Easyelectronics.ru

Тема стара как само авто и готовых схем в сети просто тьма, но когда ко мне обратился напарник по работе, чтобы помог выбрать простую и надежную схему зарядно-пускового устройства, то поговорив с ним пол часа я понял, что все не так просто.
Начну с того, что у него было: ЛАТор на 1 кВт, силовые диод и тиристор с радиаторами, провод для вторичной обмотки.
Теперь, что он хотел в начале: зарядное + пусковое, по схемам приведенным ниже, или что-то подобное. При этом чтобы
желательно все было в одном устройстве.


После некоторых уточнений, а именно по зарядному, выяснил, что было бы не плохо иметь на борту цепи ограничения перезаряда, защиту от КЗ и переполюсовки, одним словом схема резко усложнилась.
Я вспомнил, что в далеких 90-х повторял схему зарядно-пускового ЗП-01. После недолгих поисков нашел, распечатал и понял, что это все морально устарело, хотя работоспособность конечно же не потеряло.

Вот так и решился сделать что-то свое на микроконтроллере, лучше или хуже не берусь судить, время покажет.
Из выше изложенного составил ТЗ:
1. Силовая часть - понижающий трансформатор и тиристоры (уже есть в наличии у заказчика).
2. Пусковая часть - напряжение на концах появляется при условии, что они подключены к аккумулятору и напряжение на нем упало ниже 10В (т.е пуск с просадкой). После пуска двигателя напряжение с проводов снимается, что обеспечивает защиту от КЗ. Так же должна быть защита от переполюсовки.
3. Зарядная часть - провода и клемы те же, что и для пуска, выбор режима пуск-заряд через микро переключатель (т.е. не силовой разрыв), защита от КЗ и переполюсовки, защита от перезаряда (заряжаем до 14,2В и выключаемся), если поставили заряжать и забыли (с кем не бывает) то ждем снижения (саморазряд) напряжения на аккумуляторе до 12,5В и опять заряд. Индикация режимов на светодиоде: не светится - аккумулятор не подключен или перепутана полярность, светится - заряд закончен, моргает - процесс заряда. Ток заряда регулируется ручкой (резистором) в диапазоне 1-10А с индикацией на стрелочном приборе (шунт на 100А и микроамперметр).

Набросал предварительную схему и понял, что для данного ТУ хватит и "малыша" из серии Attiny13 или PIC12FXXX. Дома в коробке с надписью МК было 2 штуки Attiny13 и 3 штуки PIC12F675. Решение напрашивалось само - PIC12F675. Чтобы не таскать на столе силовую часть, в блок управления добавил свой маленький понижающий трансформатор, так отлаживать будет проще.

Силовая часть - классический выпрямитель со средней точкой. Для визуального контроля напряжения добавил вольтметр. Измерение тока заряда с шунта 75ШСМ-100А. Чтобы стрелочный прибор во время пуска не зашкаливал ограничиваем это дело резистором R1.
Предварительная схема ниже:

Как же все заморочено, особенно в силовой части.

Два десятка лет назад делал себе подобную фигню из ЛАТР-9. Вторичка была выполнена медной шиной приличного сечения, с напряжением переменки около 10 вольт на секцию, чуть более, с учетом падения на диодах. Выпрямитель из подковы от генератора грузовика, переделанный на две фазы, силовой мост по три мощных диода в плече. Получалось два силовых выхода постоянного тока с амплитудным значением около 14,5 и 29 вольт. 29 использовал для электроинструмента, 14 для запуска.
Можно было без затей подключать напрямую к батарее и оставлять даже на долго. Так и делал, утром подключал, пока завтракал и собирался - подзаряжалась батарея, потом так и запускал двигатель, помощь была очень существенная, ведь хороших масел тогда на рынке не было, приходилось запускать двигатели на пластилине зимой.
От силовой часть большего и не нужно, а вот запас по току очень даже не помешает.
Исходил из наличия нормальной сети 220 вольт, такой она и была на самом деле.
Учитывая фактически кратковременную работу девайса, заморачиваться стабилизациями не видел смысла ни тогда, ни сейчас. Ах да, в первичке было организовано два отвода, для возможности маневрировать, на случай долговременного изменения напряжения сети. Однако не припомню, чтобы приходилось это делать.
Если очень нужно, в наше время выгоднее готовый стабилизатор по сетевому входу врубить, в гараже но по любому не повредит.

Это было давно. Теперь естественно ничего этого уже не нужно, не применяю. Даже зарядное устройство уже по большому счету не нужно, т.к. обеспечил надежную зарядку стартерного аккумулятора на борту до 100%. А при таком бодром стартерном, запуск обеспечен в любой вменяемый мороз. -35С уже было нынче в середине ноября, неделю давило, пофиг, с первой попытки, дистанционной командой. Даже автозапуск не использую более.
Чего и всем желаю.

Что касается чисто зарядного устройства, нет ни одной причины скрещивать коня-тяжеловоза и трепетную лань. Это вообще отдельная и очень скользкая тема. Себе купил единственное работающее ЗУ, от Сороки. Жалею только об одном, что до него покупал еще штук пять других разных, в том числе микропроцессорных. Выброшенные на ветер деньги.

Развел печатную плату для блока управления.

Диодный мост временно запаял smd со стороны дорожек.
В понедельник начну писать программу, заодно и в Протеусе схему набросаю, интересно как будет симулироваться.

И так, приступим к исполнению намеченных планов.
В Протеусе рисуем схему блока управления, сначала без процессора:

Запускаем симуляцию и видим ожидаемую картинку:

Из осциллограммы видно, что импульс отпирания тиристора нужно выдавать только после того как амплитуда напряжения на тиристоре подымется выше напряжения на аккумуляторе, иначе тиристор не откроется. То есть необходима пауза после прихода синхроимпульса, как для режима заряда так и для режима пуска. При этом для увеличения тока, паузу для заряда, будем уменьшать в зависимости от положения ручки регулятора.
Величина синхроимпульса (переход через ноль) порядка 400 мкс, что вполне достаточно для оцифровки напряжения на аккумуляторе. Это позволит исключить влияния напряжения приложенного к аккумуляторе при открытом тиристоре.

Добавил в схему протеуса МК и создал проект в MPLAB. Начал ваять программу. Пока только настрочил описание узлов МК (АЦП, Таймер, Прерывания). В основном цикле производим (когда разрешено) измерение по каналам АЦП (пока для отладки беру константы) и управление светодиодом индикации (пока нету). Прерывания:
1. Изменение на ножке синхронизации с сетью. По фронту организован счетчик до 10, т.е. раз в 10Х10мс=100мс разрешаем оцифровку аналоговых значений в основном цикле. По спаду запускаем 200мкс таймер.
2. Таймер с интервалом 200мкс. В зависимости от режима делаем задержку для выдачи управляющего импульса на тиристор.
После выдачи управляющего импульса таймер выключаем.
Стартовые углы для заряда и пуска перенес в EEPROM, соответственно в нулевой и первой ячейки, так легче отлаживать.
Вот осциллограммы для режимов заряд и пуск:

Выкладывая окончательную схему

Т.к. никто из участников форума заинтересованности не проявил, за исключением одно человека, который считает, что трансформатор с отводами и диодным мостом является лучшим пуско-зарядным на все времена, то на этой оптимистичной ноте и закончу.
P.S. Устройство спаяно и отлажено, корпус напарник решил делать сам, за что ему огромное спасибо (возиться с железяками нет времени).
По его просьбе добавил в программу стабилизацию тока заряда, т.к. в железе цепей измерения тока не предусмотрено, то стабилизация выполняется программно путем смещение угла отпирания по мере роста напряжения на аккумуляторе. Точность конечно не большая, но вполне достаточная, чтобы в конце заряда ток не падал в ноль.

Доброго дня. В процессе эксплуатации выяснилось, что при подключении аккумулятора к устройству, в режиме ПУСК, в течении примерно 300мс открываются тиристоры, даже если напряжение на аккумуляторе больше напряжения пуска (11В). Связано это с программной фильтрацией и усреднением. Для устранения данного бага введен таймер (~1sec) запрещающий выдачу управляющих импульсов при первом подключении.
Фотки устройства выложу позже, т.к. корпус делаю не я а заказчик.

Напарник прислал первые фотки. Конечно вышло грубовато и нужно еще допиливать, но в целом финишная прямая уже видна.

а прошивку можно - желаю повторить