Gestion de charge batterie lithium

[davidif]

Bonjour

Bon bah, on y a cru (: ça y est , en train de tester mon chargeur.

Celui-ci charge bien, bien que quelques petites corrections semble à faire malgré avoir copié la casi-intégralité du schéma de la carte de dev qui elle fonctionne correctement, normal ...



Seul R22 est abs, pour faire là détection sur dcin, j'ai 2.12vDC sur FB, même seuil réglé sur la carte de dev.

Je n'ai rien changé au valeurs, j'ai gardé les même réf de mosfet, self . .. la seul modif réside dans la valeur de RSENSE à 16m pour du 3A et c'est bien ce que j'ai j'ai réglé mon potare tout comme celui que j'ai ajouté sur la carte de dev pour avoir 29v.

Seulement là, quand j'applique un dcin de 34v, ok ça ce passe bien ( ou plutôt pas mal ) ou tout du moins si, un détails, bizarrement les 2 leds de statut s'allument toutes les deux alors qu'elle ne devraient pas encore s'éclairer, bon je branche tout de même la batterie (là une led stat0 seulement devrait-être éclairé mais les 2 restent) bon ok, la charge ce fait bien .... le courant constant de 3A charge bien le temps qu'il faut .... mais là ou il devrait s'arrêter pour atteindre 29.4 max il continue ... pour monter à 29.8 ... j'ai donc voulu stopper en débranchant... seulement là encore un truc bizzare, ... un bruit vibrant ce fait entendre lorsque je débranche la batterie.

Donc losque je branche ok (bien que) mais quand je viens à débrancher la batterie un bruit suspect vibre ... je suspect certainement la self mais là pourquoi ?

Malgré tout il charge tout de même, j'ai bien le 5v en intvcc.

Auriez vous une idées s'il vous plait
Merci pour votre aide.
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[Exotique]

Le schéma c'est une chose, le routage une autre.
90% du temps le problème vient du routage.
Notamment avec ce circuit.
Tu aurais dû me le montrer avant de le lancer en fab

[davidif]

Le schéma c'est une chose, le routage une autre.
90% du temps le problème vient du routage.
Notamment avec ce circuit.
Tu aurais dû me le montrer avant de le lancer en fab

Que puis-te montrer du coup

top

top ltc4013.jpg

bottom
bot ltc4013.jpg

ssb
ssb ltc4013.jpg

le schéma étant celui d'en haut, mon alime dcin =34v , je suis rester sur la config de la carte de dev, rien changer, si ce n'est les valeurs pour charger ma batterie,
4 canaux pour 4 chargeur sont alimenter en même temps.

Y at-il une règle sur l'ordre de la procédure de charge, dcin dabord puis batterie ensuite ou inversement ... pourquoi mes 2 status s'allumeraient toutes 2 en ayant seulement du dcin et pas de batterie.
Je peux tirer (consommer ) sur ma batterie en la laissant brancher ? sa ne dérange pas à ton avis ?

Merci pour ton aide

[davidif]

qq petite photos

bottom
photo_char.jpg

top
20201203_132153.jpg

là on peut voir 2 canaux

[davidif]

Le schéma c'est une chose, le routage une autre.
90% du temps le problème vient du routage.
Notamment avec ce circuit.
Tu aurais dû me le montrer avant de le lancer en fab

Après si le problème viendrait du routage, bien qu'ayant fait à peut près la même chose sur les 4 canaux, mais pas identique, tous ne présenteraient pas les même symptôme c'est plus ou moins aléatoire ... notamment tous ont les 2 leds d'allumées sans batteries en place juste le dcin à 34Vdc

[Exotique]

C'est bien ce que je disais.
Les condensateurs de découplage sont bien trop loin du circuit de découpage.
Fais moi une capture d'écran de ton shunt de mesure de courant qui est aussi une autre incompréhension récurrente.
Il y a aussi trop de vias autour de ton CI de découpage.

[Exotique]

Par exemple C35 et C37 sont trop loin du CI.
Ils devraient être tout au plus à quelques mm.
Dans ce type de routage il faut commencer prioritairement par les signaux sensibles, puis router progressivement les signaux peu sensibles.

[Exotique]

Fais moi une capture d'écran de ton shunt de mesure de courant qui est aussi une autre incompréhension récurrente.

En superposant tes 3 couches je vois que ton shunt (la mesure à ses bornes) n'est pas correctement routé.
Ca doit ressembler à ça:

[Exotique]

Les 2 pistes fines de mesure doivent cheminer en parallèle, sans via, et présenter le minimum de surface entre elles.
C'est ce qu'on appelle une mesure 4 fils ou connexion Kelvin.

[davidif]

Les 2 pistes fines de mesure doivent cheminer en parallèle, sans via, et présenter le minimum de surface entre elles.
C'est ce qu'on appelle une mesure 4 fils ou connexion Kelvin.

Vous parlez des pistes qui vont vers sense et bat qui sont sur RSENS c'est bien eux ?

[Exotique]

Oui.**************************

[davidif]

En superposant tes 3 couches je vois que ton shunt (la mesure à ses bornes) n'est pas correctement routé.
Ca doit ressembler à ça:

Oui effectivement, maintenant que tu en parles je m'en rend compte, ... ta pièce n'est pas encore validé donc je n'y est pas encore accès.
Ce que t'appel le shunt c'est Rsense ?
Histoire d'éviter de refaire des proto, et réserver mes correctifs pour les prochains penses tu que je puisse y mettre correctement de court fils bien parallèle pour vérifier ?
Aussi, je vais câbler les condo de découplage au plus près.

Merci de ton aide et dispo

[Exotique]

Oui, tu dois couper et idéalement enlever les 2 pistes au plus près de ton CI, puis avec 2 fils type wrapping tu les relies par dessus ton Rsense en prenant bien soin de les faire cheminer bien parallèle (l'un contre l'autre) puis tu les relie en T sur le corps de ta résistance.
Regarde ce lien en page 16.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmp8645.pdf

[davidif]

Oui, tu dois couper et idéalement enlever les 2 pistes au plus près de ton CI, puis avec 2 fils type wrapping tu les relies par dessus ton Rsense en prenant bien soin de les faire cheminer bien parallèle (l'un contre l'autre) puis tu les relie en T sur le corps de ta résistance.
Regarde ce lien en page 16.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmp8645.pdf

OK, je te remercie et je vais faire ce que tu me décris et à mon avis mon problème doit venir principalement de là car le circuit charge bien, juste le processus dysfonctionne, c'est forcement une mesure faussé.
par contre, quand je regarde la carte de dev, même si il est fortement recommandé d'être en direct sur les pin du composant, ils utilisent tout de même du via entre le shunt et le max, bien que les pistes son rapprochées et bien parallèle.

Qu'appel tu le circuit de découpage ?

[Exotique]

C'est ton LTC4013.

Je te conseille aussi, dans la mesure du possible, de rapprocher les 2 capas de découplage dont je t'ai parlé plus haut.
Leur action est assez sensible sur le comportement de ce circuit, elles induisent une instabilité si elles sont trop éloignées.
Prends l'habitude de mettre un plan de masse sur le top, ça aide à placer plus facilement des capas entre une pin et la masse (en grattant le VE).

[davidif]

C'est ton LTC4013.

Comment ça ?

Je te conseille aussi, dans la mesure du possible, de rapprocher les 2 capas de découplage dont je t'ai parlé plus haut.
Leur action est assez sensible sur le comportement de ce circuit, elles induisent une instabilité si elles sont trop éloignées.

Oui tout à fait, c'est en général ce que je fais sur tout les circuits, placer au plus près les capa de découplages, ceux là mon légèrement échappé dans les nombreuses validations que j'ai dû faire.

Prends l'habitude de mettre un plan de masse sur le top, ça aide à placer plus facilement des capas entre une pin et la masse (en grattant le VE).

Oui merci

[Exotique]

Ton chargeur est piloté par un circuit de commande à découpage: le LTC4013 (synchronous buck).

[davidif]

Bonsoir Exotique, merci de ton aide, je te dirai si les modif on eu un résultat quand lundi je le ferait faire par quelqu'un de plus expérimenté et outillé que moi.
Entre temps je me posai également la question pour le max17205 que j'embarque sur les batteries pour capter l'état de charge, ai-je à faire à la même contrainte des 2 pistes sur le Rsense ? je n'ai pas vu d'indication à ce sujet sur la doc ?

[Exotique]

Oui exactement la même règle.

[davidif]

Oui exactement la même règle.

OK, j'imagine qu'au mieux c'est ce qui faudrait faire et je vais voir à corriger cette partie mais en jetant un coup d’œil sur la carte de dev, les pistes joints semble ne pas poser de problème pour sont fonctionnement à priori ? bien que l'ensemble soit assez rapproché.



Bonne journée

[Exotique]

Si tu regardes bien la carte d'évaluation, ils adoptent exactement la même règle, juste qu'ils ont prévus des résistances pour pouvoir faire différentes configurations.


D'ailleurs la mesure de courant selon certaines configurations se dégrade dès que la surface de la boucle de mesure augmente, sans surprise.
Si tu adoptes ce que je t'ai conseillé, MAX17205 au plus près du Rsense et liaison Kelvin, tu auras une précision au mA.

[davidif]

Oui, effectivement au abords du rsens on constate bien le démarrage des pistes au bornes du shunt au plus près, c'est après comme tu disais pour d'autres configues, bien qu’ils n'est pas mis les pins concernées du composant côte à côte comme pour le chargeur pour éviter de les écarter.
je vais voir ça sur mon design qui est assez resseré tout de même car j'ai minimisé les dimensions de la carte pour pouvoir l'intégrer sur la batterie, de plus j'ai rajouter des options de conf aussi pour les tests, ce qui m'a contraint au niveau routage.

j'ai rajouté 4 résistance de 0 Ohm pour me permettre de tester et voir la meilleurs solution de la position rsens sur le plus et sur le moins, quand en fonction des résultats je ferai mon choix je serai moins contraint en place par l'absence de ces 4 résistances.
Mais suppose que ce choix pourrait-être perturbant en fait (: ...

[davidif]

Bonsoir, j'aurai bien petite question subsidiaire (:

j'ai une fonction qui me fait penser au fameux adage de la poule et l'œuf ... le but de ma fonction serait de maitriser ou couper l'utilisation des batteries lorsque l'état de charge serait en dessous d'un certain pourcentage, 20% par exemple, or sa fonctionne bien lorsque j'ai plusieurs batteries en service qui maintiennent l'alimentation du micro mais pas sur une batterie seulement en service, ma méthode est forcement de loin pas la meilleur, voici mon schéma



par défaut dès la batterie en lieu et place, ma carte s'alimente mais lorsque je lance la commande de coupure avec un "0" ... évidemment sa s'éteind bien pour aussitôt redémarrer car la carte n'étant plus alimenté, le "0" n'est pas maintenu par mon micro et donc ouvre de nouveau le canal ...

Avant d'initialiser mes commandes à 1 à l'allumage, j'avais un beau sapin ... allume , éteint, allume, éteint ... (:

[Exotique]

J'ai un peu perdu le fil de ton projet, mais en principe tu devrais avoir un AFE qui est chargé de piloter et protéger ta batterie.
Le MAX17205 est la jauge qui renseigne le µC.
Lorsque la jauge indique par exemple 20% qui correspond à un seuil d'alarme, ton µC doit stopper la décharge en envoyant un ordre de mise à l'arrêt à l'AFE.

Ton µC lui doit basculer dans un mode "sleep" pour consommer le moins possible, voir en shutdown si tu as prévu une méthode de réveil ou il en sortira simplement quand tu auras branché le chargeur.

[davidif]

J'ai un peu perdu le fil de ton projet, mais en principe tu devrais avoir un AFE qui est chargé de piloter et protéger ta batterie.
Le MAX17205 est la jauge qui renseigne le µC.
Lorsque la jauge indique par exemple 20% qui correspond à un seuil d'alarme, ton µC doit stopper la décharge en envoyant un ordre de mise à l'arrêt à l'AFE.

Ton µC lui doit basculer dans un mode "sleep" pour consommer le moins possible, voir en shutdown si tu as prévu une méthode de réveil ou il en sortira simplement quand tu auras branché le chargeur.

En fait, je sais pas trop ce qu'est un AFE;

Dans le principe je peux faire comme ça, seulement si je coupe la décharge, j'alimente plus mon micro du coup et donc la gestion des batterie, c'est le chat qui ce mort la queue (:
Après cette fonction correspond au schéma n'est pas primordial ... je l'ai mis en pensant voir comment je pourrai gérer ça mais je m'aperçois que c'est pas si simple en fin de compte.

Après je pourrai ne pas utiliser cette fonction au pire, car j'utilise aussi un LTC4417 qui fonctionne plutôt bien pour gérer la priorité sur 3 sources d'alimentations et notamment les batteries dont le principe est basé sur des seuils d'hystérésis, donc au pire si la tension batterie diminue en dessous du seuil tout c'éteint sans ce rallumer.

[Exotique]

Ton µC doit être alimenté séparément du reste et être géré au niveau de sa consommation selon le travail à faire.
Un AFE est la désignation abrégée pour Analog Front End, indispensable pour le lithium, c'est un interface entre les cellules et le monde extérieur, tu ne peux pas y échapper.
Il existe un tas de circuits pouvant réaliser cette fonction (BQ76930, ISL94202, etc).

je l'ai mis en pensant voir comment je pourrai gérer ça mais je m'aperçois que c'est pas si simple en fin de compte.

Il ne faut pas te décourager, généralement les ingénieurs que j'ai en formation font la même constatation que toi même après 2j intense de formation.
Je serai en congés à partir du 18 décembre, je pourrais poster des choses en section projet qui te feront avancer efficacement, si tu peux patienter d'ici là.
@+

[davidif]

Bonjour Exotique, merci pour tes précieux conseils, mais je ne me décourage pas ... c'est pas la première première fois ... ... c'est aussi ça qui est passionnant même si la pression de l’engagement (date de livraison) ce fait sentir ...

Je vais me renseigner pour les AFE, je sais pas si c'est lié mais mes batteries seraient plus ou moins protéger par un BMS en interne.

Qu'appel tu la section projet ? ... je vais tenter d'avancé grandement avant le 16/12 car réunion avec le client sur ce projet qui ce trouve hors délai ce jour car j'ai eu aussi pas mal de contrainte mécanique également qui m'on pris beaucoup de temps.

Bonne soirée

[Exotique]

Si ta batterie est déjà équipée d'un AFE ou d'un BMS alors il faut juste que tu prévois un switch (un MOS par exemple) pour isoler ta batterie du monde extérieur (load et charge).
Ton µC peut très bien être alimenté en amont de ce switch, en mode sleep (si I< Iconsigne) il consommera très peu.
Il faut juste prévoir un évènement qui réveillera ton µC (un BP, un détecteur magnétique ou tout autres moyens).
Ton MAX17205 doit toujours "voir" la tension de ta batterie et tout ce qui circule comme courant (entrant et sortant), c'est la seule condition.

[Exotique]

Tu peux aussi très bien te passer d'un switch à condition de bien peaufiner la consommation en veille si hors charge et hors utilisation en décharge.
Bien fait tu peux espérer 50µA uniquement de consommation, en mode veille, de cet fonction supplémentaire.
Dès qu'un courant sera débité par exemple, ton MAX17205 le verra et le comptabilisera, ton µC peut se réveiller quelques secondes plus tard (par WD par exemple) sans que ce soit un problème.

[davidif]

Bonjour

et merci pour ces infos que je vais aussitôt regarder.
Je viens de récupérer ma carte corrigé, la première charge sur le 1er canal chargeur c'est plutôt bien terminer, je continue à tester les autres .... ça prend du temps tout ça .... faut aussi que je décharge d'autres batteries en parallèle des essais en charges pour pouvoir enchainer.

En fait, bien que les correctifs eu été nécessaire je me demande si mes problèmes rencontrés à la première mise sous tension étaient bien réel, car je viens de m'apercevoir que les leds de status ne reflétaient pas les différentes étape de charge car je récupérais leur info en les envoyant sur mon micro et à priori pas très bien car en les déconnectant de mon micro elles ont fonctionnées correctement.



Puis le fait que ma tension de charge grimpait trop haut est certainement lié au mauvais réglage de mes potar car j'ai pris en compte des valeurs identique à celle de la carte de dev sans me rappeler que les valeurs sur mon proto étaient différent.

Donc les correctifs étant fait, ça semble fonctionner ... juste une interrogation sur un phénomène asser bizarre, jamais trop rencontré avant, .... un léger bruit (ou souffle) je sais pas trop comment le décrire, peut-être vibration ce fait entendre lorsque je suis en fin de charge ... le courant constant de 3A est descendu à environ 1.5A tension constante de 29.2 environ, à oreille j'ai du mal à localiser, peut-être vers la self de 6u8 h .... et en fait , ce légers bruit ce fait entendre lorsque je viens à débrancher la batterie dcin encore présent ...