Bonjour a tous.
Je recherche alimentation 12V 5A qui tire sa source d’une batterie au plomb ou du secteur. C’est alimentation doit pouvoir aussi recharger la batterie quand le secteur est présent.
Je m’explique :
Quand mon robot est connecte au secteur, l’alimentation fourni 12V pour l’électronique et la batterie se charge. La tension de charge de la batterie va donc varier entre 10 et 14.7 volts alors que mon robot lui n’accepte que 12V
Quand mon robot n’est plus connecte au secteur, l’alimentation fourni 12V depuis la batterie. La batterie se décharge et sa tension va varier dans le temps (de 13V a 10V), mais je veux 12V pour mon robot.
Je peux fabriquer une alim qui transforme une tension entre 9 et 15 volts vers une tension de 12V. La tension aux bornes de la batterie n’est plus un problème.
Mais je ne sais pas comment faire pour charger la batterie.
La batterie doit être chargée avec une tension max de 14.7 volt et un courant max de 2A. Mais le chargeur doit aussi fournir l’énergie au robot tout en limitant le courant de charge de la batterie.
Quelqu’un a une idée ?
Merci
Cyril
10 réponses à ce sujet
#2
sap
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Posté 29 juin 2005 - 12:35
c'est le genre de montage qui est très fréquemment mis en oeuvre dans les alarmes de maisons.
on peut se contenter de jongler avec les tensions des différentes alimentations ainsi qu'avec des diodes.
si U secteur > U batterie alors alimenter par le secteur
inversement, si U batterie > U secteur (ou si U secteur est nul) , alimenter par U batterie
vu les courants, pour un peu moins de perte, on peut remplacer quelques diodes par des mosfets de puissance.
si U secteur présent, déconnecter la batterie et activer la charge.
il existe ensuite des solutions sans diodes ni mosfet mais c'est un peu plus complexe au niveau des masses qui ne sont pas les memes entre U secteur, I chargeur et U sortie. on peut alors charger ou faire l'entretient de la batterie tout en alimentant simultanément le montage.
ce genre de config est à employer pour les batteries au plomb qui necessitent des cycles de charge/décharge pour une durée optimale.
je viens de finir un tel montage avec un CI de charge de LiIon.
j'ai mis un mosfet à sa sortie qui conduit durant le cycle de charge de la batterie et tant que le CI de charge est alimenté.
si je ne me suis pas trompé, demain quand je couperais le secteur le mosfet ne conduira plus et la batterie sera totalement isolée du CI de charge.
ca fait 30 minutes que l'accu est en charge et il ne m'a pas encore sauté à la tronche, il est froid, c'est bon signe
on peut se contenter de jongler avec les tensions des différentes alimentations ainsi qu'avec des diodes.
si U secteur > U batterie alors alimenter par le secteur
inversement, si U batterie > U secteur (ou si U secteur est nul) , alimenter par U batterie
vu les courants, pour un peu moins de perte, on peut remplacer quelques diodes par des mosfets de puissance.
si U secteur présent, déconnecter la batterie et activer la charge.
il existe ensuite des solutions sans diodes ni mosfet mais c'est un peu plus complexe au niveau des masses qui ne sont pas les memes entre U secteur, I chargeur et U sortie. on peut alors charger ou faire l'entretient de la batterie tout en alimentant simultanément le montage.
ce genre de config est à employer pour les batteries au plomb qui necessitent des cycles de charge/décharge pour une durée optimale.
je viens de finir un tel montage avec un CI de charge de LiIon.
j'ai mis un mosfet à sa sortie qui conduit durant le cycle de charge de la batterie et tant que le CI de charge est alimenté.
si je ne me suis pas trompé, demain quand je couperais le secteur le mosfet ne conduira plus et la batterie sera totalement isolée du CI de charge.
ca fait 30 minutes que l'accu est en charge et il ne m'a pas encore sauté à la tronche, il est froid, c'est bon signe
#3
sap
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Posté 29 juin 2005 - 10:21
côté mosfet ca n'a pas marché comme prévu quand j'ai coupé le secteur 
mais l'accu est bien chargé, je n'ai qu'une petite correction à apporter.
pour l'emploi du mosfet c'est très simple.
si on regarde la représentation d'un mosfet, il figure une diode entre drain et source. sans tension Vgs, entre drain et source on n'a qu'une diode - donc passant dans un sens et bloqué dans l'autre. si on veut diminuer la tension de seuil (ou même faire conduire le mosfet dans les deux sens), il suffit d'appliquer une tension Vgs.
D --->|--- S
pour bloquer dans les deux sens il faut deux mosfets montés comme cela:
D --->|--- S ---- S ---|<--- D
les diodes ne peuvent plus conduire puisqu'elles sont inversées. par contre, si on applique les tensions Vgs les mosfets conduisent et "l'interrupteur" se ferme.
avec cela, on a des diodes, des diodes idéales et des interrupteurs, tout ce qu'il faut pour commuter et isoler des blocs fonctionnels de l'alim, du chargeur, du montage alimenté.
mais l'accu est bien chargé, je n'ai qu'une petite correction à apporter.
pour l'emploi du mosfet c'est très simple.
si on regarde la représentation d'un mosfet, il figure une diode entre drain et source. sans tension Vgs, entre drain et source on n'a qu'une diode - donc passant dans un sens et bloqué dans l'autre. si on veut diminuer la tension de seuil (ou même faire conduire le mosfet dans les deux sens), il suffit d'appliquer une tension Vgs.
D --->|--- S
pour bloquer dans les deux sens il faut deux mosfets montés comme cela:
D --->|--- S ---- S ---|<--- D
les diodes ne peuvent plus conduire puisqu'elles sont inversées. par contre, si on applique les tensions Vgs les mosfets conduisent et "l'interrupteur" se ferme.
avec cela, on a des diodes, des diodes idéales et des interrupteurs, tout ce qu'il faut pour commuter et isoler des blocs fonctionnels de l'alim, du chargeur, du montage alimenté.
#4
crossign
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Posté 29 juin 2005 - 10:30
Oui, c'est ce genre de montage.
Le chargeur doit charger la batterie avec un courant max de 2A et un tension max de 14.7V
De plus, il doit fournir une courant I-robot au robot
- Quand la batterie est tres dechargee, le chargeur se comporte en generateur de courant
La tension au borne de la batterie va varier de 10 volts at 14 volts, et le courant de charge sera limiter a 2A
- Quand la batterie est chargee, le chargeur se comporte en generateur de tension.
La tension au borne de la batterie est limitee a 14.7volt est le courant de charge sera tres inferieur a 2A
Durant tout ce temps, le robot va aussi demander de l'energie au chargeur.
Il faut dont reguler l'intensite et la tension du chargeur pour ne pas griller la batterie tout en fournissant l'enegie supplementaire au robot.
j'ai trouve des solution toutes faites:
http://www.yachtbits.com/sterling_power/st...er_supplies.php
et
http://www.murtonsys.com/psu/index.htm
Mais elles sont couteuse ou mal adaptees.
Peux tu m'envoyer le schema de ton montage?
Merci
Cyril
Le chargeur doit charger la batterie avec un courant max de 2A et un tension max de 14.7V
De plus, il doit fournir une courant I-robot au robot
- Quand la batterie est tres dechargee, le chargeur se comporte en generateur de courant
La tension au borne de la batterie va varier de 10 volts at 14 volts, et le courant de charge sera limiter a 2A
- Quand la batterie est chargee, le chargeur se comporte en generateur de tension.
La tension au borne de la batterie est limitee a 14.7volt est le courant de charge sera tres inferieur a 2A
Durant tout ce temps, le robot va aussi demander de l'energie au chargeur.
Il faut dont reguler l'intensite et la tension du chargeur pour ne pas griller la batterie tout en fournissant l'enegie supplementaire au robot.
j'ai trouve des solution toutes faites:
http://www.yachtbits.com/sterling_power/st...er_supplies.php
et
http://www.murtonsys.com/psu/index.htm
Mais elles sont couteuse ou mal adaptees.
Peux tu m'envoyer le schema de ton montage?
Merci
Cyril
#5
sap
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Posté 29 juin 2005 - 11:58
je n'ai pas de schémas et c'est en vrac sur une plaque à proto. c'est du LiPo donc je vais jouer la carte de la sécurité avec un circuit spécialisé et en déconnectant le robot de la batterie. pendant la charge et tant que le secteur est présent, le robot sera directement alimenté à partir du secteur.
yatchbits, donc une batterie au plomb? le principe que tu veux mettre en oeuvre pourrait être traitée d'une manière plus simple.
il te faut une alim régulée à 14,7V, le max pour ta batterie, jusque là, pas de problème.
il faut que tu insères un shunt entre le point à 14,7V et la batterie et avoir une limite de 2A de l'alim vers la batterie (2A max que tu mesures aux bornes du shunt).
la limitation de courant batterie doit être prioritaire ce qui fait que si la batterie est déchargée, tu auras moins de 14,7V en sortie de l'alim.
ton alim débitera donc 2A max vers la batterie et ce qui reste de puissance vers ton robot. la tension montera progressivement jusqu'à 14,7V en fonction de l'état de charge de la batterie.
il faut juste t'assurer que ces 2A vers la batterie sont compatibles avec la technologie de la batterie et s'il ne faut pas quelque chose de particulier - genre pulsé ou progressif jusqu'à 2A - en fonction justement de la technologie de la batterie et de son état de décharge.
un montage simple est tout à fait possible.
bien que ce composant n'est pas assez puissant regardes ici, figure 2:
http://www.st.com/stonline/products/litera.../7332/l6902.pdf
si tu branches la batterie en sortie sur Vout, Rsense va permettre de limiter le courant dans la batterie. R1 et R2 limiteront la tension à la valeur max.
si en plus tu branches ton robot entre L1 et Rsense, ton montage sera alimenté à peu près à la même tension que la batterie et le courant dérivé par le robot n'aura pas d'incidence sur la régulation du courant de charge dans la batterie.
puis si tu coupes le secteur, la batterie débite à nouveau vers le robot via Rsense.
R1 pourrait très bien être raccordé entre L1 et Rsense pour limiter la tension "robot" à 14,7V (une fois chargée, la batterie sera à 14,7V). il faudrait aussi un second condensateur "C4" entre L1 et Rsense.
basta
enfin basta... le L6902D n'est pas assez puissant pour l'application. il ne peut délivrer qu'un maximum de 1A.
il serait bon pour un robot qui consomme près de 800mA et une batterie qui se charge sous 200mA.
t'as plus qu'à trouver le CI ou le montage qui te permettra de multiplier ces chiffres par 10
yatchbits, donc une batterie au plomb? le principe que tu veux mettre en oeuvre pourrait être traitée d'une manière plus simple.
il te faut une alim régulée à 14,7V, le max pour ta batterie, jusque là, pas de problème.
il faut que tu insères un shunt entre le point à 14,7V et la batterie et avoir une limite de 2A de l'alim vers la batterie (2A max que tu mesures aux bornes du shunt).
la limitation de courant batterie doit être prioritaire ce qui fait que si la batterie est déchargée, tu auras moins de 14,7V en sortie de l'alim.
ton alim débitera donc 2A max vers la batterie et ce qui reste de puissance vers ton robot. la tension montera progressivement jusqu'à 14,7V en fonction de l'état de charge de la batterie.
il faut juste t'assurer que ces 2A vers la batterie sont compatibles avec la technologie de la batterie et s'il ne faut pas quelque chose de particulier - genre pulsé ou progressif jusqu'à 2A - en fonction justement de la technologie de la batterie et de son état de décharge.
un montage simple est tout à fait possible.
bien que ce composant n'est pas assez puissant regardes ici, figure 2:
http://www.st.com/stonline/products/litera.../7332/l6902.pdf
si tu branches la batterie en sortie sur Vout, Rsense va permettre de limiter le courant dans la batterie. R1 et R2 limiteront la tension à la valeur max.
si en plus tu branches ton robot entre L1 et Rsense, ton montage sera alimenté à peu près à la même tension que la batterie et le courant dérivé par le robot n'aura pas d'incidence sur la régulation du courant de charge dans la batterie.
puis si tu coupes le secteur, la batterie débite à nouveau vers le robot via Rsense.
R1 pourrait très bien être raccordé entre L1 et Rsense pour limiter la tension "robot" à 14,7V (une fois chargée, la batterie sera à 14,7V). il faudrait aussi un second condensateur "C4" entre L1 et Rsense.
basta
enfin basta... le L6902D n'est pas assez puissant pour l'application. il ne peut délivrer qu'un maximum de 1A.
il serait bon pour un robot qui consomme près de 800mA et une batterie qui se charge sous 200mA.
t'as plus qu'à trouver le CI ou le montage qui te permettra de multiplier ces chiffres par 10
#6
sap
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Posté 29 juin 2005 - 12:02
vous êtes obligé d'avoir des robots aussi gourmands en énergie? ca fait grimper le prix de ce genre de choses.
le modele à 41$/batterie 7Ah/2A parait très bien... forcément, dès qu'on grimpe en courant ca coute beaucoup plus cher.
le modele à 41$/batterie 7Ah/2A parait très bien... forcément, dès qu'on grimpe en courant ca coute beaucoup plus cher.
#7
crossign
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Posté 29 juin 2005 - 01:31
Merci SAP pour l'idee.
Je viens de trouver ce montage:
http://www.chez.com/ledebrouillard/alimentation1.htm
Je suis sure de pouvoir dimensionner la partie regulateur de tension pour fournir 10A max sous 14.7 max et fonctionner en 220v.
Je garde la limit an courant a 2A et je branche mon robot juste a la sortie du 2N3055
Du coup, le robot peut pomper jusqu'a 8A sans changer la tension et le courant de charge de la batterie
Je compte utiliser un convertisseur DC/DC afin d'alimenter le robot en 12 volts quelque soit la tension de sortie de l'alim.
Quand la batterie est vide et se charge, la tension de sortie du 2N3055 sera de 10 volt. Le convertisseur va donc augmenter la tension. si je veux 5A pour mon robot, le convertisseur va donc demander 7.5A au chargeur
(12 volts x 5A)/(10 volts x rendement) = 7.5 pour un rendement de 80% du convertisseur
Quant le chargeur est debranche, je vais perdre max 10 Watts a travers R4
C'est pas le top, mais c'est mieux que rien.
Je vais voir si je peux pas trouver un montage avec une resistance the shunt plus petite.
Si quelqu'un a une meilleur idee, n'hesitez pas.
mon but est de permettre a mon robot de se recharger a tout moment depuis une prise de courant.
A+
Cyril
Je viens de trouver ce montage:
http://www.chez.com/ledebrouillard/alimentation1.htm
Je suis sure de pouvoir dimensionner la partie regulateur de tension pour fournir 10A max sous 14.7 max et fonctionner en 220v.
Je garde la limit an courant a 2A et je branche mon robot juste a la sortie du 2N3055
Du coup, le robot peut pomper jusqu'a 8A sans changer la tension et le courant de charge de la batterie
Je compte utiliser un convertisseur DC/DC afin d'alimenter le robot en 12 volts quelque soit la tension de sortie de l'alim.
Quand la batterie est vide et se charge, la tension de sortie du 2N3055 sera de 10 volt. Le convertisseur va donc augmenter la tension. si je veux 5A pour mon robot, le convertisseur va donc demander 7.5A au chargeur
(12 volts x 5A)/(10 volts x rendement) = 7.5 pour un rendement de 80% du convertisseur
Quant le chargeur est debranche, je vais perdre max 10 Watts a travers R4
C'est pas le top, mais c'est mieux que rien.
Je vais voir si je peux pas trouver un montage avec une resistance the shunt plus petite.
Si quelqu'un a une meilleur idee, n'hesitez pas.
mon but est de permettre a mon robot de se recharger a tout moment depuis une prise de courant.
A+
Cyril
#8
sap
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Posté 29 juin 2005 - 02:01
de rien
c'est assez grossier comme montage mais c'est fonctionnel. et t'as surtout compris où brancher quoi ce qui est parfait
le 3055 va être très chaud. en linéaire et discrets il te faudrait un montage avec 2 ou 3 x 3055 ce qui va répartir l'énergie à dissiper.
si tu ne trouve pas avec un shunt plus petit, tu peux le court-circuiter avec un mosfet quand le secteur est absent...
mais là, c'est à transistors et des moyens très grossiers des années 70. par après, il y a eu des choses très simples et performantes avec des circuits intégrés et des shunts de très petites valeurs
dans les oldies, un lm723 s'en sortirait à merveille. on devrait aussi pouvoir se servir d'un L200 en le boostant. ils peuvent être des pistes pour des schémas.
avec un ampli op banal (voir les schémas autour du 723) le shunt pourrait ne faire que 25 milli Ohm.
coté alim à découpage c'est chaud car les courants seraient très élevés.
en linéaire, ce sont les 3055 et le transfo qui vont avoir chaud. 20V en entrée, 10V en sortie, 100W à dissiper dans les 3055... prévoir un gros radiateur.
jusqu'à 5A les alims à découpage restent assez simples (voir le LT1074).
on a à peu près le même objectif. moi je joue avec une batterie 3.6V/700mAh, plutot pour de petits engins. mon souhait est de pouvoir développer, tester et modifier du soft sur un banc tout en rechargeant la batterie qui reste à demeure.
c'est assez grossier comme montage mais c'est fonctionnel. et t'as surtout compris où brancher quoi ce qui est parfait
le 3055 va être très chaud. en linéaire et discrets il te faudrait un montage avec 2 ou 3 x 3055 ce qui va répartir l'énergie à dissiper.
si tu ne trouve pas avec un shunt plus petit, tu peux le court-circuiter avec un mosfet quand le secteur est absent...
mais là, c'est à transistors et des moyens très grossiers des années 70. par après, il y a eu des choses très simples et performantes avec des circuits intégrés et des shunts de très petites valeurs
dans les oldies, un lm723 s'en sortirait à merveille. on devrait aussi pouvoir se servir d'un L200 en le boostant. ils peuvent être des pistes pour des schémas.
avec un ampli op banal (voir les schémas autour du 723) le shunt pourrait ne faire que 25 milli Ohm.
coté alim à découpage c'est chaud car les courants seraient très élevés.
en linéaire, ce sont les 3055 et le transfo qui vont avoir chaud. 20V en entrée, 10V en sortie, 100W à dissiper dans les 3055... prévoir un gros radiateur.
jusqu'à 5A les alims à découpage restent assez simples (voir le LT1074).
on a à peu près le même objectif. moi je joue avec une batterie 3.6V/700mAh, plutot pour de petits engins. mon souhait est de pouvoir développer, tester et modifier du soft sur un banc tout en rechargeant la batterie qui reste à demeure.
#9
sap
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Posté 29 juin 2005 - 02:09
il manque juste un ampli op pour diminuer encore la taille du shunt:
http://www.rason.org/Projects/powsupply/powsupply.htm
10A/13,8V, c'est un grand classique de la CB
un point important: comme tu dévies la limitation de courant pour la charge de la batterie tu n'as plus aucune protection en court circuit en sortie.
les 2 x 3055 peuvent débiter un courant monstrueux à partir des 4 x 4700uF.
le strict minimum ce sont des fusibles. un fusible 10A juste après les 4 x 4700uF, un de 5A en sortie vers le robot et un troisieme de 5A pour la batterie.
http://www.rason.org/Projects/powsupply/powsupply.htm
10A/13,8V, c'est un grand classique de la CB
un point important: comme tu dévies la limitation de courant pour la charge de la batterie tu n'as plus aucune protection en court circuit en sortie.
les 2 x 3055 peuvent débiter un courant monstrueux à partir des 4 x 4700uF.
le strict minimum ce sont des fusibles. un fusible 10A juste après les 4 x 4700uF, un de 5A en sortie vers le robot et un troisieme de 5A pour la batterie.
#10
sap
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Posté 29 juin 2005 - 02:21
sans quoi deux trucs de tordus pour montrer à quoi ca ressemble... avec des montages qui fonctionnent en partie sous 220V secteur redressé (soit 350VDC):
- 13.8V 15A avec une alim de PC modifiée
http://www.qrp4u.de/docs/en/powersupply/
- 13.8V 40A (mais ici de conception US et donc à partir de 110V)
http://ludens.cl/Electron/PS40/PS40.html
il vaut mieux que tu restes sur un LM723 puisqu'il ne te faut que 7A. ca a fait ses preuves.
moi je reste à 3.6V et 700mAh, c'est déjà assez dangereux. une LiPo comme ca a un courant de court-circuit de plus de 7A.
- 13.8V 15A avec une alim de PC modifiée
http://www.qrp4u.de/docs/en/powersupply/
- 13.8V 40A (mais ici de conception US et donc à partir de 110V)
http://ludens.cl/Electron/PS40/PS40.html
ca donne une idée. mais je déconseille très fortement de jouer avec ce genre de choses si on a pas la formation requise.
ces courants et ces tensions sont mortels.
il vaut mieux que tu restes sur un LM723 puisqu'il ne te faut que 7A. ca a fait ses preuves.
moi je reste à 3.6V et 700mAh, c'est déjà assez dangereux. une LiPo comme ca a un courant de court-circuit de plus de 7A.
#11
crossign
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Posté 30 juin 2005 - 02:12
Merci pour vos contributions.
Je vais voir si je peux court-circuiter le shunt avec un relais. Le relais se coupe et court-circuit le shunt quand la charge n'est plus alimente.
Je vais aussi utiliser un transfo en 15volt se que limitera la chauffe du NE3055
C'est sur que la regulation par transistor n'est pas top pour le rendement (chaleure et perte electric), mais ces pertes seront cote chargeur, donc quand le robot est branche au secteur.
Cote robot, ce sera une alim a decoupage pour puiser l'energie de la batterie, donc un meilleur rendement.
Merci a tous
Cyril
Je vais voir si je peux court-circuiter le shunt avec un relais. Le relais se coupe et court-circuit le shunt quand la charge n'est plus alimente.
Je vais aussi utiliser un transfo en 15volt se que limitera la chauffe du NE3055
C'est sur que la regulation par transistor n'est pas top pour le rendement (chaleure et perte electric), mais ces pertes seront cote chargeur, donc quand le robot est branche au secteur.
Cote robot, ce sera une alim a decoupage pour puiser l'energie de la batterie, donc un meilleur rendement.
Merci a tous
Cyril
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