Главная » Питание
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 5000 руб.
Академия Благородных Металлов
2. 1000 руб.
Radio-Sale
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 600 руб.
От пользователей
5. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Похожие статьи:


Балансир для зарядки литиевых аккумуляторов

Скорей всего я бы не стал писать эту статью, если бы не одно обстоятельство. Несколько дней назад удалось придумать, как сделать очень хороший балансир на микросхеме TL431. Те, кто понимают, о чём речь, наверняка скажут – эка невидаль, да этих балансиров на TL431 – пруд пруди. Не спорю – эти микросхемы для этих целей используются очень давно. Но, из-за свойственных им недостатков, целесообразность их применения всегда вызывала много вопросов. Нет ни малейшего желания приводить примеры уже существующих схем этих балансиров, и подробно рассматривать их недостатки. Наверное, будет лучше, если я уделю больше времени, тому, что удалось сделать мне. Не покидают опасения, что что-то подобное уже было сделано до меня. Но проводить глобальные исследования, нет, ни желания, ни времени, и если вдруг выяснится, что подобный балансир уже существует, то мне останется, лишь попросить прощения за свою неосведомлённость.

Прежде, чем описывать собственно балансир, необходимо вкратце пояснить его назначение.

Суть вот в чём – литиевые аккумуляторы, чаще всего, используются в виде последовательного соединённых отдельных секций. Это необходимо, чтобы получить необходимое выходное напряжение. Количество составляющих аккумулятор секций, колеблется в очень широких пределах – от нескольких единиц, до нескольких десятков. Есть два основных способа зарядки таких аккумуляторов. Последовательный способ, когда зарядка осуществляется от одного источника питания, с напряжением, равным полному напряжению аккумулятора. И параллельный способ, когда осуществляется независимая зарядка каждой секции от специального зарядного устройства, состоящего из большого количества гальванически не связанных друг с другом источников напряжения, и индивидуальных, для каждой секции, устройств контроля.

Наибольшее распространение, ввиду большей простоты, получил последовательный способ зарядки. Балансир, о котором идёт речь в статье, не используется в параллельных системах зарядки, поэтому параллельные системы зарядки в рамках данной статьи рассматриваться не будут.

При последовательном способе зарядки, одно из главных требований, которое необходимо обеспечить, следующее – напряжение ни на одной секции заряжаемого литиевого аккумулятора, при зарядке, не должно превысить определённой величины (величина этого порога зависит от типа литиевого элемента). Обеспечить выполнение этого требования, при последовательной зарядке,  не приняв специальных мер, невозможно…Причина очевидна – отдельные секции аккумулятора не идентичны, поэтому достижение максимально допустимого напряжения на каждой из секций при зарядке, происходит в разное время. Складывается ситуация, когда мы обязаны зарядку прекратить, так как напряжение на части секций уже достигло максимально допустимого порога. В то же время, часть секций остаются недозаряженными. Это плохо главным образом потому, что в итоге снижается общая ёмкость аккумулятора, так нам придётся прекратить разряд аккумулятора в тот момент, когда напряжение на самой «слабой» (недозаряженной) секции, достигнет своего минимально допустимого порога.

Чтобы не допустить повышение напряжения при зарядке, выше определённого порога, и служит балансир. Его задача достаточно проста – следить за напряжением на отдельной секции, и, как только напряжение на ней при зарядке достигнет определенной величины, дать команду на включение силового ключа, который подключит параллельно заряжаемой секции балластный резистор. При этом, если остаточный ток зарядки (а он, ближе к концу зарядки, уже достаточно мал, из-за малой разницы потенциалов между напряжением на заряжаемом аккумуляторе и напряжением на выходе зарядного устройства) будет меньше (или равен) тока протекающего через балластный резистор, то повышение напряжения на заряжаемой секции – прекратиться. При этом зарядка остальных секций, напряжение на которых ещё не достигло максимально допустимых значений – продолжиться. Закончится процесс заряда тем, что сработают балансиры всех секций аккумулятора. Напряжение на всех секциях будет одинаковым, и равным тому порогу, на которые настроены балансиры. Ток зарядки будет равен нулю, так как напряжение на аккумуляторе и напряжение на выходе зарядного устройства будут равны (нет разности потенциалов – нет тока зарядки). Будет протекать лишь ток через балластные резисторы. Его величина определяется величиной последовательно соединённых балластных резисторов и напряжением на выходе зарядного устройства.

Саму функцию контроля напряжения, легко смог бы выполнить любой компаратор, снабжённый опорным напряжением…Но компаратора у нас нет (точнее – он есть, но использовать его нам не удобно и не выгодно). У нас есть TL431. Но компаратор из неё, честно сказать – никакой. Сравнивать напряжение с опорным она умеет очень хорошо, но вот выдать чёткую, однозначную команду на силовой ключ, она не может. Вместо этого, при подходе к порогу, она плавно начинает загонять силовой ключ в активный (полуоткрытый) режим, ключ начинает сильно греться, и, в итоге, мы имеем не балансир, а полное дерьмо.

Вот именно эту проблему, которая не позволяла полноценно использовать TL431, удалось решить на днях. Ларчик просто открывался (но открывать его пришлось более двух лет) – надо было превратить TL431, в триггер Шмитта. Что и было сделано. Получился идеальный балансир - точный, термостабильный, достаточно простой, с чёткой командой на силовой ключ. И хотя этот балансир на TL431 немного сложнее сделанного ранее балансира на микросхеме KIA70XX, но зато и TL431, найти гораздо легче, и работает она точнее.

Ниже - две принципиальные схемы балансиров, рассчитанные для контроля порогов LiFePO4 и Li-ion аккумуляторов.

Превратить TL431  в триггер Шмитта, удалось добавив в схему p-n-p транзистор Т1 и резистор R5. Работает это так - делителем R3,R4 определяется порог контролируемого напряжения. В момент, когда напряжение на управляющем электроде достигает 2,5 Вольта, TL431 – открывается, открывается при этом и транзистор Т1. При этом потенциал коллектора повышается, и часть этого напряжения через резистор R5 поступает в цепь управляющего электрода TL431. При этом TL431 лавинообразно входит в насыщение. Схема приобретает ярко выраженный гистерезис – включение происходит при 3,6 Вольт, а выключение - при 3,55 Вольт. При этом в затворе силового ключа формируется управляющий импульс с очень крутыми фронтами, и попадание силового ключа в активный режим – исключено. В реальной схеме, при токе через балансировочный резистор равном 0,365 Ампер, падение напряжения на переходе сток-исток силового ключа составляет всего 5-6 мВ. При этом сам ключ, всегда остаётся холодным. Что, собственно, и требовалось. Эту схему можно легко настроить для контроля любого напряжения (делителем R3,R4). Величина максимального тока балансировки определяется резистором R7 и напряжением на секции аккумулятора.

Коротко про точность. В реально собранном балансире на пять секций для аккумулятора LiFePO4, напряжения при балансировке уложились в диапазон 3,6-3.7 Вольт (максимально допустимое напряжение для LiFePO4 составляет 3,75 Вольт). Резисторы при сборке использовались обычные (не прецизионные). На мой взгляд – очень хороший результат. Считаю, что добиваться большей точности при балансировке, никакого особого практического смысла – нет. Но для многих – это скорее вопрос религии, нежели физики. И они вправе, и имеют возможность добиваться большей точности.

Рисунок ниже – плата отдельного балансира, и, для примера, плата балансира на шесть секций. Очевидно, что клонируя плату отдельного балансира, можно легко сделать плату балансира на любое количество секций и любых пропорций.

Вот таким зарядно-балансировочным устройством я теперь пользуюсь. Я использую блок питания, описанный в статье про инвертор с адаптивным ограничением тока. Но можно использовать и любой другой стабилизированный блок питания, доработав его шунтом.

Схема зарядно-балансировочного устройства

Балансир выполнен в виде отдельной платы. Он подключается к балансировочному разъему аккумулятора во время зарядки.

Пара слов про комплектующие. TL431 и p-n-p биполярный транзистор (подойдёт практически любой) в корпусах SOT23, можно найти на материнских платах компьютеров. Там же, можно найти и силовые ключи с "цифровыми" уровнями. Я использовал CHM61A3PAPT (или можно - FDD8447L) в корпусах TO-252A - подходят идеально, хотя характеристики очень избыточны (на токи до 1А , можно найти и что-нибудь по-проще).

В современных устройствах контроля за литиевыми батареями, описанные выше функции возложены на микроконтроллер.Но это гораздо более  сложные для повторения устройства, и их применение оправдано далеко не всегда. Думаю - совсем не плохо, когда есть выбор.

Так выглядит балансир "живьём". За качество изготовления, вновь прошу прощения - из-за экономии времени, вновь рисовал плату обычным перманентным фломастером.

Обсуждение статьи на форуме

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
VD1 ИС источника опорного напряжения
TL431A-Q1
1 Корпус SOT23, по количеству балансировПоиск в FivelВ блокнот
T1 Биполярный транзистор
MMBT3906
1 Корпус SOT23, по количеству балансировПоиск в FivelВ блокнот
T2 MOSFET-транзистор
FDD8447L
1 По количеству балансировПоиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
180 Ом
1 Типоразмер 0805Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
150 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
4.7 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Резистор
11 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Резистор
220 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R6 Резистор
10 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R7 Резистор
10 Ом
1 2 Вт, по количеству балансировПоиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 10
Я собрал 3 4
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.7 Проголосовало: 4 чел.

Комментарии (254) | Я собрал (0) | Подписаться

0
гость #
Извините если мой вопрос наивен. Идея схемы в том, что заряжаемая батарея при достижении заданного напряжения шунтируется цепочкой R3+R4? Не могли бы вы дополнить статью описанием функции Т2 и других резисторов?
Ответить
0
ultra #
Схема шунтируется как раз Т2 и R7
Ответить
0
Серг #
R3+R4 просто делитель напряжения (утечка через них минимальна)
Ответить
0
smack #
Вот его бы еще додумать, чтобы если прикрепить к батареи на постоянно, чтобы не разряжал батарею, когда не заряжается.
Для чего нужно:
Чтобы запихнуть балансир в батарею и как следствие исключить кучу проводов от многоэлементной батареи.
Ответить
0
smack #
А насколько вообще актуально использовать триггерный режим работы? Может все таки активный режим тоже имеет смысл использовать. Ну естественно в таких режимах, где потери на ключах будут незначительны.
Просто когда один из элементов начинает балансироваться ток в последовательной цепи увеличивается и как следствие напряжение на соседних банках подрастает, что может привести к включению .балансировки на банках, где она не нужна или еще не нужна, т е к перекосу.
Ответить
0
NickF #
ток в последовательной цепи увеличивается и как следствие напряжение на соседних банках подрастает
Не разобрались Вы с работой балансира, прочитайте статью повнимательней, а потом освойте LTSpice IV и помоделируйте. Тогда поймете куда девается ток при достижении 4.2 В на банке.
Ответить
0
VLADD #
Вопрос к автору статьи как поведет себя данная схема балансировки при большом количестве аккумуляторов 30-40 шт (и больше) не возникнет ли проблем по причинам указанным smack 12.01.2016 10:02.
Ответить
0

[Автор]
варп #
VLADD,smack, ответы на Ваши сомнения уже есть в опубликованных материалах. Но я коснусь их коротко ещё раз.
VLADD, при «последовательной» балансировке количество последовательных секций принципиального значения не имеет. И пусть Вас не смущает простота предложенного балансира. Можно применить в балансире сколько угодно микроконтроллеров, суть работы «последовательного» балансира от этого не изменится. В данном случае не важно, сколько и в какой последовательности будут включаться и выключатся балансиры отдельных секций. Любое перераспределение выходного напряжения блока питания зарядного устройства по секциям заряжаемого аккумулятора, ни к каким катастрофическим последствиям привести не может. Главное – итог всегда будет единственный – напряжение на всех секциях будет одинаковым, и равно максимально допустимому.

smack, размещать балансир на батарее, не отключая его, на мой взгляд, не всегда разумно. Литиевый аккумулятор имеет очень низкий саморазряд. Постоянно подключенный балансир, как бы мало он не потреблял, увеличит саморазряд батареи в десятки раз. Лишать сознательно литиевый аккумулятор такого важного достоинства крайне не желательно. И чем меньше ёмкость аккумулятора, тем выше риск разрядить аккумулятор в «ноль». Спрашивается – ради чего?
Не использовать балансировочный разъём, тоже вряд ли разумно. Конструкция аккумулятора, чаще всего, не предусматривает свободный доступ к отдельным секциям аккумулятора. Как Вы планируете осуществлять диагностику отдельных секций не имея балансировочного разъёма?
«Триггерный» или «активный» режим работы балансира, что греть, резистор или полупроводник, достаточно подробно обсуждалось в теме, привязанной к статье.
Да, здесь есть варианты. Но как сделать в итоге – пусть каждый решает сам.
Отредактирован 16.01.2016 07:26
Прикрепленный файл: 55.JPG
Ответить
0
VLADD #
Спасибо за ответ, хочу прикрутить к данной схемке монитор напряжения (контроль пониженного напряжения) о результате отпишусь, собрал схему из 4-ех балансиров работает пытался добиться более точной балансировки ВЫ ПРАВЫ мутное никому не нужное занятие хотя возможное. Спасибо еще раз!
Ответить
0
Владимир #
Я вот только не понимаю, почему в линейном режиме получается "полное дерьмо"? Какая разница, на чем рассеивать мощность - на полевике или резюке? Тепловое сопротивление элемент-среда примерно одного порядка.
Единственное, что приходит на ум - триггерный ключ может быть точнее (при малом гистерезисе).
Ответить
0
Владимир #
Мои извинения, невнимательно прочел комментарии перед написанием предыдущего поста.
Есть более важный момент: в данной схеме в цепь формирования опорного напряжения входит пороговое напряжение перехода эмиттер-база T1 (по токам базы и коллектора транзистор там в уверенном насыщении).
Так вот, это напряжение очень не термостабильно. Наскоро проведенная проверка показала, что при нагреве от комнатной температуры до температуры руки (30С) дрейф составляет пару десятков милливольт. Это при том, что для батареи нужна точность не хуже 50мВ. Так что увы, чтобы работать хотя бы в коммерческом диапазоне температур (0...+70), от специального чипа никуда не деться.
Как вариант - либо заменять транзистор столь ненавистным компаратором, либо вводить компенсирующий элемент (хотя бы в виде того же транзюка или диода) в цепочку, задающую напряжение для TL431.
Ответить
0
ultra #
Предложите испытанный Ваш вариант схемы.
Отредактирован 31.01.2016 21:51
Ответить
0

[Автор]
варп #
Владимир,специально для любителей ловить «милливольтных блох», в статье отдельной строкой написал – цитата – « Считаю, что добиваться большей точности при балансировке, никакого особого практического смысла – нет. Но для многих – это скорее вопрос религии, нежели физики. И они вправе, и имеют возможность добиваться большей точности.»
Что же Вы всё наводите тень на плетень? Хотите ловить «блох»? – ловите, хотите нагородить схему до небес? – городите, недостаточны характеристики? – ищите балансир с достаточными.
Только этот балансир не теребите – для тех нужд, для которых он был создан, его нынешних характеристик более чем достаточно.
И очень прошу – если претендуете хоть на минимум профессионализма, не используйте в тесте пионерский жаргон.
Ответить
+1
Сергей #
Собрал, схема работает хорошо. Для точного напряжения (4,1943 В) у меня стоят вместо R3 параллельно два резистора 16 кОм, точность резисторов 1%. Нагревал всю конструкцию феном до 80 - 100 градусов напряжение упало до 4.17 В. Рекомендую к повторению.
Ответить
0
ultra #
Жмите "Я собрал"
Ответить
0
Игорь #
Надо собрать зарядник для 2 аккум 3,7вольта вот хочу спросить в чем разница между схемами которая тут и этой
Прикрепленный файл: Балансир.jpg
Ответить
0

[Автор]
варп #
Игорь, схемы настолько просты, что для Вас было бы гораздо полезней найти ответ на свой вопрос самому. Если для Вас действительно это важно, постарайтесь понять - для ЧЕГО в схеме установлен каждый элемент, и ПОЧЕМУ он именно такой, а не другой.

Сергей, спасибо за сообщение. Надеялся, что в пустыне нам использовать балансир не придётся.
Ответить
0
rtt45 #
Да вот как-то не хватает базы чтобы понять - я только начинаю. R7 тут есть а там нету. Уж лучше у автора спросить - сама настройка
Ответить
+1

[Автор]
варп #
Rtt45, дайте угадаю – Вы статью через строку читали, и особо не вникая. И из 132-х комментариев, прочли только три крайних. И о каком понимании может идти речь?
Понимание, как таковое, обходится и ценится гораздо дороже просто знаний. Оно, как правило, требует в несколько раз больших усилий, и может потребовать не определённого количества времени. Попробуйте тратить на предмет своего любопытства не пять минут, а хотя бы неделю…. Обещаю – через год Вы себя не узнаете…, а лет через десять, если есть потенциал, Вам просто не будет равных в некоторых вопросах. Если Вы не готовы на такие жертвы, то лучше и не начинайте.
Отредактирован 21.02.2016 07:08
Ответить
0
yurgen #
А в схему вашего тутышнего балансира недостает светодиода, все же наблюдать за его работой по светикам приятно и полезно.
Теоретически когда все погасли, значит балансировка закончена. Я правильно мыслю?
Ответить
0

[Автор]
варп #
yurgen, применение светодиодов в балансире действительно очень полезно.
Но как и куда их лучше поставить уже обсуждалось в комментариях выше и в теме "привязанной" к статье (см. ответ #22).
Отредактирован 15.03.2016 17:26
Ответить
0
Андрей #
У меня такая проблема с настройкой. При достижении 4.2в светодиод загорается, а потом гаснет и так раз пять, в чем может быть проблема?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Андрей, это не проблема.
Скорей всего, Вам нужно настроить чуть точнее (в Вашем случае – повысить) конечное напряжение Вашего БП. Напряжение на выходе БП в конце зарядки при ВСЕХ включенных балансирах должно быть ТОЧНО равно сумме максимальных значений всех секций аккумулятора. Если напряжение ниже нормы, то при включении балансира напряжение на выходе БП чуть понижается, напряжение на секции аккумулятора тоже начинает снижаться, балансир отключается и процесс повторяется.
В практическом смысле, это не очень критично, но если раздражает – подстройте.
Ответить
0
Андрей #
Спасибо, еще такой вопрос. При подключении к банке (у меня банка будет 100А) резистор не сгорит, прежде как будет отключен балансиром?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Андрей, мне кажется, Вы плохо понимаете, как и что работает. Даже Ваш вопрос сформулирован некорректно.
На Ваш вопрос я отвечу, но Вы, всё-таки, разберитесь на досуге.
Балансир подключит балластный резистор к секции аккумулятора только в самом конце зарядки. Если Вы используете балластные резисторы с сопротивлением 10 Ом, то при подключении к секции аккумулятора с напряжением 4,2 Вольта, балластный резистор будет рассеивать 4,2V X 0,42A = 1,764 Вт. Это довольно много. Резистор мощностью 2 Вт не выйдет из строя, но нагреваться будет довольно сильно.
Можно снизить нагрев балластных резисторов, уменьшив ток балансировки (увеличив сопротивление балластных резисторов), но при этом увеличится время балансировки.
Компромисс ищите сами.
Ответить
0
yurgen #
Варп, сделал я ваш балансир , 2 ячейки , для опытов.
Работает отлично.
Но только с током до 1 А .
А мне 1 А мало , ячейки будут мощные .
При токе ьалансировки больше чем 1А , полевики иногда не выходят на ключевой режим, и греются из за этого. Пробовал по разному и с разными номиналами , заметил что с увеличением гистерезиса больше чем 0.2В ,линейный режим пропадает, все работает замечательно , но уж очень большой гистерезис получается, мне хочется его сделать 005-01В.
Может что то подскажите , или сразу пробовать
ваш вариант на КИА7031 .
Думаю на ней точно получится на ток 1-2 А.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Yurgen, искренне рад Вашим успехам.
По теме – менять номиналы – бессмысленно. Лучше уделите больше внимания полевым транзисторам. Подходящие полевые транзисторы должны надёжно открываться при напряжении затвор-исток 3,5-4,2 вольта. А коммутировать ток, даже 10-20 Ампер – для них не проблема. Если дело в полевых транзисторах, то собирать схему на KIA7031 – бессмысленно – наступите на те же «грабли».
Ответить
0
Артем #
Здравствуй, варп. Мне нужно сделать балансир на 16 ячеек, LiFePo батареи, каждая ячейка 80Ач.
Вопрос, можно модернизировать или использовать эту схему для балансировки ячеек, либо посоветуйте другие схемы?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Артём, если Вы прочтёте ВСЕ комментарии, Вы поймёте, что мы уже давно ходим здесь по кругу. Это будет, наверное, уже пятый круг.
Вы хотите сами сделать батарею и балансир. Отлично. Но попробуйте при этом ещё и немного подумать сами.
Прежде чем что-то «модернизировать» или искать «другие схемы», надо понимать, чем же Вас не устраивает нынешняя схема.
Я могу ответить на Ваши вопросы, но я должен видеть, что Вы уже приложили хоть минимум умственных усилий.
Разбирайтесь. Появятся какие-то конкретные сомнения – спрашивайте – я отвечу.
Ответить
0
Andrey #
Спасибо за схему. Тестирование показало что есть что доработать. Из схемы можно просто удалить
резистор R4, на работу балансира никак не влияет.Странно но почему?. Самое главное при нагреве транзистора smd и малых токах 0.1А-0.3А схема уменьшает U открытия ключа на 0.3v. Нагревается от нагрузочного резистора и немного от самого ключа. Это приводит к не работоспособности схемы.
Ответить
0
Валерий #
Добрый вечер, уважаемый Варп! Как Вы оцениваете быстродействие (отклик, срабатывание) Вашего триггера на резкое, скачкообразное повышение напряжения питания устройства? Если быстродействие на порядок, а то и больше, выше быстродействия реле, то, как приспособить Вашего устройство (балансир) для защиты мощного потребителя от пробоя регулирующего транзистора в стабилизаторе БП? Как это сделать в плюсовой шине? С уважением, Валерий!
Ответить
0

[Автор]
варп #
Валерий, использование схемного решения применённого в балансире для каких-то иных целей не целесообразно. Особенно для нужд защиты. Зачем огород городить, если обычный компаратор справится с этой задачей намного лучше?
На вопрос «защиты мощного потребителя» - нет ответа. Уж очень общо поставлен вопрос. И решать его, видимо, придётся в каждом отдельном случае индивидуально.
И , видимо, не здесь.
Ответить
0
Валерий #
Хотелось бы на управляемом стабилитроне и нескольких деталях! Может, когда-нибудь "посетит" что-либо подобное, ну, как "посетила" идея триггера! Чем меньше элементов - надежность выше! С уважением!
Ответить
0
Андрей #
Здравствуйте Варп, у меня вопрос: если при достижения 4.2в, просто отключать ячейку(реле) резистор параллельно остается, это усложнит схему. Но есть ли в этом смысл и плюсы?
Ответить
0
ultra #
Вы уверены в том что понимаете как работает балансир? По вопросу: смысла нет.
Отредактирован 21.04.2016 08:59
Ответить
0

[Автор]
варп #
Андрей, в отключении ячейки нет ни смысла, ни плюсов. Причина проста - НИКАКИЕ коммутации в цепи последовательно соединённых секций аккумулятора недопустимы. Утрирую пример до края, чтобы стало понятнее - у Вашего аккумулятора рабочий ток, допустим, 100 Ампер , и состоит он из 10 секций. Вам придётся для реализации Вашей идеи поставить 10 реле на 100 Ампер каждое. Не маленький "огород", согласитесь. Работать -то оно будет...., но вот зачем оно надо - не понятно....
Ответить
0
Yury #
Я так понял балансир только для защиты по току и перезаряда, а как тогда быть если банки просели до 2,7V?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Yury, балансир - для балансировки..., то есть - выравнивания напряжения на всех секциях аккумулятора в конце зарядки.
Балансировка и контроль НИЖНЕГО порога напряжения на секциях аккумулятора - это две РАЗНЫЕ задачи, напрямую между собой никак не связанные.
Не реализованные наработки по контролю нижнего порога у меня есть. Ссылки на эти материалы есть в комментариях. Посмотрите..., там практически всё додумано, может и Вам будут полезны.
Ответить
0
Nomad #
Здравствуйте, вопрос не по теме. Не особо силен в электронике и в "религие" о заряде лития. Как себя поведет акумулятор если его заряжать ШИМ стабилизированным током (прошу прощения за неграмотность). Есть мысль сделать паралельный балансир на Attiny13, так как в програмировании познаний немного больше.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Nomad, затрудняюсь ответить на Ваши вопросы... Видимо Вы сами плохо ещё понимаете о чём спрашиваете...
Сами попытайтесь ответить на вопрос - а зачем "заряжать ШИМ стабилизированным током" ? Чем обычный БП не хорош? И чем он сам не ШИМ?
Что такое в Вашем понимании " паралельный балансир на Attiny13"? Я, как ни старался, догадаться не смог... И что я могу сказать? Если хотите заменить TL431 на Attiny13, то надо понимать, что придётся ставить Attiny13 в каждую секцию... Это возможно, конечно, но что-то не хочется..., да и получится, в итоге, не лучше, а хуже.. И по сложности, и , главное, по надёжности.
Нужен серьёзный мотив, чтобы применение микроконтроллеров было оправдано. Сотни штатных BMS уже сделаны на микроконтроллерах... Можно сделать ещё один вариант... Но смысл?
"Изюминка" нужна.., иначе - всё это - не вкусно... :)
-------
Про параллельную зарядку пара строк....( для справки)...
Есть аккумулятор состоящий из трёх последовательно соединённых секций по 4,2 Вольта каждая.
Для реализации ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ зарядки необходимы три ОТДЕЛЬНЫХ (гальванически не связанных ) стабилизированных блока питания с ограничением тока и напряжением на выходе равным 4,2 Вольта. Каждый блок питания будет АВТОНОМНО (независимо от остальных ) заряжать свою секцию.
В данном случае, балансиры вообще не нужны.
Отредактирован 30.05.2016 20:01
Ответить
0
Nomad #
Спасибо за ответ, полностью удовлетворили мое любопытство. Задум в использовании микроконтроллера был в том чтобы контролировать ток заряда на разных стадиях.
В продолжение бредней о "параллельной зарядке": если намотать трансформатор с 3-мя вторичными намотками на нужное напряжение (+ стабилизация по току)
Прикрепленный файл: bred.png
Ответить
0

[Автор]
варп #
Nomad, надо глубже копать... Вы торопитесь с выводами... Вопрос - зачем "контролировать ток заряда на разных стадиях. " ? Ведь стадий-то всего две - СС и СV...( что это означает - читайте в теме привязанной к статье...)... Контролировать их микроконтроллером - чрезмерная роскошь...
И про "трансформатор с 3-мя вторичными намотками" - огорчу... Нет, мыслите-то Вы правильно, но не глубоко.
Поясню, чтобы Вы не тратили время на очевидные вещи.
Минусы параллельной зарядки -
вот пример ближе к реальной практике - аккумулятор из 10-ти секций ( а может быть и 20-ть, и 30-ть). Предельный ток зарядки каждой секции - 20 Ампер ( а может быть и 50...). А теперь посчитайте сами - какой потребуется трансформатор (я, к стати, использовал импульсный высокочастотный трансформатор...), какие потери будут на КАЖДОМ диоде в стабилизаторе КАЖДОЙ секции.... И как будет выглядеть схема в целом.
... И вот тут, начинаешь задавать себе вопрос - а зачем оно мне такое надо? ...
Ответить
0
Ther #
Коллеги, помогите разобраться, пожалуйста.
Собрал схему на 4 банки Li-Ion, но при подключении питания (16,6 В) по краям цепочки из балансиров, все полевики оказываются открыты. Собственно, и с подключённым блоком батарей такая же история, банки не заряжаются, хотя на них 3,6 - 4,0 В. С резисторами R3-R4 не ошибся - 8,2k-12k.
Напряжение на управляющем выходе TL431 - 1,83В. Но на затворе полевика 3,0В и он, что логично, открыт.
PNP - MMBTA92, FET - 70T03GH. Может, неудачный выбор транзисторов?
Что я делаю не так?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Ther, проверьте ЦОКОЛЁВКУ TL431. Она бывает разной и её часто путают.
MMBTA92 - слишком ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ, с очень низким h(fe) - всего 25-40... Неудачный выбор. Поставьте любой другой.
Проверьте при каком напряжении затвор-исток открывается Ваш 70T03GH . По паспорту там в районе четырёх вольт. На грани, но должен подойти.
Мощность сильно избыточна, но если не жалко - пусть будет.
В идеале напряжение на выходе БП должно быть -
4,2 V Х 4 = 16,8 V.
Отредактирован 11.06.2016 09:25
Ответить
0
Максим Олегович #
Собрал схему для балансировки батареи на напряжение 2,85 В на ток 6 А. R1=1 кОм, R2=150 Ом, R3=1,5 кОм, R4 (использовал 2 резистора 10 кОм и 560 Ом для большей точности) R5=220 кОм, R6=10 кОм, Т1 - MMBT3906L, T2 - AON7524 (чтоб надежно открывался при 2,85 В) У меня вот 2 вопроса.
1. Можно ли вместо резистора R7 использовать сборку из 6 чип-резисторов мощностью 1 Вт и номиналом каждый 0,75 Ом (хотел уменьшить потери при балансировке), думал, что просто ток пройдет по низкоомной цепи, но ошибся, хочу сейчас поставить 9 резисторов по 4,3 Ом мощностью 2 Вт. Я правильно думаю или нет?
2. Исключив полевик из схемы решил проверить, как она работает, почему-то биполярный транзистор открывается сразу, то есть в случае работы схемы при появлении напряжения, сразу подается напряжение на затвор полевика. Возможно нужно изменить номиналы резисторов. Но я уже не могу сообразить. Помогите, пожалуйста, может кто сталкивался с подобной проблемой. Заранее большое спасибо.
Прикрепленный файл: Снимок.PNG
Ответить
0

[Автор]
варп #
Максим Олегович, отвечу пока лишь на часть Ваших вопросов. Подробности - позже.
С балансировкой элементов с напряжение 2,85 В могут быть проблемы... Суть вот в чём - падение напряжения на TL431 в момент, когда она полностью открыта равно двум вольтам. Плюс падение напряжения база-эмиттер биполярного транзистора 0,7 Вольта. Итого - 2+0,7= 2,7 Вольта. При напряжении на секции - 2,85 Вольта. Вряд ли при такой мизерной разнице схема будет работоспособна. Промоделирую на днях в симуляторе - скажу точнее.
Про резисторы - второй вариант (9 резисторов по 4,3 Ом мощностью 2 Вт) посчитали то Вы правильно, но видимо слабо представляете себе мощность 18 Вт - это "ни в какие ворота не влезет" - такая мощность раскалит Ваши резисторы до красна за считанные минуты. В практическом смысле - это неприемлемо никак.
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Большое спасибо за ответ. Тогда следующий вопрос: для тока в 6 А придется увеличивать количество резисторов? Или это уже будет бессмысленная трата энергии?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Maksim Shklyaev, Вы не пояснили зачем Вам такой большой ток балансировки. Что у Вас за аккумулятор в целом? Детали удобнее обсудить здесь
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Мне нужна активная балансировка для суперконденсаторов, а ток в 6А это максимальный ток, он появляется только в том случае, если балансировка на одном из суперконденсаторов сработала, а какой-либо другой разряжен полностью.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Понятно. Maksim Shklyaev, мой Вам совет - не занимайтесь ерундой. Вы придумали себе самую нелепую и реально невозможную ситуацию ("... балансировка на одном из суперконденсаторов сработала, а какой-либо другой разряжен полностью"...) и планируете с ней бороться... Балансир, это всего лишь - балансир..., а не волшебное средство для борьбы с неисправными секциями. Для Ваших нужд вполне достаточно тока балансировки указанного в статье.
И не надо путать вновь, ток балансировки и ток зарядки.
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Спасибо за совет, я это понимаю, но по тех. заданию прописано чтобы выдерживал ток до 6 А
Ответить
0

[Автор]
варп #
Напомню на всякий случай - можно сделать параллельную зарядку - на каждую секцию свой независимый БП. В параллельном ЗУ, каждая секция заряжается автономно и абсолютно независимо от остальных. И балансир в данном случае не нужен. Но если секций много, то получится довольно громоздко и не так дёшево.
Отредактирован 15.06.2016 14:33
Ответить
0

[Автор]
варп #
Максим Олегович, в принципе, сама схема балансира с напряжением 2,85 Вольт при моделировании в симуляторе, работает. При номиналах -
R1=300 Ом, R2=30 Ом, R3=1,4 Ком, R4=10 Ком, R5=220 Ком, R6=1 Ком.
Пробуйте в "железе", должна заработать.
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Собрал в железе, но почему-то PNP транзистор частично пропускает ток еще до того как откроется TL431. Перед срабатываем TL431, напряжение затвор-исток порядка 1,8 вольта. Что это может быть?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Maksim Shklyaev, измените соотношение номиналов резисторов R1, R2 сохраняя их сумму. Например -
R1=270 Ом, R2=60 Ом или
R1=250 Ом, R2=80 Ом.....
Закрыть его не сложно, но убедитесь, что PNP транзистор надёжно открывается при срабатывании TL431.
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Могу показаться совсем дураком, но транзистор не закрывается, менял номиналы, не помогает, открыт и все, падение напряжения Э-К около 0,15 В. Решил закрыть его полностью, сомкнул эмитер с базой, и толку никакого, открыт
Ответить
0

[Автор]
варп #
Maksim Shklyaev, тут я ничем не помогу. Ищите ошибку в монтаже, цоколёвке элементов.
Ответить
0
Юный пионер #
Для низких напряжений нужно применять TL432 или LMV431 с опорным напряжением 1, 24 В.
В сочетании с германиевым транзистором можно получить балансир на 1,5 В.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Юный пионер, поправлю - с с опорным напряжением
1, 24 В -TLVH431, TLVH431A, TLVH431B
TLVH432, TLVH432A, TLVH432B.
Можно попробовать сделать балансир на 1,5 В, если найдётся полевой транзистор способный открываться от полутора вольт, и если найдётся что балансировать.
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Полевик можно взять AON7524 или AON7520. причем последний открывается от 1,25-1,3В
Ответить
0
Юный пионер #
1. Да, TL432 фирм TI и ST не годятся, у них 2,5 В.
Есть TL432 фирм: CT, FCI, HTC, UTC, IKS и других с напряжением 1,24 В.
2. Полевой транзистор применять не обязательно, подойдёт простой N-P-N необходимой мощности.
3. Балансировать желательно и Ni-Cd и Ni -Mh аккумуляторы для продления их срока службы.
Для них нужно 1,5 В.
Ответить
0
ultra #
Помоему проще девайс под литий переделать.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Юный пионер, по пунктам:
1. Спасибо, что пояснили из-за чего путаница.
2. По кругу ходим, потому, что не читаем написанное. (см. ответ #135 вот здесь).
3. С Ni-Cd и Ni -Mh - это не ко мне.
Ответить
0
Dmitry #
Здравствуйте. Подскажите пожалуйста, можно ли использовать два ИБП по 48В и 7А подключенных последовательно и выставленных на общее U - 87,6В. Для заряда аккумулятора 24S LiFePO4 с использованием данных балансиров с шунтом (R7) = 6Ом 10Вт. Блоки питания такие http://ru.aliexpress.com/item/48-7A-Suply/32668733104.html
Ответить
0
Dmitry #
И еще опрос, подойдут ли для балансиров резисторы с погрешностью 5% или нужны более точные.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Dmitry, на сколько я знаю, подобные блоки питания обычно имеют регулятор для подстройки выходного напряжения. Но вот позволят ли они выставить выходное напряжение 44-45 Вольт, трудно сказать. Скорее всего - да.
Последовательно включить можно.
Резисторы с погрешностью 5% подойдут. И не стремитесь к большой точности порогов - в практическом смысле это не важно. Разница в порогах в 20 -30 мВ - не принципиальна ( это разница в реальном пробеге на элекровелосипеде, к примеру, составит несколько сантиметров...).
Ответить
0

[Автор]
варп #
Дополнение к комментарию ниже - (R7) = 6 Ом 10Вт - подойдут с большим запасом.
Если будете использовать два БП подключенных последовательно, то желательно сначала включать БП, и лишь затем подключать их к аккумулятору. Посоветуйтесь ещё с кем нибудь, боюсь ввести Вас в заблуждение.
Ответить
0
Николай #
Возникла необходимость заменить в свинцово-кислотный акб из ups на li-ion 4.2В, допустим, из 3х секций. Общее напряжение получу тем самым при полном заряде 12.6В. Так вот, если я уменьшу напряжение заряда, выходящего с ups до 12.6В, то можно ли использовать ваш балансир в постоянном режиме (онлайн), так как когда все банки будут заряжены, то резисторы начнут рассеивать тепло "впустую" и могут привезти в негодность зу ил ups?
И ещё вопрос: можно ли не понижать текущее напряжение 14В, ведь резисторы всё равно скушают "излишки" когда tl431 выполнит свою роль?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Николай, если Вы действительно сможете обеспечить напряжение заряда 12,6 Вольт, то всё будет работать без проблем. Учитывая то, литиевый аккумулятор большую часть времени будет находится в режиме балансировки, то можно и нужно снизить ток балансировки в несколько раз ...( увеличив номинал резистора R7). При этом балансировочные резисторы будут чуть тёплыми. При практически бесконечном времени балансировки, большой ток балансировки просто не нужен.
Подумайте - возможно ли осуществлять зарядку не от доработанного штатного ЗУ ups, а от стороннего внешнего БП на 12,6 Вольт. Возможно - это проще осуществить, так как не придётся дорабатывать напильником штатное ЗУ ups.
Удачи.
Ответить
0
Николай #
Большое спасибо за развёрнутый ответ! Думаю снизить напряжение на штатном зу не составит проблемы, так как используется типовая uc3843, в противном случае можно и линейный на lm338t с небольшим теплоотводом присобачить, только вот последний вопрос: насколько безопасна ваша схема? При внезапном выходе из строя одной из банок каким образом можно организовать разрыв цепи зарядки в автоматическом режиме?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Николай, при исправном аккумуляторе, балансир абсолютно безопасен. Напомню - в статье речь только про балансир, и ни о чём больше.
Разбор устройства, которое адекватно реагировало бы на ВСЕ виды неисправностей литиевой батареи выходит за рамки данной статьи. Надо понимать, что даже если подобное устройство было бы разработано, его применение не гарантирует абсолютной безопасности. Литиевая батарея сохраняет ОЧЕНЬ много энергии, и способна отдать её в очень короткое время. Она в один миг способна просто расплавить ЛЮБЫЕ исполнительные устройства контроля (контакты, к примеру). От внутренних замыканий отдельных элементов вообще трудно защититься. Единственное, что могу сказать - LiFePO4 - наиболее пожаробезопасны.
Короче - "... против лома - нет приёма..".
Отредактирован 16.07.2016 10:19
Ответить
0
Владимир #
Хочу повторить Вашу конструкцию, есть полевики с материнки P0903BDG. Можно их применить? По параметрам вроде подходят.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Владимир, конечно можно.
Ответить
0
Анатолий #
Продаете ли Вы данные балансиры и если да, то сколько стоит? Купил бы штук 10 под лифер по разумной цене
Ответить
+1

[Автор]
варп #
Анатолий, увы, ни производством, ни продажей балансиров я не занимаюсь. Но уверен, что найти людей, которые смогут изготовить эти балансиры за вполне разумные деньги, Вам будет не сложно. И сделают они это гораздо лучше меня. Совет - заказывайте не просто балансиры, но и сами блоки питания для зарядки, с конкретным напряжением на выходе, с конкретным максимальным током зарядки, рассчитанные на зарядку конкретной батареи.
Ответить
0
ultra #
Могу помочь с Вашим вопросом, пишите в личку.
Ответить
0
Анатолий #
Зарядник есть переделанный под нужное напряжение с точностью до 0,1В, надо балансир на 10s под лифер, озвучьте цену такого, чтоб понятно было, есть ли смысл или проще за 1тр бмс взять. Просто желания нет бмс ставить, есть подключаемые селлоги и ваттметр, для отслеживания разряда более чем, а вот модельной зарядкой обламывает по 5 банок заряжать
Ответить
0
agusta #
Здравствуйте не пинайте сильно, а разве 18650 заряжается не до 4.2В така как в статье указано 3,6В. и какое напряжение блока питания необходимо для 4-х последовательно соедененных 18650 4,2*4=16,8В?
Ответить
0

[Автор]
варп #
agusta, "пинать" не буду..., просто улыбнусь.
1. 18650 - это, скорее типоразмер аккумулятора, а не его "химия" внутри. Но я Вас понял - Вы ассоциируете его с Li-ion аккумулятором, который действительно имеет предельное напряжение зарядки равное 4,2 Вольта. Для них действительно для четырёх последовательных секций необходимо 4,2*4=16,8В .
2. На крайней схеме с статье речь идёт о ПЯТИ секциях LiFePO4 с верхним порогом равным 3,65 Вольта. Считаем -
3,65 Х 5 = 18,25 - всё точно, как в аптеке.
Вы просто невнимательны.
Отредактирован 11.08.2016 18:16
Ответить
0
Анатолий #
Все верно, 18650 - диаметр окружности 18мм, высота 650мм. Химия внутри может быть разная.
Ответить
0
Вова #
Спасибо варп за прекрасную работу, просто и надежно, это искусство, продолжайте дальше! Люблю электронику, и хорошие идеи.. Пару слов добавлю тем кто не знает что балансир это не панацея, а один из методов (не самый лучший но самый дешевый) продлить жизнь батареи. Добиваться точности высокой от балансира нет смысла. Полезное действие балансира зависит от хорошо отрегулированного зарядного устройства и эффективность балансира будет как можно выше чем идентичны между собой будут элементы батареи. Буду делать себе балансиры на литиевую батарею, думаю для наглядности работы может еще светодиоды поставлю ...
Ответить
0

[Автор]
варп #
Вова, большое спасибо за добрые слова. И Вам успехов.
Пользуясь случаем, хочу отметить вот что - недавно, читая документацию на один из литиевых аккумуляторов, с удивлением узнал, что если заряжать литиевый аккумулятор не до предела, то можно значительно увеличить его ресурс.
Ответить
0
Вова #
Доверять разработчикам не нужно, жизнь акб не продлить главное чтобы не уменьшить, они идут на всякие ухищрения чтобы покупали чаще, например заявленная емкость аккумулятора 2600мА так там действительно может дотягивать до 2600 но они же хитрые, зато внутреннее сопротивление завышено напр. 0,56-0,78 Ом.Это означает, что годится такая батарея только для електронной аппаратуры, на електровелосепед ставить не желательно, токи то большие а то может быть большой бабах.Тут больше 0,5С брать опасно. Рабочая температура лития до 50 гр. а с таким сопротивлением перегрев гарантировано. Дурят нас как могут а литий ошибок не прощает.
Ответить
0
Вова #
Хочу добавить, работа в буферном режиме где аккумулятор находится постоянно под напряжением то 100% постоянный заряд губительно влияет на ячейки (они вздуваются).
Надо после полной зарядки батареи отключать зарядку, это можно сделать и автоматически. Заводские зарядки наоборот после полного заряда имеют режим поддержки. этот режим и является основной минус для акб. Это уже проверено давно. Схему автоматического отключения зарядки я придумал уже давно, надо будет когда-то выложить на сайт
Ответить
0
Анатолий #
Если на заряднике напряжение суммарное на каждую банку не больше, чем 3,61 для лифера и 4,15 для липо, (и соответственно ты контролируешь ячейки или балансирами или бмс) то ни когда ты не доведешь их до 100% заряда и отключать зарядное можно когда угодно. Получается, как в параллель у тебя стоит ещё столько же ячеек не до конца заряженных, про это Варп выше и писал, что совсем до 100% заряжать не рекомендуется, (разряжать кстати тоже) разве что первые циклов 5. Например, лифер полностью заряженный 3,9, полностью разряженный 2.0. Но. При зарядке выше 3,75 вольтаж начинает очень быстро лететь вверх, а при разрядке под нагрузкой меньше 2,5 - очень быстро лететь вниз и поймать паспортные значения полного заряда и разряда с такой точностью под нагрузкой и при зарядке - даже бмс не всегда справляется, а для лития это губительно. Поэтому и советуют заряжать лифер до 3,65, разряжать до 2,7. Так как 90% емкости у него на напряжении 3,1-3,4, то не используешь максимум 3-4%, но продлеваешь жизнь В СРАВНЕНИИ с полными циклами.
Ответить
0
Вова #
Я ни слова не написал о напряжении на зарядном устройстве.Как хотите так и заряжайте но сначала по эксперементируйте с различными режимами.Повторяю никакие БМС и балансиры не являются панацеей. Они не могут контролировать литий так как нужно. Сама по себе идея БМС не совершенна. Есть другие средства контроля но они никому не нужны. Никто не верит, не экспериментирует с акб, доверяют цифрам разработчиков, теорию все знают а на практике несколько иначе. Я сегодня гнал литий до 4,4 на ячейку в других режимах зарядить не получалось, такая батарея попалась поношенная. заряжал током 1С, батарея без нагрева. Вывод не всьо и всегда можно сделать одним методом.
Ответить
0
Анатолий #
Липо некоторые заряжают до 4,35, типа чтоб всю емкость выбить, но кто сказал, что это не укоротит их срок службы? Я думаю, что и 4,5В спокойно возьмут малыми токами(смотреть даташит надо на конкретный акк, не зря же разработчики их тестируют и возможностей для этого у них гораздо больше), но не на столько дешев литий, чтоб его так бездумно убивать. С убитыми банками конечно можно экспериментировать. И ни кто не говорил, что бмс или балансиры панацея. Но с балансирами вероятность, что батарея проживет дольше гораздо выше, чем без них.Про напряжении на зарядном Вы не писали, но писали "работа в буферном режиме где аккумулятор находится постоянно под напряжением то 100% постоянный заряд губительно влияет на ячейки" - под напряжением откуда? С зарядного? Которое "после полной зарядки батареи отключать"? Вот к этому я и уточнил, что "Если на заряднике напряжение суммарное на каждую банку не больше, чем 3,61 для лифера и 4,15 для липо, (и соответственно ты контролируешь ячейки или балансирами или бмс) то ни когда ты не доведешь их до 100% заряда и отключать зарядное можно когда угодно" так как в таком режиме не будет у них 100% заряда. Да, это даст меньшую емкость на цикл, но суммарная отданная емкость на периоде жизни акб окажется больше, чем кипятить перезарядом, так как это жизни батареи точно не прибавит. Что доказано не только разработчиками, но и опытным путем. Ссылки на профильные темы давать не буду, интернет в помощь.
Ответить
0
Не пойму как отслеживается 4,2В если напряжение заряда 18В прикладывается прямо к батарее и к балансиру. На балансире тоже 18В. Как это работает?
Ответить
0
ultra #
Мерять напряжение нужно не на сборке, а на каждой банке.
Ответить
0
А если банка одна, а на картинке изображено, что напряжение прикладывается прямо к батарее.
Ответить
0
ultra #
А если банка одна, то ей балансир не нужен. Балансиры подключаются параллельно к каждой батарее, но в последовательную цепочку(см. предпоследнее фото) А напряжение прикладывается к сборке. Для 4-ех банок лития(4,2в) это напряжение должно быть 16,8в и как только сработает один из балансиров(т.е. зарядится одна из банок) с этотого момента ток зарядки не должен превышать ток балансиров. Зарядка считается оконченной когда сработали все балансиры.
Отредактирован 18.08.2016 01:51
Ответить
0
Виталий #
Здравствуйте. Прошу помощи по балансиру. Собрал балансир, а макетке, пока что, с форумхауса. Делитель, 431, и ключ КТ853А. Последнего не нашел, заменил на BDX54C. Но нет порога, есть плавное включение. Лампа 10Вт12В. Варп, нашел Вашу схему, еще не собирал, но должна подойти. Нужен триггерный эффект. В электронике не силен, подскажите такое вопросы: - Можно ли заменить полевик на BDX54C, биполярник, т.к. приобрел уже 4шт..
- Делитель, со схемы форумхауса, если снизу вверх 20к, 20к Многооборотник, 75к. У Вас же(в свинцовом варианте, на forum.cxem.net): 1к, 3к3, и 1.3к*. Можно ли оставить старый делитель, т.к. многооборотники уже купил 4шт? Или же новые номиналы связаны с добавлением "триггерного" транзистора?
- Хотелось добавить светодиод, чтобы светился, когда нагрузочная лампа потушена.. Можно ли это сделать, если включить сд к 431 с обратным включением , или же только черех доп транзистор
Ответить
0

[Автор]
варп #
Виталий, совет дам такой - ОБЯЗАТЕЛЬНО прочтите все ДВА листа комментариев, и тему, привязанную к статье. Там уже есть все ответы на Ваши вопросы, в том числе схема балансира без полевого транзистора. Постарайтесь понять принцип работы. Учитывая то, что в электронике Вы не сильны, ничего в схеме не изменяйте и не пытайтесь "улучшить" - сделаете только хуже. Соберёте все как описано в статье - 100% получите то, что Вам нужно.
Если и после этого останутся вопросы - спрашивайте - отвечу. Но я должен видеть, что Вы в "теме".
Ответить
0
vlad #
Скажите, этот балансир можно использовать с тремя контролерами заряда,подключая контролеры так- выходные напряжения балансира на вход контролера, а выход контролеров на аккумуляторы? Контролеры нужны для малого тока заряда при разряженных акб и так же по окончании заряда малые токи подаются
Ответить
0

[Автор]
варп #
Vlad, Вы имеете ввиду контроллер, аналогичный контроллеру, который устанавливают в аккумуляторы сотовых телефонов? Если да, то короткий ответ на Ваш вопрос – да, можно.
Но здесь любопытно другое – если соединить аккумуляторы оснащённые контроллерами параллельно балансирам, то у этой связки появятся функция защиты аккумуляторов от переразряда. Но функция заряда всей батареи – сохранится. Если при зарядке, один ( или несколько) из контроллеров отключит заряд по верхнему порогу, то зарядка оставшихся секций – продолжится через балансировочный резистор. В теории – вроде так.
Vlad, надо на практике проверять. Интересует поведение и при зарядке и при разрядке. Если появятся практические результаты – поделитесь, это может быть полезно.
Ответить
0
WarMEN #
По моему схема избыточна, ведь если взять полевик с другим каналом, шунт подключить к минусу, тогда можно снять тригерный сигнал прямо с полевика, в итоге в схеме останется всего 4 резистора полевик и ТЛка
Отредактирован 17.09.2016 05:42
Ответить
0
WarMEN #
Кстати нашёл похожую схему, но под другое напряжение
Прикрепленный файл: post-6444-0-47835700-1434050425.gif
Ответить
0

[Автор]
варп #
WarMEN, если у Вас есть полевой транзистор с Р-каналом, и с низким напряжением затвор-исток, то можно и так. Ссылка на подобный балансир, но с биполярным силовым транзистором есть в комментариях выше.
Ответить
0
andreyroma #
Кажется схема то что надо, и проще и лучше тем что исключен транзистор Т1 который сильно меняет напр. открытия ключа от своего нагрева от Rn. Еще-бы найти статью на русском а не польском.
Ответить
0
Assembler2000 #
Здравствуйте. Можно ли использовать данный балансир параллельно с китайской платой защиты, например такой https://ru.aliexpress.com/item/3S-Li-ion-Lithium-Battery-18650-Charger-Protection-Board-10-8V-12-6V-15A/32711692675.html
И что вы скажите про такой балансир https://ru.aliexpress.com/item/4S-3-6v-lifepo4-balancer-board-lifepo4-balncing-full-charge-battery-balance-board-with-free-shipping/32376583329.html
На чем он сделан?
Извините если этот вопрос уже был.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Assembler2000, статья выше - про то, как сделать самому, и именно то, что Вам нужно.
Про купить, и про то, что там у купленного внутри - это не ко мне.
Отредактирован 22.09.2016 16:15
Ответить
0
Assembler2000 #
Ну я у Вас просто вашего совета спросил, как у специалиста. Китайскую плату я заказал до того, как эту статью прочитал. Китайская плата защиты без балансира.
Ответить
0
ultra #
"Можно ли использовать данный балансир параллельно с китайской платой защиты" - можно.
Ответить
0
Крашер #
А, плата под корпусные элементы существует?
И, транзистор - вместо переключающего MMBT3906 - можно ли использовать обычный p-n-p типа A733 ?
Очень нужен именно балансир на 6 Li-ion спаренных. Суммарно на 22 - 26 вольт, 2.6 Ампера. (быстроразрядные).Предельный ток нагрузки под 30 Ампер.
Но вот с "блохами" бескорпусными не могу...
Прикрепленный файл: 2016-09-14 00.42.28.1.jpg
Ответить
0

[Автор]
варп #
Крашер, использовать обычный p-n-p типа A733 можно конечно.
Плату под A733 я не разводил. Но, умеючи, можно попытаться выводы A733 к плате припаять. Либо печатную плату "пошире" сделать. Но не найти в наше время "мелкие" транзисторы - курьёз...
Предельный ток нагрузки, количество секций аккумулятора и их ёмкость - в Вашем случае значения не имеет.
Для зарядки Вам понадобится стабилизированный БП с ограничением тока 2,5-3 Ампера с напряжением на выходе 4,2 Х 6 = 25,2 Вольта.
Ответить
0
spider #
Прошу Автора пояснить, как выбирается номинал R7 для конкретного случая (аккумулятора)? Заранее благодарен...
Ответить
+1

[Автор]
варп #
spider, номинал резистора R7 непосредственного отношения к ёмкости и типу аккумулятора - не имеет.
Критерий выбора номинала другой и очень прост. Очевидно, что чем больше ток балансировки (то есть номинал резистора меньше), тем меньше времени займёт сам процесс балансировки. Но, чем больше ток балансировки, тем большую мощность должен рассеивать резистор R7. Если сделать ток балансировки чрезмерным, то можно легко разогреть R7 до красна. То есть - ищите компромисс - максимально большой ток балансировки, при приемлемой для Вас температуре R7 ( 50-60 *С - вполне приемлемо). Но не надо стремиться к очень большим токам балансировки ( исключение - аккумуляторы очень большой ёмкости - 50-100 А/ч , и более) - в практическом смысле, это чаще не нужно.
Ответить
0
Крашер #
Благодарю.
Про плату под корпусные элементы я ... подозревал. (Хотя, была робкая надежда)...
Важнее было понять, что можно использовать почти любые P-N-P транзисторы.
Надеюсь, полевики - так-же не ограничены параметрами типа "ёмкость затвора" или "напряжение открывания"...?
И ещё, раз уж перевели TL431 в режим триггера, почему-бы не использовать ЭТО вообще в зарядном, управляя переключением с какой-либо 555 ?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Крашер, ответы на Ваши вопросы уже есть в статье и в комментариях - читайте внимательней.
Что касается 555-той - поверьте - цель была сделать балансир ПРЕДЕЛЬНО простым. Как бы Вы не пытались его изменить, Вы получите более сложный вариант. Зачем?
Ответить
0
andreyroma #
Собрал несколько схем. Поставил в шуруповерт на 3 секции. Напряжение включения (для Li-ion) от 4.11v до 4.20v. Работает нормально но есть замечания. При U = 4.15v (т.е. не полное включение) ключ греется до 55°С. При достижении U 4.20v ключ остывает-25°C. Нагрев ключа и нагрузочного резистора сильно влияют на транзистор Т1. Если нагреть Т1 то открытие ключа произойдет и при 4.05v и 3.95v и ниже (нагрев до 120°С). Что и происходит, после включения балансировки АКБ продолжают разряжаться до напряжения 4.00v приблиз.. Нагрузочный резистор 2Вт нагревается до 150°С при токе 0.4А. Поэтому схема работает не корректно. Нужно ключ и резистор выносить от платы. При этом теряется смысл такой схемы (триггер Шмидта).
Ответить
0

[Автор]
варп #
andreyroma, смысл Вашего сообщения мне не понятен.
Глупо, не понимая принцип работы балансира, пытаться ещё и выводы делать и советы давать.
Я же писал чуть выше - "...не надо стремиться к очень большим токам балансировки .. - в практическом смысле, это чаще не нужно." - для кого? Вы сами себе можете ответить - ну зачем Вам в шуруповёрте ток балансировки 0,4 Ампера и температура балансировочного резистора 150*С?
При проверке и настройке балансира подключите вместо секции аккумулятора БП с плавной регулировкой выходного напряжения ( 3,5- 4,5 Вольта), и проверьте пороги включения и выключения.
Ищите ошибку , а свои выводы и советы оставьте пока при себе...
Ответить
0
Timson #
Дилетантский вопрос, а почему нельзя подключить на зарядку параллельно? Я понимаю, что последовательное подключении необходимо, когда делаем банку с этим контроллером заряда.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Timson, ответ на Ваш вопрос очень прост -" подключить на зарядку параллельно" - можно. Но как осуществлять коммутацию практически? Вы что, будете каждый раз разбирать батарею последовательно соединённых элементов и соединять их параллельно только для зарядки? Вручную? Или специальным специальным коммутатором? Попробуете схему нарисовать секций на десять. Огород получите - мама не горюй.
Нет - коммутация элементов только для зарядки - неприемлема по определению.
И про ток зарядки не надо забывать - пример - батарея из десяти секций, ток зарядки, допустим, 20 Ампер. Если соединить десять секций параллельно, то для зарядки Вам понадобиться низковольтный источник с предельным током равным 200 Ампер.
Оно Вам надо?
Ответить
0
Timson #
Я не думал о 10 батареях, но 4-5 через переключатель или через транзисторные ключи можно организовать. Ладно, не буду заострять внимание.
Есть вопрос по поводу шунта в БП. Для чего он в данной схеме? Он подключен параллельно или последовательно? Какой его номинал или как его подобрать?
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Может кто-нибудь уже делал балансир на низкое напряжение порядка 2,45V на основе TLVH431, у меня вопрос, какой биполярный транзистор вы использовали? Потому что MMBT3906 не подходит из-за высокого падения напряжения база-эмиттер, 0,7 В + падение напряжения на TLVH431 порядка 1,7-1,8 вольт (или может я что не так делаю?). Или может просто кто знает какие биполярные транзисторы имеют низкое падение напряжения база-эмиттер?
Хотел было собрать балансировку на 2,45В, R1=300, R2=30, R3=9,34k (9,1k+240), R4=10k, R5=220k, R6=1k, R7=1.5, VD1 - TLVH431, T1 - MMBT3906L, T2 - AON7524. Столкнулся с проблемой - Т1 открывается не полностью, и напряжение затвор-исток полевика около 1В, а надо хотябы 1,5В. Может кто знает в чем проблема?
Ответить
0
ultra #
Можно поинтересоваться зачем?
Ответить
0
Maksim Shklyaev #
Для заряда суперконденсаторов
Ответить
0
Максим #
При использовании TLVH431, закрытие происходит медленно, что это может быть? Какие именно резисторы могут на это повлиять? Хотя при моделировании в Multisim все замечательно работает?
Ответить
0

[Автор]
варп #
Максим ( и всех, кто спрашивает, касается), ну что же нормально сформулировать вопрос не можете?
Ну что? можно ответить на вопрос типа - "... у меня машина с бензиновым двигателем не едет... Не подскажете - почему?"
Рад бы порой ответить, но остаётся только в недоумении плечами пожать.
Что Вы там собираете и моделируете??? - я же не экстрасенс.
Ответить
0
andreyroma #
Кто нибудь придумал способ как стабилизировать работу транзистора Т1. (если заряжать на холоде АКБ будут перезаряжаться, если в тепле или на солнце летом будет недозарядка АКБ).
Ответить
0

[Автор]
варп #
andreyroma, не морочьте своими фантазиями людям голову. Транзистор Т1 работает в КЛЮЧЕВОМ режиме. А температурную стабильность обеспечивает TL431, которая имеет температурную стабилизацию по определению.
И про то, что нет никакого практического смысла "ловить милливольтных блох" уже упоминалось неоднократно.
Ответить
+1
andreyroma #
Схема этого балансира меняет свои характеристики даже от нагрева Т1 рукой на 0.06v. А если в корпусе будут греться и ключ и резистор нагрузки порог будет изменяться существенно ( 0.1-0.2v). Кому нужен такой балансир?
Ответить
0
Крашер #
Как я понял, просто на БП - выставляется "максимальный ток". И, ток зарядки - 0,365 А. - был выбран для LiFePO4 аккумуляторов. Для Li-ion - играет роль собственно... ёмкость аккумуляторов при выборе тока балансировки?
И ещё, у меня - в устройстве - изначально собрано из 12 попарно соединённых -6 секций. В формате 18650. С ёмкостью самой батареи в 3,3 А. Мне... "задавать" ток в 330 мА? Или тут - плюс-минус два лаптя по карте?
Отредактирован 11.12.2016 02:50
Ответить
0

[Автор]
варп #
Крашер, Вы ничего не поняли из написанного… Я отвечу на Ваши вопросы очень коротко, чтобы у Вас был ориентир. Но, коли Вы намерены делать сами, всё-таки разберитесь что, как и почему…- «…лучше день потерять, потом за пять минут долететь»..
1. Ваш аккумулятор – 6 секций х 4,2V= 25,2V – это конечное напряжение на выходе БП ЗУ в самом конце зарядки.
2. Ёмкость – 2А/ч(ёмкость одной банки) Х 2= 4А/ч. Допустимый ток зарядки для 18650 равен 1С, то есть – 4А/ч – это максимально допустимый ток зарядки для Вашего аккумулятора (меньше – можно).
3. Ток балансировки с током зарядки напрямую не связан. Чем определяется – читайте в комментариях выше. Можете сделать 0,365А, или иным, когда разберётесь, чем определяется.
Повторяю – не спешите… - делать что либо с «туманом в голове» - себе дороже.
Отредактирован 11.12.2016 09:40
Ответить
0
Крашер #
Я всё прекрасно понимаю. И про максимальное напряжение, и про ограничение по току...
Только у меня - на нормально заряженных аккумуляторах - максимальное напряжение - 24,78 V.
Замер делался на "образцово-исправном".
Рискнул и сделал всё-таки не на обычных элементах а по Вашей плате - на smd.
(первый раз... правда - не "отзеркалил" при печати.)
Использую "китайский" стабилизатор напряжения с возможностью ограничения тока.
Ещё не оформил всё, воткнул на проверку...
В принципе - по фото видно. Ну и, завтра видно будет, "сработало" или увы...
Прикрепленный файл: 2016-12-16 01.58.16.jpg
Прикрепленный файл: 2016-12-16 01.53.03.jpg
Прикрепленный файл: 2016-12-15 11.57.38.jpg
Ответить
0
NickF #
Автору респект. Только я бы увеличил ток до 1..2 А. И поставить переключатель на делитель в цепи Ref TL431, чтобы можно было одним переключателем выбирать Li_ion, Li_Fe.
Прикрепленный файл: Балансир.JPG
Ответить
0

[Автор]
варп #
NickF, и Вам спасибо.
Ставить переключатель в прецизионное устройство - не очень хорошая затея. Да и это уж очень частный случай. Лучше ещё один балансир собрать. Важно же и сколько секций в аккумуляторе, и нужен БП ЗУ с конкретным напряжением на выходе, с конкретным предельным током зарядки. Так что - про универсальность - лучше забыть.
Увеличивать ток балансировки ( если Вы его имеете ввиду) без крайней нужды - не разумно. Об этом уже был разговор в комментария выше.
Ответить
0
andreyroma #
Прецизионное устройство с большим разбросом порога срабатывания по температуре. Все верно, устройство чувствительно к изменению напряжения уже на 0.02V. Но когда Я вмонтировал его в шуруповерт, (корпус АКБ) все изменилось. После заряда АКБ, включается балансир, и в следствии нагрева Т1 меняются его параметры. АКБ разряжался до 4.0V.
Ответить
0

[Автор]
варп #
andreyroma, что, так любите наводить тень на плетень? Вам кто-то обещал самый совершенный балансир? Нет. Простой, доступный для повторения, и достаточный по параметрам в кое-где быту - да.
Кроме того - в статье написано -..."Балансир выполнен в виде отдельной платы. Он подключается к балансировочному разъему аккумулятора во время зарядки." "Вставлять " его куда-то - это Ваша инициатива... К кому претензии?
И логика умиляет - "балансир мне не нравится, но именно его я буду использовать..."
Поговорку забыли - " Не нравится - не ешь..."
Что, в природе нет балансиров с отличными параметрами? Да есть конечно... Только повторить их не каждый сможет, и ещё более - не каждый захочет.
Очень прошу - не надо мусорить буквами.
Ответить
0
NickF #
"АКБ разряжался до 4.0V."
2 вопроса - зачем балансир в шуруповерте?
Чтобы не выводить лишних концов наверное?
И какая связь между разрядом акк и балансиром?
Ответить
0
andreyroma #
Как и во всех шуруповертах, которые продаются в магазинах, внутри корпуса АКБ находится плата защиты и балансировки. Связь между АКБ и балансиром самая тесная. Балансир контролирует максимальное напряжение каждой батареи, (в этом смысл всей этой темы).
Соглашусь с автором, его критикой, "не нравится не ешь". Схема и разводка на плате стоит трудов.
Думал может знатоки электронщики подскажут как стабилизировать работу Т1.
Ответить
0
NickF #
Пожалуй я соглашусь с Вами. Не такое это и сложное устройство, так что на другой ток и другой порог заряда, можно сделать другой балансир.
Ответить
0

[Автор]
варп #
NickF, пара важных моментов..., но даже не Вам, а всем интересующимся...
1. Я категорический противник оставлять всегда подключенный балансир к литиевому аккумулятору. Причина насколько проста, настолько и важна - литиевый аккумулятор имеет ОЧЕНЬ низкий саморазряд. Пример - тот же шуруповёрт с "голым" аккумулятором внутри легко останется заряженным в течение года. То есть - он готов к работе в любой момент. Если не отключать от аккумулятора балансир, то как бы мало не потреблял балансир, он, рано или поздно, разрядит аккумулятор в "ноль". И это уже не просто плохо, а очень плохо.
2. Надо понимать, что ТОЧНОСТЬ балансировки (если отключать балансир после зарядки) СОВСЕМ НЕ зависит ни от TL431, ни от точности делителя, ни от температуры...
Пояснять это здесь, в очередной раз, я не буду - всё это уже пояснялось не раз. Заставлять читать, и вникать в написанное - уже не в моих силах.
Ответить
0
Крашер #
ТОЧНОСТЬ балансировки (если отключать балансир после зарядки) СОВСЕМ НЕ зависит ни от TL431, ни от точности делителя,
Странно, у меня из 6-ти пар аккумуляторов - пять "встали" на 4.19 Вольт, шестая - 4.25...
Ответить
0

[Автор]
варп #
Крашер, прочтите ещё раз пост вот с этой картинкой, вот здесь
Когда принцип станет очевидным, причину различий напряжений легко найдёте методом исключения. Причин то не много.. - ну две..., три - максимум.
Прикрепленный файл: post-182053-0-62649100-1407466881.jpg
Ответить
0
Крашер #
ВАРП, не поверите, но я ещё с полгода назад это всё прочитал.
Принцип зарядки литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов я прекрасно понимаю.
Прочитал так-же и Вашу тему по ссылке на форуме ... про электротранспорт кажется (сейчас уже не помню его название) - сам пока "в теории" сижу перед выбором электромотоцикла...
Тут ведь в чём - у меня именно проблема:
Откуда при ОДИНАКОВЫХ элементах на плате - такое расхождение?
4.25 и 4.19 Вольт - ощутимая разница.
Причём, балансировку я отключил ещё ДО того, как было достигнуто соответствие: напряжение-ток.
Просто, утром - замерил напряжение на банках и, побоявшись, как-бы что либо не рвануло - сбросил питание со схемы.
Схема простояла двое суток.
На сегодня - напряжения на банках - три по 4.14, две по 4.10, одна - 4.16 ...
Реально, чтобы продолжить что-то, хочу понять, можно ли на КАЖДОМ модуле балансира выставить напряжение срабатывания с точностью +/- 0.01 Вольт? И, чем да как это сделать?
Подстроечники в делители - это вроде как подразумевается, (про температурную зависимость пока не рассуждаем) - тут другое.
КАК???
Втыкать некий "контрольный" аккумулятор рискуя иметь перед мордой лица бабах или подключить вместо аккумулятора источник "опорного напряжения" и подстраивать схему до срабатывания "ключевого режима"???
Каким образом контролировать этот "ключевой режим" - момент переключения модуля балансира на резистор? Подпаяв параллельно этому резистору светодиод с соответствующим гасящим резистором?
Или есть что-то более простое и радикальное?
Отредактирован 18.12.2016 23:05
Ответить
+1

[Автор]
варп #
Крашер, не суетитесь…, Ваши волнения напрасны – никакие «бабахи» Вам не грозят.
Вы всё делаете с точностью до «наоборот». По порядку –
1. Оставьте включенным на несколько часов БП ЗУ и балансир в конце зарядки. Поймите – именно в это время собственно балансировка и происходит…(а Вы, с испугу, наоборот – балансир отключили).
2. Убедитесь, что силовые ключи ВСЕХ балансиров включены. И проверьте падение напряжения сток – исток на открытых силовых ключах… - они должны быть приблизительно равны. Подключите для удобства параллельно балластным резисторам светодиоды с резистором – это реально удобно.
3. Пороги включения балансиров подстраивать НЕ надо… - по сути – не очень важно, в какой именно момент балансиры включатся.
4. Вы должны осознать, что качество литиевых элементов 18650 реально, скорей всего, существенно РАЗНОЕ…, и по ёмкости, и по внутреннему сопротивлению. Поэтому – добиться абсолютной идентичности работы отдельных секций –невозможно. Именно КАЧЕСТВО элементов, а не точность балансировки будут определять характеристики аккумулятора в целом.
5. Того, чего Вы уже достигли, уже достаточно…, и ненужную суету можно прекратить.
Настройка устройств – это особое занятие… Для поиска причин недоразумений необходимо придумывать способы поиска… Пример – если Вас смущает секция с напряжением 4,25 Вольта – то поменяйте секции местами…И сразу станет очевидно – в секции дело, или в балансире этой секции.
Ответить
0
ultra #
Откуда при ОДИНАКОВЫХ элементах на плате - такое расхождение?
4.25 и 4.19 Вольт - ощутимая разница.
Откуда откуда, как только сработала одна из секций балансира, ток заряда на всей сборке, на этой момент должен быть равен току балансира, т.е. нужно менять ток ЗУ....
Ответить
0

[Автор]
варп #
ultra, Вас то куда понесло? Воздержитесь от комментариев. Если мне придётся ещё и сторонние неверные комментарии исправлять, то этому вообще конца не будет...( я же тут не на зарплате...).
Ответить
«12
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
Конструктор - темброблок на LM1036 Осциллограф DSO138
вверх