Обзор DC-DC повышающего конвертера с регулировкой тока и напряжения

Здравствуйте друзья. 

Со времени моего знакомства с DC-DC конвертером Jtron, кому интересно, обзор можно прочитать здесь, меня не оставляла мысль найти подобное решение с регулировкой не только по напряжению, но и по току. Например для создания недорогого зарядного для аккумуляторных батарей (под термином батарея — понимается 2 и более соединенных вместе аккумулятора). Вот про один из вариантов такого конвертера я сегодня и расскажу. 

Сразу скажу — обзор носит больше исследовательский чем прикладной характер, в некотором роде это творческий поиск, поэтому буду благодарен за конструктивные комментарии и предложения. 

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

Узнать актуальную цену на странице товара в магазине Gearbest можно — здесь

Характеристики:

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

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

 

Внешний осмотр, элементная база

Поставляется в антистатическом пакете

Размеры модуля — ширина чуть менее 6 см

Длина — чуть более 6,5 см

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

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

между подстроечниками находится ШИМ контролер 3843b

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

И сдвоенного диода Шотки MBR2060CT с другой стороны

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

Нижняя часть конвертера:

Испытания

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

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

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

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

После этого прикручиваю ток до 2 А. 

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

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

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

При желании ток можно ограничить и на 1 А

и на 0,5 А

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

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

Максимальная температура зафиксированная на аккумуляторах — 32С

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

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

После заряда — напряжение на батарее без нагрузки

Напряжение на единичном элементе

Вывод 

С одной стороны — аккумуляторы я зарядил. С другой стороны — каким образом отслеживать момент, когда следует прекращать заряд? Применять дополнительные индикаторы? Вопрос пока открыт, жду комментариев. Может быть этот конвертер вообще нельзя применять как зарядное, я ошибся с выбором ? 

Об авторе
+2 0 13731 8
Автор 1507278702933555@facebook Рейтинг +285.65 Сила 726.44
Блог Kvazis House 53 99 RSS

8 комментариев

Dinar
Да, ошибся.
1507278702933555@facebook
буду благодарен за конструктивные комментарии и предложения

Я не просто так выделил это слово. Какой смысл вашего комментария?
Dinar
Конвертер, как вы сами заметили, нельзя применять как автоматическое зарядное устройство. Как временное решение «на коленке» — возможно с кучей оговорок.
Заведомо было ясно, что это только меньшая половина зарядного устройства, и к нему ещё нужна управляющая часть, отслеживающая напряжение-температуру-ток и прочее по желанию. Ниже написали варианты решения, но есть ощущение, что готовое ЗУ получится не дороже, чем самоделка из ардуины, обвязки к ней и т. п.
Последний раз редактировалось
Feralman
Можно: простенький контроллер на Arduino, датчик тока, например ASC 712, 5А. Контроль напряжения один раз откалибровать для АЦП того-же Arduino с помощью приличного вольтметра (у Вас уже есть). Простенькое реле или модуль на полевике для отключения нагрузки.
Все. Есть значения тока, напряжения и возможность выключить. Можно прописывать любые алгоритмы зарядки с обратной связью по датчикам.
1507278702933555@facebook
Тогда уж проще докинуть два бакса и взять 4S плату заряда.
Feralman
Можно. Но не интересно) Хотя цена датчика и прочего чуть дороже выйдет…
Negoro
Выходное напряжение: 100W (Max, 150W кратковременно), если позволяет источник питания

Напруга в в Ваттах? Поправьте.
Printerman
Забавная игрушка из Китая :)
Разве что оба нонеймовых электролита из мусорного бачка дядюшки Chong`а лучше сразу выпаять и выкинуть, заменив на приличные. Иначе жизнь их при подогреве от радиаторов будет недолгой, но… вонючей.
По банкам — допуск по перезаряду у нас +0.05V. Малейший разброс во внутреннем сопротивлении банок, и… Не надо детей так учить заряжать литий… Ну разве что в ночь с 31 декабря на 1 января :)
Как «лабораторная работа» — вполне. Но не хватает надписи «не пытайтесь повторить это в домашних условиях» :)

Добавить комментарий