Здравствуйте друзья.
Со времени моего знакомства с DC-DC конвертером Jtron, кому интересно, обзор можно прочитать
здесь, меня не оставляла мысль найти подобное решение с регулировкой не только по напряжению, но и по току. Например для создания недорогого зарядного для аккумуляторных батарей (под термином батарея — понимается 2 и более соединенных вместе аккумулятора). Вот про один из вариантов такого конвертера я сегодня и расскажу.
Сразу скажу — обзор носит больше исследовательский чем прикладной характер, в некотором роде это творческий поиск, поэтому буду благодарен за
конструктивные комментарии и предложения.
Почему мое внимание привлек именно данный конвертер? Кроме того что он имеет регулировку по току и по напряжению, он является
повышающим — Step — Up Boost Converter, что для меня весьма интересно, так как на хозяйстве имеется довольно много 12 В блоков питания (да и не забываем про бортовую сеть автомобиля), а для заряда например 4х элементной LiOn батареи с последовательно соединенными элементами, нужно напряжение в 16.8 В. Так же понравилась невысокая цена, и возможность скинуть часть ее поинтами — в моем случае свободных поинтов было на 2 с небольшим доллара, что дало цену примерно в 5.5 доллара.
Характеристики:
● Входное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходная мощность: 100W (Max, 150W кратковременно), если позволяет источник питания
● Может работать как источник питания для ноутбуков 65W — 90W
● При использовании 12V источника для питания 19V 3.42A ноутбука, температура модуля — около 45 С градусов
● Эффективность преобразования: 94% (вход 16V выход 19V 2.5A)
● Рабочая температура: от -40 до +85 градусов, если температура окружающей среды превышает 40 градусов, необходимо использование активного охлаждения
● Температура при полной нагрузке: 45 градусов
Так же на странице товара имеется полезная информация о назначении элементов управления
Внешний осмотр, элементная база
Поставляется в антистатическом пакете
Размеры модуля — ширина чуть менее 6 см
Длина — чуть более 6,5 см
Максимальная габаритная высота, на уровне электролитов — около 2,5 см
На одной из сторон конвертера находится два подстроечника, для регулировки тока и напряжения, за ними находится массивный, относительно размеров конвертера дроссель
между подстроечниками находится ШИМ контролер 3843b
По бокам находятся два радиатора, которые рассеивают тепло от MOSFET транзистора IRF2807 с одной стороны
И сдвоенного диода Шотки MBR2060CT с другой стороны
С другой стороны находится контактная колодка на 4 винтовых разъема, соответственно входное и выходное напряжение, за ними два 35 В электролита на 1000 мкФ
Нижняя часть конвертера:
Испытания
В качестве источника питания, я использовал 12 В блок питания, про который рассказывал в одном из своих 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 — 32 С
Когда напряжение на аккумуляторной батарее приблизилось к отметке 16.7 В, потребляемый ток стал существенно падать
В районе 0.3 А — изменения практически прекратились и я завершил заряд
После заряда — напряжение на батарее без нагрузки
Напряжение на единичном элементе
Вывод
С одной стороны — аккумуляторы я зарядил. С другой стороны — каким образом отслеживать момент, когда следует прекращать заряд? Применять дополнительные индикаторы? Вопрос пока открыт, жду комментариев. Может быть этот конвертер вообще нельзя применять как зарядное, я ошибся с выбором?
Можно немного снизить напряжение например до 4,00В и постоянно его подавать, но при этом аккумуляторы оказываются не полностью заряжены.
Ну люблю я заведомо невыполнимые квесты :)
Для этих целей желательно использовать балансир (выводы "+" и "-" каждого аккумулятора должны соответственно быть подключены в схему).
Ну а для уставших акумов данный вариант вообще не годится.
Для литиевого аккумулятора допустим буферный режим заряда. Не допустим «капельный».
Просто ставьте 4.1В/банка с ограничением по току (и балансировкой банок!).
Этим можно свинец заряжать. Но если посчитать то проще купить готовый зарядник.
Из этого конвертора неплохой драйвер для светодиодного светильника от 12В получается
Это точно не обзор по п. 18?
И присоединяюсь к предыдущим ораторам — заряжать включенные последовательно литиевые банки без балансира (или хотя бы платы защиты) — не очень хорошая идея.
Еще раз скажу — не всегда в сборках аккумов есть балансировочные разъемы. Если есть то за два бакса добавляется такая схема:
А если нет?
А если нет, то может быть вот так.
Конвертер все равно найдет своего покупателя для своих целей.
Это уже другой комплекс тестов, я рассматривал с точки зрения именно зарядного.
Можно в принципе — сделать еще такие тесты — замеры пульсаций на входе и выходе конвертера, замер КПД, длительная работа с нагрузкой хотя бы ватт на 60. Поглядим как «зайдет» этот обзор, может и будет желание его дополнить
КПД — да, полезно будет.
ps: брал за ~ 2.3 $ aliexpress.com/item/FREE-SHIPPING-1PCS-LOT-150W-Boost-Converter-DC-to-DC-10-32V-to-12-35V-Step/32656655548.html
повышайку, но без регулировки тока. Ноутбук 17' toshiba satellite C675 заряжает без проблем, не греясь при этом.
… Эх… при старом курсе 2012 года бы…
… можно было бы и экранчик потребления-напряжения приспособить, и…
… мечты… работает, и так сойдёт.
Хотелось бы за 5 баксов да все в одном :)
Вытащил из него свинцовую батарею (вышла из строя), хочу засунуть Li-on аккумулятор — 1 шт. на 6000 mAh и этот конвертер для увеличения напряжения до 12 вольт. Еще нужно будет плату заряда для Li-on батареи.
Даже не глядя на входное напряжение.
Не забыть про плату защиты для зарядки, и какой-то контроль напряжения на аккумуляторах, хотя NCR18650B и до 2В можно разряжать, ни черта им не сделается.
3 банки 18650 + BMS на 30А
Пусковой ток двигателя 12V 60W около 30А
Простые 18650 с большим трудом вытягивают 20Вт каздый
Настраиваете 28V, 0,7-0,8А
И если не затруднит, то приведите осциллограммы пульсаций напряжения на нагрузке при разных ее (нагрузки) значениях.
По сути надо из 12-14.4В бортовой сети делать 17.4В как на штатном заряднике, с мощностью 100Вт. Полупустой акб заряжает изумительно, а вот совсем севший на старте проваливается напряжение ниже 17, а потом скачет выше 17.4 и батарея отказывается заряжаться… Как-то можно доработать данный девайс? Что б на больших токах держал стабильно выходнгое напряжение. принудительный обдув и толстенные провода питания не спасают. Кстати, на полупустых АКБ даже без обдува током не греется, градусов 40…
Выставить напряжение 28V и ток 3А
Если нужна мощность больше — есть преобразователи мощнее.
Если поставить предохранитель 7,5А между донором и данным преобразователем, то он просто сгорит в нештатной ситуации.
mySKU.me/blog/aliexpress/38948.html
На наклейках они пишут, кто во что горазд, на моем написано TUNSEK. Оценки хорошие, в сети есть несколько обзоров, но чисто хомячковых — «вот, работает, крутим регулятор, напряжение меняется». :) Под нагрузкой, судя по всему, его никто не тестировал.
Подал на вход 30 В с ограничением 3 А, на выходе поставил 50 В, подключил активную нагрузку 8 Ом (нагреватель жала T12) — то есть, с приличным запасом по току с обеих сторон. Примерно через полсекунды ключевой транзистор сгорел со щелчком. :)
Осмотр показал, что транзистор и диодная пара припаяны на плату, а радиатор налеплен на них сверху (на пластик). Транзистор, судя по всему, банально перегрелся (вокруг него характерные капли припоя, вылезшие из-под корпуса).
Так что Ваш вариант, где силовые элементы посажены на радиаторы металлом (пусть и через прокладки) должен быть надежнее. При больших нагрузках прокладки можно и убрать, если обеспечить изоляцию радиаторов. Ну и дроссель в моем варианте как-то неубедителен для 200 Вт. :)
Кстати, у меня китайцы еще зачем-то напрочь сошлифовали маркировку с транзистора — то ли что-то скрыть хотели, то ли банально понизить тепловое сопротивление корпуса. Подскажите, какие транзисторы туда лучше ставить — с сопротивлением канала поменьше, или лучше уменьшить емкость затвора и/или время переключения?