Схема балансировки аккумулятора

9

Я сталкиваюсь со следующей проблемой. Мне нужно запитать свое устройство (RC-самолет) двумя отдельными батареями по 12 В каждый, чтобы увеличить емкость. Соединение их последовательно не будет работать, так как силовой каскад не подготовлен к этому. Когда я соединяю 2 батарейных блока параллельно, и есть различие в их напряжении, они будут заряжать друг друга, таким образом, большой ток будет течь, заставляя их взрываться даже. Я подумал о простом исправлении для этого, это видно на следующих схемах:

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

С этими двумя диодами я теряю некоторую мощность из-за падения напряжения, но ток между батареями не течет. Что, если я хочу добавить балансировочную цепь между ними? Допустим, если на одну батарею напряжение составляет всего 9 В, потому что она немного разряжена, то 12 В должны заряжать ее с установленным мной током, то есть 2 А макс. Можно было бы разработать схему для этого, но это заняло бы некоторое время, и я считаю, что это не стоит для этого приложения. Вместо этого мне интересно, есть ли такие микросхемы в наличии? Двунаправленные зарядные устройства какой-то? Сам не смог найти ничего, но, может быть, я не знаю, как их назвать? Буду признателен за помощь в решении этой проблемы.

— Лукаш Прзениосло
источник

Я летал на RC самолётах и никогда не видел твоей установки. Кроме того, 12 В - это нечетное номинальное напряжение для батареи LiPo ... О каких токах мы говорим?

— Владимир Краверо

12 В - это всего лишь пример, это 3S 3,6 В блок. Речь идет о пиковых токах 25А.

— Лукаш Прзениосло

4

«потерять немного мощности» в условиях электрического полета и токов 25А довольно катастрофично. Вам лучше взвесить пачки и купить одну более крупную примерно такого же веса.

— Брайан Драммонд

1

Лучшее решение этой проблемы - иметь две одинаковые батареи, заряжать их одинаковым напряжением, подключать их параллельно, никогда не заряжать отдельно.

— Владимир Краверо

1

@Bremen Только, если батареи фактически несбалансированы, диодная схема сведет к минимуму.

— Дэвид Шварц

14

Вам гораздо лучше делать идеальные диоды с помощью полевых МОП-транзисторов

Заменяет диод Шоттки
Внутренний N-канальный MOSFET 20 мОм
Пределы времени выключения 0,5 мкс Пиковый ток сбоя
Диапазон рабочего напряжения: от 9 В до 26,5 В
Плавное переключение без колебаний
Нет обратного постоянного тока

Но самое простое решение - лучшая диодная матрица Шоттки за $ 6 с радиатором

Это общий катод.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75
источник

1

+1, но текущий рейтинг должен быть намного выше. В ОП упоминаются пиковые токи до 25А.

— тангеры

Мост MOSFET не является тривиальным для обеспечения плавного переноса без колебаний, но дает наименьшее падение напряжения. В качестве компаратора и таймера используется для определения того, какие переключатели должны быть активными, в то время как источники питания и нагрузки очень динамичны. Но с осторожностью, может получить ремесло дома на резервных батареях. Первичные ячейки не должны быть опорожнены ниже 9В прив. 10V

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

@tangrs на самом деле из комментариев ОП не ясно, является ли 25А пиковым током во время работы или коротким током батареи.

— Trevor_G

@Trevor из личного опыта возиться с созданием мультикоптеров, весьма обычно иметь непрерывное потребление тока в десятки ампер. Эти бесщеточные двигатели могут потреблять дерьмо тока ...

— тангры

4

@tangrs ya У меня нулевой опыт в этой области, но ОП все же может быть более кратким. В любом случае показанное здесь устройство LTC не будет работать при уровне заряда батареи 3,5 В, который он позже добавил ... Вопрос страдает от синдрома ползучих требований ......

— Trevor_G

8

Зарядка одной батареи от другой приведет к общему снижению эффективности и времени работы. Учтите, что энергия будет потеряна в цепи зарядки и при тепловых потерях как батареи, питающей зарядное устройство, так и заряжаемой батареи.

Наиболее эффективным является получение энергии от «хорошей» батареи. Когда его напряжение падает до уровня батареи с более низким напряжением, они оба будут поддерживать нагрузку.

Когда оба заряжены, ваше диодное устройство будет работать, и это самое простое решение. При таком расположении напряжение батареи будет падать с той же скоростью.

— транзистор
источник

Просто знайте, сколько энергии рассеивается на диоде. Нередко в приложениях RC используются батареи с десятками ампер.

— тангеры

5

Вы говорите, что сериал вышел ... но, возможно, отклонил это слишком быстро.

Вы не очень подробно рассказали о том, что требуется силовой каскад, но я предполагаю, что в этом ответе он рассчитан на некоторое напряжение батареи. Вы также отметили, что удвоение должно продлить продолжительность, а не увеличить доступный ток.

В связи с этим вы можете рассмотреть возможность установки батарей последовательно и добавления повышающего инвертора для регулировки выходного напряжения до требуемого напряжения. Они могут быть довольно высокой эффективностью и будут обеспечивать вас требуемым напряжением, даже если батареи упали значительно ниже требуемого выходного напряжения. Мощность, полученная от последнего, может быть достаточной для компенсации потерь в регуляторе.

— Trevor_G
источник

1

Это может работать на самом деле (последовательное соединение), при условии, что контроллер полета (в этой ситуации Pixhawk + универсальные драйверы ESC) заметит, что напряжение выше, и соответственно уменьшит ШИМ-контроллер для BLDC. Преобразователь постоянного тока не является хорошей идеей, потому что токи могут быть очень высокими, и в этом случае размер схемы постоянного тока будет большим из-за размера конденсаторов и индуктивности.

— Лукаш Прзениосло,

@Bremen да явно размер и особенно вес имеет решающее значение в этом приложении.

— Trevor_G

Если батареи подключены последовательно, слабые могут подвергнуться обратному напряжению и получить повреждения. Однако преобразователь постоянного тока не обязательно должен быть тяжелым, если он работает на высокой частоте, где трансформатор может быть легким.

— richard1941

2

В вашем случае, если предположить, что эти две пачки идентичны, я бы посоветовал вам рассмотреть возможность размещения пачек параллельно, навсегда, чтобы сделать одну пачку. Да, это может быть опасно, но я думаю, что это единственное решение для вас.

Вам просто нужно убедиться, что оба блока имеют одинаковое напряжение, когда вы кладете их параллельно. Самый простой способ сделать это - полностью зарядить их по одному, затем измерить напряжение для окончательного подтверждения и поставить их параллельно. Если напряжения различаются на 0,01 В, это не страшно.

Для батарейных блоков RC является обычным делом принимать немного больший риск, чем было бы приемлемо в других областях (таких как электроинструменты). Так что просто знайте, что вашему пакету не хватает функций безопасности. Обращайтесь с ним осторожно и старайтесь всегда быть готовым к тому, чтобы он выпал или загорелся. Используйте безопасные методы хранения и зарядки и т. Д.

Этот совет не будет применяться в качестве профессиональной рекомендации по проектированию для других аккумуляторных блоков (например, пакетов, используемых для обычных потребительских товаров). Те нуждаются в намного большем количестве функций безопасности.

Счастливого полета.

— mkeith
источник

0

Если вы используете идентичные блоки питания, ваше решение (два диода) является эффективным и простым решением.
На вашей диаграмме показаны батареи 12 В и 9 В, разница в 3 В НЕ "маленькая". Если у вас на самом деле разные батареи, как показано на рисунке, то ваше устройство будет работать только от батареи 12 В, пока ее напряжение не упадет до 9 В. Затем батарея 9 В также начинает подавать питание на нагрузку. Однако, если ваш вертолет перестает работать при 10 В, дополнительная батарея бесполезна, это только добавило дополнительный вес вашему вертолету!

— Guill
источник