Високоефективний зарядний пристрій CC/CV для АКБ 48 В (Li-ion / LiFePO₄)
ПОВНЕ ТЕХНІЧНЕ ОПИСАННЯ
Високоефективний зарядний пристрій CC/CV для АКБ 48 В (Li-ion / LiFePO₄)
1. Призначення пристрою
Пристрій призначений для заряджання акумуляторних батарей номіналом 48 В (12–14S Li-ion або LiFePO₄) у режимах:
CC (Constant Current) — стабілізація струму
CV (Constant Voltage) — стабілізація напруги
Застосування:
електровелосипеди
електроскутери
електромобілі малої потужності
стаціонарні системи накопичення енергії
2. Основні технічні характеристики
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Вхідна напруга | ~180–265 В AC, 50/60 Гц |
| Вихідна напруга | 48–54.6 В DC (регульована) |
| Вихідний струм | 5–20 А (залежить від конфігурації) |
| Потужність | до 1000 Вт |
| ККД | 92–95 % |
| Топологія | Імпульсна, Buck CC/CV |
| Охолодження | Пасивне / активне |
| Гальванічна розв’язка | Так |
| Інтерфейс з BMS | UART / CAN (опційно) |
3. Загальна архітектура пристрою
Пристрій складається з чотирьох основних функціональних блоків:
AC → EMI → Випрямлення → Імпульсний БП → Buck CC/CV → АКБ
4. Опис функціональних блоків
4.1 Вхідний мережевий вузол
Склад:
EMI-фільтр
Захист від імпульсних перенапруг (MOV, NTC)
Мостовий випрямляч
PFC (опційно)
Функції:
Придушення електромагнітних завад
Захист від кидків струму
Перетворення ~220 В AC → ~310–380 В DC
Підвищення коефіцієнта потужності (PFC)
4.2 Імпульсний блок живлення (первинний)
Тип:
LLC або Flyback (залежно від потужності)
Функції:
Гальванічна розв’язка
Зниження високої DC напруги
Формування стабільної шини 60–72 В DC
Переваги:
Висока ефективність
Низький рівень втрат
Відсутність лінійного нагріву
4.3 Buck-перетворювач CC/CV (основний регулятор)
Контролер:
LM5116 або LTC3892
Топологія:
Синхронний Buck
Склад:
Два N-MOSFET (верхній + нижній ключ)
Дросель високого струму
Вихідні low-ESR конденсатори
Контур зворотного зв’язку
Функції:
Регулювання напруги заряджання (CV)
Обмеження зарядного струму (CC)
М’який старт
Захист від перевантаження
4.4 Вимірювання та контроль струму
Варіанти реалізації:
Варіант 1 — Шунт
Rshunt = 0.01 Ω
Точний, дешевий
Невеликі теплові втрати
Варіант 2 — Hall-датчик (ACS758)
Мінімальні втрати
Ідеальний для струмів >10 А
Гальванічно ізольований
4.5 Контроль напруги (CV)
Реалізований через резистивний дільник
Напруга подається на FB-вхід контролера
Точність регулювання ±0.5 %
Приклад для 13S Li-ion (54.6 В):
R1 = 330 кΩ
R2 = 6.8 кΩ
4.6 Взаємодія з BMS (опційно)
Підтримується:
UART
CAN
Функції:
Отримання дозволу на заряд
Корекція струму
Аварійне вимкнення
Температурний контроль АКБ
5. Алгоритм роботи
Етап 1 — Ініціалізація
Перевірка напруги
Перевірка стану BMS
Soft-start
Етап 2 — CC (постійний струм)
Заряд із заданим струмом
Контроль температури
Етап 3 — CV (постійна напруга)
Підтримка граничної напруги
Плавне зниження струму
Етап 4 — Завершення
Відключення при I < 0.05C
Очікування або режим підтримки
6. Системи захисту
OVP — перенапруга
OCP — перевищення струму
SCP — коротке замикання
OTP — перегрів
UVLO — занижена напруга
7. Переваги пристрою
🔋 Високий ККД (до 95 %)
❄️ Низький нагрів
⚡ Великий струм зарядки
🔌 Сумісність з BMS
🧠 Масштабованість
🛠 Придатний для серійного виробництва
8. Висновок
Цей пристрій є сучасним імпульсним зарядним модулем промислового рівня, який значно перевершує за ефективністю та надійністю класичні схеми на LM358/TL431.
Комментарии
Отправить комментарий