Caricabatterie con LT1513

[belva87]

Salve a tutti, dovrei realizzare un caricabatterie alimentato da un pannello fotovoltaico in grado di caricare due batterie da 6V/7Ah l'una, poste in serie.

I tipi di pannello di cui posso disporre sono prevalentemente due, uno da 18V 1.12A (max) e un altro da 16.5V 1A (max).

Pensavo di impiegare un integrato switching per avere un rendimento energetico migliore e ho visto sul sito di LT un possibile, a mio parere, canditato che si chiama LT1513. Si tratta di un integrato switching in configurazione SEPIC... purtroppo non ne so molto su questa configurazione ma sto cercando di documentarmi, andando al dunque sarei propenso all'uso perché è in grado di lavorare anche con tensioni di ingresso minori rispetto a quella di batteria, cosa fortemente variabile in applicazioni con pannelli solari e perché la corrente che è in grado di fornire credo sia notevole e sufficiente per le batterie in questione, o sbaglio? Chiedo scusa ma di caricabatterie switching e batterie, ne so pochino...
Un'altra domanda, non so se magari è solo una mia idea infondata o che, il rumore di switching può danneggiare o alterare la vita delle batterie? o del modulo fotovoltaico?

Ho installato l'LTSpice e ho notato che è presente l'integrato con il relativo modello per la simulazione, come posso modellare un pannello solare in diverse situazioni di irraggiamento per avere un'idea di come lavorerà il circuito? chiedo questo perché in prima battuta, proprio ora mentre scrivo, sto facendo qualche simulazione utilizzando come ingresso un generatore di tensione ideale, tutt'altro che un pannello fotovoltaico...

Spero di trovare qualche d'uno volenteroso per poter discutere dell'argomento in questione, e perché no anche sulla configurazione SEPIC ancora a me un po' oscura, o anche su qualche altra soluzione, siete tutti ben accetti!! Scusate il ritardo e l'assenza dal forum, auguro a tutti un felice nuovo anno!

Luca.

[Lelettrico]

Ciao,
ti segnalo questa che ti dovrebbe aiutare molto nella comprensione. Naturalmente si parla di vera costruzione e non di simulazione e quindi vanno molto sul pratico (vedi ad esempio la regola del pollice sul 40%).
http://www.ti.com/lit/an/snva168d/snva168d.pdf
E' un Texas, AD e' piu' avara certo .. ma l'integrato va benissimo in ogni caso. Gli SMPS come tutti i commutazione fanno un bel rumore ma lo si puo' anche limitare come descritto.
Non penso che danneggi piu' di tanto batterie e pannelli.

[belva87]

Grazie mille, mi metto subito a leggere!!

Una cosa però non mi è chiara, cosa intendi con :

...E' un Texas, AD e' piu' avara certo .. ma l'integrato va benissimo in ogni caso.

[Lelettrico]

Intendevo dire che il la spiegazione nella AN di AD non e' cosi' ben fatta come quella della Texas
Te la linko .. se hai voglia di leggerla ti accorgi da solo penso quale sia la migliore delle due.
http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-1075.pdf

Anzi, gradirei molto il tuo parere sulla comprensione del soggetto fornita da entrambe.
Personalmente preferisco la Texas per chiarezza espositiva, ma puo' essere sol ouna mia impressione ... intendiamoci

[belva87]

Ah ecco, non capivo, prima non ne avevi parlato... come te anche io preferisco quella della Texas, e devo dire che adesso mi hai posto davanti ad un bel bivio sulla scelta... Fondamentalmente mi pare di capire che il controllare LM3478 di Texas faccia tutto quello che fa l'LT1513 con la differenza di package e che uno ha il mosfet integrato l'altro no. Significa avere due componenti sulla PCB è vero, ma anche un abbattimento dei costi notevole, almeno basandomi su una miniricerca che ho fatto su RS... l'LT viene 10 euro circa, l'LM3478 viene 2.5 euro, mettiamoci un buon mosfet da 50 centesimi.. siamo a 3 contro 10 ... la faccenda è interessante, sempre che non sbaglio quando dico che i due integrati fanno esattamente la stessa cosa ^^ tu cosa ne dici?

Un'altra cosa di cui mi sta venendo il dubbio, al di la del tipo di integrato che userò... è la tensione di uscita...

Ragionando sull' LT1513 mi pare di capire, e dicono anche loro (così come il Texas), che sia impostata dal partitore resistivo di uscita, a questo punto per caricare due batterie al piombo in serie da 6V, la tensione che devo fornirgli è maggiore di 12V anche con questi convertitori giusto? per capirci, se imposto la tensione di floating, come la chiamano, a 12V, non carico un bel niente ^^ oppure sbaglio?

Per la configurazione SEPIC mi pare di capire che ha il vantaggio di isolare il carico dalla sorgente di alimentazione grazie ai condensatori, e di poter lavorare con una tensione di uscita superiore o inferiore rispetto a quella di ingresso, un po' come avere una configurazione boost o buck in una unica, erro?

Grazie ancora a tutti per la pazienza!

[Lelettrico]

SEPIC e' un buck + boost e non e' poco, poi ha anche altri vantaggi
La tensione di float dovrebbe essere riportata nel DS della batteria che usi.
Generalmente 13.65 V per una 6 elementi Pb Gel (14.4 per quella che viene chiamata boost charge current)
Ripeto, la batteria va caricata secondo i valori limite dati dal suo costruttore in ogni caso.

[belva87]

Allora la scelta va più che bene direi, per la tensione di carica siamo intorno ai valori da te indicati, 13.6V per una carica normale e 14.3V per una carica rapida. Pensavo di impostare la tensione di float a 14.2V. Domani mattina faccio telefonare un po' per sapere se i 10 euro che riporta RS per l'LT sono completamente "fuori" oppure effettiavamente è proprio più costoso, sopratutto per il quantitativo che ne dovrei fare io, circa una 50/60 di pezzi, almeno per ora... poi se il progetto piace e funziona bene, e costa poco... perché no ^^ da qui la mia preoccupazione sulla scelta tra le due possibilità, e non te ne faccio una colpa anzi, te ne ringrazio infinitamente!!

Tu cosa sceglieresti tra le due? così, parere spassionato su due piedi come si dice?

un altro dubbio mi sorge ora, dovrò fare in modo che vi sia un circuito che faccia partire il carica batterie solo quando effettivamente la batteria sia scarica perché se la tengo sempre alimentata la distruggo giusto? Inoltre serve un circuito ulteriore che disattivi il caricabatterie nel momento in cui la tensione del pannello fotovoltaico scenda al di sotto di un limite accettabile per il convertitore, o il contrario che inavvertitamente, per oscuri motivi tipo utenti sbadati o cose del genere... superi un certo valore che potrebbe provocare danni...

[Lelettrico]

Tu cosa sceglieresti tra le due? così, parere spassionato su due piedi come si dice?

Dipende dall'applicazione. Nel TUO caso meglio LT.

un altro dubbio mi sorge ora, dovrò fare in modo che vi sia un circuito che faccia partire il carica batterie solo quando effettivamente la batteria sia scarica perché se la tengo sempre alimentata la distruggo giusto?

No, non direi. La tensione di floating serve appunto a quello, a poter "alimentare" per un tempo indefinito la batteria. Certo si solfatano, vanno desolfatate con apposito metodo se accade che non tengono piu' la carica. Ma questa e' un'altra storia.

Inoltre serve un circuito ulteriore che disattivi il caricabatterie nel momento in cui la tensione del pannello fotovoltaico scenda al di sotto di un limite accettabile per il convertitore, o il contrario che inavvertitamente, per oscuri motivi tipo utenti sbadati o cose del genere... superi un certo valore che potrebbe provocare danni...

Ecco, questa si la vedrei bene. Certo con i pannelli e' difficile romperlo ... lo scopo sarebbe meglio quello di segnalare all'utente che cosa sta succedendo

[belva87]

Ok, come mai preferiresti l'LT?? se posso saperlo ovvio...

L'applicazione è proporre un progetto meno costoso rispetto ad uno già esistente, si tratta di un lampeggiatore stradale a led di quelli che si mettono nelle strisce pedonali ad esempio. Deve essere appunto alimentato da un pannello solare "ad isola", cioè con le batterie per la semplicità d'uso.
Ho pensato di predisporre un sistema con un diodo in serie al polo positivo del pannello così da evitare che per errore sia collegato al contrario e danneggi il resto del circuito, con un diodo led che ne segnala eventualmente l'inversione.

Per la batteria, se mi dici che non devo preoccuparmi del tempo di carica e dell'avviamento del circuito di carica quando è scarica, a questo punto serve solo un comparatore a finestra sulla tensione del pannello che abilita o disabilita il funzionamento del caricabatterie, giusto? Tipo con due soglie, una da 20V come massima e una da 6V per esempio come minima tensione di entrata in servizio del caricabatterie.

un altro dubbio però ora mi assale, pensavo di limitare i costi realizzando un oscillatore con il 555 che pilota i lampeggiatori LED attraverso un mosfet, le variazioni della tensione di batteria, diciamo da 11V a 14V circa, influenzano la luminosità dei led, penso sia accettabile ma... dovrò verificare a livello normativo almeno, tu cosa ne pensi?

Grazie ancora, Luca.

[Lelettrico]

Nel tuo caso se usi l' LT attacchi e va, il Texas richiede almeno un oscilloscopio e un po' di esperienza.

Se la batteria e' all'aperto occorre variare la tensione di carica a seconda della temperatura, di solito le Pb Gel hanno una caratteristica del genere ( in ogni caso e' il costruttore a doverla dare!):
-30 °C -> 16.2
-20 °C -> 14.1 a 14.3
0 °C -> 13.8 a 14.1
25 °C -> 13.5 a 13.8
50 °C -> 13.2 a 13.5
Certo per controllare il caricabatterie il tutto si puo' fare a comparatori, ma ti serve almeno un sensore di temperatura attaccato alla batteria e poi un micro se vuoi gestire bene il tutto.
Il 555 su tempi cosi' lunghini rischia di derivare non poco, quindi usare un micro per la base dei tempi non sarebbe sbagliato anche in questo caso.
La luminosita' varia poco in funzione della tensione di batteria, certo variera', piuttosto occorre capire se deve essere adeguata alle condizioni esterne (sole o buio) come fanno certi semafori ultima generazione. Le norme sarebbero una insostituibile base, non bisogna dimenticare che sulle strisce camminano delle persone.