Кто просил зарядное устройство? Их есть у меня... В продолжение тем про электронику

Доброго дня, форумчане! Принес я вам новых новостей о работе и как продвигаются дела после открытия бизнеса по производству монтажа печатных плат. Текста будет не много, в конце напишу что закончил, просьба не ломать.

Оу, забыл, сразу скажу что пишу с ошибками и игнорирую правила русского языка, это для тех, кому больно читать подобный текст.

Погнали

Разработка платы зарядного устройства литиевого АКБ, с широким входным диапазоном напряжений.

Обратился заказчик, у которого имеется автономное устройство с питанием от встроенного литиевого АКБ, но для заряда данного устройства требуется использование сетевого зарядного устройства (далее - ЗУ), работающего от 220В.

Требование к разрабатываемому ЗУ - возможность работы от широкого спектра входных напряжений, возможность регулировки выходного тока, возможность отслеживания текущих параметров, и желательно, высокий КПД. Одним из вариантов заряда внутреннего АКБ было применение бортовой сети автомобиля, но таким образом чтобы не высадить внутренний АКБ авто.

Все, кто сталкивался с разработкой преобразователей постоянного тока, знают, что возможность работы с входными напряжениями и выше и ниже выходного напряжения, требует применения цепочки преобразователей для последовательных поэтапного повышения или понижения напряжения. Что в свою очередь сильно бьёт по КПД конечного изделия и повышает стоимость готового решения, а также вероятность выхода из строя, из-за большего количества элементов. Безусловно, для таких манипуляций существуют SEPIC преобразователи, но тут можно наткнуться на необходимость использования не стандартных моточных изделий (дроссели и трансформаторы). Соответственно это тоже может привести к усложнению подбора элементной базы и дальнейшего применения в серии.

Тут хочу уточнить что ЗУ - является частным случаем преобразователя напряжения (тока) и для правильной зарядки АКБ требуется работа по графику кривой CC/CV, то есть требуется использование специализированных микросхем с возможность поддержания постоянного тока методом снижения напряжения, в отличие от типовых источников, у которых при достижении предела выходного тока и его превышении, преобразователь уходит в режим защиты от короткого замыкания.

Ну и также стоит упомянуть что разработчики очень часто применяют устоявшиеся, рабочие решения, что ни в коем случае не является чем-то плохим, но прогресс прогрессирует, и нам всем тоже нужно.

Взяв во внимание всё вышеперечисленное, мы стали осуществлять подбор требуемой элементной базы и рассмотрев Н-ное количество вариантов выбрали специализированную микросхему для зарядного устройства. Хоть за рекламу мы и не получаем оплату, но могу сказать, что микросхемы Завода Автоматических Линейных Ускорителей ПельманА (STMicroelectronics), всегда были на особом счету. Заявленные характеристики требовали использование двух рук, одной даташит листали, а другой слёзы радости вытирали. Всё в данной микросхеме было великолепно, КДП стремящиеся к 97%, ток заряда, диапазон напряжений питания, возможность регулировки напряжения выходного питания. А вдогонку к этому данная микросхема еще и достаточно свежая, датируется аж концом 2024 года!

Но, как всегда, просто так не может быть, и нюансом оказалось невозможность работы в одиночном применении, без конфигурации из внешнего микроконтроллера (процессорного модуля), так как конфигурационные данные сбрасывались при каждом снятии внешнего питания. Так что пришлось использовать еще внешний микроконтроллер для конфигурации микросхемы ЗУ, а на оставшиеся вычислительные мощности мы закинули туда майнинг систему, чтобы нано-биток фармить.

В конечном итоге была выполнена разработка платы ЗУ, размером с пачку синего Винстона, с внешним радиатором пассивного охлаждения, который позволил достигнуть номинального перегрева, при заряде 4S АКБ током в 3А, в 14°С. После полного комплекса климатических и натурных испытаний, устройства были переданы заказчику, в эксплуатацию.
Я закончил, можно пинать и закидывать. Спасибо тем кто дочитал и хорошего Вам дня!