Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Balanser do pakietów li-ion

17 Wrz 2012 19:21 6267 8
  • Poziom 12  
    Witam! Chce zbudować ładowarkę ogniw li-ion które dla uzyskania większego napięcia będą połączone szeregowo. Chciałem wykorzystać układzik isl6291,ale służy od do ładowania jednego ogniwa a przełączanie się miedzy nimi wydłużyło by proces ładowania. Znalazłem schemat połączenia balansera i nie wiem czy kombinuje dobrze poprawcie mnie prosze jeśli
    źle myśle. Między piny 1-2 dać stale napięcie 4,2V i ograniczenie prądu 1/10C(1 pakietu),
    między piny 1-3 8,4V i takie samo ograniczenie pradu, i między piny 1-4 12,6V i ograniczenie prądu. Dalej kontrolować wszystkie prądy i gdy poszczególny pakiet bedzie miał 4,2V przełączac C/C na np 50mA?

    Balanser do pakietów li-ion
  • Relpol przekaźniki
  • Specjalista elektronik
    Czy 1S, 2S i 3S to układy do ładowania poszczególnych cel? Jeśli chcesz tak je połączyć,
    to muszą mieć niezależne zasilania (czyli np. 3 transformatory). Chyba lepiej, żeby to były
    układy działające jak idealna zenerka - od napięcia 4.2V przepuszczały cały prąd. Do tego
    układ zasilający, który by dawał ustalony prąd, i po jakimś czasie od wejścia wszystkich
    "zenerek" w stan przepuszczania prądu wyłączałby ten prąd.
    Taką "zenerkę" można zrobić z TL431 i 2 oporników dla prądów do 100mA (czy 150mA?),
    dla większych potrzebny jest jeszcze tranzystor do przepuszczania tego większego prądu.
  • Poziom 12  
    Jak miał by wyglądać schemat według twojego konceptu? Dać diody pomiędzy ogniwami? Z tego co się orientuje to pakiety modelarskie są połączone jak na rysunku powyżej, tylko jak ładowarki balansują te ogniwa?
  • Relpol przekaźniki
  • Specjalista elektronik
    Moja koncepcja: równolegle do każdego ogniwa układ działający jak zenerka
    - tylko dokładniej i z sygnalizacją przepuszczania prądu; ogniwa szeregowo,
    układ zasilania daje impulsy prądu narastające od zera do zadanej wielkości,
    ale jeśli dostanie od wszystkich "zenerek" sygnał przepuszczania prądu, to
    dalej prądu nie zwiększa, za to sprawdza, jaki on jest - jeśli poniżej pewnej
    zadanej wielkości, to uruchamia odmierzanie czasu, po którym się wyłączy.

    I druga koncepcja: układ (raczej z uC) mierzy napięcia na poszczególnych
    ogniwach i wybiera, które mają być ładowane przez impuls, który będzie;
    pozostałym prąd zabiera układ (po jednym na ogniwo) który nie pozwala
    na wzrost napięcia, przepuszczając prąd, który by go wywołał; ładowane
    są ogniwa, które mają niższe napięcie, aż do wyrównania napięć, potem
    są ładowane wszystkie i mogą być ładowane większym prądem, ponieważ
    nie jest on "zwierany" przy żadnym ogniwie, więc nie wydziela się ciepło.
    Do przełączania układu pomiaru napięcia może być klucz CMOS, np.
    CD4052 - to chyba przełącznik 4-pozycyjny podwójny (do 4-ch ogniw);
    uC może sterować przełączaniem i sprawdzać tylko znak różnicy napięć
    - nie potrzeba do tego ADC, wystarczy kondensator + wzmacniacz, może
    nawet pojedynczy tranzystor. Po uzyskaniu na baterii zadanego napięcia
    zmniejsza się prąd, przy zadanej wartości zaczyna się odliczanie.

    Żaden z tych układów nie potrzebuje diod między ogniwami, jakkolwiek
    układ "zwierający" prąd ładowania musi to robić precyzyjnie - przyjąć
    cały prąd z zasilania, ale nie pobierać go z ogniwa.
  • Poziom 12  
    Witam! Dziękuje za konstruktywne odpowiedzi. Ogólnie chodzi o stworzenie w miarę szybkiego i precyzyjnego układu do ładowania pakietu li-ionów składających się z dużej ilości szeregowo połączonych ogniw. ( w pierwszej kolejności chce na nogi postawić elektronarzędzia warsztatowe których stare niklowo-kadmowe ogniwa padły a następnie pomyśle o elektrycznym rowerze)

    Koncepcje ogólne są dwie:

    1. Układ ładowarki zintegrowany w narzędziu, zwykły zasilacz stabilizowany do ładowania.
    2. Tylko akumulator w narzędziu, specjalna ładowarka do ładowania.


    Skłaniał bym się raczej do pierwszej koncepcji ponieważ użył bym standardowego zasilacza, np starego od lapa. W drugim przypadku i tak musiał bym umieścić w urządzeniu układ kontrolujący głębokość rozładowania się ogniw.


    Sterować procesem będzie atmega8 a co do sposobu wykonania samego ładowania również mam dwa pomysły:

    1. Dać przekaźniki pomiędzy każde ogniwo szeregowo połączone
    + szybkie równoległe ładowanie wszystkich ogniw
    -komplikacja układu i nie określona żywotność przekaźników przy dużym obciążeniu (choć widziałem w TME 12v 15A malutkie na płytkę przekaźniki)

    2. Połączyć galwanicznie pakiet, wyprowadzić linie do doładowywania jak na pierwszym rysunku, ładować najpierw cały pakiet do średnio matematycznie 3,7v na ogniwo a później przełączać się na poszczególne ogniwa i ładować je do 4,2V. Bądź też najpierw wybalansować indywidualnie ogniwa a później doładowywać całość, zmniejszyło by to ryzyko używania niewybalansowanego pakietu w momencie wypięcia ładowarki przed zakończeniem procesu ładowania. Można było by na chwile przed zakończeniem ładowania np 4v średnio na ogniwo, doładowywać każde ogniwo do 4,2v indywidualnie aby mieć pewność równego końcowego napięcia na każdym z ogniw.
    + prostsza realizacja
    +brak dodatkowych elementów (przekażniki)
    - dłuższy proces ładowania


    Co o tym myślicie, jakie są wasze pomysły?
  • Poziom 9  
    Mam pytanie.Kupiłem balanser do sterowania 10 cell 3,7V ogniw Li-on (42V). Czy mogę go wykorzystać do zasilania np.7 cell Li-on (ok.28V) bez ryzyka uszkodzenia?
  • Poziom 18  
    Co prawda temat jest już dosyć stary, ale wraz z nowymi elementami na rynku jest ciągle aktualny. Na rynku elektronicznym pojawiły się tanie układy do ładowania ogniw Li-Jon, wymagające zasilania napięciem stałym +5V i zawierające kompletny zestaw elementów, łącznie z diodami sygnalizującymi proces ładowania/naładowania.
    Moja propozycja: na przykład dla pakietu 14,4V
    1.trafo ~22v/25VA + prostownik + stabilizator 20V/1A
    2. zestaw diod Zenera 4x 5,1V, połączonych szeregowo
    3. 4 szt. płytek ładowarek z układem np. Ładowarka ogniw baterii Li-ION 5V 1A.
    TP 4056 dostępnych na Allegro w cenie 2,50 zł./szt. Wejścia połączone
    szeregowo i zasilane z poszczególnych diod Zenera. Wyjścia połączone
    szeregowo i zasilające, szeregowo-równolegle, połączone ogniwa zestawu.
    Zapewni to indywidualne zasilanie każdego ogniwa z zachowaniem, właściwych
    parametrów. Jedyną wątpliwość budzi brak informacji czy wewnętrzna
    konstrukcja płytek umożliwia szeregowe zasilanie, a może trzeba zapewnić
    izolację poszczególnych gałęzi 5V ( oddzielne prostowniki i stabilizacja 5V).
    Proszę o opinię bardziej doświadczonych w budowie balanserów i ładowarek
    Li-ION.

    Dodano po 2 [godziny] 34 [minuty]:

    Układ działa prawidłowo,ale wymaga 4 oddzielnych zasilań = 5V. Zastosowałam trafo toroidalne 30VA. Nawinąłem drutem o średnicy 0,7 mm., 4 uzwojenia 7V.
    Stabilizacja na 7805. Rozwiązanie nadaje się do rozbudowy dla innych napięć.

    Dodano po 17 [minuty]:

    Układ działa prawidłowo,ale wymaga 4 oddzielnych zasilań = 5V. Zastosowałam trafo toroidalne 30VA. Nawinąłem drutem o średnicy 0,7 mm., 4 uzwojenia 7V.
    Stabilizacja na 7805. "Ruszyły nawet ogniwa mające początkowo 1,5...1.7V
    Początkowe prądy ładowania 80 do 89 mA, a później 220... 240 mA.
    Nie stwierdziłem nagrzewania elementów.
    Rozwiązanie nadaje się do rozbudowy dla innych napięć.

    Dodano po 59 [sekundy]:

    Układ działa prawidłowo,ale wymaga 4 oddzielnych zasilań = 5V. Zastosowałam trafo toroidalne 30VA. Nawinąłem drutem o średnicy 0,7 mm., 4 uzwojenia 7V.
    Stabilizacja na 7805. "Ruszyły nawet ogniwa mające początkowo 1,5...1.7V
    Początkowe prądy ładowania 80 do 89 mA, a później 220... 240 mA.
    Nie stwierdziłem nagrzewania elementów.
    Rozwiązanie nadaje się do rozbudowy dla innych napięć.
  • Specjalista elektronik
    Jeśli ogniwa są połączone szeregowo, to układy ładowania muszą być odrębne, żadne szeregowe zasilanie się nie uda. Co najwyżej tak, jak opiszę poniżej, - ale uzyskanie takich parametrów, żeby to prawidłowo działało, będzie trudne.

    Równolegle do każdego ogniwa układ sterujący, który w zależności od wartości i układu napięć pozwoli na ładowanie w kolejnym impulsie, albo nie. "Pozwolenie" oznacza, że prąd impulsu ma popłynąć przez ogniwo, "brak pozwolenia", że cały prąd impulsu popłynie przez układ sterujący. Dwa warunki mają być spełnione, by było "pozwolenie": (1) nie ma ogniwa, na którym napięcie byłoby niższe, niż na tym, którego "pozwolenie" ma dotyczyć; i (2) napięcie jest niższe od końcowego napięcia ładowania. Wynikiem jest doładowywanie najpierw tych ogniw, których napięcie jest najniższe, a kiedy napięcia są równe, ładowanie wszystkich.

    Może prościej będzie tak (tylko kwestia, czym przełączać - jak połączyć tranzystory, żeby nie występowało na nich napięcie przeciwne do normalnego): w każdym impulsie ładowania przepuszczać prąd przez jedno ogniwo - to, które miało najniższe napięcie. Układ ładowania przeznaczony do jednego ogniwa pilnuje, żeby nie naładować nadmiernie, ale układ przełączania wybiera mu ogniwo, które ma być ładowane.
  • Poziom 18  
    W opisanym przezemnie układzie muszą być zasilania oddzielne. Wymusza to konstrukcja modułów ładujących. Minus wejścia jest połączony z minusem wyjścia i to powodwałoby zwarcie plusa wejściowego z plusem wyjścowym przy połączeniu szeregowym wejść, a to jest niedopuszczalne. Zastosowane przezemnie rozwiązanie jest może kłopotliwe konstrukcyjnie, ale gwarantuje właściwą separację napięć wejściowych(transformator) pomiędzy sobą.