Прегледай някой AN за заряд на NiCd/NiMH. Токът в края на заряда сам няма да намалее. И при напълно заредена батерия ще тече, колкото може - според токоограничението на външната верига. Само дето вместо да отлага активна маса по електродите, ще загрява батериите.
Другото - гледам няма какво да ограничи зарядния ток до тия стойности, дето си писал. Освен ако не управляваш ключовете аналогово...

Защо не искам литиево-йонни батерии ? Ми не искам, не ги харесвам тез пущини, имат голям капацитет, малки са, но лесно се развалят, пожароопасни са, имат малък живот, скъпи са и няма единен стандарт за форма и размери, всеки производител си дялка нещо собствено. Докато NiCd/NiMh се намират под път и над път, стандартни размери, евтини.

Последно тук използвам едни батерии 2200mA/h с марка Energizer, фотоапарат Canon PowerShot S5 IS с 4-ри такива батерии прави поне 300 снимки със светкавица, или час и половина 640x480 видео със 16-битов стерео звук. NiCd/NiMh и да се изтощят в първия магазин си купувам 4-ри обикновени и продължавам да снимам. Отзивите за сходни фотоапарати с литиево-йонни батерии са плачевни, хората си носят по една торба скъпи батерии, докато аз нямам такива притеснения, че ще ми се изтощят батериите баш кога не трябва. Интересното е, че когато използвам NiMh на друга фирма, примерно Varta, Sony или Duracell не мога да постигна такива резултати, затова съм изхвърлил всички други фирми и всичките ми батерии са Energizer. Имам камера марка Японската Компания на Виктор ( JVC ) с литиевойонна батерия, пълен боклук, и за подарък на някое лапе да си играе не става, да съм снимал за две години я има, я няма 2 часа общо, заредена батерия, пускам да снимам и след 15-тина минути няма никого. Общо взето такива са причините да не харесвам литиево-йонните батерии.


Частите, не мисля, че са много, точно толкова са колкото трябват Малко пояснения кое за какво е, мисля ще даде светлина по въпроса с многото части:

1).T2,R40,R62,T4,R39,R63 са ключ защитаващ батерията от обратно включване и същевременно избягва загубите във вградения в Т2 диод;
2).U6A, R57,R66,R67,T6,R42, C2 измерват зарядния ток, резултата е пропорционално напрежение върху R42. U6B,R49,R53 буфериращ усилвател преди АЦП-то на процесора.
3).Абсолютно идентична функция като 1) и 2) имат и елементите U4A,C14,R64,R65,T5,R41,U4B,R48,R52 , само че измерват разрядния ток. Условието е да се използва само един резистор при измерването на двата тока. Има готови чипове използващи същия начин на измерване, така наричаните high side измерватели на ток.
4).R68/R69 е ясно за какво са, мерят напрежението върху батерията.
5).U5,C27,C28,C43,L4,R58,R59,C44,C29,L5,C30 са повишаващ DC/DC конвертор, на изхода трябва да има 3.3V/100mA. Сложил съм двойно повече кондензатори по входа и изхода с цел да могат вместо един скъп да се използват два евтини.
6).На USB-то имам идентичен ключ като в 1)
7).Оставащите елементи U7,U8,C15,C16,R50,R51,C17,R9 са за ограничаване на зарядния ток измерен от U6

По принцип, с тези елементи ще бъде схемата, промених захранването на ОУ-та, компаратора и AND схемата. ОУ-тата за разрядния ток ще се хранят от 3.3V на конвертора, ОУ-тата за зарядния ток, компаратора и AND-а ще се хранят от 5V на USB. Последните когато няма USB ще смучат точец от батерията през диода на T1, което не е умирачка.

Конфликта ми възниква от това, че че U5 не може да стабилизира когато входното е по-голямо от изходното й напрежение. Проблема с U5 може да се разреши като потърся друг чип, но аз пък не искам, защото този си работи идеално. От опита ми с NiCd/NiMh знам, че в заредено състояния напрежението върху тях достига до около 1.40-1.45V максимум, или при 2 батерии е 2.9V, което е по-малко от изходното 3.3V, така че дори когато се зареждат U5 ще работи. Но с така разположени по схемата ключове когато се подаде 5V от USB-to ще се получат и 5V на входа на U5 и няма да стабилизира. U5 си има пин за Enable/Disable, може някаква играчка да стане с тоя пин и с варианта на bateAz с втори 3.3V стабилизатор, примерно с LDO MCP1825 от 5V към 3.3V, като изходите на U5 и MCP1825 ги разделя с диоди + транзстор по подебен начин както е ключа на батерията. Оттам нататък може да изхвърля всички елементи от 7) и да сложа нещо стандартно като примерно LM317 с някое компараторче да изключва като се заредят батериите. Казвам, че ще може батериите да се изключват и при спадане на зарядния ток под определена граница, защото евентуално може да се използват и други видове батерии.

Измерването на зарядния/разрядния ток в моя случай е за гъзария, надали ще предугаждам колко още заряд има в батерията, но пък ако се изписва на дисплей потребителя може да си направи сам преценка при заредени батерии от даден тип при дадената консумация колко още хляб има в батерията.Пък като видя как работи може и да сложа някакви сметчици за тази цел, плюс-минус 50% точност

Пирев, широка душа си ти ...

1. За чий XYZ мериш тоците и управляваш батерията през положителния електрод? Повече ти харесва Hi-Side ???
2. Не е ли по-добре да сложиш INA138/168 на TI за измерване на тока ( hi-side ). Има и биполярни мерачки, но искат отместване на нулата. Разбира се, ако мериш тока през катода на акумулатора, схемите ще се поупростят драстично ...
3. Не съм сигурен дали не си объркал коя група (OA + компания) ще мери зарядния, и коя разрядния ток ...
4. Така, както са свързани, MOSFET-ите няма да са много удобни за регулиране, по-скоро за ON / OFF ...
5. MCP602 НЕ Е RR по входове. Няма да се навие да мери hi-side, поне не в почивните дни ...

А бе, не ме кефи това решение.

Защо се тормозиш с високата страна? Слагай резистора в минуса и с един LM358 ще мериш двете посоки. И тия 0.02ом малки ми се струват, 0.1ом по-човешко изглежда. Ако храниш от УСБ през конвертора, тока как го смяташ - 0.3А за дивайса и още 0.1А за заряд - поне 0.4А минимум?
А защо направо не си направиш всичко с отделно контролерче, например 12ф617 - има си пвм, ацп и т.н.? Като цена сигурно ще ти стъпи по-евтино от специализираните схеми, а ще си го ползваш и в други проекти. Даже и коледна песничка може да пее.

Едит: писал съм едновременно с bateAz. Долу хайсайдера!

И мен не ме кефи, ама кво да направя като съм чешит-темерут

Меря през положителния електрод за да не повдигам масата. INA138/INA168 ги знам, само че са по 3-4 $ парчето. ZXCT1009 е по-евтина алтернатива. Тези чипове работят по същата принципна схема, само че при мен е с дискретни елементи и ще струва около 8 пъти по-евтино ( за точност не претендирам, но мисля че ще изкарам 5% ).

Групите ОУ не са объркани , ще мерят, погледни ги пак. MCP602 не е RR знам, но аз промених захранването им, т.е. схемата в първия ми пост от вчера е вече променана, сега захранването и на двете групи е доста по-високо от напрежението на батерията ( 3.3V vs 2.4V & 5V vs 2.4V ), така че MCP602 би трябвало да се справи с тази задача. Сега що точно него съм сложил е трудно да ти отговоря, разбира се ОУ-тата търпят замяна.

Цялата ми беля идва от това, че искам ( исках де, сега вече не искам ) да имам само един измервателен резистор. Но минах на на план Би с два резистора, батерията ще бъде в средата и от двете й страни двата измервателни резистора. Така се опростяват много нещата. Тогава зареждачката от USB може да е каквато и да регулируема зареждачка, boost конвертора винаги ще се храни от батерията, няма да има нужда да му превключвам изхода, както и да има втори LDO 3.3V регулатор, последователно на двата измервателни резистора ще имам два ключа, които ще изолорат батерията от товара и от зареждачката. При заредено състояние батерията ще е към 2.9-3.0V << 3.3V и boost регулатора ще си бачка. USB зареждачката я виждам като LM317 с един транзистор в Аdj електрода, за да мога да регулирам с PWM тока на зареждане.
Целта е устройството да може да контролира зарядния ток в границите на USB спецификацията.



Защо да слагам още един процесор, след като устройството си има вече един PIC32 със свободни ресурси колкото си сакам ? И един PID закон на регулиране на зарядния ток ще врътнем, ако се наложи

Нещата постепенно ми се избистриха, надявам се другата седмица да се спра окончателно на крайния вариант. Схемата стана малко на кръпки, щото първо беше само батерия и boost конвертора, после комплексния ключ, после измерването на разрядния ток, накрая и заряден и зареждачка, така че нормално да има грешки. Довечера след някоя и друга чаша каберне совиньон ще се избистри всичко


П.П.

А бе верно, в текстовото описание на групите ОУ съм ги разменил , па и в захранването им, мамка му и прасе

Без да съм се задълбавал в детайли ми се вижда много претрупана цялата схема.

Трябва ти единствено да мериш тока през батерията - със знак (един резистор стига) - и напрежението върху нея
и евентуално на входа (да знаеш искаш ли да зареждаш ли или не).

За да регулираш тока на зареждане някакъв buck чешит стъпало ще ти трябва, т.е. и
някакъв силов дросел. Ключа към него можеш да PWM-чиш от MCU-то според тока
през батерията и напрежението върху нея (може да потрябва някаква горна cutoff граница).

За това стига един операционен усилвател (за тока; по напреженията, дето ще мериш
не знам колко и какво буфериране може да потрябва, по-скоро никакво бих очаквал да е).
Какви стратегии на зареждане ще прилагаш, как ще разбираш, че е зареден (нормалното е по
пика в напрежението, т.е. като почне то да пада докато зареждаш, но при ниски тоци на
заряд това не става, тогава може би ще трябва да смяташ колко влиза/излиза по време), ще му
мислиш като го програмираш.

На контролера трябва с лекота да му стигнат силите за целта (същото беше малка част от нещата, за което
на едно 2MHz HC11 му стигнаха силите с лекота през 1994 ).

Ами той 8-битовия е за да свърши работата, а PIC32 нека си седи за фукнята.
Идеята е ,че като е автономно, после спокойно може да си го боцкаш във всякакви други проекти, с и без PIC32 .
Какво те тревожи R-a в минуса , все едно е вътрешно съпротивление на акумулатора? Пластинките на батериите понякога докарват по-голямо съпротивление на контактуване.
Един инвертиращ ОУ може да мери далеч под 0-ата! А LM324 мачка всичко по цена .

Мястото не е кой знае колко голямо в кутийката, та не мисля и втори процесор да слагам. Един си е достатъчно. Ако ще е за отделен модул е по-добре да си е отделен процесора.

LM324 е биполярна технология и лапа много ток, основната цел която гоня е оптимална цена/място/дълга работа на батерията.

Виж тази схема с малко доработка може да ти свърши работа.

Една идея за схема изпълняваща изискванията:

Идеята е когато устройството се включи към USB-то - процесора детектва това и задава заданието за зарядния ток чрез PWM-а си. При липса на свързаност - PWM-a е на 100% - т.е. заряда е изключен.
Когато искаме да се спре заряда - задава се коефициента на запълване на 100% (лог. "1")
Step-Down конвертора е какъвто и да е, работещ поне при 4.5V входно напрежение и с високоомен вход за обратната му връзка по напрежение.

При конектване към USB-то - батерията се изключва от 3.3V стабилизатор и той се захранва директно от USB-то през диода D1.

Q3 е само за защита от обратно включване на батерията. Има много интелигентен начин за такава защита, който е изцяло механичен и е реализиран в новите холдери за батерии. Ако се използва такъв - Q3 се премахва.

Измерването на тока е реализирано така, че при липса на заряден и разряден ток - изхода на ОУ е примерно 1.5V. При мах. разряден ток изхода му е примерно 0V, а при мах.заряден - изхода му е примерно 3V. Със суматора R7,R8 и R9 е направена обратната връзка на Step-Down конвертора.

Единственото условие което схемата не изпълнява е, че минуса на батерията не е директно към маса, а е през шунтовия резистор на токовия измервател.
В повечето случаи това не е проблем, може и при теб да не е.

И защо ти е този Step-Down конвертор? Направо PWM-a си драйви Q2, през ОВ си наглася тока и се разкарват тия рц-филтри. За заряда не е нужно да се задава прецизно тока , няколко груби стъпки са достатъчни.
Освен това ОУ може да се захранва само при замерване с АЦП-то а през останалото време да се гаси. Ако трябва някаква бърза защита, може да се ползват компараторите на пик-а.
Ubat защо се мери през делител, който нонстоп дърпа ток?
R4 е добре да е към едно отделно опорно 1.25V, което да служи и за контрол на всички останали напрежения.
За спящ режим може контролера да се храни директно от батерийките и всичко друго да е шутирано. (да ама не - туй животно само над 2.5V работело.)

ji4ka,
Схемата която предлагам е идейна и се модифицира според нуждите. Разбира се забележките ти са основателн и можем да измислим още доста модификации и подобрения по нея. Зависи кой за какво ще я използва.
Опитах се да предложа нещо малко или много универсално като решение, без да се обвързвам с конкретен процесор. Също така се опитах да минимизирам управляващите и измервателните сигнали от и към процесора, така че да не се ползват много пинове и портове.
Разбира се ако процесора има необходимата периферия част от функцианалността може да се поеме от него. Не че с процесор може да се направи по-добър регулатор (с бърз респонс и малки пулсации) в сравнение с интегралните, но в този случай за заряд на батерия - като че ли е повече от достатъчен.

Не съм оптимист относно надеждността на "бързата" защита реализирана с компараторите на процесора. Според мен не е добра идея да се разчита на "софтуера" а на хардуерно решение. Например процесорите с PWM-и за управление на трифазни мотори имат вход, който при активиране хардуерно деактивира PWM изходите и генерира прекъсване. До колкото ми е известно (може и да греша) компараторите на пиковете нямат такава хардуерна функционалност относно PWM-ите.

Съгласен съм, че делителя за измерване на батерията има консумация, но ако вътрешния референс на процесора е 1.2V няма как да се мине без делител, нали? Друг е въпроса, че делителя може да се включва замо при измерване и да се изключва докъто процесора спи. Така е и с ОУ. И неговото захранване може да се комутира.



За това определено си струва да се помисли. Пирев не го постави като изискване, но така и така задъвкахме темата - нека помислим и по този въпрос.
Има чипове за имп. захранвания, които при деактивиране вадят на изхода си входното напрежение. Те обикновено са "StepUp" конвертори. Лошото в нашия случай е, че конвертора е Бук/Бост топология и входното напрежение може да е 2.4 или 5V. Освен това повечето от процесорите имат особенни "криви" изисквания относно захранването им в SLEEP режим и на всичко отгоре всичко това при всеки конкретен процесор е различно ... Май по този въпрос трябва да се мисли спрямо конкретния процесор и спрямо конкретните изисквания към изделието. Знам ли ?

emilvtc,
Нямам нищо против схемата ти , просто мисля че може още да се изчисти - колкото по-цифрова , токова по-добре. Специално за заряда на ни-мх дали ще е 100мА или 143мА е все едно - нали си го мериш точно. Компаратора на пика си е баш хардуерен , дори изхода може да му изведеш на пин или да извикаш прекъсване. АЦП-то си мери спрямо VDD на пълен обхват, а 1.25V ще е само за калибровка, щото на тия вградените референси им нямам вяра.

MSP430 работи от 3.6 до 1.8V

И освен зареждачка и евентуално шунД в студения ( ниския ) край ( страна ) друго може и да няма. Има екземпляри с операционни усилватели и компаратори на кристала му.

Ба си м***та, ако те покръстим в правата вяра ...

Пирев, ти най-добре знаеш какво ти трябва.