда и схема стала сложнее.
Черным выделена собственно основная схема.
Красным, узел индикации окончания заряда.
Зеленым, узел "холодного" автоматического старта.
Синим, узел автозапуска платы защиты если таковая имеется и после полного разряда блокируется до появления напряжения на ее входе.

Скажу сразу, "синий" узел не проверен, потому это просто набросок, зеленый проверялся, но без защитного диода и резистора, они были добавлены как защита конденсаторов в случае длительной переполюсовки батареи.
Про красный узел скажу отдельно, он добавлен здесь только потому что применен сдвоенный ОУ и был "лишний" канал, а так как ОУ можно использовать в качестве компаратора и на плате есть ИОН на базе стабилитрона VD1, то на нем можно сделать например формирование сигнала о предразряде батареи. В моем случае он распаян на плате, но я его не использовал.

Как можно заметить, схема измерения тока очень похожа на известные китайские платы, здесь сложно придумать что-то новое.
Резисторы R4 и R5 лучше применять точные, но не именно из-за точности, а из-за более низкого ТКС.

Схема и номиналы немного отличаются от той, что показана в статье, потому как в статье прототип, а схема ближе к окончательной.


На показанной трассировке также убраны некоторые ошибки прототипа, а также добавлен предохранитель.


Дальше обычный процесс, ЛУТ, травление и т.д.
Кстати меня спрашивали, каким флюсом я пользуюсь. В процессе изготовления платы наш F3, есть еще водосмываемый F5, как закончится первый, перейду на второй. Но флюс я использую только при изготовлении платы, дальше смываю его и пользуюсь только тем флюсом, который есть в припое, более чем достаточно и заметно чище.

Также меня спрашивали, почему ЛУТ, а не фоторезист, ответ прост, у меня настолько отлажен данный процесс, что на фоне всего остального я даже его не замечаю, причем как-то не делал платы наверное года полтора-два, потом сходу и без проблем изготовил когда понадобилось.



Сразу делал плату и для другого проекта, но "что-то пошло не так" и она не заработала так как задумывалось.


Так как это был прототип, то попутно исправлял ошибки трассировки, причем одна из них "гуляла" примерно последние 10 этапов процесса трассирования, и даже не заметил что была, просто переносил с этапа на этап.


Плату надо с чем-то пробовать и я решил использовать один из 12 вольт блоков питания, обзор которых когда-то делал. Эти блоки конечно слабоваты для такой задачи, но для прототипа более чем достаточно.


Правда пришлось внести два изменения:
1. Перерезать дорожку узла защиты от перенапряжения (OVP)
2. Поднять выходное напряжение до 13.8 вольта.

Если что, схема БП есть в обзоре, ссылка выше.


Напряжение получилось немного ниже требуемого, но опять же, для прототипа достаточно. На будущее, рекомендую применять именно постоянные резисторы, а если ставите подстроечный, то ОБЯЗЯТАЛЬНО в нижнем плече делителя!!!


Четвертое положительное изменение, схемотехнически подключение данной платы проще чем предыдущей, дорожку в цепи минуса ОС блока питания резать не нужно и фактически за исключением сигнала СС плата подключается просто между БП и батареей.


Вживую подключение выглядит как-то так, плюс и минус просто на выход БП, сигнал СС на катод стабилитрона БП или на ножку оптрона.


Первая проверка, подбор номинала конденсатора коррекции ОС на плате, да и ток заряда хотелось поднять.


Изначально на плате стояли параллельно два шунта по 40мОм, т.е. 20мОм, добавил третий и подкорректировал делитель, ток поднялся, но как-то все равно был меньше ожидаемого.


После этого подумал, а не разрядить ли немного батарею, попутно проверив как вообще работает плата в полном цикле.
Подключаем лампу в качестве нагрузки, ждем некоторое время и включаем БП в розетку, получаем 2.35А.
Делитель у меня был 10к вверху и 150 Ом внизу, т.е. грубо 66:1, шунт 13.3мОм, соответственно:
Опорное 2.5 вольта, после делителя около 38мВ.
Расчетный ток 0.0375/0.0133=2.8А.

Почему получилось меньше? Во первых погрешность самих резисторов (делителя и шунта), а во вторых, ТКС, номинал нижнего резистора "убежал" в сторону уменьшения, вот ток и уменьшился. Именно потому я рекомендую применять точные резисторы.
Но на самом деле здесь скорее важно чтобы ток не "убегал" в сторону увеличения, остальное по сути не так и важно, главное он корректно ограничивается и идет процесс заряда.

Расчетное падение при выходном токе 5А у схемы составляет 0.065 вольта, что явно меньше чем 0.4-0.5 у диода, выбега напряжения нет вообще, правда в самом конце заряда схема будет "дотягивать" медленнее, так как фактически резистор на 13мОм включен последовательно с батареей, но что есть 13мОм на фоне сопротивления проводов, платы защиты, контактов реле и т.п.?
Можно конечно здесь также отрезать инус стабилитрона ОС блока питания для компенсации падения на шунте во время заряда, но как по мне, это вообще не имеет смысла.


И так, на текущий момент цель достигнута, а забегая вперед, скажу, она достигнута и в целевом БП, но об этом в другой раз.

На сегодня пока всё, надеюсь что было полезно и что подобные переделки нужны будут как можно реже.
Эту страницу нашли, когда искали:
https://www.kirich.blog/stati/moi-proekty/1146-novaya-versiya-platy-adaptera-psu-ups-prototip, hwd-a3d datasheet

Товары по сниженной стоимости


Вас может заинтересовать


Товары по сниженной стоимости


Комментарии: 6

  1. Здрастуйте. Повторив вашу саму першу схему для живлення роутера. Все працювало близько двох років. Але недавно при черговому відключенні електроенергії - помітив що не відбувся перехід на батарею. З'ясувалося що вона розрядилася практично в нуль. Це сталося по причині просідання напруги на батареї нижче а ніж поріг увімкнення реле. Коли напруга в мережі з'явилася, тл431 відкрилася, котушка реле під'єдналася до акумулятора, але контакти не замкнулися і заряд не почався. Навпаки ,весь час поки в мережі була напруга акумулятор розряджався через котушку реле. В оновленій вашій конструкції з'явилися діод VD4 і два резистора R14 i R15, але треба аби їх опір був таким, щоб струм через них компенсував струм розряду через котушку реле. Я ставив 100ом. На мою думку 540ом буде забагато. Але це залежить від того яке реле використовується.
    #1: 2 апреля 2023 15:41
    1. Эта цепочка нужна не для питания реле, а для запуска платы защиты, по крайней мере в теории, а исправному устройству подпитывать реле не нужно.
      Суть в том, что как раз наоборот, номиналы этой цепочки должны быть такими, чтобы реле не могло запуститься без батареи, потому как реле выполняет две функции:
      1. Защита от переразряда, ТЛ431 включает реле только если напряжение выше чем 10.5 вольта
      2. Защита от переполюсовки, реле включается только если батарея подключена в правильной полярности и не включается если полярность неправильная.

      В данном случае у вас вышло из строя реле, соответственно когда БП запустился, то оно не подключило батарею к заряду, но при этом тл431 сработала и реле включилось разряжая батарею.
      Делитель для тл431 подключен так что он в штатном режиме работы не разряжает батарею, а когда батарея отключена по переразряду, то вообще не должна разряжаться.
      Можно убрать защиту от переполюсовки и тогда проблема разрядом в случае выхода из строя реле пропадает, но мне не хотелось так делать.
      #2: 2 апреля 2023 18:21
  2. Цитата: kirich

    1. Защита от переразряда, ТЛ431 включает реле только если напряжение выше чем 10.5 вольта
    ,,,
    ,,,,
    В данном случае у вас вышло из строя реле, соответственно когда БП запустился, то оно не подключило батарею к заряду, но при этом тл431 сработала и реле включилось разряжая батарею.
    .


    В моєму випадку реле не вийшло із ладу, а просто не увімкнулося від 10,5В мінус падіння напруги на діоді. 
    #3: 2 апреля 2023 20:39
    1. Возможно пробило ТЛ431, кстати надо будет подумать насчет улучшения защиты от подобного. 
      #4: 2 апреля 2023 21:12
  3. У вашій новій схемі подібного не відбудеться, адже діод VD6 (а відповідно і реле) тепер увімкнуто не напряму до батареї як було в попередніх схемах, а через контакти реле. Та через це ж пропав захист від переплюсовки при заміні на гарячу. 
    #5: 2 апреля 2023 21:35
    1. Будет, это у меня ошибка на схеме, спасибо что заметили, по плате диод включен правильно, со стороны батареи, потому как я считаю что наличие защиты от переполюсовки весьма важно. Но в принципе если отключить защиту, то да, можно переставить диод и та ккак сейчас, но схему я все таки лучше исправлю.
      #6: 2 апреля 2023 23:01

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.