Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Area dedicata ai convertitori lineari e di tipo switching (SMPS). Scambio di schemi, calcoli e progettazione
Dino
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Dino »

Inviato il file GERBER a jlcpcb, attendendo l'arrivo mi concentro sulla parte software, speranzoso di riuscire ad avere il primo release per pasquetta, parenti permettendo :lol: :lol:
Dino
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Dino »

Rieccomi :-)
Sono arrivati i PCB, di ottima fattura (JLCPCB ha fatto un ottimo lavoro!) ora devo trovare i MOSFET migliori tra i disponibili, ho cercato un po' (escludendo alie* eba* ama* ecc.) ho trovato questi papabili, economici e pronti alla spedizione:
TK30A06N1,S4X(S 43A 60V 0.0122ohm
TK40E06N1,S1X(S 60A 60V 0.0084ohm
PSMN018-100PSFQ 53A 100V 0.0149ohm

Quale mi consigliate?

Anche altri MOSFET in caso, ma preferirei restare sul fornitore farnell perché in passato ho già acquistato e non ci sono stati problemi di nessun tipo, oppure altro fornitore ma di cui vi fidate (ho acquistato 4 IOR IR2104 su eba* ed ho scoperto che uno ha un problema all'uscita LO che non viene propio pilotata... "casualmente" proprio l'unico dei quattro con la serigrafia sbiadita... i test fatti in passato di cui ho riportato i valori si riferiscono all'uso di questo integrato quindi non sono da prendere in considerazione dato che il ricircolo nel ramo basso era garantito solamente dal diodo in anti-parallelo interno al IRF3205 che avevo utilizzato per le prove, dato che la tensione al gate con questo IC restava inchiodata a massa...)

Per la parte software sto andando avanti, per ora ho implementato le funzioni necessarie a leggere i valori di tensione (ingresso e uscita dal buck) e corrente (pensavo di misurare solamente la corrente uscente dal buck dato che quella in ingresso sarà comunque in funzione di quella in uscita), il controllo del PWM per regolare la tensione d'uscita e mantenerla stabile al variare della tensione in ingresso, dalle prove fatte sono soddisfatto.
Ross
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Ross »

Scegliere il mosfet giusto è frutto della valutazione di diversi parametri di funzionamento, nei miei progetti scelgo con questi criteri:
1) corrente di drain alla temperatura del chip di 100°C non inferiore al 25% di quella di funzionamento
2) tensione massima drain-source non inferiore al 25% di quella di funzionamento (da verificare gli spike di tensione)
3) velocità di commutazione in relazione alla funzione nel circuito
4) Rdson e dissipazione termica
5) tipo di montaggio
Sono dei parametri che sono tutti legati insieme, per esempio se la temperatura di funzionamento si alza di 20°C la Rdson ne risente, idem la corrente di drain sopportabile ecc...

In genere c'è sempre un compromesso tra velocità di commutazione e dissipazione di potenza.

Ross
Dino
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Dino »

Finalmente dopo più di un mese dall'arrivo dei PCB oggi sono riuscito a saldare tutti i componenti, ho appena finito... a dire il vero mancano i condensatori e le resistenze degli snubber perché voglio fare delle prove per capire che valore è più corretto da installare.
Il software è quasi ultimato e spero in settimana di fare delle prove.

Buonanotte intanto :-D
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Ross
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Ross »

Ottimo!

Per curiosità, quanto tempo è passato da quando hai inviato i disegni al fornitore a quando hai ricevuto i cs?

Ross
Dino
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Dino »

Ciao, due giorni lavorativi per la produzione, poi spediti il 13/04 ricevuti a casa il 20/04

Purtroppo ho un problema :-( tralasciando che avevo saldato dei resistori da 470 Ohm al posto di 470 KOhm ma non ha provocato alcun danno dato che fanno parte della rete resistiva per misurare la tensione in ingresso ed avevo previsto i diodi zener di sicurezza.

Mi ritrovo che collegando la batteria ai morsetti d'uscita senza alimentazione all'ingresso mi ritrovo circa 6-7V, ricontrollando lo schema credo dovrò eliminare la R7 che tramite L1, D4, D3 ed R5 innalza la tensione al gate di Q1 portandolo in conduzione, ho provato a collegare un carico e la tensione non scende segno che non dipende dalla rete delle resistenze e diodi (R7, D4, D3, R5, R4) ma dalla conduzione del MOSFET, infatti riesco a far scorrere anche 400mA (con questa corrente Q1 si scalda un po') il che mi fa pensare che il transistor lavori nella zona lineare.

Sto dando i numeri data l'ora o il ragionamento ha un minimo di senso? :-)
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Grazie
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blue3121
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da blue3121 »

Lo schema è tagliato ? Non riesco a leggere tutto.
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Ross
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Ross »

Consiglio: verifica con il simulatore la stessa situazione che stai riscontrando (connessione batteria e pannello non connesso).
Probabilmente c'è una bassa impedenza tra il source del mosfet Q1 e massa, la tensione della batteria passa attraverso R7, D4, D3, R5, R4 e arriva alla bassa impedenza che comporta una polarizzazione di Q1 con una tensione pari a circa 2.5V (conto spannometrico).
Misura la tensione tra il gate e il source di Q1 poi prova a togliere D3 e verifica se si ripresenta l'inconveniente che hai indicato.

Ross
Dino
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Dino »

blue3121: sì lo schema è tagliato, a Sx c'è solo un fusibile e sotto il driver dei mosfet, lo schema completo lo allego a questo mio
A differenza dello schema al posto degli IRF installato dei PSMN018-100PSFQ (MOSFET di potenza, canale N, 100 V, 53 A, 0.0149 ohm, TO-220AB) e non ci sono gli snubber (C9, D9, R9, C10, D10, R10...)

Ross: purtroppo oggi non ho trovato tempo libero :-( appena riesco farò le prove che mi hai suggerito, ti ringrazio sempre molto per la disponibilità.

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Dino
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Re: Regolatore MPPT ricarica batteria al Pb

Messaggio da Dino »

Ho simulato il circuito, fornendo tensione su Vout (12V) si hanno in Vin 7.5V, togliendo D3 si hanno 1.5V :-(
Sul drain di Q1 si misurano 11.5V e sul gate 11.9, credo che questa piccola differenza di potenziale porti in conduzione Q1 nella zona lineare, infatti tra drain e source si hanno -4V
Purtroppo il circuito non funziona come credevo, funziona come buck ma non impedisce la scarica della batteria.
Ora devo capire come modificare lo schema perché funzioni, l'ultima spiaggia sarebbe sostituire Q1 con un diodo, ma si avrebbe un inevitabile spreco di potenza... forse si può usare un MOSFET di tipo P o addirittura un relè? :? :roll:
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