Palataanpa tännekin välillä.
Tuo otsikon laite on minusta aika ongelmallinen. Siinä epäilyttää sen toimintaperiaate yleensäkin, sekä muutama komponenttivalinta. Komponenteista ainakin tuo <1,0 ihmetyttää... sen kokoisella vastuksella tuossa sarjakytkennässä ei ole merkitystä. Olisikohan kuitenkin NTC-vastus kompensoimassa lämpöryömintää? Tämän laitteen lämpötila vaihtelee suuresti käytön aikana, ja jos ei ole mitään kompensointia lähtöjännite heittelee useita voltteja johtuen kahdesta transistorista ja zeneristä. Niiden pn-liitoksen kynnysjännite on hyvin riippuvainen lämpötilasta. No... viis siitä – suurempi epäilys koskee koko toimintaperiaatetta.
Jännitteen säätö tapahtuu zenerdiodin Z1 avulla siten, että sen ylitse olevan jännitteen ylittäessä sen ominaisen zenerjännitteen, ylempänä olevassa kuvassa n. 7 V (lämpötilan mukaan muuttuva), ohjataan tyristorit transistorien avulla sulkutilaan. Zenerin ylitse vaikuttava jännite pisteiden x ja y välillä syntyy refferenssijännitteestä kumpikin omalla jännitteenjaollaan.
Kohdassa x on matalampi jännite kuin kohdassa y. Vastukset 820 ohm rinnallaan trimmerivastus 4,7 kohm ja maan puolella 320 ohm määräävät x jännitteen referenssin sitä muuttaessa. Vastus 2,4 kohm ja transistorin Q1 kanta-emitteridiodin miinus 0.5-0,7 V (lämpötilan mukaan muuttuva) ja maan puolella 890 ohm kahden vastuksen sarjakytkentänä määrää y jännitteen, referenssijännitteen muuttaessa myös sitä.
Vaikka kumpikin jaettu jännite seuraa samaa referenssijännitettä ne muuttuvat eri suuruisen määrän referenssin muuttuessa, koska jännitteenjaot ovat erilaiset.
Paha puute kytkennässä on se, että referenssijännitettä ei ole stabiloitu. Se olisi ollut helppo tehdä zenerillä, joka olisi lisäksi sijoitettu samaan lämpötilaan Z1:n kanssa lämpökompensoinnin aikaansaamiseksi. Diodi D1 saattaa ollakin siten sijoitettu, että se kompensoi Q1:n lämpöryöminnän.
Trimmerillä 4,7 kohm tehdään jännitteenjakoon x sellainen hienosäätö, hystereesi, että lähtöjännite seuraa halutun volttimäärän päässä referenssiä.
Nyt on ongelma käsillä, vai pitäisikö sanoa pyörillä. Jos trimmerillä on haluttu, kuten jostain rivien välistä voisi päätellä, vaikkapa 0,6 V referenssiä korkeampi lähtöjännite, tehty harkittu hystereesi, ja referenssi otetaan pisteestä, jossa on täsmälleen 0,6 V Lähtöjännitettä alempi jännite, asiat ovat hyvin. Jos tilanne muuttuu: koskettimet kuluvat ja komponentit itse säätäjässä vanhenevat, jompi-kumpi muuttuu: esim. hystereesi pienenee 0,5 V:iin, mitä tapahtuu? Z1 alkaa johtaa 0,1 V aikaisemmin/helpommin ja lähtöjännite laskee 0,1 V. Koska referenssiä ei ole stabiloitu, myös se laskee 0,1 V. Tällöin lähtöjännite laskee taas 0,1 V alemmaksi ja sama jatkuu kohti nollaa. (Paitsi, että akku ei laske nollaan V:iin vaan lataus vaan loppuu.) Sama tapahtuu jos referenssijännitteen syntymisen ehdot muuttuvat ja se laskee vähänkin. Jos hystereesijännite taas jostain vanhenemisen tai muun syyn takia nousee vähänkin, tai jos referenssi jostain olosuhteiden, kuormittavien laitteiden lisäämisen ym. johdosta nousee vähänkin, akkuun ladattava lähtöjännite alkaa nousta kohti ääretöntä. (Paitsi, että akku ei kiehu määräänsä enempää vaan sen jännitteen nousu pysähtyy johonkin 16-17 V:iin.)
Ikävä sanoa, mutta näin tämä laite toimii. Se on kuin yksijalkainen tuoli, jota on koko ajan pidettävä pystyssä, ettei se kaadu. Sen toiminta on onnistunutta vain silloin kun referenssijännite on juuri oikea ja mikään ei muutu siitä, miten tehdas on kaiken asetellut.
*Jos laitteen kotelo on avattavissa olisi helppo tehdä korjaus. Hystereesitrimmeri säädettäisiin 2,4 V:iin. Lähtöjännite siis olisi 2,4 V korkeampi kuin referenssi. Referenssi otettaisiin sulakerasialta "sammuttaessa sammuvasta" kohdasta. Referenssi stabiloitaisiin 12 V: zenerdiodilla ja sarjavastuksella. Referenssiä tuovan johtimen häviöllä ei enää olisi merkitystä. Zenerdiodi kiinnitettäisiin sopivalla tavalla purkin kuumenevaan kohtaan. Näin referenssi olisi aina stabiloitu ja lämpökompensoitu 12 V ja lähtöjännite olisi niinikään aina stabiloitu ja lämpökompensoitu 14,4 V, tai mikä sitten halutaankin. Komponenttien vanheneminen meillä aina on kiusana silti.*
Tämäkään ei korjaa sitä tosiasiaa, että LiFePo akku ei siedä korkeajännitteisiä pulsseja, ainakaan pitkään.
PS: *-*Tuanoinnii... täytyy taas sanoa, että ehkä pitää vielä miettiä. Täytyyhän se lopputulos jostain tuoda takaisin, jotta sitä voidaan säätää. Pahus...
PS2: Joopajoo... täytyy puukottaa piiriä ja tuoda jännitenäyte transistorien emitterivastukselle, 2,4 kohm, ja sen vanha yhteys referenssiin katkaista. Sitten se toimii.
Taitaa olla laitteen korjailu tarpeetonta, onhan näitä kaupoissa parempia. Ihmettelen suuresti, jos tällaisia on valittu tehtaalle tuotantoon.
