Комментарии 60
По поводу подключения встречного диода к обмотке реле я читал статью от Tyco Electronics, что так делать крайне вредно для самого реле. Дело в том, что скорость изменения тока через обмотку пропорциональна напряжению, приложенному к концам обмотки. При включении прикладывается напряжение питания, а при выключении -- только прямое падение напряжения на открытом диоде. Из-за чего затягивается процесс вЫключения реле и может пострадать ресурс контактов.
Правильнее подключать последовательно с диодом, навстречу ему, например, стабилитрон или однонаправленный TVS, с напряжением открывания, примерно равным напряжению питания обмотки реле. Или, если совсем экономить, то просто резистор параллельно обмотке, номинал резистора выбрать примерно равным сопротивлению обмотки. Нужно будет также учитывать, что теперь к коллектору транзистора будет прикладываться напряжение, бОльшее напряжения питания.
Интересно, спасибо, надо будет изучить этот вопрос.
Ибо до сих пор почти везде рекомендуют диод вешать параллельно, возможно просто по инерции.
Из-за чего затягивается процесс вЫключения реле и может пострадать ресурс контактов.
Тут имеется в виду что при расцеплении может гореть дуга дольше чем надо и сжигать контакт потихоньку?
Наверное для использования в автомобильном заряднике это не так важно, т.к. реле под нагрузкой почти никогда не расцепляются - сначала машина снимает её и только потом даёт команду расцепить реле. Под нагрузкой бывает только в экстренных случаях, когда срабатывает какая-либо защита.
Да, вот тогда для меня это откровением стало, т.к., действительно, (почти) везде просто встречный диод ставят. А вот, например, у знаменитого ULN2003 выходы объединены через встречные диоды, но заботливо выведены на отдельную ногу. Для гибкости подключения.
Да, видимо, связано с искрообразованием и эрозией контактов, искра/дуга горит дольше, чем рассчитывал производитель. Интересно, как вообще у силовых реле с надёжностью размыкания под нагрузкой? Вот у автоматических выключателей дугогасительные камеры есть...
Никак не связано. Да, реле выключается с задежкой, это важно, когда нужно управлять электромагнитами быстро (например, форсунками, там время открытия должно быть строго дозировано). Для реле эта крошечная задержка не имеет никакого значения.
Чтобы гасить дугу, вешают снабберные цепи непосредственно на сами контакты.
Тут автор опровергает это мнение.
Таки - да.
Ого! Вот это исследование! Автору -- респект. Век живи -- век учись.
https://forum.digikey.com/t/mastering-relay-flyback-voltage-with-the-tvs-diode/41595
Вот тут, кстати, рекомендуют TVS диод вместо обычного воткнуть.
А ещё бывают реле со встроенным диодом.
А за переходом нуля вы смотрите, чтобы реле закрывать/открывать как можно ближе к нему?
Пришлось бы рассчитывать время открытия/закрытия в пределах 1/100 секунды, что для реле в целом в разброс этого параметра сложно уместить. Но если управляющее устройство сможет настолько стабильное питание обмотки реле обеспечить и моделировать остаточную намагниченность элементов конструкции, то звучит вполне реально. Нужно просто учитывать, что задержка от перехода нуля не будет константой, к тому же будет отличаться для каждого экземпляра реле. Возможно потребуется ПИД использовать.
Я делал просто слежение за тем, как быстро реле открылось/закрылось относительно команды процессора и корректировал задержку если она критически расходилась. Был момент, когда с новой партией реле, время закрытия так поменялось, что попадало на самый пик напряжения и весь зарядник ресетился. Вот пришлось немного изобретательности проявить.
А оно нужно в данном случае?
Машина поднимает нагрузку достаточно плавно и при этом она практически полностью резистивная (power factor 0.99), снимает также плавно до нуля до отключения реле.
Два реле, умеющих коммутировать 30-40А, чтобы с запасом
А почему не твердотельные реле? Они вроде как и 0 умеют ловить, и встречный диод им особо не нужен?
У них на замкунтых "контактах" совсем не ноль и надо охлаждать.
У них на замкнутых "контактах" совсем не ноль и надо охлаждать.
Да, как уже сказали - на них потери приличные.
У меня есть вот такое реле на 40А, там радиатор как на заправском процессоре, в коробку не влезет. На 20А можно и поменьше взять, но тем не менее габариты сильно больше.
Ну и вообще их не рекомендуют с точки зрения безопасности т.к. они часто отказывают в закрытом состоянии, см. например https://www.ia.omron.com/product/cautions/18/safety_precautions.html
Т.е. к этому реле ещё и отдельный размыкатель нужен и логика какая-то которая понимает что твердотельному каюк и нужно рвать цепь иным способом (тем же электромагнитным реле?)
И разомкнутые контакты у них - не совсем разомкнутые. Особенно когда прогреются, через утечку можно ощутимый удар током получить. Нагрузка в виде мультиметра (10 МОм) на выходе вообще не ощущает, что они отключились)
Мы сами в такие цепи ставим AC-контакторы, ISKRA, например. У них зазор между разомкнутыми контактами гораздо больше, чем у реле - меньше вероятность, что пробьёт.
Они греются
Спасибо за статью и схемы! Хорошего описания SAE J1772 на русском не попадалось.
Я сходу купил зарядку на Али, потом только нашел OpenEVSE проект. Сейчас бы сделал зарядку на его основе.
Посмотрев внутренности зарядки, стало понятно, что "львиную долю" себестоимости составляет кабель.
PS: для интеграции своей зарядки в HA перепаял WiFi модуль на ESP32-C3-12F и написал yaml для tuya mcu
PS2: надеюсь описание работы зарядки поуменьшит жадность производителей продающих AC зарядки на 11 КВт по 80 тысяч рублей.
Да, OpenEVSE классный проект и их доки мне помогли. Но именно его реализовывать было лень, т.к. чтобы там получить удалённое управление - нужно городить ESP32 всё равно, отдельно. А готовые зарядники на базе OpenEVSE стоят космос.
Посмотрев внутренности зарядки, стало понятно, что "львиную долю" себестоимости составляет кабель.
Да, коннектор можно купить за 20-30 баксов, но вот кабель 3x2.5 + 2x0.5 найти крайне сложно, по крайней мере я не смог. Поэтому приходится брать сборку.
PS2: надеюсь описание работы зарядки поуменьшит жадность производителей продающих AC зарядки на 11 КВт по 80 тысяч рублей.
О, это вряд-ли :) DIY это довольно узкая ниша, чтобы как-то влиять на масс-маркет.
кабель 3x2.5 + 2x0.5 найти крайне сложно, по крайней мере я не смог
Я тоже таких не нашел. Пока подумываю о ПВС 7x2.5 для 3-х фазной 16A. Для CP перебор немного, но в целом вместе с коннектором сильно дешевле готового кабеля, особенно если длиннее 5м надо
Да, это будет мощный шланг :)
Тут ещё нужно учитывать, что если использовать его на улице, особенно на холоде - ПВС будет скорее всего дубеть и плохо гнуться. Может и сломается и раскрошится потом даже.
Тот провод, который я купил (с вилкой вместе) имеет изоляцию из TPU (термопластичный полиуретан) - как по мне гораздо более подходящий вариант для улицы. Как минимум сильно прочнее - мне надо было побольше изоляции снять и я устал его резать :)
У меня в хозяйстве есть кусок ПВС 5x6. Он по гибкости (и зимой) сравним с родным кабелем зарядки с али (по описанию как раз tpu).
У меня на улице в минус ПВС для генератора 3x4 намного "дубовее" кабеля от зарядки на 22квт с Али. Видимо ПВС ПВСу рознь.
ПВС ПВСу рознь это однозначно, да и TPU тоже наверняка не одинаковые, да и медь внутри тоже сильно разная.
Хорошего описания SAE J1772 на русском не попадалось
Из русскоязычной документации я пользовался ГОСТ Р МЭК 61851-1-2013 . Там ближе к концу достаточно подробно всё описано - схемы, параметры компонентов, алгоритм работы.
Также нам нужен способ делать из ШИМ, генерируемого ESP32 в диапазоне 0/3.3В, ШИМ с диапазоном -12/+12В. В идеале, для этого нам нужен rail-to-rail компаратор, например TI TLV1811
Я в первом своём варианте тоже пытался воспроизвести референсную схему, или повторить OpenEVSE, даже в сторону драйвера RS232 поглядывал.
Но потом сделал более дубовый вариант
Рассчитал линейную схему так, чтобы 0..3,3V усиливались до +-12V+-5%. Запитал от готового доступного DCDC на +-15V (он не точный, без регулировки).
С нагрузочной способностью ОУ я немного перебдел, можно было не параллелить. Зато его и заменить можно на более слабенький аналог.
Работает в серийном устройстве, регулировать ничего не надо. Может, кому-то поможет
Ну, я больше программист чем электронщик, поэтому мне чем более интегрированные блоки - тем лучше :)
А чем референсная схема не подошла и OpenEVSE? Там вроде всё просто довольно.
Лень и жаба задушили меня ставить полноценные повышающий и инвертирующий DCDC для выходного тока в 10-15 мА. Поэтому я взял как раз готовый интегрированный двухполярный 1W DCDC, как сейчас вроде в OpenEVSE и делают.
Только у него точность никакая - напряжение от нагрузки зависит, от температуры, от положения планет. Через OpenEVSE не все машины из-за этого заряжаются. И Rail-to-Rail-штуки с питанием от +-12V - это немного экзотика. А без полноценного RtoR тоже точность снижается.
По сути-то я в эту схему добавил 3 резистора обратной связи. И получил стабильно воспроизводимый результат на подножных комплектующих.
Ещё одну плюшку получил - Z-состоянием порта контроллера выход CP отключается, как будто кабель выдернули. Ресет машины. Полезно бывает.
Лень и жаба задушПоэтому я взял как раз готовый интегрированный двухполярный 1W DCDC, как сейчас вроде в OpenEVSE и делают.
По-моему у них там сейчас TC1044S ставится, судя по https://github.com/OpenEVSE/OpenEVSE_PLUS/blob/master/OpenEVSE_PLUS_v5.5/OpenEVSE_PLUS_v5.5.pdf Схеме 4 года, но новее я не нашёл.
Да, 1W DCDC у них был в более ранних версиях. Давно за ними не следил, свою схему я где-то в 2020 году делал.
Когда в системе уже есть стабильные +12V, конденсаторный charge-pump удобен, согласен.
Первый вариант у меня был такой
Тоже где-то до сих пор стоят работают. Для DIY на коленке, возможно, сложновато будет, но в серийной плате - самое оно. Тоже Z-состояние есть, но немного по-другому.
+1,6V с резистивного делителя берётся. А вот откуда я там брал +-12V - не покажу, слишком уж зашкварно получилось)
Z-состоянием порта контроллера выход CP отключается, как будто кабель выдернули. Ресет машины. Полезно бывает.
Полезная фича, очень не хватает такой на имеющейся зарядке.
Так вроде бы PP нужно отключать, а не CP.
Это имитация отключения кабеля от станции, или отрубания станции. Машина, да, продолжит видеть подключённый кабель через PP.
А... Мне как раз интереснее наоборот, что бы машина думала, что кабель не вставлен....
Можно на PP пин размыкатель поставить.
Ну я как-то так и думал сделать. Я просто еще CP и PP на память путаю пока, что для чего...
Ну, в этом смысла особого нет насколько я вижу, только если у машины набекрень мозги становятся.
Я, если не хочу её заряжать, просто делаю ШИМ 100% и она успокаивается, перестаёт просить зарядку и реле открываются.
У меня машина, кстати, при отключении питания на CP (при перезагрузке контроллера, например), но при этом с подключенным PP начинает ныть что-то вроде "проблемы с зарядной станцией". Но, вроде бы, в ошибку не уходит и дальше нормально заряжается.
Наверное надо бы вводы компаратора поменять местами, чтобы при нуле на ШИМ он выдавал +12В в CP. Тогда при ребуте будет сохраняться +12В там.
Но тогда придётся скважность ШИМ инвертировать судя по всему.
Подскажите, пожалуйста: можно ли этим устройством измерять весь потребляемый ток в доме и просить автомобиль брать ровно сколько, сколько остаётся недорасходовано до номинала по каждой из 3-х фаз?
Этим нет. Но можно поставить любой достаточно умный счетчик на вход и завести его в HA. В HA настроить регулировку мощности заряда по потреблению. Ну и регулировать пофазно, насколько я понимаю нельзя, только общее ограничение для всех фаз и машина будет равномерно нагружать все три.
Это устройство только само себя меряет.
Нужно отдельно на каждую из фаз повесить измеритель и автоматизацию написать, в каком-нибудь Home Assistant, которая будет считать нагрузку и задавать заряднику максимальный ток.
Ну и автомобилю задаётся суммарный ток, насколько я понимаю, а не по-фазно.
По каждой из трёх точно не выйдет. Вообще, многие автомобили (китайские и американские) однофазные. У них, зачастую, нет контактов L2, L3 в разъеме. Европейцы чаще бывают трехфазными.
Если автомобиль , всё таки, трёхфазный он может взять от всех фаз поровну. Потребление делится на 3. Там в инверторе трехфазный выпрямитель, затем ККМ. Чисто физически не выйдет задавать какую мощность потреблять от каждой фазы. Так что потребление придется рассчитывать исходя из самой нагруженной фазы.
Изредка встречаются DC зарядные станции домашние, которые могут распределять потребление по фазам. Но следует понимать, что там 3 однофазных инвертора, работающих на одну нагрузку. Такой ивертор сложнее, дороже и КПД у него может быть ниже.
Очень интересно, спасибо. Вопрос касательно ситуации, когда контакты в реле все таки пригорели. Что делать?
Полагаю в заводских решениях два трёх полюсных контактора и отключаются не одновременно. Если после отключения одного напряжение после него осталось хотя бы по одной фазе - то отключается второй и зарядка больше никогда не включится. В промышленности такое довольно часто встречается. Если в вашей схеме залипает реле, это кто проверит и даст команду снять блокировку на извлечение штекера?
Или машина так сказать "не отпустит" до тех пор пока не отключили вводной автомат?
Ну, как я писал в статье никаких защит кроме проверки диода в этом девайсе нет.
Судя по моим разборам коммерческих зарядников (не самой высокой ценовой категории) - там те же два реле и никаких, в общем, дополнительных размыкателей нет.
Т.е. ошибку залипания оно увидит, но сделать ничего не сможет наверное.
Ну а из машины можно достать провод в любом случае, обычно там есть аварийный режим - подержать кнопку около зарядника подольше или что-то такое.
Мне как владельцу Renault Twizy приходиться заряжаться через такой вот переходник.
Поэтому я рад что Type 2 настолько простой и такое вообще существует. Немного раздражает что он очень слабо держится в кабеле зарядника и я никак не могу придумать какой-то механизм фиксации. Ну и конечно было б неплохо отдавать статус зарядки, но для этого надо тыкаться в CAN машины.
Ага, на Амазоне и Али довольно много таких переходников с Type2 на розетку чтобы всякие вилосипеды заряжать и прочие мопеды.
Реношки эти вижу на улицах - прям умиляет, такая табуретка :) И батарейка не многим больше чем в велосипеде - надолго хватает?
А что имеется в виду под статусом зарядки? Куда его отдавать?
Делаем умный зарядник для машины на коленке