Eficiente 60v a 12v DC-DC

Estoy en proceso de construir una nueva versión de los sistemas electrónicos de mi ebike y estoy buscando una manera de bajar el voltaje de la batería (13s = 54,6v completamente cargada) a 12v/5v para los accesorios y varios componentes electrónicos .

Me gustaría mantener mi microcontrolador principal (que es una placa basada en STM32) alimentado en todo momento (con modos de suspensión) para poder hacer funcionar el GPS, GSM y el monitoreo de la batería cuando sea necesario, y luego cambiar (con mosfets/relés) el cargas más grandes si es necesario. Dado que me gustaría tener la cosa conectada todo el tiempo, porque mi caja de batería está atornillada, me gustaría que la corriente de reposo fuera la mínima posible, para evitar cualquier consumo de corriente innecesario.

Así que comencé a excavar en mis cajas para excavar varios convertidores de CC a CC que tengo, y encontré 3 de ellos que probé en mi PSU a una entrada de 54,6v:

  • RCNUN E-Cart Fijo 12v, 10A: corriente de reposo de 15mA
  • SUKUZU Fijo 12v, 10A : 8mA corriente de reposo
  • LM2596HV variable buck 3v-48v, 3A: 5mA de corriente en reposo.

Dado que mi banco de baterías es de alrededor de 15 Ah, 5 mA no sería realmente dramático, aún podría funcionar durante más de 4 meses. Pero estoy tratando de encontrar una manera más eficiente de hacerlo. Así que busqué en el sitio web de Ti y encontré este pequeño chip: TI LM46002

Lo que proporciona una corriente de reposo impresionantemente baja: menos de 30 µA.

Pero me preguntaba si sería la forma correcta de hacerlo y si tendría una forma más sencilla de obtener un banco de baterías de 12 o 5v de un máximo de 60v.

Espero que mi pregunta sea clara y que no sea un reenvío, busqué en los foros, esquemas y stackexchange, pero es posible que me haya perdido la respuesta perfecta.

¿La batería de tu eBike es de solo 15Ah? ¿Cuánto tiempo dura eso al montar?
Construí esta primera batería con 18650 rescatados de baterías de portátiles. Son alrededor de 17 Ah, y puedo hacer alrededor de 70 km. Planeo construir un nuevo paquete pronto con celdas de mayor capacidad y calidad.
Mi consejo es simplemente ir con el módulo prefabricado. Construir un DCDC con una entrada de 60 V es un poco peligroso y no muy fácil. Si puede pagar 5 mA, quédese con eso.
Si el sistema en modo de suspensión usa mucho menos de 5 mA, puede simplemente agregar un regulador lineal simple de bajo Iq que proporcionaría el suministro durante la suspensión y encender el CC-CC solo cuando se requiera más corriente.
@VladimirCravero La peligrosidad no es realmente un problema aquí, sé cómo manejar altos voltajes/corrientes y tener cuidado con mi vida;) Yo mismo construyo el banco de baterías a partir de celdas de baterías viejas de computadoras portátiles. Creo que por ahora me quedaré con mi actual controlador que ya incorpora un dólar con 15 mA, estoy optimizando todo y apagando todos los periféricos cuando no se necesitan para ahorrar energía. Gracias por tu contribución :)
Tenga en cuenta que los consumos de corriente en reposo pueden especificarse sin carga alguna, mientras busca alimentar algunos componentes (GPS, GSM) en todo momento. Asegúrese de estudiar las especificaciones del convertidor en condiciones de carga ligera (a diferencia de sin carga).
@JRE "¿La batería de su eBike es de solo 15 Ah?" - 15Ah @ 60V es aproximadamente 1kWh o 0,45 HP durante 3 horas. O unas 10 veces lo que un ser humano adulto en forma probablemente pueda producir. No soy un experto en eBikes, pero no me parece que me falte energía...

Respuestas (4)

Creo que este chip es una muy buena opción si siempre quieres un suministro de batería de 13s.

Veo que el problema es obtener una fuente de alimentación con entrada de 60 V (máx.) y baja inactividad. Un voltaje de entrada más bajo brinda más opciones con una corriente de reposo baja.

Con esto en mente, una sugerencia sería usar una segunda batería de baja potencia y bajo voltaje (1s o 2s) que se cargue desde los 13s, y suministre la electrónica de bajo voltaje, y que encienda/apague totalmente la fuente de alimentación de mayor voltaje. que carga la batería. Es un poco más complicado, pero también podría funcionar.

El convertidor reductor como el LM46002 es bueno y eficaz para obtener 12 V o 5 V con >80 % de eficacia. Pero tenga en cuenta que con una carga pequeña como su caso (28 mA), el efecto disminuirá.

Puedo sugerir personalmente¹ el LTC3637 si desea construir un circuito usted mismo. La corriente de reposo es de 12 µA (bastante baja) y tiene algunas características adicionales interesantes, como la limitación de corriente, si la necesita.

Pero tenga en cuenta que tanto los chips TI como los LT requieren que diseñe una PCB a su alrededor, realmente no puede soldarlo en una placa prototipo. Por lo tanto, puede ser imprudente en su caso, especialmente para una cosa única; los módulos prefabricados podrían ser la mejor opción para usted.


¹ He construido varios cientos de cargadores con este diseño para una aplicación que no es muy diferente a la suya y, por lo que escuché, funcionan bien en la práctica.

Su chip TI es una buena opción.

Rápidamente busqué DC-DC enlatados en mouser y no encontré ninguno que se ajustara a sus requisitos. Eso es extraño, ya que su voltaje está dentro del rango estándar para convertidores de entrada de 48V. Podría intentar buscar en otros proveedores.

Si puede soldarlo, le recomendaría uno de los chips LT/AD Silent Switcher como LT8461 . El diseño compatible con EMI hace que sea mucho más sencillo lograr un buen diseño.