Разрядник током 10-20А для тестирования-разрядки аккумуляторов 2S-16S(18s LiFo)

[ppi1]

Наткнулся на просторах интернета на идею некоего TJinGuy использовать для разрядки аккумуляторов не дорогостоящие резисторы, а 15центовую галогеновую лампочку JC G4 12V20W, точнее ее параллельно-последовательные сборки.

Характеристики лампочки:  20W, 12v, сопротивление 7.19ом, ток 1.67А , более детальная спецификация здесь -
http://nclaite.en.alibaba.com/product/527517733-200598655/12345_Microscope_lamp_bulb_JC_12V_20W_G4_100hrs_halogen_bulb_LT03028.html
По утверждению TJinGuy лампочка эффективно работает в диапазоне 5-20W (т.е. 6-12V).
Запараллелив 6 лампочек (по аналогии с акумуляторами 1S6P), получаем 10амперную(120вт) нагрузку, соединив 2 таких параллельных линейки  последовательно (2S6P) полу чаем 10а (240вт) нагрузку для 24вольт, так комбинируя можно сконструировать нужную нагрузку под любой аккумулятор.
Все обоснования, расчеты, схемы и примеры реализации  cмотрите у первоисточника -
http://www.tjinguytech.com/charging-how-tos/light-bulb-load
http://www.tjinguytech.com/my-projects/diy-lipo-discharger
Увидев простоту и дешевизну реализации, загорелся идеей сконструировать гибкий, реконфигурируемый разрядник для себя, (имею лиферный 36в10ач аккумулятор и собираюсь слепить еще 10ач батарею из хоббийных  Lipo-аккумуляторов для увеличения дальности поездок электровела).
Тут должен признаться, что ни разу не технарь -электронщик, с законом Ома и прочих там  Кирхгофов имел дело 50лет назад в средней школе.  Тем не менее, с весны этого года, увлекшись идеей перевода своего дорожного велосипеда на электротягу, вспомнил закон Ома ( благо знания полученные в советской средней школе не пропьешь), посчитал, нарисовал  достаточно гибкую схему разрядника из 5  линеек запараллеленных по 6шт лампочек  с нагрузкой 10А для напряжения от 12 до 60в, и реконфигурации его в схему 1S12P под нагрузку 20А для 12в, и схему 2S12P под нагрузку 20А для 24в.

Обратился к приятелю-электронщику с схемой и просьбой помочь ее реализовать на базе шасси какого-либо списанного компьютерного БП. Он сказал - не вопрос, тащи лампочки и коннекторы, а шасси, 12вольтовый вентилятор и провода используем от БП. 
Пучек из 30 лампочек  взял здесь  за 4$ - http://www.ebay.com/itm/370624761362?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1438.l2649
можно здесь дешевле - http://www.ebay.com/itm/160861404707?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1438.l2649
Гнезда для 4мм буллет-коннекторов (10шт) взял здесь за 5.40$ - http://www.ebay.com/itm/180574088646?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1438.l2649
Т.е. цена вопроса 300р, остальное подручные материалы, провода от БП оказались 18AWG, а вентилятор 12в300ма.
Вот как выглядит готовый разрядник




А так он выглядит внутри

Спойлер

Тестирование разрядника на аккумуляторе Lipo 5000mah 3S 20C   от Лидерхобби

Спойлер

Без нагрузки напряжение аккумулятора 11.96v

Теоретическая нагрузка 12в10а (1s6P) - реально 9,63а

аккум подключен на   нагрузку 2S6P, реально ток 6.72а, теоретически должен быть около 5а

аккум подключен на   нагрузку 3S6P, реально ток 5.5а, теоретически должен быть около 3.5а

Тестирование на нагрузку 20А

Спойлер

Без нагрузки напряжение аккума 11.6V. Черные линии, соединяющие некоторые контакты означают, что эти контакты РЕАЛЬНО замкнуты между собой (проводом с обратной стороны крышки).

Переконфигурировал нагрузку на контакты 0 и 1 в формулу 1S12P, замкнув контакты 0_ и 2_.
Реально видим нагрузку 18,54А

Переконфигурировал нагрузку на контакты 0 и 2 в формулу 2S12P, замкнув контакты 0_ и 4_.
Реально видим нагрузку 13,15А , теоретически она должна быть для напряжеия 11,1в около 9,5А

Расчетные данные по нагрузке на контактах в зависимости от напряжения аккумулятора  сведены в экселевскую таблицу

Расчеты приближенные, неточные, так как не все параметры учтены, в частности,  сопротивление проводов. Сопротивление вентилятора я не знаю как посчитать, тупо разделил 12в на 300ма и записал 40ом.
Заштрихованные области означают (условно) НЕДОПУСТИМУЮ нагрузку, более 12в на лампочку. Я понятия не имею на сколько
можно превышать напряжение 12в на лампочку и сколько она выдержит до перегорания.  Да и под 12в неясно сколько она может работать, в спецификации по ссылке указано 100ч, а в лотах которые я покупал китайцы пишут о 3000ч, встречал еще 2000ч, 1500ч.
Сопротивление 6 одинаковых лампочек соединенных параллельно считается легко, по формуле R\6=1.198ом, где R=7.19 сопротивление 1 лампочки.  В последовательном соединеннии сопротивления линеек суммируется. Сопротивление первой линнейки рассчитывается с учетом подключенного к ней параллельно вентилятора.

Технарей-гуру прошу  не пинать, а спокойно разьяснить  почему у меня расчетые данные нагрузки  существенно отличаются в сторону  занижения от реальных в режимах , когда на одну лампочку приходится напряжение существенно меньше 12в (9в, 6в, 4в, 3в)?

[mr.Dream]

Еще дешевле - купить на базаре нихромовую спираль, копейки стоит) Только сопротивление ) Из одного куска на 2 Квт можна нарезать 4 куска на 48В 40А грубо))
Я ею усилитель звука тестировал, ибо аккустики такой мощной не было, да и соседей жалко))

[Maestro]

Технарей-гуру прошу  не пинать, а спокойно разьяснить  почему у меня расчетые данные нагрузки  существенно отличаются в сторону  занижения от реальных в режимах , когда на одну лампочку приходится напряжение существенно меньше 12в (9в, 6в, 4в, 3в)?

Приветствую полуношников! 
Все просто.
Как Ты сопротивление считал? тестером мерил?
или подал 12 В померил ток, и получил сопротивление?

Так вот, сопротивление спирали лампы в холодном и нагретом состоянии не однаковое!!!
В холодном состоянии сопротивление меньше, в горячем больше.
дальше поищи темп. коефициент сопротивления для вольфрама, и все станет ясно.

П.С. Класная нагрузка получилась!
А откуда запитан вентиль?

[acyd]

Так вот, сопротивление спирали лампы в холодном и нагретом состоянии не однаковое!!!
В холодном состоянии сопротивление меньше, в горячем больше.

именно по-этому опасно использовать галогенки на недорогом лифере (разрядный ток до 40а), поскольку ток прогрева при наминале 20а может достигать 60-80а, а это плохо скажется на здоровье батареек. Как бмс на это реагирует? По идее должна отрубить питалово.

[zap]

Я уже пару лет пользую 20-ваттные галогенки в качестве нагрузки
Только я их сразу купил с "патроном" (не знаю как называется) под навесные потолки, они довольно массивные металлические и играют роль хорошего теплоотвода. А в Вашем варианте охлаждение хуже, правда лампочек зато больше. Но 300 ватт тепловой мощности Ваш блок долговременно, как мне кажется, не выдержит. Тупо некуда девать столько тепла. Надо предусматривать водяное охлаждение - засунул блок в ведро с водой и можно кипятить

[алабам]

Еще дешевле - купить на базаре нихромовую спираль, копейки стоит) Только сопротивление ) Из одного куска на 2 Квт можна нарезать 4 куска на 48В 40А грубо))
Я ею усилитель звука тестировал, ибо аккустики такой мощной не было, да и соседей жалко))

У меня спираль из дешовой вязальной проволоки Д= 1 мм . намотана на кирпич..( нихром много дороже стоит).
Охлаждение - ведро с водой.
Лампочки  это красиво , но к чему лишний гемор.

[ppi1]

Как Ты сопротивление считал? тестером мерил?
или подал 12 В померил ток, и получил сопротивление?

Так вот, сопротивление спирали лампы в холодном и нагретом состоянии не однаковое!!!
В холодном состоянии сопротивление меньше, в горячем больше.
дальше поищи темп. коефициент сопротивления для вольфрама, и все станет ясно.

А откуда запитан вентиль?

Не мерял, нечем, у меня дешевый китайский мультиметр DT803 у которого нижн режим омметра - 200ом, точность 1ом, а у моей сборки ламп расчетное сопротивление от 0,5 до 5ом в зависимости от того на какие клеммы подать нагрузку (см таблицу).
Да и зачем мерять, все известно из спецификации, сопротивление лампы 7,19 ом  и  будет оставаться таким на протяжении 100-3000 часов работы (так разные ЛИ обещают). Ну и на фото видно что когда нагрузка на лампу близка к паспортной (12в) то и линейка из 6 ламп потребляет реально около расчетных 10а,
А вот если 12 в подать на клемму 2 (работают 2 последоваельно соединенные линейки по 6 паралл ламп - нагрузка на лампу около 6в), то по теории ток долджен потребляться 5а, а в реале 6.72а.

Вентилятор подключен параллельно первой линейке ламп, которая работает ВСЕГДА, когда разрядник подключен, и на ней ВСЕГДА напряжение 12 или МЕНЬШЕ вольт.Заметил, когда напряжение менее 5в вентилятор не крутится.

именно по-этому опасно использовать галогенки на недорогом лифере (разрядный ток до 40а), поскольку ток прогрева при наминале 20а может достигать 60-80а, а это плохо скажется на здоровье батареек. Как бмс на это реагирует? По идее должна отрубить питалово.

С чего это, согласно приведенной спецификации это лампа для медприборов, гарантированно 100ч будет выдавать от 12в 20ватт, т.е потреблять 1.67а.
Другие китайцы обещают 3000час.
Лиферную 36в батарею через этот агрегат еще не разряжал, готовлюсь, попозже.

Но 300 ватт тепловой мощности Ваш блок долговременно, как мне кажется, не выдержит. Тупо некуда девать столько тепла. Надо предусматривать водяное охлаждение - засунул блок в ведро с водой и можно кипятить

Вообще-то я рассчитывал что моя конструкция потянет 60в*10а=600вт

[zap]

А вот если 12 в подать на клемму 2 (работают 2 последоваельно соединенные линейки по 6 паралл ламп - нагрузка на лампу около 6в), то по теории ток долджен потребляться 5а, а в реале 6.72а.
Вентилятор подключен параллельно первой линейке ламп

Так вентиллятор обычно как раз порядка полутора ампер и жрёт. Вот и получилось 6.72А.

[ppi1]

Т.е. цена вопроса 300р, остальное подручные материалы, провода от БП оказались 18AWG, а вентилятор 12в300ма.

Если бы было так то линейка 6 ламп вместе с вентилятором кушали бы по 12в не 10 а 11.5a

[Alex_Soroka]

Я понятия не имею на сколько можно превышать напряжение 12в на лампочку и сколько она выдержит до перегорания. 

для очень длительной работы рекомендуется 11.8В.
в автомобилях бывает 12В----14.5В и лампочки служат годами.
ориентируйтесь на 12В.

[tvigor]

Красивый девайс. Есть на мой взгляд недостаки,-  лампы закреплены в плате пайкой, пролемы с заменой + ненадежность, лампы при работе греются не по детски и могут расплавить припой. Конструкция сильно усложнена.
Предлагаю вариант сделанный мной, как говорится -просто и со вкусом.

Лампы 220В 1000Вт при 48В создают нагрузку в 5А в процессе разряда ток практически не меняется.

[ppi1]

Красиво - как крыло-самолет.
Только , кажется, не хватает маски сварщика или закопченных очков, ведь когда будете нагружать аккум током  10, 15, 20, 30а глазам мало не покажется.
А им можно разяжать аккумы 2S, 3S, 4S, 5S и т.д и менять нагрузку?

[tvigor]

Лампы еле светят! Маска сварщика не нать! Лампы на 220В!!! Менять нагрузку - пожалуйста с обеих сторон планки с зажимами, отключая лампы меняем нагрузку! При желании можно набрать любое количество ламп на нужный ток. Здесь главное преимущество в том что лампы работают при заниженом напряжении и поддерживают постоянное значение тока через нагрузку при меняющемся напряжении батареи.    Мощность которую может рассеять эта нагрузка без обдува и повреждения 3 кВт, что нам вряд ли когда понадобиться. (зависит от количества ламп)

[ppi1]

Здесь главное преимущество в том что лампы работают при заниженом напряжении и поддерживают постоянное значение тока через нагрузку при меняющемся напряжении батареи.

Поподробнее, пожалуйста. Значит при полной разрядке 48вольтовой  лиферной батареи  на вашем аппарате, с 58,4 до 40в ток будет постоянный (одинаковый в начале и конце), а будет меняться сопротивление ламп?

[tvigor]

Да, будет меняться сопротивление ламп.  ;-)Ток будет меняться, но не значительно. Эффект основан на том факте что сопротивление нити лапы накаливания различное в холодном и нагретом состоянии. То есть меняется не линейно в зависимости от приложенного напряжения в отличии от резистора. Эффект проявляется лучше когда больше длинна спирали и спираль сильно не донакалена. Наилучшим образом себя ведут обычные, не перекальные (форсированные по напряжению) лампы, но набрать на нужный ток обычных ламп проблематично. Громоздкая штука выходит.   

[ppi1]

Спасибо.
А теперь вернемся к моему аппарату и моим непоняткам почему  при низкой  (9в и менее) на каждую лампочку нагрузке  расчетные данные потребления в амперах расходятся с реальными, чем ниже вольтаж, тем больше разбежка (расчетные данные ниже реальных).
Посмотрите, пожалуйста, еще раз мои фотки по нагрузке 10 и 20а, и таблицу составленную из расчета что сопротивление ламп постояннно при непревышении номинального напряжения на лампе 12в и прокомментируйте. Это действует описанный вами эффект ламп?

[tvigor]

Да, в вашей таблице именно так (если я правильно ее читаю) при изменении напряжения батареи ток меняется не пропорционально. Это следствие нелинейной зависимости тока от напряжения в лампах накаливания. 

[zap]

А теперь вернемся к моему аппарату и моим непоняткам почему  при низкой  (9в и менее) на каждую лампочку нагрузке  расчетные данные потребления в амперах расходятся с реальными, чем ниже вольтаж, тем больше разбежка (расчетные данные ниже реальных).
Посмотрите, пожалуйста, еще раз мои фотки по нагрузке 10 и 20а, и таблицу составленную из расчета что сопротивление ламп постояннно при непревышении номинального напряжения на лампе 12в и прокомментируйте. Это действует описанный вами эффект ламп?

Это же элементарно, Антонио. Сопротивление лампы прямо пропорционально нагреву нити. Соответсвенно, Ваши предположения о том, что "сопротивление ламп постояннно при непревышении номинального напряжения" неверные. Возьмите в одни руки амперметр, в другие руки лабораторный БП и постройте таблицу напряжение-ток. Реальную, а не теоретическую.