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Caricabatterie NiMh con LM317

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utenterichiurci » 21 mag 2019, 7:57

Si può avere senso perché la batteria di solito si trova dopo fili anche lunghi, mentre i condensatori in e out sugli LM andrebbero messi più vicini possibile.

@maubarzi: la carica a corrente costante non è un dogma, la si usa in ricariche veloci e/o per monitorare gli Ah immessi.
In generale però se usi un alimentatore in ingresso non c'è bisogno di limitare la corrente iniziale.

Per i grafici vedi tu, forse potresti accontentarti di quelli riportati da me nell'articolo.
Altrimenti bisogna usare una carica a corrente costante proprio per sapere esattamente in ogni istante quanti Ah hai immesso, visto che solitamente in quei grafici hai gli Ah in ascissa
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[12] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utentemaubarzi » 21 mag 2019, 8:33

Diciamo che dovrei averne da studiare e sperimentare.
Intanto grazie a tutti gli intervenuti, spero di non farvi avere ulteriori notizie a mezzo TG ;-) ma solo qui :-P
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[13] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utentemaubarzi » 21 mag 2019, 17:04

Continuando le mie ricerche di approfondimento mi sono imbattuto in queste discussioni:
https://www.electroyou.it/forum/viewtopic.php?f=1&t=43758
https://www.electroyou.it/forum/viewtopic.php?f=1&t=45507
https://www.electroyou.it/forum/viewtopic.php?t=54616&p=534273
Lo schema proposto/suggerito è simile al mio.
E su tutti il diodo stonato c'è, quindi mi resta la curiosità di capire perché dici che è un "pugno in un occhio"?
Solo perché oggi c'è di meglio e questo schema è decisamente superato?

Poi mancano le resistenze su cui avevo dubbi relative a Q1.
Ora, da quel che mi dice il cervello, dovrebbero essere poco critiche perché Q1 dovrebbe applicare una retroazione abbastanza automatica e autoregolante.
Resta solo il dubbio sulla necessità di limitare le correnti, magari R4 è esagerata ma R5 forse una qualche utilità potrebbe continuare ad avercela.
Devo fare bene i conti delle correnti in gioco.

Resta comunque un circuito superato ma per me didattico/sperimentale.
Per le due opzioni di carica a tensione costante senza limitazione o a corrente costante, gli schemi dell'LM317 sono abbastanza banali per cui non mi lasciano dubbi addosso.
Proverò anche quelli e confronterò.
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[14] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utenteelfo » 21 mag 2019, 18:57

maubarzi ha scritto:perché dici che è un "pugno in un occhio"?

Tutto quello che segue e' rigorosamente IMHO

Quando si "progetta" occorre avere - tra le altre cose - la "sensazione del progetto" che e' un qualcosa difficile da comunicare specialmente su un forum.
Ogni ambito ha un sua soluzione ottimale che puo' andare dal "quick and dirty" alla "ultrasofisticazione"

Un parametro che e' spesso sottovalutato - ma che dovrebbe far parte della sensazione di un buon progettista - nella realizzazione di un caricabatteria (oltre alla ovvia corrente e tensione di carica) e' la precisione della tensione di fine carica/mantenimento.
Foto Utenterichiurci nei suoi ottimi articoli e post ha indicato I valori ottimali per la ricarica.
La "senzazione" con le batterie piu' moderne e' che la precisione di tale tensione e' dell'ordine di qualche %

Se guardi le specifiche di un LM317 vedi che la tolleranza della tensione di riferimento e' di circa il 4 %

Reference voltage (min -typ-max) 1.2 1.25 1.3 (+/- 50 mV)

se guardi le specifiche di un diodo 1N400X hai una variazione della caduta di tensione per correnti che vanno da 10 mA a 100 mA di circa 100 mV - Pag. 3 Fig. 4 del seguente link

https://www.vishay.com/docs/88503/1n4001.pdf

ed una dipersione della tensione di conduzione @ 1A tra 0,93 V (typ) e 1,1 V (max) 170 mV di differenza

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/1N4001-D.PDF

Comprendi che, anche se puoi regolare la tensione tramite R3, la regolazione vale per un solo punto operativo e non per tutte le condizioni.

Per confronto guarda le specifiche e le tolleranze delle tensioni di riferimento di un caricabatterie (multichimica) specializzato e moderno

https://www.analog.com/media/en/technic ... /4079f.pdf

Comprendi quindi che il diodo in serie e' un punto in cui si "concentra" la maggior parte dell'errore del circuito a valori "non accettabili".

Questo problema puo' essere superato utilizzando la tecnica del "diodo ideale" inserendo il diodo all'interno di un anello di reazione negativa.

Questo non e' possibile con l'LM317 a causa della tipologia delle regolazione adottata.

Occorre utilizzare un altro regolatore - sempre general purpose e non specializzato come caricabatteria - l'L200 della ST.

lo schema lo trovi nel datasheet dell'integrato a Pag. 9 Fig. 27 e che riporto qui sotto (leggi le note sul datasheet).

- Rs imposta la corrente (costante) di carica
- R1 e R2 impostano la tensione massima di carica
- D1 - come vedi e' inserito all'interno dell'anello di controreazione e quindi la sua caduta di tensione viene "annullata" - impedisce che la batteria si scarichi sul regolatore in assenza della tensione di ingresso allo stesso (la batteria comunque si scarica attraverso le resistenze R1 e R2)
- R e D leggi le note

https://www.st.com/resource/en/datasheet/l200.pdf

Tutto il resto - R4 e R5 del tuo circuito e circuiti dei vari link - ha Il sapore (la sensazione) di un "trial and error" che non ha nessun valore didattico.

Ripeto: Il tutto rigorosamente IMHO

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[15] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utentemaubarzi » 21 mag 2019, 19:05

Ottimo, finalmente ho capito "quasi al 100%" il tuo punto di vista.
Purtroppo la mia capacità di essere autonomo in questo studio è abbastanza limitata e quindi si basa molto sul "trial and error" e sul "cut and paste" cercando di capire il più possibile.
Quindi i tuoi post mi sono moooolto utili perché mi mostri i muri prima che ci sbatta il naso.
Grazie mille.
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[16] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utentemaubarzi » 5 lug 2019, 18:44

Sto facendo alcuni test di carica con una configurazione dell'LM317 a corrente costante.
L'ho dimensionato per erogare 200mA.
Ovviamente scalda, anche se non eccessivamente, vorrei restare su temperature piuttosto basse per evitare problemi.
Volevo capire se era possibile collegare più LM317 in parallelo per distribuire la potenza su più dispositivi in modo da aumentare la corrente per ridurre i tempi di carica.
Ovviamente ho cercato in giro e non ho trovato nulla di interessante.
E' una oscenità? mi potete direzionare su qualche schema sensato?
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[17] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utenteelfo » 5 lug 2019, 19:25

maubarzi ha scritto:configurazione dell'LM317 a corrente costante
Volevo capire se era possibile collegare più LM317 in parallelo

E' "saggezza popolare" che i generatori di corrente si possono collegare in parallelo (e quelli di tensione in serie)
maubarzi ha scritto:Ovviamente scalda, anche se non eccessivamente, vorrei restare su temperature piuttosto basse per evitare problemi.

Quantifica:
- scalda non eccessivamente
- piuttosto basse
- problemi

Rule of thumb e numeri

Tj operativa 90 C
Rth j -a 24 C/W
Rth j - c 16 C/W

Regoletta:
Applica 1,9 W
(con una corrente di 0.2 A corrisponde ad una differenza di tensione Vin - Vout = 9.5 V)

Otterrai

Tc(ase) = 1.9 \cdot 16 + Ta(mbiente)

Con 30 C ambiente avrai

Tc(ase) = 60 C
Tj(unction) 90 C

e vivi felice (occhio a scottarti il dito :mrgreen: )
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[18] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utentemaubarzi » 5 lug 2019, 20:00

Si, questo è quello che ho già ottenuto con i 200mA, dito non scottato perché c'è un dissipatore, ma quasi, perché il dissipatore non è grandissimo.
Vorrei tenermi su questa temperatura e quindi non vorrei aumentare la singola erogazione di corrente.

Posso bellamente collegarli in parallelo? non penso, potrebbero interferire le varie regolazioni, per cui qualche minimo di accortezza per metterli in parallelo me lo aspetto ma non sono in grado di immaginarlo e non ho trovato granchè di attendibile.
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[19] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utenteelfo » 5 lug 2019, 20:10

maubarzi ha scritto:Vorrei tenermi su questa temperatura

Quale temperatura? 'un ce l'hai un termometro? Su aliexpress costa piu' di un caffe' (e meno di un gelato) :D
e come l'hai deciso che e' quella "giusta"?
maubarzi ha scritto:Posso bellamente collegarli in parallelo?
ma non sono in grado di immaginarlo e non ho trovato granchè di attendibile.

che razza di ricerca hai fatto / dove hai cercato?
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[20] Re: Caricabatterie NiMh con LM317

Messaggioda Foto Utentemaubarzi » 5 lug 2019, 20:43

In che senso?
Un termometro per misurare quelle temperature no, ma è importante la temperatura precisa?
Se non mi scotto dovrei essere ben dentro i limiti di lavoro dell'LM, o sbaglio?
Il datasheet dice: TJ = Operatingvirtualjunctiontemperature = 150°C, dovrei essere abbondantemente sotto se non mi scotto. Il raccomandato è 125°C.
Lo scopo è fare prove, non progettare un circuito perfetto da mettere in produzione, quindi non essendo in grado di fare i calcoli precisi, mi tengo ben sotto i limiti andando un po' a occhio.
Se riesco a parallelizzare, passerei ad un'erogazione massima di 100mA per singolo LM, almeno questo sarebbe il mio intento, per avere ancora più margine ed evitare effetti spiacevoli alle dita.
Si, vero che il termometro costa poco ma ci vuole marco polo per farlo arrivare, circa 2 mesi di carovana ;-)

Ho cercato tra gli schemi dei datasheet e le ricerche da nabbo in internet.
Essendo io nabbo, quello riesco a fare.
Ho trovato cose tipo questa: http://www.grix.it/UserFiles/amilcare.c/File/Schemi%20LM%20317(2).pdf
però gli schemi dove ci sono i collegamenti in parallelo, se non ho preso un abbaglio, sono regolati in tensione, io li cerco regolati in corrente. Ad es. schema della figura 13.
Anche lo schema di figura 22 del datasheet http://www.ti.com/lit/ds/slvs044x/slvs044x.pdf non mi pare faccia quello che serve a me.

Non ne ho trovato manco uno di schema a corrente costante messi in parallelo.
Prendo atto di essere incapace di fare ricerche, visto il tuo stupore.

Non dirmi che basta una cosa tipo questa:
Immagine

Potrebbe anche essere, ho il riferimento comune, dell'uscita e dovrebbe regolarsi tutto all'indietro per tenere conto delle differenze sui singoli componenti, cioè ogni regolatore regolerà in modo leggermente differente a seconda delle tolleranze... se non ci sono cavolate che mi sfuggono potrebbe pure funzionare.
E potrebbe funzionare anche senza i diodi, mi sa.
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