Cargador Baterias 24V 50A

[rodri_go100]

Hola a todos,

Estoy diseñando un cargador de baterias de plomo para un banco que admite una corriente de carga de hasta 50A cuando carga a corriente constante.

He montado ya el prototipo a partir de un buck, esta controlado por un microcontrolador y funciona mas o menos bien a baja corriente.
El problema es que genera muchisimo ruido en las conmutaciones y hace que los sensores de corriente se vuelvan locos.
Ya añadi una red snubber en el diodo de potencia y ha bajado bastante el ruido, pero no lo suficiente.

Me podeis recomendar alguna modificación para disminuir el ruido?
La frecuencia de conmutación es fija a 20khz, las resistencias sensoras son de 0.001 Ohm

Saludos
Esquema

 

[Nilfred]

El ruido va a persistir, puedes eludirlo en el tiempo, haciendo que el micro mida corriente cuando no hay ruido, entre conmutaciones.
Ese shunt me parece bastante irreal, un fusible tiene 0.03 Ω. Reemplaza por un inductor, como el de la pinza amperométrica.

 

[rodri_go100]

El shunt lo tengo ya, he estado haciendo pruebas con el, y midiendo corriente continua sin ruido y va perfectamente.

Ya se que el ruido va a persistir, hoy he estado comprobando más a fondo las conmutaciones en el mosfet y se nota muchisimo la conmutación a ON, (a off apenas se nota) entonces la alimentación a la entrada del mosfet cae y seguida de sobreoscilacion amortiguada.

He colocado un condensador rápido de 1uF a la entrada pegado al mosfet y ha bajado considerablemente los picos, pero aun se notan y molestan, tambien he sustituido el mosfet por otro mejor y tambien han disminuido un poco más.

He pensado tambien en cambiar la resistencia de puerta para que la conmutación sea más lenta, y los picos deberian disminuir.

Pido más que nada, consejos como estos, de colocar condensadores en puntos estrategicos, o redes snubber, o cambiar componentes, no se...

Mañana os pongo capturas del osciloscopio.



Por cierto el problema es que el Max encargado de amplificar la tensión de la resistencia y poder medirla con el micro, cuando ve una conmutación produce una caida de tensión en la salida, y claro, sale una señal que nada tiene que ver con la real.

 

[cristian_elect]

Los cargadores de baterías grandes tienen circuitos de potencia más simples solo es un puente diodo después del transformador y va a la batería.
Para un cargador tipo step-down con control de corriente para 50A Max seria C7>40000uF, C8>3300uF.
D1 tiene que ser un diodo rápido.
No sé como será tu fuente de alimentación mejor un esquema más completo.

 

[wacalo]

No soy un experto en SMPS (dc-dc converters) pero se me ocurre que si usas topología Buck, entonces deberías usar Mosfets tipo P, o de lo contrario necesitarás una circuitería especial (Boostrap) para manejar la compuerta de un Mosfet tipo N.
Saludos

 

[rodri_go100]

Los cargadores de baterías grandes tienen circuitos de potencia más simples solo es un puente diodo después del transformador y va a la batería.
Para un cargador tipo step-down con control de corriente para 50A Max seria C7>40000uF, C8>3300uF.
D1 tiene que ser un diodo rápido.
No sé como será tu fuente de alimentación mejor un esquema más completo.

La alimentación se hace desde un Aerogenerador, un puente de diodos y un banco de condensadores, así que puedes suponer que la tensión es constante para la corriente requerida.
Ya se que D1 debe ser rápido, eso no lo pongo por que es obvio y no tiene que ver con mi pregunta.
No puedo hacer un cargador simple, porque es lo que tiene ahora, que simplemente regula la tensión sin controlar la corriente lo que hace que la vida de las baterias disminuya considerablemente.

No soy un experto en SMPS (dc-dc converters) pero se me ocurre que si usas topología Buck, entonces deberías usar Mosfets tipo P, o de lo contrario necesitarás una circuitería especial (Boostrap) para manejar la compuerta de un Mosfet tipo N.
Saludos

Los mosfet tipo P apenas aguantan corriente y son mucho más lentos, si te fijas en el esquema el disparo de los mosfet se realiza mediante drivers y fuente aislada (aunque no la dibujo) pero esta puesta asi, y funciona.
Además el inconveniente del boostrap es que no puedes tener un ciclo de trabajo unidad.

De todas formas, ya he solucionado lo de las conmutaciones, bastaba con colocar condensadores de tantalio pegados a los Mosfet en la alimentación, y un filtro en la medida de los sensores de corriente.

Saludos

 

[cristian_elect]

El inductor 100uH para 50A como lo armaste.

 

[rodri_go100]

Al final he usado uno de 20uH 50A montando 5 de 100uH y 10A en paralelo.
Al principio compré una de 300uH 35A pero se saturaba con 10A, así que la descarté.

Saludos