Електронне навантаження на базі CL24 із функцією керування заряджанням

Почалося все з того, що деякий час тому я замовив пару навантажень CL24, але вони якось лежали та лежали, і я подумав: а чому б не зібрати на їхній базі пару готових пристроїв? Власне, подумав, ще раз подумав — і зробив.

Нагадую: щоб постійно бути в курсі нових тем у блозі, рекомендую підписатися на мій інстаграм, де я публікуватиму сповіщення про всі нові теми й, можливо, писатиму просто про щось цікаве — посилання на акаунт

Також підписатися на оновлення та нові статті можна в телеграм-каналі — https://t.me/KirichBlog

Як я писав у попередній статті, ці пристрої належать до «побутової» серії, але функціональність у них чимала. До того ж я постарався вмістити все це в максимально компактний корпус.
Також одразу скажу: ці два навантаження належать (як зараз модно казати) до так званої лімітованої серії, бо не факт, що я робитиму таке ще раз.
Є, щоправда, варіант контролера BW150 — функціонально він такий самий, але дешевший. На жаль, його плата має топологію, відмінну від попередніх моделей, що дуже ускладнює використання його як готового пристрою, тож не факт, що я робитиму щось і з ним, хоча варіанти є.

Отже, торік я публікував огляд електронного навантаження CL24. Загалом цікава модель, хоча й не без недоліків. Найбільше мені сподобалося те, чого бракувало в DL24EW і що розробники додали після мого огляду: можливість задавати паузу між циклами заряджання-розряджання та розряджання-заряджання. Крім того, тут можна задавати просто кількість циклів, а не лише CDC і CDCDC.


Тоді, до речі, я порівнював навантаження кількох поколінь, і було помітно, що розробники дослухаються до моїх рекомендацій. За це їм велике спасибі.


Фотографій буде небагато, бо я не знімав процес, хоча знайшлося кілька фото початкового етапу. Перепрошую за якість — фотографував паяльником.
Так би мовити, просто щоб було зрозуміло, як виглядав процес, який іноді називають «просто встановити готову плату в корпус».


Ще одне фото процесу: тут уже приблизно кінець складання, видно клавіатуру, яка зрештою не знадобилася.


Через особливості корпусу довелося не лише використати силовий модуль зменшених габаритів (і потужності), а й зменшити плату захисту та комутації зарядного пристрою. Ця плата, на відміну від штатної, має такі особливості:
1. Захист від переполюсування: вона просто не під’єднає зарядний пристрій до акумулятора, якщо щось із них під’єднано неправильно
2. Захист від зворотного струму: струм від акумулятора не піде в зарядний пристрій. Це критично, якщо як зарядний пристрій використовується DC-DC перетворювач
3. Комутація струму до 20-25А, відповідно, малі втрати — близько 0.16 вольта за струму 20А. Звісно, тут додається ще приблизно 0.1 вольта на шунті (за 20А) і трохи на проводах, але на це я вплинути не можу.

З недоліків: максимальна напруга зарядного пристрою — 50 вольт, максимальна напруга в режимі навантаження — 100 вольт. Це важливо.
Насправді вона може комутувати й 100 вольт, але через те, що за неправильної полярності напруга джерела й акумулятора додається, виходить 50 вольт (зарядний пристрій) + 50 вольт (акумулятор) = 100 вольт, тож упираємося в це обмеження. Хоча технічно, якщо не допускати переполюсування, можна використовувати зарядний пристрій і акумулятор із напругою до приблизно 90 вольт.


До речі, про модуль комутації. В огляді CL24 я не надав йому особливого значення, і дарма: виявилося, що він кардинально відрізняється від модуля, який був у комплекті з DL24EW.
Відмінність у тому, що в модулі ліворуч (DL24EW) захисний діод під’єднаний паралельно й, за задумом, має перепалити запобіжник (дуже сумнівно, що він узагалі здатен це зробити) і не впливає на нормальний процес заряджання.
А ось у модулі CL24 (і BW150) діод під’єднаний... послідовно і, як наслідок, ще більше обмежує максимальний струм заряджання. Але що гірше — заважає коректно заряджати акумулятори, особливо низьковольтні, через падіння напруги. З’ясувалося це нещодавно, коли один із читачів звернувся до мене по допомогу.

Власне, це стало останньою краплею в моїх ваганнях, робити власний модуль чи ні. Зрештою плати вже у виробництві. Зберу певну кількість власних модулів, повністю сумісних із DL24EW, CL24, BW150, але на голову кращих за штатні. Коли приїдуть — напишу статтю.


Спочатку я писав, що CL24 може видати максимум 150 ватів, та ще й з обмеженнями за напругою: наприклад, за напруги 36 вольт і вище отримаємо взагалі до 80 ватів. Сумно. Тому вніс деякі корективи й у підсумку без проблем отримав 350 ват.
Фактично тут встановлено силовий модуль у 1.5 раза слабший за мої типові, тому й потужність не 550-600, а 350-400 ват.


Оскільки це навантаження керує заряджанням, дротів у корпусі виявилося більше, а через плату комутації модуль довелося зробити коротшим. До того ж установив менш продуктивний (і тихіший) вентилятор, що в підсумку дало такі характеристики:
Струм навантаження 25А, заряджання 25А
Напруга до 100 вольт у режимі розряджання і до 50 вольт у режимі заряджання
Потужність до 350-400 ват, 350 точно витримує тривало, 400 теж, загалом, але це вже залежатиме від температури повітря.
Керування обертами вентилятора, датчик температури закріплений на одному з транзисторів.

Довелося замінити шунт вимірювання струму: установив не лише потужніші, а й якісніші, до того ж додав до них радіатори, адже температура також впливає на точність.


У підсумку отримав дві абсолютно однакові коробочки з абсолютно однаковою начинкою та параметрами.
І так, тепер не лише потужність стала більшою, ніж у штатної CL24, а й керування здійснюється енкодером, що, безперечно, зручніше за кнопки.



Ззаду також усе впритул:
Вентиляційний отвір
Роз'єм для підключення мережевого кабелю
Роз'єм датчика температури
Вхід для підключення зарядного пристрою
Універсальний USB-C, до якого можна підключити не лише кабель ПК, а й додаткові модулі WiFi та ВТ.


Спереду, відповідно:
Індикатор режиму заряджання
Дисплей
Силові та вимірювальні клеми
Енкодер — регулювання та вибір режиму
Кнопка старт/стоп
Кнопка живлення.



Звісно, після заміни шунтів навантаження довелося калібрувати. Мушу сказати, що тут це робиться легше, зручніше й точніше, ніж у DL24EW і 24MP.
Також видно, що навантаження цілком нормально працює за потужності близько 380 ват.


Навантаження виготовлялися на продаж, на ОЛХ, найімовірніше, виставляти не буду, бо це не серійний виріб. Ціна 7300грн, продаватимуться в комплектації, близькій до максимальної:
1. Навантаження
2. Тримач акумуляторів
3. Модуль WiFi
4. Модуль Bluetooth
5. Простий адаптер для підключення джерел, що тестуються
6. Адаптер із тригером QC/PD
7. Пара коротких кабелів із затискачами-крокодилами
8. Кабель живлення
9. Штекер ХT-60 для вашого зарядного пристрою або перетворювача DCDC
10. Зовнішній датчик температури

Відмінності від штатних комплектів CL24 і BW150
1. Захист від переполюсування не лише в режимі навантаження, а й у режимі заряджання
2. Комутація струму заряджання не 2-3 ампери, а 20-25, до того ж мале падіння напруги на комутаторі
3. Керування за допомогою енкодера
4. Потужність не 150, а 350-400
5. Готове рішення в корпусі, а не у вигляді плати
6. Вбудований блок живлення.

Відмінності від DL24EW
1. Зручніше керування
2. Можливість задати паузу між етапами заряджання/розряджання
3. Оновлене ПЗ
4. Виправлено деякі помилки.



Звісно, добре було б зробити клемник на корпусі, як я нещодавно робив для одного із замовників (виявилося, що це дуже незручно), але, по-перше, у маленькому корпусі його просто нікуди встановити, а по-друге, якщо використовувати тримач акумуляторів, то користуватися ним буде ще й незручно.
Тому можу додати до комплекту пару таких клемників, а дроти з бананами вже можете зробити самі.




Ось якось так. Сподіваюся, комусь це буде корисно. Я намагався зробити пристрій максимально охайним, функціональним і якісним, а оскільки навряд чи робитиму ще щось подібне, то й комплектацію наблизив до максимальної. Мабуть, тут бракує USB-кабелів, але, думаю, такі є в кожного вдома.