Discussion in 'Opencharge' started by lsimma, Jan 12, 2008.

  1. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo,

    wegen der nicht erreichten 12A hätte ich folgende bitte:

    *) Kann wer bitte am IC4b (TLC272) am Pin 1 mit einem Oszilloskop
    ermitteln welchen zusammenhang zwischen Strom und der Spannung
    an diesem Pin1 gegen gemeinsame Masse tatsächlich existiert ?

    Hintergrund: Lt. Schaltplan haben wir hier 10A = 2,44V bei mir ist dieses Verhältnis nicht ganz korrekt, evt. ist mein Oszi schon zu alt.
    Ermitteln bitte bei ca. 500mA, 2A und wenn geht mehr.
    Bitte diese Spannung gegen gemeinsame Masse ermitteln da die Spannung OC1A auch gegen gemeinsame Masse definiert ist.
    (Gemeinsame Masse = Masse die der Atmel hat)


    Danke
    Lukas
  2. lsimma

    lsimma New Member

    Fehleranalyse warum die 12A nicht erreicht werden

    Hallo,

    hab analysiert warum die 12A nicht erreicht werden. Messungen mit dem neuen Testprogramm (siehe unten) bei PWM1a=1023 dh. voll aufgedreht.

    IC4a Pin 5 = 2,66V
    IC4a Pin 4 = 2,69V

    IC4b Pin 3 = 0,27V
    Strom 10,5A

    Wenn wir den Schaltplan hernehmen so sollte lt. Theorie an IC4b Pin 3 eine Spannung von 0,105V anliegen. Jedoch sind es 0,27V.

    Prüfen wir nun den Pfad der Spannung an IC4a Pin 5. Dies ist gegen die gemeinsame Masse bezogenen Spannung da R35 mit R30 ein Spannungsteiler mit Massebezug - gemeinsamer Masse - darstellt.

    IC4a vergleicht somit die zweite Spannung an Pin 6 auch gegen gemeinsame Masse. Der Pfad dazu geht über R21 dann über R20 dann über T10 auf die gemeinsame Masse.

    Die Spannungen an diesen Bauteilen sind:
    R21 = 0V
    R20 = 0.11V
    T10 Drain-Source = 0.16V

    T10 verusracht bei diesen hohen Strömen einen gewaltigen Spannungsabfall welcher direkt in die Vergleichsspannung von IC4a einfliesst. IC4a wird somit ein höherer Strom vorgegaukelt als es tatsächlich ist.

    Der Vergleich der 2 Verpolschutzfets T10 und T2 (bei 7A ermittelt) zeigt das Problem auf: (Spannungsabfall zwischen Drain und Source)
    T2 = 0,014V
    T10 = 0,09V

    Das Problem liegt in der 5V Ansteuerung des T10, siehe angehängter Datenblattauschnitt und die rote Linie.

    Was tun ?
    a) T10 mit 12V auf Gate versorgen
    Den T10 so ansteuern wie auch den T3 zb. über einen BC546.
    Schaltungsänderung ist notwendig bzw. Lochrasterplatine :-(

    b) Evt. die OC1A Spannung an IC4a Pin 5 noch weiter erhöhen mittels verringern dem R30 ?
    Nachteil ist, dass der T3 von Programmsicht aus immer noch nichtlinear reagiert was innerhalb des Programmes etwas doof in der Kalkulation ist.
    Auch ist die Uds am T10 bei 5V stark Temperaturabhängig. (das konnte ich am Messgerät mit dem Testprogramm nachvollziegen denn der Strom änderte von selber über die Zeit mit steigender Erwärmung am Kühlblech).

    Bitte um Rückmeldungen....

    ---------

    Die Testfunktion mit dem ich das ermittelt hab ist in der Patch Version 13.1.2008 eingebaut hier die Info dazu:

    Einen Testpunkt hinzugefügt bei dem der Pwm1a von 0 bis 1023 beliebig mit dem Drehgeber einstellt werden kann wobei der Spannungspfad duchgeschaltet ist. Dh. am Ausgang liegt die Eingangsspannung an und wird NUR durch die Stromvorgabe durch den T3 geguliert (reiner Linearregler).

    * StepDown FETs sind durchgeschaltet
    * StepUp ist gesperrt
    * Ladung ist aktiviert
    * Entladung ist gesperrt
    * VerposchlutzFET (T10) ist duchgeschaltet

    Diese Funktion ist im aEich Menü bei den 2 Rufezeichen auf Stelle 23+24 zu finden. Durch Drücken der OK Taste und dem Drehgeber ist der Wert einstellbar. Nach dem loslassen wird der Wert dem PWM1A übergeben. Mit ESC drücken wird die Anzeige verlassen und der Stromfluss beendet.

    Die Anzeige:
    Strom ist 10.57A
    10.23A PWM1A Wert"

    Beachte: Der Wert in der 2.Zeile wird zwar mit A bezeichnet es ist jedoch der Wert für den PWM1A !!
    0A -> PWM1A=0 -> T3 gesperrt
    10.23A ->PWM1A=1023 -> T3 auf maximum gesetzt

    Ich hab die Messung mit einem 2 Zelligen LiFePo durchgeführt damit der Spannungsabfall für T3 noch erträglich ist. (11,5V-6,5V)*11A=50W !!!
    Bitte nicht auf einen Kurzschluss arbeiten das hält der T3 nicht aus denke ich.

    Beste Grüße,
    Lukas

    Attached Files:

  3. Ralf P.

    Ralf P. New Member

    Moin Lujas ,


    also ich wäre dafür Lösung a. zu testen und T3 mit 12V anzusteuern,
    das scheint mir nach deiner Beschreibung die beste Lösung zu sein.
  4. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo Ralf,

    kannst Du das bitte übernehmen ? Ich hab Dir die neue Version mit dem Testpunkt auf den Server gestellt und wie versprochen das Hex dazu.

    Ich kommte die nächsten zwei Wochen weniger dazu, erst nachdem ich wieder da bin - ab Mitte Feb. gehts wieder besser.

    Danke,
    Lukas

  5. Ralf P.

    Ralf P. New Member

    Moin,

    Ich werde es versuchen.

    Danke, dann hab ich ja wieder was auszuprobieren !
  6. MalteS

    MalteS Member

    Hi,

    weil ich das grad sehe. Warum gibt es den Verpolungschutz Fet überhaupt? Verpolungsschutz wird doch schon durch den Längsfet erreicht. Das weglassen desselben hat den vorteil das dann der ADC auch gegen Masse messen kann und man keinen differenziellen ADC mehr braucht.

    Ich habe den Lader (stark modifiziert) nachgebaut und den Verpolungschutz weggelassen. Soweit ich mich errinerre habe ich den Verpolungschutz auch bis 50V getestet.

    Die Längsfet beschaltung muss minimal geändert werden damit source gate nicht über 15V geht (Zehnerdiode).

    Das hat es mir ermöglicht den MAX110 rauszuschmeissen. Die Genauigkeit im niedrigen Spannungsbereich könnte aber evtl. noch etwas besser sein. Vieleicht ändere ich das aber nochmal.

    Die Anfänge davon sind ja in dem Opencharge reloaded ;-) Thread zu sehen. Wenn ich das Teil fertig habe stelle ich es mal mit Bildern vor.

    Da war auch noch was was mir aufgefallen ist: Der Pullupwiederstand vor dem ICL7667 geht nach 5V. Der sollte aber nach +12V gehen da, sofern die 5V ausfallen der Wandler den Autoakku kurzschließt.

    Gruß
    Malte
  7. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo Malte,

    vermutlich hast Recht. So wie ich das sehe wird in der aktuellen Schaltung der verpolte Akku +Pol (dessen + nun beim "MinusAkku" anliegt) über die D17 (und R21) auf gemeinsame Masse gezogen. Habs noch nicht gemessen da mir noch ein Akku mit 50V fehlt ob dem so tatsächlich ist.

    Hmmm... ist es nicht so dass bei Verpolung des Akkus die Zwischenkreisspannung Vss sich zur verpolten Akkuspannung addiert und dann am T3 anliegt ? Wenn bei der 500W Version die StepDown FETs eliminiert sind und als Eingangsspannung 32V verwendet werden dann wird es beim Verpolten von zb. 50V Akku recht eng. denn der T3 bekommt dann ca. 80V ab.

    Sehe ich das korrekt ?

    Wegen dem ICL7667.. das sehe ich mal eher gelassen da ja immer noch die Sicherung drin ist. Die Leuchtet dann halt mal kurz auf denke ich. Dass die 5V mal ganz ausfallen ist auch eher selten. Auf einem neuen Layout könnte dieser Tipp einfliessen - das sollte me. der Thomas entscheiden (ich hab sowieso keine Targetlizenz und kann daher leider nix ändern).

    PS: Könntest Du bitte die geänderte Beschaltung von T3 posten ? Evt. kann dies auch in eine nächste Version einfliessen.

    Danke,
    Lukas
  8. MalteS

    MalteS Member

    Da ist natürlich was dran. Meine Version hat eh keine Stepdown Fets mehr. Ich habe beim Testen glaube ich auch keine Eingangsspannung anliegen gehabt. Da muss ich nochmal draufschauen.
    Wobei ich eh nur von 12V ausgehe. Eine 32V 500W Quelle für den Lader erscheint mir etwas exotisch.
    Ich glaube der T3 kann 55V lt. Datenblatt.

    Mal sehen entweder eine Diode, oder der Verpolungsfet für die Eingangsspannung muss auch noch irgendwie mit ran. Das wird allerdings nicht ganz einfach.
  9. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo Malte,

    die 32V kommen vom Ralf, der betreibt seinen Lader mit dieser Spannung - 500W Version ohne Stepdown Fets daher die Rechnung.

    Lukas
  10. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo,

    der Ralf hat die T10 überbrückt -> Ergebnis ist...
    Mit deinem Testprogramm und vollaufgedreht steigt der Strom bei mir auch nur um 0,5A. Beim Laden mit eingestellten 12A steigt der reale Strom nur von 11,2 auf 11,5A. Übrigens ist der Strom in Grenzen auch von Verhältniss Eingangs zu Ausgangsspannung abhängig. Drehe ich die Eingangsspannung runter steigt der Strom .Geht Die Ladespannung hoch steigt der Strom und umgekehrt.

    Bei mir mittels Überbrückung des T10 (mit Schraubenzieher :cool:) sind ebenso die 0.5A mehr.

    Ok stimmt auch theoretisch zusammen:
    Am Ausgang von IC4b sind 10A ca. 2,44V. Der Spannungshub durch T10 drückt die Spannung um 0.16V hoch - das sind dann ca. 1/20 von den 2,44V und das sind soviel wie wenn ca. 0,5A Strom fliesst.
    Jedoch T10 ist nicht notwendig da der T10 Verpolschutz durch D10 und R54 (220Ohm) ausgehebelt wird. Siehe nächsten Thread zum Verpolschutz...

    Warum sind es dann immer noch nicht die 12A ?

    Hab mal nachgerechnet - mit überbrücktem T10 ergibt dies:
    Wie ganz oben festgestellt hab ich am + von IC4a maximal 2.66.
    Somit kann das - von IC4b auch nicht mehr werden danach wird der Strom gedrosselt.
    IC4b wird Verstärkt durch R24 (4.7K) und R25 (110K) und zwar um
    4,7/(110+4,7)=24,7
    Somit braucht es am Eingang eine Spannung von 2,66V/24.4=0,109V
    Diese entstehen bei einem Stromfluss von 0,109/0,01=10,9A

    Somit kann bei mir nicht mehr als die 10,9A fliessen auch wenn die Stromvorgabe voll aufgedreht ist und T10 überbrückt ist.

    Dies stimmt mit meiner meiner Messung von ca. 11A wieder mal recht gut überein.

    Je nach Bauteiletoleranz (Kohleschichtwdst. zb.) kann es etwas mehr bzw. etwas weniger sein.

    Beste Grüsse,
    Lukas
  11. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo,

    der max. Strom ohne Hardwareanpassung liegt bei ca. 11A (siehe Postig vorher).

    Um zu entscheiden was angepasst werden darf hab ich noch den ADC Eingang ausgemessen und die Bits ausgelesen.

    Strom / Pin 14 / Pin 15 / Pin 16 # Bits
    0,5A / 0,6mV / 42,9mV / 5,2mV # 194
    5,1A / 6,8mV / 375mV / 57mV # 6082
    10.94A / 14,7mV / 791mV / 123mV # 12850

    Maximal sind 14Bit = 16383, der Strom zu gross ist in Software auf > 15000 gestellt. Vom ADC her sind es daher
    12850 = 11A
    15000 = 12,8A
    16383 = 14A

    R30 verringern -> dann muss in der Software die Schwelle von Strom zu hoch etwas hinaufgesetzt werden. Mehr als die 12A sind jedoch meines Erachtens so nicht mehr drin.

    Andererseits kann die Verstärkung von IC4b etwas abgeschwächten werden . Bei einer Verstärkung von 16 ergibt sich zb. bei einem Strom von 15A eine Spannung von 2.44V am Ausgang von IC5b.

    Ach ja... wie ist das mit der Spule und den FETs - da hab ich keinen Durchblick wie das berechnet wird. Wo sind hier die Lastgrenzen gegeben ?

    Wie seht Ihr das ?

    Danke,
    Lukas
  12. lsimma

    lsimma New Member

    Testprogramm 15A kurzzeitig gefahren (R25 modifiziert)

    Hallo,

    hab einen Versuch unternommen um zu sehen was passiert wenn die Verstärkung von IC4b runtergenommen wird.
    Habe parallel zum R25 einen 220K Ohm Wdst. dazugelötet,
    somit hat R25 nun 74K Ohm. Die Verstärkung von IC4b ist nun 16,7.
    Laut Rechnung ergibt das 15,8A max.

    Bei 2SLiFePo kurz mit dem Testprogramm angefahren ergibt bei PWM1a=1023 einen Strom von 15,2A.

    Die Debug-Stromausgabe via RS232 zeiget jedoch 215341mA == 215A :D an.
    long = word1 * word2
    word1 = 1182
    word2 = 12778
    long sollte dann 15103596
    das ganze /1000 = 15103 und Anzeigen
    Ergebnis ist jedoch 215341mA ???
    Muss diese drei Zeilen wenn ich Zeit hab mal ganz genau auseinandernehmen entweder gibts hier einen Denkfehler unsererseits oder einen Bugnode an Bascom.

    Info: Das Programm dazu mag ich noch nicht veröffentlichen denn ich musste die Überstromabschaltung rausnehmen - der Lader meint ja es fliessen 215A. Auch geht Laden so nicht da die internen Beziehungen PWM1a wert ist in etwas der Strom nun nicht mehr stimmen. Hier muss dann Softwaremässig noch was geändert werden - einstellbarer Parameter.

    Beste Grüße,
    Lukas
  13. lsimma

    lsimma New Member

    Positive Ergebnisse mit 15A Ladestrom

    Hallo,

    ich fasse die aktuellen Erkenntnisse zusammen. Danke an Ralf der die Messungen durchgeführt hat.

    Anbei eine Aufzeichnung von Ralf bei 15A Ladestrom und ca. 20V Akkuspannung.

    15A sind mit dem Ladegerät möglich es sind 2 Änderungen durchzuführen.
    * T10 überbrücken
    * R25 bekommt parallel noch einen 220K Wdst. dazugelötet (R25 hat somit 73 Ohm)

    Durch die Änderungen steigt der maximale Strom auf ca. 17A (durch die Regelschleife R20 -> T3 abgeregelt egal was die Software macht). Die Software ist auf 15A begrenzt, T3 hat somit noch 2A Luft um zu regeln.

    Durch die Änderungen muss der Strom neu kalibiert werden.

    Ralf hat auch die Temperatur mit aufgezeichnet. Wie ersichtlich ist verkraftet das Ladegerät die 15A.

    Bei 15A tritt eine Temperaturdrift auf die im Diagramm sichtbar ist. Diese kommt vom R20 welcher bei 15A mit 2,5W belastet wird, was eine Temperatureröhung von 100° zur Folge hat. Da der Drahtwdst. eine Temperaturdrift von ca. +400ppm/K aufweist erhöht sich der Spannungabfall was die Regelschleife veranlasst den Strom um 0.2A zurückzufahren.
    Abhilfe wäre ein Wdst. mit mehr Leistung (zb. 9W) und den Wdst. am Kühlblech zu montieren.


    Beste Grüße,
    Lukas

    Attached Files:

  14. MalteS

    MalteS Member

    Habt du/ihr mal versucht wie es dann bei kleinen Strömen aussieht. Ich habe gegenwärtig das noch das Problem das ich nicht Ströme <400mA einregeln kann. Muss aber offengestanden sagen das ich im Rahmen meiner Suche des Kurzschlusses des Spannungswandlers bei Ausfall der 5V einiges an dieser Stelle rumgebastelt habe und ehrlich gesagt vergessen habe was da der gegenwärtige Stand bei mir ist.
    Kommt wieder auf Tablet wenn die SW soweit fertig ist.
  15. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo Malte,

    das liegt an der Routine Stromhochfahren welche den PWM der Stepdowns zuerst mal auf 11 (von 255) und den PWM1a (->T3) auf 50%/Sollstrom setzt.

    Bei diesem "Antastvorgang" fliessen lt. Debugausgabe der aktuellen Testversion gerade mal ca. 2mA - je nach Akkukonstellation. Dies ist für die nachfolgende Stromprüfung zu wenig und die bricht dann knallhart ab.

    Evt. bekomme ich noch Inputs von Thomas wie das gedacht ist mit der Routine Stromhochfahren dann kann ich Sie überarbeitet.

    PS: Malte, ich wäre Dir sehr dankbar wenn Du mir noch ein Schema schickst wie Du das mit der Spannungssicherung der Gates gemacht hast damit es nicht mehr als die 20V werden..... danke im voraus. Mein Sohn ist an der 2. Platine dran und die soll eine 500W Version mit höheren Spannungen werden.

    Lukas

  16. MalteS

    MalteS Member

    Also bei mir ist das wohl die Hardware. Meine SW ist komplett anders und hat mit dem original nicht mehr zu tun.

    Der Überspannungsschutz ist einfach eine Z Diode (ZF15 SMD bei mir) die zwischen Gate und Source liegt. Von Source aus gesehen in Sperrichtung.
    Das gleiche ist übrigens an den Verpolungsfets am Eingang zu empfehlen wenn man mit Spannungen >15 am Eingang hantiert. (Die Diode fehlt aber bei mir z.Z.)
  17. gerner

    gerner New Member

    Hallo Lukas,
    im Thread #12
    und im Thread #13

    haben sich kleine "Ungenauigkeiten"[​IMG] eingeschlichen.

    ... oder es ist ein Test ob die Forumsteilnehmer auch wirklich mitdenken?:)

    Schöne Grüße
    Hans
  18. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo Hans,

    ... Du hast den Test bestanden :)

    Danke für den Hinweis - ist korrigiert damit keiner was falsches Einlötet.

    Lukas

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