Fler frågor om FET/Tyristor till batteriladdare.

[SeniorLemuren]

Jag har en gammal batterladdare från en skrotad truck. Den laddade 24 volt NIFE med max 30 Amp. Jag vill bygga om den till att ladda 12 V blyackar. Anledningen till att jag vill använda en gammal laddare är att den är bestyckad med riktiga transformatorer. Mitt inverterelverk med modifierad sinus fixar inte de moderna switchade laddarna.

Den gamla laddaren är bestyckad med en transformator primär 220V sekundär 380V. Den matar en stor transformator primär 380V och sekundär 28V som går till batteribanken via en brygga. 28-Volten likriktas och regleras via en brygga bestående av 2 dioder och 2 SKT24/002 tyristorer.

380V - 28V transformatorn är omkopplingsbar till 400 volt på primärsidan. Min tanke är att skippa 220 -380 volts transformatorn och mata 400V lindningen direkt med 230 Volt, skippa det gamla styrkortet som ju styr NIFE24V och i stället styra laddningsförloppet med en Arduino.

Jag är lite fundersam på hur det funkar med att ha tyristorerna som en del i bryggan. När man kör PWM på DC med t.ex FET så har ju inte PWM- frekvensen så stor betydelse. Men om man har tyristorer som en del i en likriktarbrygga så måste man väl synka PWM med växelströmmens periodtal och "klippa på rätt ställe", eller?

Edit: Har förstått att tyristorn startas att leda med en puls och slutar leda i nollgenomgången så det besvara ju min egen fråga. Man får alltså skicka en puls på det ställe i sinuskurvan man vill "använda".

Nästa fråga då är om man kan styra SKT24/002 direkt med en utport från en Arduiono eller PIC, eller om man behöver en kraftigare ström än vad de kan leverera. Jag har lite svårt att utläsa detta från databladet eftersom jag inte förstår förkortningarna.

Kanske det rätta är att styra DC med FET i stället?

battladdareStyrkort2.jpg

battladdareStyrkort1.jpg

battladdareStyrkort.jpg

[Icecap]

Du kan inte "klippa rätt ställe", du kan "koppla till rätt ställe".

Att synkronisera med AC'n är enkelt, det klarar du med en transistor och ett par motstånd + dioder.

In med det signal på en Capture-ingång och sedan använda den som grunden i en mjukvara-PLL. Du behöver ju inte vilt många steg.

Evt. kan du slå på och av vid t.ex. att slå på två halvvågor (alltså en helvåg) och sedan vila ett tag, då behöver du inte att reglera på fasvinkeln.

[SeniorLemuren]

Så det jag behöver känna av är ju när man passerar 0-genomgången för att 0-ställa en timer så jag kan skicka en puls med lämplig fördröjning för att öppna tyristorn.

Jag har ett gäng UNO liggande så det blir att använda en sådan till att styra det hela. Det kunde väl göras genom att lägga den positiva halvvågen via en diod och en spänningsdelare till en analog ingång på Arduinon?

Eller kanske man skulle löda bort denna krets från det gamla styrkortet och bara mata den med en stryrspänning 0- 10 V från Arduinon och låta kretsen sköta det hela. Då får man ju automagiskt rätt ström/spänning till gaten på tyristorn.

TCA280A.jpg

[rvl]

Icecap har säkert en bra standardlösning av komponenter han räknade upp.

En minimal lösning med bara motstånd (och de interna esd-skyddsdioderna) finns det en app note om.
http://www.atmel.com/Images/Atmel-2508- ... AVR182.pdf

[grym]

tyristorstyrning är ingen höjdare för laddning

jag hadde nog gjort det enkelt för mig, tagit trafon, likriktat satt i en drossel och laddat batteriet men haft styrningen att slå av huvudströmmen vid fulladdat batter men ksnke haft lite underhållsladdning

eller likriktat, med konding och sedan tagit ett par switchade delar och fått ned späänningen till 13.8v eller vad du vill ha

[SeniorLemuren]

Vad är orsaken menar du, med att tyristorstyrning inte är bra. Resultatet av att tyristorstyra och jämna ut likströmmen med en fet kondensator och eller drossel skiljer sig väl inte nämnvärt från att PWM-styra DC från en brygga?

[grym]

drossel i sådanna fall

thyristorstyrning är något som ger dålig reglerad spänning, jag hadde valt något annat, tyristorstyrningen var så bra man kunde göra förr , utan att ha eländigt stora förlusteffekter eller mekaniska reglerbekymmer

[SeniorLemuren]

Ok. Anledningen till att jag vill använda tyristorvarianten är att jag inte behöver köpa något. Allt finns redan. Laddaren har jag tidigare använt till trucken som nu är skrotad och den funkade förträffligt bra med snabb förladdning, efterladdning och underhållsladdning av 24 Volts NIFE batterierna.

För att inte ta något beslut enbart på en persons erfarenhet, så mottager jag gärna fler synpunkter angående tyristorstyrning. Ta med i bedömningen att jag lyckades löda loss den switch TCA180A som satt på kortet.

[grym]

skulle nog skrivit väldigt pulserande ström vid laddning

full laddström är troligen normal likriktning utan någon glättning, mellanladdning och under är delar av den normala laddströmmen, väldigt pulserande

[xxargs]

Att ta bort en trafo kan fula ned strömmen betydligt då jag gissar att man använder en del av trafonas läckinduktans (troligen främst i den större trafon) till att få det hela snyggare - det kanske är så att trafona är specialdesigande för driftfallen och då kan det vara vanskligt att rota med det för tex. lägre laddspänning och ge oväntade effekter.

Det är ingen stor konding i konstruktionen ??? - om det finns en sådan så kan det vara en CVT-trafolösning (aka magnetstabilisator-lösning) som har rollen att snygga till strömmen och kurvformen mot elnätet och samtidigt hålla strömpulserna rimlig låga mot lasten en större del av period-toppen än vad en standard trafolösning med likriktare efter ger. - en sådan lösning har också effekten att även om man minskar inspänningen en del så kommer spänningen ut ur trafon att vara lika hög i period-topparna men mindre tillplattade och om man går från 400 Volt till 230 Volt så kan stabilisator-effekten helt utebli då delar av transformator-kärnan inte längre mättas som det är tänkt och magnetstabilisator-effekten uteblir helt.

I brist på kontrollkretsar och begränsad mängd halvledare så var en stor del av designen inne i använda transformatorer - vilket är svårt att se i efterhand när man tittar på konstruktionen .

[Icecap]

Självklart går det att reglera med det gamla.

Själv hade jag tagit en µC och synkroniserat med nätfrekvensen, därifrån hade jag sedan styrd med PWM och låtit en PI-regulatorfunktion sköta spänningen.

Javisst, det blir inte 100% perfekt men det blir ganska bra och till en skaplig peng.

[SeniorLemuren]

Ja så blir det nog. Jag har i alla fall testat 400 volts transformatorn med 230 Volt och den ger 15V ut på sekundären mätt med en vanlig multimeter. Det tycker jag verkar ok.

Matningstransformatorn (220-380) som inte används, kunde kanske förses med ett luftgap genom att vända alla E-blad åt samma håll och lägga något isolerande mellan E och I. Linda om den med samma area på kopparn som 15 V sekundären är lindad med är enkelt, koppartråd har jag till detta.

Det jag frågar om nu lärde jag mig för 50 år sedan, kunskaper som jag inte behövt använda sedan dess, så här behöver jag hjälp för minnet är raderat.

Hur beräknar jag hur stor induktans jag behöver om jag vill kunna ladda med max 30 Amp, som är hyffsat rippelfri, för laddning av en batteribank bestående av 4 st parallellkopplade 75 Ah fritidsbatterier, Startkapacitet: 480 CCA Amp/st Det måste ju kanske inte beräknas. Antalet varv på kärnan av samma diameter koppartråd som sekundären är ju begränsat till en given area på kärnan, så den lindar man ju full och så blir det som det blir.

Vad som är viktigare är kanske hur man beräknar hur stort gap av tex. mylar som behövs mellan I och E för att inte mätta/överhetta kärnan?

Denna laddare är inte avsedd för rymdraketer som skall gå till Mars eller så. Det är inte hela världen om det inte blir perfekt, bara det inte drar ned batteriernas livslängd allt för mycket så är jag nöjd.

Kanske någon här har erfarenhet av att helt enkelt komma med riktvärden mellan tummen och pekfingret på L och gap, så man kan hoppa över beräkningarna.

[SeniorLemuren]

Det är ingen stor konding i konstruktionen ??? - om det finns en sådan så kan det vara en CVT-trafolösning (aka magnetstabilisator-lösning) som har rollen att snygga till strömmen och kurvformen mot elnätet och samtidigt hålla strömpulserna rimlig låga mot lasten en större del av period-toppen än vad en standard trafolösning med likriktare efter ger. - en sådan lösning har också effekten att även om man minskar inspänningen en del så kommer spänningen ut ur trafon att vara lika hög i period-topparna men mindre tillplattade och om man går från 400 Volt till 230 Volt så kan stabilisator-effekten helt utebli då delar av transformator-kärnan inte längre mättas som det är tänkt och magnetstabilisator-effekten uteblir helt.

Nej det finns varken kondensatorer eller någon drossel. 220-380 Volt transformatorn är en spartransformator och huvudtransformatorn har primärlindning med 0-361-380-399 Volt input och en sekundärlindning 24 V utan mittenuttag. 24 Volt DC är ansluten direkt till batteriet från likriktarbryggan som består av 2 dioder och 2 tyristorer.

Om man läser lite om NIFE acumulatorer så kan man hitta info. om att det skulle vara fördelaktigt att pulsladda dessa Eftersom denna laddare ursprungligen var avsedd för NIFE så kan man tänka att någon filtrering på utgången inte var påkallad. Nu skall ju jag använda denna till att ladda blyaccar och de mår tydligen inte lika bra av pulsladdning har jag förstått av den information man kan finna på nätet.

Det där om att stabiliseringseffekten eventuellt skulle utebli förstår jag inte riktigt konsekvensen av. Transformatorn ger nu ut 15 volt effektivsp. när jag matar den med 230 V. Avsikten är ju att likrikta och styra denna spänning till lämplig laddspänning med hjälp av en µC. Eftersom jag självklart kommer att använda closed loop vid regleringen av laddningsförloppet så kan jag inte se betydelsen av att transformatorns sekundärspänning inte är självstabiliserande.

[grym]

man kan göra en fulreglering, prova
ta trafon en ordentlig likriktare och din batteribank bra koppla på den och kolla vad du hamnar på för laddström

du verkar nämligen hamna i häradet för rätt spänning rakt av

sedan kan du ha lite styrning på det, av enklare modell

kolla spänningen om den går över ex 13.8v om så så avbryt, man kan göra det med ett relä och sedan helt fult ha ett motstånd för underhållsladdning

helst borde man stänga av 230v och kanske ha en liten trafo som man kör lite underhållsladdning och elektroniken för styrningen


om strömmen blir för stor kan man ju kolla om man kan sätta en seriemotstånd eller en induktans

[Spisblinkaren]

Jag är allergisk mot processor-lösningar

Jag räknar ut c.a 16VAC om du kör in 230V direkt på 400V-trafon (som annars ger 28V), och det är väl olastat antar jag.

Jag säger som Grym, prova att bara likrikta rakt av och belasta med dina batterier.

16V*1,41=22Vp (olastat).

(22-12)/30A=0,3 Ohm dvs du kanske kan styra laddningen mha mer eller mindre grova kablar

Sen kan du bara ha en potentialövervakning mha komparator som slår av laddningsströmmen mha ett relä.

En ide' bara, ta den inte för allvarligt

Effektiv permeabilitet hos en kärna är sedan (nyligen härlett):

\(\mu_e=\frac{\mu_r}{1+\mu_r\frac{l_g}{l_m}}[Vs/Am]\)

H är samtidigt

\(H=\frac{NI}{l_m}...[A/m]\)

där lm alltså är den magnetiska längden (läs medelomkretsen), N antalet varv och lg luftgapslängden

Så det gäller att veta maximala H för materialet sen betänker man att

\(H=\frac{B}{\mu_e}...[A/m]\)

där B kan tecknas

\(B=\frac{U_{rms}}{4,44NAf}...[T]\)
där A är tvärsnittsarean.

Vilket jag härleder en annan dag

Nu ska jag köpa mer bärs

MVH/Roger
PS
Induktansen hos en trafo är i grova drag
\(L=\mu_eN^2\frac{A}{l_m}\)

En toroid har t.ex induktansen
\(L=\frac{\mu_e N^2h}{2\pi}ln{\frac{b}{a}}\)
där h är höjden, b yttre radien och a inre radien.

Härledd just idag, lustigt nog