Схема балансировки батареи

Я столкнулся со следующей проблемой. Мне нужно запитать мое устройство (самолет на радиоуправлении) двумя отдельными блоками батарей по 12 В каждый, чтобы увеличить емкость. Соединить их последовательно не получится, так как силовой каскад к этому не подготовлен. Когда я подключаю 2 аккумуляторных блока параллельно, и есть разница в их напряжении, они будут заряжать друг друга, поэтому будет течь большой ток, заставляющий их даже взрываться. Я придумал простое решение для этого, оно видно на приведенных ниже схемах:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

С этими двумя диодами я теряю мощность из-за падения напряжения, но ток между батареями не течет. Что, если я захочу добавить между ними схему балансировки «напряжения»? Допустим, если одна батарея имеет напряжение всего 9 В, потому что она немного разряжена, то 12 В должны заряжать ее заданным мной током, т.е. 2 А макс. Можно разработать схему для этого, но это займет некоторое время, и я считаю, что это не стоит для этого приложения. Вместо этого мне интересно, есть ли такие легкодоступные ИС? Двунаправленные зарядные устройства какие-то? Сам ничего не нашел, но, может быть, я не знаю, как их назвать? Буду признателен за любую помощь в решении этой проблемы.

Я летал на радиоуправляемых самолетах и ​​никогда не видел вашу установку. Плюс 12 В - странное номинальное напряжение для LiPo аккумулятора... О каких токах идет речь?
12 В - это просто пример, это пакет 3S 3,6 В. Мы говорим о пиковых токах 25А.
«Потеря небольшой мощности» в контексте электрического полета и токов 25А довольно катастрофична. Лучше взвесить пачки и купить одну большую примерно того же веса.
Это было бы, конечно, лучшим решением. Но я пытаюсь решить проблему такой, какая она есть на данный момент, до того, как самолет можно будет физически восстановить. Кроме того, я думаю, что речь идет о падении напряжения на диодах в 1 В. Поправьте меня, если я ошибаюсь.
"это видно на следующих схемах: " . Нет, это не так. Схема не показана, просто черный ящик с буквой X и надписью «схема» справа.
Может быть, вам нужно включить какой-то аддон в вашем браузере, я не уверен. Я использовал редактор схем, доступный в этом обмене стеками.
Теперь схема видна. Возможно, вы редактировали его, когда я в последний раз пытался его просмотреть.
Лучшее решение этой проблемы — иметь две одинаковые батареи, заряжать их до одинакового напряжения, подключать их параллельно, никогда не заряжать по отдельности.
Падение на 1 В на диоде, умноженное на 12,5 А, протекающее через один диод = 12,5 Вт тепла, рассеиваемого только на каждом диоде. Я надеюсь, что у вас действительно хорошее охлаждение на этих диодах.
Да, это действительно проблема
1) Получить мощные диоды с меньшим падением напряжения. 2) Подключите резистор между двумя положительными выводами аккумулятора, чтобы сбалансировать их.
Но резистор был бы простой потерей эффективности
@Bremen Только в том случае, если батареи действительно разбалансированы, что минимизирует диодная схема.
Ваша схема содержит неправильные напряжения, и я бы не стал рассматривать ее как схему балансировки батареи. Вы получили ответы, которые можно использовать лишь частично из-за отсутствия надлежащей информации. Пожалуйста, имейте это в виду для вашего следующего вопроса.
Согласен с Владимиром. Зарядите батареи, проверьте напряжение с помощью вольтметра, чтобы убедиться, что обе батареи находятся в пределах 50 мВ друг от друга, затем подключите их параллельно. Держите их такими все время. Применяются все обычные меры предосторожности для батарей RC: предполагайте, что они могут выйти наружу или загореться в любое время, и храните их надлежащим образом.

Ответы (5)

Гораздо лучше сделать идеальные диоды с использованием МОП-транзисторов.

введите описание изображения здесь

  • Заменяет силовой диод Шоттки
  • Внутренний 20 мОм N-канальный МОП-транзистор
  • 0,5 мкс Пределы времени выключения Пиковый ток короткого замыкания
  • Диапазон рабочего напряжения: от 9 до 26,5 В.
  • Плавное переключение без колебаний
  • Нет обратного постоянного тока

Но самое простое решение — это лучшая диодная матрица Шоттки за 6 долларов с радиатором.введите описание изображения здесь

Это обычный катод.введите описание изображения здесь

+1, но текущий рейтинг должен быть намного выше. В ОП упоминаются пиковые токи до 25А.
Мост MOSFET не просто обеспечивает плавную передачу без колебаний, но дает наименьшее падение напряжения. В качестве компаратора и таймера используется для определения того, какие переключатели должны быть активны, когда питание и нагрузка очень динамичны. Но с осторожностью, может получить крафт домой на резервных батареях. Первичные элементы не должны разряжаться ниже 9 В предв. 10В
@tangrs на самом деле из комментариев ОП неясно, является ли 25А пиковым током во время работы или током короткозамкнутой батареи.
@Trevor из личного опыта создания мультикоптеров, нет ничего необычного в постоянном потреблении тока в десятки ампер. Эти бесколлекторные двигатели могут потреблять чертовски много тока...
@tangrs да, у меня нет опыта в этой области, но все же ОП мог бы 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......
Я имел в виду точно такие же фетиши. Двигатель рассчитан на 25 А макс. Есть только один мотор. Я не знаю, как схема инвертора управляет двигателем.
На этих диодах падает всего 0,3 В при 25 А при 125°C.
@TonyStewart.EE с '75 года на самом деле это 0,4 В, что составляет 10 Вт; радиатор будет довольно большим для самолета ... Хорошо, при 25 А даже МОП-транзистор на 20 мОм, такой как тот, который вы представили, будет сильно рассеивать (12,5 Вт), поэтому, возможно, следует использовать лучший pMOS ...
Не очень большой, когда у вас высокая скорость воздуха над поверхностью, может быть, площадь поверхности 5 квадратных дюймов.

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

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

Когда оба заряжены, ваша диодная схема будет работать и является самым простым решением. При таком расположении напряжение батареи будет падать с той же скоростью.

Просто знайте, какая мощность рассеивается на диоде. Нередко в приложениях RC от батареи потребляется несколько десятков ампер.

Вы говорите, что серия вышла... но, возможно, слишком быстро отмахнулись от этого.

Вы на самом деле не уточнили, что требуется для силового каскада, но я предполагаю, что в этом ответе он ожидает некоторого напряжения, похожего на батарею. Вы также намекнули, что удвоение предназначено для увеличения продолжительности, а не для увеличения доступного тока.

Таким образом, вы можете рассмотреть возможность последовательного подключения батарей и добавления повышающе-понижающего инвертора для регулирования выходного напряжения до требуемого напряжения. Они могут быть довольно высокоэффективными и обеспечивать вас требуемым напряжением, даже когда напряжение батарей значительно ниже требуемого выходного напряжения. Мощности, полученной от последнего, может хватить для компенсации потерь в регуляторе.

На самом деле это может работать (последовательное соединение), если предположить, что полетный контроллер (в этой ситуации Pixhawk + общие 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 размеров конденсаторов и индуктивностей.
@Bremen, да, очевидно, что размер и особенно вес имеют решающее значение в этом приложении.
При последовательном соединении аккумуляторов слабый аккумулятор может подвергнуться обратному напряжению и повредиться. Однако преобразователь постоянного тока не должен быть тяжелым, если он работает на высокой частоте, где трансформатор может быть легким.

В вашем случае, предполагая, что два пакета идентичны, я бы посоветовал вам рассмотреть возможность постоянного размещения пакетов параллельно, чтобы сделать один пакет. Да, это может быть опасно, но я думаю, что это единственное решение, которое вам подойдет.

Вам просто нужно убедиться, что оба пакета имеют одинаковое напряжение, когда вы подключаете их параллельно. Самый простой способ сделать это — полностью зарядить их по одному, затем измерить напряжение для окончательного подтверждения и подключить их параллельно. Если напряжения отличаются на 0,01 В, это не имеет большого значения.

С аккумуляторными блоками RC принято брать на себя немного больший риск, чем это было бы приемлемо в других областях (например, в электроинструментах). Так что просто имейте в виду, что вашему рюкзаку не хватает функций безопасности. Обращайтесь с ним бережно и старайтесь всегда быть готовым к тому, что он выветрится или загорится. Используйте безопасные методы хранения и зарядки и т. д.

Этот совет нельзя применять в качестве профессионального совета по дизайну к другим аккумуляторным блокам (например, к блокам, используемым для обычных потребительских товаров). Им нужно гораздо больше функций безопасности.

Счастливого полета.

Если вы используете идентичные блоки питания, ваше решение (два диода Шотки) будет эффективным и простым решением.
На вашей диаграмме вы показываете батареи 12 В и 9 В, разница в 3 В НЕ «мало». Если у вас на самом деле есть разные батареи, как показано, произойдет то, что только батарея 12 В будет питать ваше устройство, пока ее напряжение не упадет до 9 В. Затем батарея 9В также начинает подавать питание на нагрузку. Однако, если ваш вертолет перестает работать при 10В, дополнительная батарея бесполезна, она только увеличивает вес вашего вертолета!

Схема балансировки батареи
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v