Балансир для свинцовых АКБ, и не только...

[Alex_Soroka]

Так и хочется процитировать Сороку, " учите матчасть".

А зачем собственно цитировать Сороку?
Можете и сами ответить, ну или там ссылку дать прямую на матчасть где это написано?

[b-b]ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ РЯД НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ[/b-b]   
Учите матчасть ! щас минусы начну ставить за невежество в простых вопросах!

[Alex_Soroka]

Если быть внимательным, то можна понять, что при разряде заряженого аккума током 2А у него напряжение "просядет" на 0,2В, а при его заряде тем же током поднимется на 2В. Можете проверить

молодец!

Ну до 4в на банку правда не поднимится, гидролиз застабилизирует напряжение где то на три с лишним вольта (у меня по крайней мере было так),

Авотфиг!

Процесс электролиза воды требует проводимости - а вода чистая это диэлектрик.
Кроме всего, куда девать газы ???
Газ - тоже диэлектрик, так что имеем лавинообразное нарастание напряжения при кипении до бесконечности, а на самом дел - до пробоя со взрывом которым это напряжение и ограничено.

[anatoli_nik]

Если тема балансира еще в силе, то можно примерно так:
Сильно не пинать, номиналы деталей неточные, что первым попалось в протеусе

[Nikolaq]

Если тема балансира еще в силе, то можно примерно так:
Сильно не пинать, номиналы деталей неточные

Еще как неточно.
Напряжение источника питания операционника 1.8 - 1.75 вольт минимум будет(минимальный разряд банки акума свинцового)
Реально нужно нижний пороги сточника питания операционника чтоб был 0.5-1 вольт.
Возникнут очень большие сложности с приобретением операционников.
Или усложнять схему и заводить на каждый операционник свое питание.
Думаю не вариант.
Второе источник опорного напряжения (ИОН) лучше использовать чтобы была температурная компенсация при изменении наружной температуры акума.Как идеальный вариант измерять температуру контролируемой банки и исходя из этого корректировать напряжение  "срабатывания"
Третье ток потребления операционника должен быть сравнимо или ниже тока саморазряда батареи.
а в данной схеме мягко говоря нет экономии по питанию.
Четвертое D2,D3 лишние запчасти.Подумайте сами почему.
Пятое стабилитрон в ИОН трехвольтовый и схема в принципе эта не будет работать даже в протеусе.Если конечно не притянуть за уши что на одной банке акумулятора нормальное напряжение в заряженном состоянии скажем 4 или 5 вольт.
а вся батарея 24-30 вольт из 6 банок.(устройство просто не будет работать и выполнять свои функции)
Как правило черчу на бумаге схемку и анализирую.
Протеусы не всегда и не все корректно показывают.

Хотя если найдутся операционики с микропотреблением тока и напряжением питания в пределах 0.5-5вольт а также сделаете стабильный ИОН с микротоками и раб напряжением 0.3-0.4 вольта то в принципе схема реально может быть рабочая.

Надо будет отмакетироваться если соблюдете рекомендации.

[anatoli_nik]

Ну я же написал, что номиналы взяты те что первыми попались, для понятия общего принципа.
Как компаратор, например MCP6002-I/SN, сдвоенный в корпусе SO8 с питанием от 1,8В и током 100мкА. У нас стоит в розницу 2,27грн. Или же микроконтроллер, тоже в SO8, с компаратором, потребление микроамперы, и цена около 5грн.
Как ИОН использовать диод кремниевый прямо на акум, у них дрейф 20мВ/С, как раз для термокомпенсации напряжения зарядки.
Между банками можно поставить MOSFETы которые их бы разсоединяли на время зарядки (например IRF3205 55V 110A 8мОм цена 6,8грн). Потому и диоды D2,D3 нужны, так получится что, транзисторы будут работать в ключевом режиме. А значит не нужно городить радиаторы. Ток же стабилизируется на импульсном стабилизаторе (Q2).
Приведенные детали просто для примера, из тех что могу приобрести у нас, или что есть у меня.
П.С. Протеус аналоговые схемы моделирует отвратительно, просто в нем быстрее схемка рисуется.

[mr.Dream]

Про мосфеты без радиатора в данной схеме можна забыть) Бо не совсем понятно, куда денется энергия И мосфеты нужно использовать только с резисторами, иначе коротнете банку. А еще, мосфет, даже с логическим уровнем затвора, не откроется от 2,25 В
А еще, полевик р-типа открыватся отрицательным сигналом

[Alex_Soroka]

Хорошая новость.
Вчера получил первые печатные платы своего "Умного балансира".

То что на нем будет:
1) процессор.
2) 8(восемь) каналов контроля АКБ (напряжения для разных типов аккумов 1.5---12В)
3) оптопары 8(восемь) ключей управления нагрузками.
4) МОС3041 оптосимистор для управления "вкл-выкл" внешней зарядкой от 220В.
5) оптопара "для внешних сигналов".
6) разьем для ЖКИ.
7) две кнопки управления.

Сейчас спаяю пару экз. и начну опыты и написание программы управления.

Балансир позволяет реализовать зарядку с паузами и в принципе в качестве ЗУ использовать просто тупой выпрямитель от 220В на ваше напряжение АКБ - все "мозги" режимов заряда находятся в самом балансире, вам просто нужно обвязку в виде мощного симистора повесить на вход выпрямителя, запитав его управление от балансира.
Функции - защита от переразряда, защита от перезаряда (выключением внешней цепи).

Из режимов работы предполагаю:
- заряд с паузами и контролем каждого напряжения , типа "модифицированный АУТО" из моих алгоритмов,
- режим импульсного балансирования, при котором включается мощные нагрузки на короткое время, а не тупое сливание маленькими токами в конце заряда. Это позволит гнать всю АКБ к концу заряда на "ходовых" токах, а не дотягивать ее часами токами в 1А.

По мере готовности - выложу по нему инструкцию на своем сайте и сюда сообщу.

[anatoli_nik]

По БМС, я имел ввиду вот так.
Например для свинцового АКБ напряжением от 6 вольт, я не думаю что кто то будет потрошить АК чтобы вывести провода от каждой банки

[zap]

Про мосфеты врезанные в силовые шины - забудьте.
Их и так там слишком много - BMS, контроллер.

[Nikolaq]

anatoli_nik Вы сначала обрисуйте задачу по использованию девайса.
Характеристики акума или элементов акума.
Мне видится следующий принцип работы.

Балансир в основном нужен при заряде.(это не утверждение но в основном он нужен для исправной батареи именно при зарядке)
Теперь нужно определиться с типом батареи.
1-подключаем к каждому элементу батареи балансир
2-используем отдельные банки-батареи
3-сборки акумуляторных батарей балансируем.
Бояться того что нужно выводить из каждой банки не стоит.
Старые наливные акумы были с перемычками снаружи и вполне можно подключиться к ним.
Больше смысла контролировать каждую банку/элемент отдельно.
У меня есть мысль собрать батарею на 6 или больше элементов свинцовых.
Корпуса использовать от акумов 12V7A(использовать только свинцовые пластины) (придется давать примерно 100-300 начальных циклов )
Теперь если акум будет использоваться стационарно то и питание всей электроники брать от сети.
Если акум будет мобильным то спрашивается зачем за собой таскать балансир.(Поставили зарядили --- сняли разрядили)
Определяемся какая будет у нас зарядка (последовательно все акумы или каждый элемент независимо.)
В зависимости от выбранной схемы зарядки получим различные реализации схем.
Если балансир будет стационарным то можно сделать каждый канал независимым и унифицированным.
И использовать любое количество банок акумов.
Использовать общую шину зарядки первичного питания. Например 5-15-24-48-110-220 вольт --- выбирать в зависимости от количества каналов и количества акумов.Предпочтительнее 12-24-48 вольт.Электробезопасность.Можно цеплять напрямую солнечную батарею или ветряк.

Комутировать батарею акумов нельзя полевиками либо еще чем либо.
Нельзя ставить диоды(как у вас) так как это тоже потери на p-n переходе диода.
В противном случае возникают потери и теряется нагрузочная способность(ограничена типом ключевых элементов или p-n переходами а не внутренним сопротивлением батареи.)
Все элементы должны строго соединятся последовательно.(рекомендуется)
В батарее могут быть любые элементы акумов (не забываем что внутренее сопротивление складывается из всех элементов батареи.А емкость общей батареи будет равна емкости самой слабой/малоемкой батареи.)

Если у вас будет последовательная зарядка всех акумов и аналоговый балансир то он будет жрать не хило энергии и греть воздух расходуя драгоценные ваты на обогрев.

Пока не вникал в суть вопроса что есть цифровой балансир.
Надо подумать и почитать.

После того как вы ответите для чего вам балансир.
И какой тип акумов вы будете использовать.
Только после этого можно начинать чертить чтото на бумаге или компе.

Тут нашел общие принципы балансиров http://www.os-propo.info/content/view/76/60/

Все таки самое правильное на каждую банку своя зарядка.(Она тоже конечно имеет ряд недостатков но достоинств больше.)

[Nikolaq]

Alex_Soroka есть структурная схема вашего умного балансира?
интересно глянуть.
Ну или принципиальную если можно.
Как я понял вы сделали "Цифровой балансир".
Хочется посмотреть как вы реализовали его.

[Alex_Soroka]

Alex_Soroka есть структурная схема вашего умного балансира?

потерпите.
это пока что пробная партия, еще не все проверено из задуманного.

Как я понял вы сделали "Цифровой балансир".

я сделал "мозги управления", с алгоритмом заряда и защитой от переразряда.
силовая часть - цепляется кому какая понравится, это уже не важно.
Важно что не будет "многочасового дотягивания" маленькими токами.

Все вкусное - в программе процессора а не в принципиальной схеме.

[anatoli_nik]

Диоды в этой схеме нужны для развязки при зарядке. Во время заряда когда контроллер определит "все хватит", открывается соотв. транзистор (Q2, Q4) и проводит весь ток вокруг батареи, работая при этом в ключевом режиме. За током должно следить зарядное, например импульсный стабилизатор тока (транзистор, дроссель, компаратор). При таком режиме практически ничего не греется.
Транзисторы в цепи питания (Q1, Q3) нужны для защиты от переразряда и КЗ.
Если взять MOSFETы с сопротивлением канала 8мОм, то при токе 50А на них будет теряться 0,4Вт (для меня не критично).
Конечно плохо если в пути отключится аккумулятор, ну тогда цепляй перемычку и езжай дальше, все равно это уже аварийный режим.

1)После того как вы ответите для чего вам балансир.
2)И какой тип акумов вы будете использовать.
3)Только после этого можно начинать чертить чтото на бумаге или компе.

1)Я хочу запихать всю зарядку в блок аккумуляторов, мало ли где придется зарядиться.
2)Пока однозначно свинец. Может быть.. когда нибудь.. потом литий, сейчас денег нет.
3) Это всего лишь блок-схема, для аккумов от 6В, а почему и не так? На каждый акум контроллер в SOIC-8, два диода, два транзистора в D²Pak, несколько резисторов, что много места займет?
Зато программно, в зависимости от температуры акума, можно заряжать до нужного напряжения, защитить от переразряда, и перегрузки по току, в том числе и при зарядке. Что будет потреблять это все от акума, так это сотню мкА контроллером в активном режиме, в режиме Power-down менее 0,1мкА.

[Nikolaq]

Все вкусное - в программе процессора а не в принципиальной схеме.

Ну так это понятно по определению.
Просто простое человеческое любопытство.
Ну пройдет время и выложите если сочтете нужным.

[mr.Dream]

anatoli_nik, какая роль ключей Q1, Q3?

[anatoli_nik]

Отключить аккумулятор от нагрузки, при полном разряде или при перегрузке по току (ток можно мерить по падению напряжения на них же). Во время зарядки их отключает контроллер.

[Alex_Soroka]

Сижу вот, считаю делители на АЦП...

для 8-и каналов "свинца" получается вот такая табличка (см.аттач).
точность по каналам от 0.07В до 0.12В - лучше не получается ...нет резисторов 1% других номиналов.

[alx25v]

Блин, только у меня или у всех картинки битые?
оппа стали вроде показываться....
Схемку приложи тоже, а то только таблицей кумекать сложно.