Chargeur batterie plomb acide

[jojo150393]

Bonjour a tous,
je suis en train de me faire un petit chargeur pour batterie acide avec détection fin de charge et passage en mode d’entretien (courant de 5mA).
Voici le schéma :


Principe simple, une source de courant est calibrée pour charger la batterie à 1.7A. Lorsque la tension de la batterie atteint 14.7V, la source se calibre pour envoyer 5mA ne courant d'entretien. Normalement, l'alimentation sera sur du 19.5V régulé.

J'ai réalisé le montage. Les mosfets sont des HUF75639P :
http://html.alldatasheet.fr/html-pdf...UF75639P3.html

L'ampli diff, le comparateur et la source de courant sont les AOP du lm324 :
http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/lm2902-n.pdf

J'ai remplacé la batterie par une résistance de 5 Ohm et le montage est alimenté par une alim DC de labo. Lorsque j'alimente mon circuit, j'arrive à 1A quand vcc=5V ( 0.45A en théorie)

En débranchant la résistance de charge (R1 sur le schéma), j'obtiens un courant de 30mA (1.2mA théorique)

Lors de mes mesures, j'ai trouvé une tension VR9=0.455 (= 5/11 ==> normal) mais une tension VM1S = 2.6V ! L'aop n’a pas l'air d'arriver à imposer le 0.454 sur VM1S mais je n'arrive pas a comprendre pourquoi...

Une idée ?
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[Antoane]

Bonjour,

J'ai remplacé la batterie par une résistance de 5 Ohm et le montage est alimenté par une alim DC de labo. Lorsque j'alimente mon circuit, j'arrive à 1A quand vcc=5V ( 0.45A en théorie)

Quand Vcc = 5 V, le Vgs max qui puisse être imposé est de 2 ou 3 V, à cause de la tension de déchet des AOP. Cela peut être trop peu pour avoir un bon fonctionnement. La preuve :

VM1S = 2.6V ! L'aop n’a pas l'air d'arriver à imposer le 0.454 sur VM1S mais je n'arrive pas a comprendre pourquoi...

[invitee05a3fcc]

Il y a plus simple ...... une idée de départ :

[Antoane]

Remarques importantes :
- il manque du découplage ;
- Il peut être utile de générer un référence de tension indépendante du 19.5V, qui risque de varier avec le courant consommé. Il vient d'une alim de PC portable ?

Joli circuit, mais si on veut le rationaliser un peu :
- Tu peux regrouper U2 et U3 dans un unique comparateur. C'est particulièrement intéressant dans la mesure où ton ampli différentiel va apporter une erreur dans la mesure de la tension, due au mauvais apairement des résistances de 10k.
Aide :

 Cliquez pour afficher

Référence ta référence de tension 14.7V au Vcc et non à la masse

- Il est préférable de minimiser la dissipation thermique dans le MOSFET. Ajouter une résistance en série avec son drain (ou augmenter R1) serait bien.
- Si tu simules, il est bon de prendre un meilleur modèle de batterie qu'une simple résistance. Une source de tension en série avec une résistance est un bon début.
- il te reste un AOP (et même 2), tu peux ajouter une supervision de la température, qui coupe la charge.
- Il serait bien que la sortie de U3 n'agisse pas directement sur le courant de puissance, mais plutôt sur la commande (référence de tension, grille du mosfet ou retour de. C'est plus simple et évite l'usage d'un second gros transistor.
Tu pourras ensuite t’atteler à l'ajout d'une compensation de la tension de référence (le 14.7V) avec la température

[A voir en vidéo sur Futura]

[jojo150393]

Daudet :
Malheureusement je n'avais pas de lm317 sous la main à mon boulot (Depuis que les "Manager" on remplacer les ingénieurs c'est la dèche ).

Antoane :

Quand Vcc = 5 V, le Vgs max qui puisse être imposé est de 2 ou 3 V, à cause de la tension de déchet des AOP.

Je me suis douté que cela venait de l'alim de l'AOP mais je ne suis pas arrivé à alimenter assez sans que le courant monte trop (> 3A)

il manque du découplage ;

Simple circuit de test pour valider la topo

Il peut être utile de générer un référence de tension indépendante du 19.5V, qui risque de varier avec le courant consommé. Il vient d'une alim de PC portable?

Effectivement c'est prévu mais j'avais plus trop de place et c'était pour aller vite mais sur le schéma final ça sera le cas

Tu peux regrouper U2 et U3 dans un unique comparateur

J'y avais pensais mais je voyais pas comment faire au première abord... de plus, il est possible que ce montage soit adaptable avec une commande numérique, d'où l'ampli diff (avec un AD60 ou autre ampli d'instru par la suite)

Il est préférable de minimiser la dissipation thermique dans le MOSFET

Le MOS est monté sur un gros dissipateur. La datasheet annonce 56A, 200W (ça me parait énorme d’ailleurs) mais bon effectivement il chauffe

Si tu simules, il est bon de prendre un meilleur modèle de batterie qu'une simple résistance.

Ca c'est pour les tests, en simu j'ai pris le modèle "battery" de ltspice avec un tension de 12.7V-> 14.8V

Il serait bien que la sortie de U3 n'agisse pas directement sur le courant de puissance

Effectivement ça me pause des problèmes a cause du Rdson de M2 qui, lorsque la tension d'alim est trop faible, est bien trop élevé.



Merci pour vos commentaires. Entre temps j'ai essayé sur une batterie en réel. J'ai un courant qui ne correspond pas à la référence appliqué par par U1 mais à partir d'une certaine tension (19.5V marche bien) j'obtiens bien 1.77A (idem si j'enlève R1, j'obtiens 5mA). Par contre avec une tension de 15V par exemple j'obtiens 1A (1.36A en théorie), d'où cela peut-il venir ? De la saturation de M2 ou M1?

Avec une autre batterie j'ai 1.4A avec 19.5V mais 17.6V au borne de la batterie (bizarre, normalement l'ampli diff devrait passer en mode 5mA, il faut que je check demain).

[Antoane]

Simple circuit de test pour valider la topo

Quand même

Le MOS est monté sur un gros dissipateur. La datasheet annonce 56A, 200W (ça me parait énorme d’ailleurs) mais bon effectivement il chauffe

Ce n'est valable que dans des conditions bien précises. Le transistor peut dissiper 200W, à condition qu'il soit fixé à un radiateur de dimentions infinies et que la température de l'air soit à 25°C. Et dans ce cas, la puce est à 175°C.
La figure 5 : https://www.fairchildsemi.com/datash...HUF75639P3.pdf montre dans quelle zone il est prudent de travailler étant donné la durée d'un pulse de courant. On voit que ce mosfet n'est même pas spécifié en continu, ce qui montre qu'il ne devrait pas être utilisé pour fonctionner en linéaire.

Un peu de doc, en particulier autour de la fig. 15. : http://www.ti.com/lit/an/snva008/snva008.pdf

Effectivement ça me pause des problèmes a cause du Rdson de M2 qui, lorsque la tension d'alim est trop faible, est bien trop élevé.

Pis c'est pas propre

Par contre avec une tension de 15V par exemple j'obtiens 1A (1.36A en théorie), d'où cela peut-il venir ? De la saturation de M2 ou M1?

As-tu bien :
- 1.36V sur l'entrée + de U1 ?
- 0V sur le drain de M3 et 13V sur sa grille ?
- quelle tension sur la grille de M1 ?
- la bonne tension en sortie de l'ampli diff ?



Une diode en série avec l'ensemble éviterait de risquer de décharger la batterie en cas de perte du 19.5 V

[invitee05a3fcc]

Daudet :
Malheureusement je n'avais pas de lm317 sous la main à mon boulot (Depuis que les "Manager" on remplacer les ingénieurs c'est la dèche )

Si ton patron préfère te payer à faire de la bidouille foireuse ... c'est son problème.
PS : Tu as aussi le LM723 qui est très bien pour ce genre d'appli .

[inviteede7e2b6]

un excellent chargeur, que j'utilise depuis des décennies :

http://jean.francois.pion.free.fr/Chargeur_pb_gros.html

[Antoane]

Bonsoir,

Ca sent le déjà vu.

un des meilleurs que je connaisse

Sauf que le courant de charge dépend de l'age du capitaine (le capitaine, c'est celui qui a conçu le transfo d'alimentation et la section des fils de liaison)

[inviteede7e2b6]

au pire on ajoute une résistance , faut savoir (un peu) bricoler.....

et ce "bricolage" fonctionne , contrairement à certaines élucubrations simulopataélectroniques

[jojo150393]

C'est bon mon chargeur fonctionne avec passage en mode d'entretien. J'avais un petit problème de soudure sur le comparateur... La thermique est plus critique que ce que je pensais notamment sur les résistances qui change le courant de charge.
Bien évidement, le courant de charge étant dépendante de l'alim, il faudra les remplacer par des références de tension, ou au moins de potards pour ajuster le courant (mais c'est fastidieux). A voir aussi si une compensation en température sur la résistance est possible...

Mes prochains essais sera de déplacer M2 pour le mettre sur la référence et pas la puissance et d'utiliser des sources de tension fixe. Ensuite je l'utiliserais sur des batteries pour voir sur le long terme.

[Antoane]

Bonjour,

Ton shunt dissipe une puissance conséquente, il faut fortement le sur-dimensionner pour ne pas qu'il chauffe trop. Utiliser un shunt de bien plus faible résistance (~100mOhm) pourrait simplifier le problème. En contrepartie, cela accroit l’incidence du câblage (importance des connections en 4-fils).
Le courant d'entretien est beaucoup plus faible que celui de charge, mais de valeur moins critique. Il peut être géré par une résistance placée en parallèle de M1.

Pense à ajouter un peu d'hystérésis sur le comparateur.

C'est avant tout la tension de floating qu'il faudra rendre fonction de la température.

[jojo150393]

Mon shunt est une résistance "à châssis" qui dissipe 25W à 25°C sans radiateur c'est quand même pas mal. Pour l'hystérésis s'est prévu par contre pour la température de la batterie, peut être plus tard.
Pour m'amuser, j'ai fais des mesures sur le courant et tension d'un chargeur de batterie dans un onduleur et je me dis que mes "élucubrations simulopataélectroniques" n'ont franchement rien à envier aux pseudos chargeurs a découpage ultraperformant, ultralower, ultralow cost, ultra rien du tout....

[invite5637435c]

Bonjour,

Faire un chargeur en linéaire n'est surement pas le meilleur conseil qui soit en 2016... en plus le LM317 je ne connais pas plus grosse merde de circuit, contrairement au LM723.
Mon conseil, utilise un circuit de chez PowerIntegration ou ST, le transfo tu le trouves chez RS ou Farnell.
Il faut un peu penser à la planète, c'est bien beau de trier ses ordures ou de gueuler après le réchauffement climatique si derrière on utilise encore du linéaire ou plus de la moitié part pour réchauffer ta pièce, c'est pas très responsable tout ça.
Le linéaire c'est has been complet, je ne comprends même pas qu'on en parle encore sur un site scientifique.
@+

[invitee05a3fcc]

en plus le LM317 je ne connais pas plus grosse merde de circuit,

On peut connaitre les causes de cette allergie ?

Le linéaire c'est has been complet, je ne comprends même pas qu'on en parle encore sur un site scientifique.

Tout simplement , pour un débutant, le linéaire est abordable. Sans un oscillo, le découpage est inabordable.

[invite5637435c]

Rth(j-a)=186°C/W, ça chauffe beaucoup trop.
Pour 1.5A il faut un dissipateur, ça prend de la place, ça devient vite cher pour pas grand chose.
Le linéaire reste intéressant pour de petites consommations en local <50mA (3.3V, 5V).
Il existe des DC/DC très simple à mettre en oeuvre pour ce type d'application en chargeur:

LM2675 par exemple réclame moins de 10 composants pour 1A, le LT1076 pour 2A, le LT1074 pour 5A, etc.

[invitee05a3fcc]

Rth(j-a)=186°C/W, ça chauffe beaucoup trop.

Datasheet http://pdf.datasheetcatalog.com/data...x6z4e3pl3y.pdf
C'est 65°C/W en TO220
Sans radiateur, il peut dissiper un gros demi watt

LM2675 par exemple réclame moins de 10 composants pour 1A, le LT1076 pour 2A, le LT1074 pour 5A, etc.

Toujours la même question ! Sans sa self (et le circuit imprimé bien conçu), le circuit est inutilisable. Et un débutant a rarement un oscilloscope pour valider son montage .

en plus le LM317 je ne connais pas plus grosse merde de circuit,

Le LM317 n'est pas une merde ! Comme tout circuit, il a ses limites et il ne faut pas se tromper en lisant la datasheet !
Et comme tout composant de puissance, il y a des pièges . Comme le NMOS qui dissipe 200W ...... à jeun et avec le vent dans le dos !

Ouais ! il peut cracher 1,5A !

Mais dans des conditions telles que jamais on ne pourra l'utiliser avec 1,5A

• Faut bien lire la rubrique Maximum Output Current page 2
• Faut bien lire la rubrique Power Dissipation Case 221A Current page 2
• Faut bien lire TJ = Tlow to Thigh (Note 1); Imax and Pmax (Note 2); unless otherwise noted. page 2

[jojo150393]

Pour info, j'ai un oscillo et j'ai déjà fais du découpage. Ce que je n'ai pas, c'est 25 000h le week pour faire ma petite bidouille en coin d'atelier, histoire de recharger vite fais mes batteries.

Comme le NMOS qui dissipe 200W ......

Pour ma défense, je savais bien qu'il n'allait pas dissiper 200W. Mais si dans les conditions idéales il dissipe 200W alors je me suis dis qu'il allait bien résister quelques heures à quelques dizaines de watt histoire de voir si ça marchait.

Hulk, mon avis sur la conso pour un circuit unique c'est qu'on s'en fou. Ensuite, le découpage c'est bien ...pour l'industrie car moins chère mais sinon, question qualité, a par un truc super chiadé que je ne pourrais jamais faire, c'est moins bien (pas pour rien que les alim des (bon) amplis audio sont en linéaires).

Daudet:

Mais dans des conditions telles que jamais on ne pourra l'utiliser avec 1,5A

Donc dans ce post tu viens contredire ton premier post avec la source de courant au LM317 ?

[invitee05a3fcc]

Donc dans ce post tu viens contredire ton premier post avec la source de courant au LM317 ?

Bien observé .... mais le père Daudet se contredit rarement .

Il y a plus simple ...... une idée de départ :

Une idée de départ ? donc pas la solution toute cuite !
Il faut rajouter des ballasts externes pour monter en courant. par exemple :

A toi de faire le mélange entre ces deux schémas

[jojo150393]

Ahah bien joué!

Ok merci

[invite5637435c]

Datasheet http://pdf.datasheetcatalog.com/data...x6z4e3pl3y.pdf
C'est 65°C/W en TO220
Sans radiateur, il peut dissiper un gros demi watt

Toujours la même question ! Sans sa self (et le circuit imprimé bien conçu), le circuit est inutilisable. Et un débutant a rarement un oscilloscope pour valider son montage .Le LM317 n'est pas une merde ! Comme tout circuit, il a ses limites et il ne faut pas se tromper en lisant la datasheet !
Et comme tout composant de puissance, il y a des pièges . Comme le NMOS qui dissipe 200W ...... à jeun et avec le vent dans le dos !

Ouais ! il peut cracher 1,5A !

Mais dans des conditions telles que jamais on ne pourra l'utiliser avec 1,5A

• Faut bien lire la rubrique Maximum Output Current page 2
• Faut bien lire la rubrique Power Dissipation Case 221A Current page 2
• Faut bien lire TJ = Tlow to Thigh (Note 1); Imax and Pmax (Note 2); unless otherwise noted. page 2

On a pas la même datasheet.
186°C/W pour le version TO à 3 pattes, 23°C/W pour un TO220.
Même avec 23°C/W c'est excessif.
Si on prend 1A avec un Vin-Vout=5V ça fait encore 5W => 100°C

Mon avis est de faire progresser les novices plutôt que de les cantonner dans des techno dépassées, une self c'est pas de la magie noire.

[invite5637435c]

Pour la datasheet: www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf

[invitee05a3fcc]

Mon avis est de faire progresser les novices plutôt que de les cantonner dans des techno dépassées, une self c'est pas de la magie noire.

... mais c'est pas loin .

Chacun sa pédagogie . Et c'est l’intérêt d'un forum de donner de multiples solutions à une question (bien posée)
Mais dire que le LM317, c'est de la merde, c'est peut être Cofféen comme attitude, mais c'est injustifié et ça n'apporte rien au Scmilibilik

[invite5637435c]

Le LM317 est peu précis, je maintiens, contrairement à une solution avec un LM723 par exemple.
Ce n'est pas un hasard si quasiment toutes les alim linéaires de labo produites l'ont été avec le LM723 et ses dérivés.

[invitee05a3fcc]

Le LM317 est peu précis, je maintiens, contrairement à une solution avec un LM723 par exemple.

C'est ce que j'ai annoncé aussi !

PS : Tu as aussi le LM723 qui est très bien pour ce genre d'appli .

Ce n'est pas un hasard si quasiment toutes les alim linéaires de labo produites l'ont été avec le LM723 et ses dérivés.

Tout dépend ce qu'on veut faire et le but de la manip !
Avec un 723, c'est plus compliqué (et plus stable) de faire une alim 200mA qu'avec un LM317, deux résistances et deux condensateurs .