Aktiivinen akun tasapainotusjärjestelmä. DIY tasapainotin litiumioniakuille. Kaavio ja kuvaus. Kuinka ladata litiumioniakkuja oikein

Toivotan tervetulleeksi kaikki, jotka pysähtyivät. Katsauksessa keskitytään, kuten luultavasti jo arvasit, kahteen yksinkertaiseen kuulokkeeseen, jotka on suunniteltu valvomaan Li-Ion-akkukokoonpanoja, nimeltään BMS. Katsaus sisältää testauksen sekä useita vaihtoehtoja ruuvimeisselin muuntamiseksi litiumiin näiden tai vastaavien levyjen perusteella. Kaikki kiinnostuneet ovat tervetulleita kissan alle.
Päivitys 1, Lisätty korttien käyttövirran testi ja lyhyt video punaiselle taululle
Päivitys 2, Koska aihe on herättänyt vähän kiinnostusta, yritän täydentää arvostelua useilla tavoilla muokata Shurikista eräänlaista yksinkertaista UKK:ta

Yleinen muoto:


Levyjen lyhyet suorituskykyominaisuudet:


Huomautus:

Haluan varoittaa heti - vain sinisessä laudassa on tasapainotin, punaisessa ei ole tasapainotinta, ts. Tämä on puhtaasti ylilataus/ylipurkaus/oikosulku/korkean kuormituksen suojakortti. Ja myös, toisin kuin jotkut uskovat, missään niistä ei ole latausohjainta (CC/CV), joten niiden toimintaan tarvitaan erityinen kortti kiinteällä jännite- ja virtarajoituksella.

Lautan mitat:

Levyjen mitat ovat hyvin pienet, vain 56mm*21mm sinisellä ja 50mm*22mm punaisella:




Tässä on vertailu AA- ja 18650-paristoihin:


Ulkomuoto:

Aloitetaan:


Tarkemmin tarkasteltuna näet suojausohjaimen – S8254AA ja tasapainotuskomponentit 3S-kokoonpanoon:


Valitettavasti myyjän mukaan käyttövirta on vain 8A, mutta datalehdistä päätellen yksi AO4407A mosfetti on suunniteltu 12A:lle (huippu 60A), ja meillä on niitä kaksi:

Huomautan myös, että tasapainotusvirta on hyvin pieni (noin 40ma) ja tasapainotus aktivoituu heti, kun kaikki kennot/pankit siirtyvät CV-tilaan (toinen latausvaihe).
Yhteys:


yksinkertaisempi, koska siinä ei ole tasapainotinta:


Se perustuu myös suojausohjaimeen - S8254AA, mutta on suunniteltu korkeammalle 15 A:n käyttövirralle (jälleen valmistajan mukaan):


Käytettyjen tehomosfettien datalehdistä katsottuna käyttövirta on ilmoitettu 70A ja huippuvirta 200A, yksikin mosfetti riittää, mutta meillä on niitä kaksi:

Yhteys on samanlainen:


Joten, kuten näemme, molemmissa korteissa on suojausohjain, jossa on tarvittava eristys, tehomosfetit ja shuntit ohjaamaan ohivirtaa, mutta sinisessä on myös sisäänrakennettu tasapainotin. En ole perehtynyt piiriin liikaa, mutta vaikuttaa siltä, ​​että tehomosfetit ovat rinnakkain, joten käyttövirrat voidaan kertoa kahdella. Tärkeä huomautus - virtashuntit rajoittavat maksimikäyttövirtoja! Nämä huivit eivät tiedä latausalgoritmista (CC/CV). Varmistaaksesi, että nämä ovat juuri suojalevyjä, voidaan arvioida S8254AA-ohjaimen tietosivulla, jossa ei ole sanaakaan latausmoduulista:


Itse ohjain on suunniteltu 4S-yhteyttä varten, joten jollain muutoksella (tietolomakkeen perusteella) - juottamalla liitin ja vastus, ehkä punainen huivi toimii:


Sinisen huivin päivittäminen 4S:ksi ei ole niin helppoa; joudut juottamaan tasapainotuselementtejä.

Lautatestaus:

Joten siirrytään tärkeimpään asiaan, nimittäin siihen, kuinka sopivia ne ovat todelliseen käyttöön. Seuraavat laitteet auttavat meitä testaamisessa:
- esivalmistettu moduuli (kolme kolmen/neljän rekisterin volttimittaria ja pidike kolmelle 18650-akulle), joka esiintyi laturin katsauksessani, vaikka ilman tasapainotuspyrstöä:


- kahden rekisterin ampeeri-volttimittari virran valvontaan (laitteen alemmat lukemat):


- alennettu DC/DC-muunnin virranrajoituksella ja litiumlataustoiminnolla:


- lataus- ja tasapainotuslaite iCharger 208B koko kokoonpanon purkamiseen

Jalusta on yksinkertainen - muunninkortti toimittaa kiinteän jatkuva paine 12,6V ja rajoittaa latausvirtaa. Volttimittareiden avulla tarkastellaan, millä jännitteellä levyt toimivat ja kuinka pankit on tasapainotettu.
Katsotaanpa ensin sinisen taulun pääominaisuutta, nimittäin tasapainottamista. Kuvassa on 3 tölkkiä, ladattu 4,15V/4,18V/4,08V. Kuten näemme, on epätasapainoa. Käytämme jännitettä, latausvirta laskee vähitellen (alempi mittari):


Koska huivissa ei ole mittareita, tasapainotuksen valmistumista voi arvioida vain silmällä. Ampeerimittari näytti nollia jo yli tunti ennen loppua. Kiinnostuneille tässä on lyhyt video siitä, kuinka tasapainotin toimii tällä laudalla:

Tämän seurauksena pankit ovat tasapainossa 4,210 V/4,212 V/4,206 V, mikä on melko hyvä:


Käytettäessä hieman korkeampaa jännitettä kuin 12,6 V, ymmärtääkseni tasapainotin on epäaktiivinen ja heti kun jännite jossakin tölkissä saavuttaa 4,25 V, S8254AA-suojaohjain sammuttaa latauksen:


Tilanne on sama punaisen levyn kanssa, myös S8254AA-suojaohjain sammuttaa latauksen 4,25 V:lla:


Käydään nyt läpi kuormituksen katkaisu. Puran, kuten yllä mainitsin, iCharger 208B -laturilla ja tasapainotuslaitteella 3S-tilassa 0,5A virralla (tarkempia mittauksia varten). Koska en todellakaan halua odottaa koko akun tyhjenemistä, otin yhden tyhjän akun (kuvassa vihreä Samson INR18650-25R).
Sininen levy katkaisee kuorman heti, kun yhden tölkin jännite saavuttaa 2,7 V. Kuvassa (ei kuormaa->ennen sammutusta->loppu):


Kuten näet, kortti sammuttaa kuorman täsmälleen 2,7 V:lla (myyjä ilmoitti 2,8 V). Minusta näyttää siltä, ​​​​että tämä on hieman korkea, varsinkin kun otetaan huomioon se, että samoissa ruuvimeisselissä kuormat ovat valtavat, joten jännitehäviö on suuri. Silti tällaisissa laitteissa on suositeltavaa käyttää 2,4-2,5 V:n katkaisua.
Punainen levy päinvastoin katkaisee kuorman heti, kun yhden tölkin jännite saavuttaa 2,5 V. Kuvassa (ei kuormaa->ennen sammutusta->loppu):


Täällä kaikki on yleensä hyvin, mutta tasapainotinta ei ole.

Päivitys 1: Kuormitustesti:
Seuraava teline auttaa meitä lähtövirran kanssa:
- sama pidike/pidike kolmelle 18650 akulle
- 4-rekisteröinen volttimittari (kokonaisjännitteen ohjaus)
- kuormana auton hehkulamput (valitettavasti minulla on vain 4 kpl 65W hehkulamppuja, ei enempää)
- HoldPeak HP-890CN yleismittari virtojen mittaamiseen (max 20A)
- korkealaatuiset kuparisäikeiset akustiset langat, joilla on suuri poikkileikkaus

Muutama sana telineestä: akut on kytketty "liittimellä", ts. ikään kuin yksi toisensa jälkeen liitäntäjohtojen pituuden lyhentämiseksi, ja siksi niiden jännitehäviö kuormituksen alaisena on minimaalinen:


Tölkkien liittäminen pidikkeeseen ("pistoke"):


Yleismittarin anturit olivat laadukkaita johtoja, joissa oli krokotiilipidikkeitä iCharger 208B -laturista ja tasapainotuslaitteesta, koska HoldPeak ei herätä luottamusta ja tarpeettomat liitännät aiheuttavat ylimääräisiä vääristymiä.
Testataan ensin punainen suojalevy, koska se on mielenkiintoisin nykyisen kuormituksen suhteen. Juota virta- ja tölkkijohdot:


Siitä tulee jotain tällaista (kuormaliitännät osoittautuivat minimaalisiksi):


Mainitsin jo Shurikin uudelleenvalmistusta käsittelevässä osiossa, että tällaisia ​​​​pitimiä ei todellakaan ole suunniteltu sellaisille virroille, mutta ne sopivat testeihin.
Joten, punaiseen huiviin perustuva jalusta (mittojen mukaan enintään 15A):


Selitän lyhyesti: levy kestää 15A, mutta minulla ei ole sopivaa kuormaa mahtumaan tähän virtaan, koska neljäs lamppu lisää noin 4,5-5A lisää, ja tämä on jo levyn rajojen ulkopuolella. 12,6 A:n tehomosfetit ovat lämpimiä, mutta eivät kuumia, juuri sopivat pitkäaikaiseen käyttöön. Yli 15 A:n virroilla kortti menee suojaukseen. Mittasin vastuksilla, ne lisäsivät pari ampeeria, mutta teline oli jo purettu.
Punaisen taulun valtava plussa on, että siinä ei ole suojasulkua. Nuo. Kun suoja laukeaa, sitä ei tarvitse aktivoida kytkemällä jännite lähtökoskettimiin. Tässä lyhyt video:

Selitän hieman. Koska hehkulampuilla on alhainen vastus kylmänä ja ne on myös kytketty rinnan, huivi ajattelee tapahtuneen oikosulku ja suojaus laukeaa. Mutta koska levyllä ei ole lukkoa, voit lämmittää keloja hieman, mikä tekee "pehmeämästä" käynnistyksestä.

Sininen huivi pitää enemmän virtaa, mutta yli 10A virroilla tehomosfetit kuumenevat erittäin kuumaksi. 15A:ssa huivi kestää enintään minuutin, koska 10-15 sekunnin kuluttua sormi ei enää pidä lämpötilaa. Onneksi ne jäähtyvät nopeasti, joten ne sopivat varsin lyhytaikaisiin kuormituksiin. Kaikki olisi hyvin, mutta kun suoja laukeaa, kortti on tukossa ja sen avaamiseksi sinun on kytkettävä jännite lähtökoskettimiin. Tämä vaihtoehto ei selvästikään sovellu ruuvimeisselille. Yhteensä virta on 16A, mutta mosfetit kuumenevat hyvin:


Johtopäätös: Oma mielipiteeni on, että tavallinen suojalevy ilman tasapainotinta (punainen) on täydellinen sähkötyökaluksi. Siinä on korkeat käyttövirrat, optimaalinen katkaisujännite 2,5 V, ja se on helppo päivittää 4S-konfiguraatioon (14,4 V/16,8 V). Mielestäni tämä on eniten optimaalinen valinta budjetin Shurikin muuntamiseen litiumiksi.
Nyt sininen huivi. Yksi eduista on tasapainotuksen läsnäolo, mutta käyttövirrat ovat edelleen pieniä, 12A (24A) ei ole jonkin verran tarpeeksi Shurikille, jonka vääntömomentti on 15-25 Nm, varsinkin kun patruuna melkein pysähtyy ruuvia kiristettäessä. Ja katkaisujännite on vain 2,7 V, mikä tarkoittaa, että raskaalla kuormituksella osa akun kapasiteetista jää käyttämättä, koska suurilla virroilla pankkien jännitehäviö on merkittävä, ja ne on suunniteltu 2,5 V:lle. Ja suurin haittapuoli on, että levy on tukossa, kun suoja laukeaa, joten käyttö ruuvimeisselissä ei ole toivottavaa. On parempi käyttää sinistä huivia joissakin kotitekoisissa projekteissa, mutta jälleen kerran, tämä on henkilökohtainen mielipiteeni.

Mahdolliset sovellusmallit tai kuinka Shurikin virtalähde muunnetaan litiumiksi:

Joten, kuinka voit vaihtaa suosikki Shurikisi virtalähteen NiCd:stä Li-Ion/Li-Poliin? Tämä aihe on jo melko hakkeroitu ja ratkaisuja on periaatteessa löydetty, mutta toistan lyhyesti itseäni.
Aluksi sanon vain yhden asian - budjetti-shuriksissa on vain suojakortti ylilatausta/ylipurkautumista/oikosulkua/suuria kuormitusvirtaa vastaan ​​(analogisesti tarkasteltavana olevan punaisen levyn kanssa). Siellä ei ole tasapainoa. Lisäksi joissakin merkkituotteissa sähkötyökaluissa ei ole tasapainotusta. Sama koskee kaikkia työkaluja, joissa sanotaan ylpeänä "Lataa 30 minuutissa". Kyllä, ne latautuvat puolessa tunnissa, mutta sammutus tapahtuu heti, kun jonkin pankin jännite saavuttaa nimellisarvon tai suojakortti laukeaa. Ei ole vaikea arvata, että pankit eivät lataudu täyteen, mutta ero on vain 5-10%, joten se ei ole niin tärkeä. Tärkeintä on muistaa, että tasapainotettu lataus kestää vähintään useita tunteja. Joten herää kysymys, tarvitsetko sitä?

Joten yleisin vaihtoehto näyttää tältä:
Verkkolaturi stabiloidulla ulostulolla 12,6V ja virtarajoituksella (1-2A) -> suojakortti ->
Tärkeintä: halpa, nopea, hyväksyttävä, luotettava. Tasapainotus riippuu tölkkien tilasta (kapasiteetti ja sisäinen vastus). Tämä on täysin toimiva vaihtoehto, mutta jonkin ajan kuluttua epätasapaino tuntuu olevan käyttöajassa.

Oikeampi vaihtoehto:
Verkkolaturi stabiloidulla lähdöllä 12,6V, virtarajoitus (1-2A) -> suojalevy tasapainotuksella -> 3 sarjaan kytkettyä akkua
Yhteenvetona: kallis, nopea/hidas, laadukas, luotettava. Tasapainotus on normaalia, akun kapasiteetti on maksimi

Joten yritämme tehdä jotain samanlaista kuin toinen vaihtoehto. Näin voit tehdä sen:
1) Li-Ion/Li-Pol akut, suojalevyt ja erityinen lataus- ja tasapainotuslaite (iCharger, iMax). Lisäksi sinun on irrotettava tasapainotusliitin. On vain kaksi haittaa - mallilaturit eivät ole halpoja, eivätkä ne ole kovin käteviä huoltaa. Plussat – korkea latausvirta, korkea tölkin tasausvirta
2) Li-Ion/Li-Pol akut, suojalevy tasapainotuksella, DC-muunnin virranrajoituksella, virtalähde
3) Li-Ion/Li-Pol akut, suojalevy ilman tasapainotusta (punainen), DC-muunnin virranrajoituksella, virtalähde. Ainoa haittapuoli on, että ajan myötä tölkit epätasapainoistuvat. Epätasapainon minimoimiseksi ennen shurikin muuttamista on tarpeen säätää jännite samalle tasolle ja on suositeltavaa ottaa tölkit samasta erästä

Ensimmäinen vaihtoehto toimii vain niille, joilla on mallimuisti, mutta minusta näyttää siltä, ​​​​että jos he tarvitsivat sitä, he tekivät Shurikin uudelleen kauan sitten. Toinen ja kolmas vaihtoehto ovat käytännössä samat ja niillä on oikeus elämään. Sinun tarvitsee vain valita, mikä on tärkeämpää – nopeus vai kapasiteetti. Uskon, että viimeinen vaihtoehto on paras vaihtoehto, mutta vain kerran muutamassa kuukaudessa sinun on tasapainotettava pankit.

Joten, tarpeeksi puhetta, siirrytään remonttiin. Koska minulla ei ole kokemusta NiCd-akuista, puhun muuntamisesta vain sanoin. Tarvitsemme:

1) Virtalähde:

Ensimmäinen vaihtoehto. Virtalähde (PSU) vähintään 14 V. Lähtövirran on toivottava olevan vähintään 1A (mieluiten noin 2-3A). Käytämme virtalähdettä kannettavista/netbookeista, latureista (lähtö yli 14V), virtalähteistä LED-nauhat, videotallennuslaitteet (DIY-virtalähde), esimerkiksi tai:


- Portaaton DC/DC-muunnin, jossa on virtarajoitus ja mahdollisuus ladata litiumia esimerkiksi tai:


- Toinen vaihtoehto. Valmiit lohkot virtalähde Shuriksille virranrajoituksella ja 12.6V ulostulolla. Ne eivät ole halpoja, esimerkkinä MNT-ruuvimeisselistäni -:


- Kolmas vaihtoehto. :


2) Suojalevy tasapainottimella tai ilman. On suositeltavaa ottaa virta varauksella:


Jos käytetään vaihtoehtoa ilman tasapainotinta, on tasapainotusliitin juotettava. Tämä on tarpeen pankkien jännitteen ohjaamiseksi, ts. epätasapainon arvioimiseksi. Ja kuten ymmärrät, sinun on ajoittain ladattava akku yksitellen yksinkertaisella TP4056-latausmoduulilla, jos epätasapaino alkaa. Nuo. Otamme kerran muutaman kuukauden välein TP4056-huivin ja lataamme yksitellen kaikki pankit, joiden jännite latauksen lopussa on alle 4,18V. Tämä moduuli katkaisee latauksen oikein kiinteä jännite 4,2V. Tämä menettely Se kestää puolitoista tuntia, mutta pankit ovat enemmän tai vähemmän tasapainossa.
Se on kirjoitettu hieman kaoottisesti, mutta tankissa oleville:
Parin kuukauden kuluttua lataamme ruuvitaltan akun. Latauksen lopussa otamme tasapainotuspyrstön irti ja mittaamme jännitettä pankeista. Jos saat jotain tällaista - 4,20 V / 4,18 V / 4,19 V, tasapainotusta ei periaatteessa tarvita. Mutta jos kuva on seuraava - 4,20 V / 4,06 V / 4,14 V, otamme TP4056-moduulin ja lataamme kaksi pankkia vuorotellen 4,2 V:iin. En näe muuta vaihtoehtoa kuin erikoistuneet laturit-tasapainottimet.

3) Korkeavirtaiset akut:


Olen aiemmin kirjoittanut pari lyhyttä arvostelua joistakin niistä - ja. Tässä ovat tärkeimmät suurvirtaisten 18650 Li-Ion -akkujen mallit:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (20A max.)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (20A max.)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (enintään 20A)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (18A max.)
- Samsung INR18650-20R 2000mah (enintään 22A)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (enintään 20A)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (15A max.)
- LG INR18650HB6 1500mah (enintään 30A)
- LG INR18650HD2 2000mah (enintään 25A)
- LG INR18650HD2C 2100mah (enintään 20A)
- LG INR18650HE2 2500mah (20A max.)
- LG INR18650HE4 2500mah (enintään 20A)
- LG INR18650HG2 3000mah (enintään 20A)
- SONY US18650VTC3 1600mah (30A max.)
- SONY US18650VTC4 2100mah (30A max.)
- SONY US18650VTC5 2600mah (30A max.)

Suosittelen aika-testattua halpa Samsung INR18650-25R 2500mah (20A max), Samsung INR18650-30Q 3000mah (15A max) tai LG INR18650HG2 3000mah (20A max). Minulla ei ole paljon kokemusta muista purkeista, mutta henkilökohtainen valintani on Samsung INR18650-30Q 3000mah. Suksissa oli pieni tekninen vika ja väärennöksiä, joiden virtateho oli alhainen, alkoi ilmestyä. Voin julkaista artikkelin väärennöksen erottamisesta alkuperäisestä, mutta vähän myöhemmin sinun on etsittävä se.

Kuinka yhdistää tämä kaikki:


No, muutama sana yhteydestä. Käytämme laadukkaita kuparilankoja, joilla on kunnollinen poikkileikkaus. Nämä ovat laadukkaita akustisia tai tavallisia SHVVP/PVS:itä, joiden poikkileikkaus on 0,5 tai 0,75 mm2 rautakaupasta (revimme eristyksen ja hankimme laadukkaat eriväriset johdot). Liitosjohtimien pituus tulee pitää mahdollisimman pienenä. Akut mieluiten samasta erästä. Ennen niiden kytkemistä on suositeltavaa ladata ne samalle jännitteelle, jotta epätasapainoa ei ole mahdollisimman pitkään. Akkujen juottaminen ei ole vaikeaa. Tärkeintä on, että sinulla on tehokas juotoskolvi (60-80W) ja aktiivinen vuo (esim. juotoshappo). Juotokset pamauksella. Tärkeintä on sitten pyyhkiä juotosalue alkoholilla tai asetonilla. Itse paristot on sijoitettu paristolokeroon vanhoista NiCd-tölkeistä. On parempi järjestää se kolmioon, miinus plus, tai kuten kansansa kutsutaan "jakkiksi", analogisesti tämän kanssa (yksi akku sijoittuu päinvastoin), tai on hyvä selitys hieman korkeammalle (testausosiossa ):


Siten akkuja yhdistävät johdot ovat lyhyitä, joten arvokkaan jännitteen pudotus niissä kuormituksen alaisena on minimaalinen. En suosittele pitimen käyttöä 3-4 paristolle, niitä ei ole tarkoitettu sellaisille virroille. Vierekkäiset ja tasapainottavat johtimet eivät ole niin tärkeitä ja voivat olla poikkileikkaukseltaan pienempiä. Ihannetapauksessa on parempi työntää paristot ja suojalevy paristolokeroon ja DC-muunnin erikseen telakointiasemaan. Latauksen/latauksen LED-merkkivalot voidaan vaihtaa omiin ja ne voidaan näyttää telakointiaseman rungossa. Halutessasi voit lisätä akkumoduuliin minivolttimittarin, mutta tämä on ylimääräistä rahaa, koska akun kokonaisjännite kertoo vain epäsuorasti jäännöskapasiteetin. Mutta jos haluat, miksi ei. Tässä:

Nyt lasketaan hinnat:
1) BP - 5-7 dollaria
2) DC/DC-muunnin – 2-4 dollaria
3) Suojalevyt - 5-6 dollaria
4) Akut – 9-12 dollaria (3-4 dollaria per tuote)

Yhteensä keskimäärin 15-20 dollaria uudistamisesta (alennuksilla / kuponkeilla) tai 25 dollaria ilman niitä.

Päivitys 2, muutamia muita tapoja tehdä Shurik uudelleen:

Seuraava vaihtoehto (kommenteista ehdotettu, kiitos I_R_O Ja cartmann):
Käytä edullisia 2S-3S-tyyppisiä latureita (tämä on saman iMax B6:n valmistaja) tai kaikenlaisia ​​kopioita B3/B3 AC/imax RC B3 () tai ()
Alkuperäisen SkyRC e3:n latausvirta solua kohden on 1,2 A verrattuna kopioiden 0,8 A:iin, sen pitäisi olla tarkka ja luotettava, mutta kaksi kertaa kalliimpi kuin kopiot. Voit ostaa sen erittäin edullisesti samasta paikasta. Kuten ymmärrän kuvauksesta, siinä on 3 itsenäistä latausmoduulia, mikä muistuttaa 3 TP4056-moduulia. Nuo. SkyRC e3:lla ja sen kopioilla ei ole tasapainotusta sinänsä, vaan ne yksinkertaisesti lataavat pankit yhteen jännitearvoon (4,2V) samanaikaisesti, koska niissä ei ole virtaliittimiä. SkyRC:n valikoimasta löytyy itse asiassa esimerkiksi lataus- ja tasapainotuslaitteita, mutta balansointivirta on vain 200mA ja maksaa noin 15-20 dollaria, mutta sillä voi ladata elämää muuttavia laitteita (LiFeP04) ja ladata virtoja jopa 3A. Kaikki kiinnostuneet voivat tsekata mallivalikoima.
Yhteensä tämä vaihtoehto Tarvitset minkä tahansa yllä olevista 2S-3S-latureista, punaisen tai vastaavan (ilman tasapainotusta) suojalevyn ja suurvirtaakkuja:


Minulle se on erittäin hyvä ja taloudellinen vaihtoehto, luultavasti pysyisin siinä.

Toinen toverin ehdottama vaihtoehto Volosaty:
Käytä niin kutsuttua "tšekkiläistä tasapainotinta":

On parempi kysyä häneltä, missä sitä myydään, tämä on ensimmäinen kerta, kun kuulen siitä :-). Virroista en osaa sanoa mitään, mutta kuvauksen perusteella se tarvitsee virtalähteen, joten vaihtoehto ei ole niin budjettiystävällinen, mutta vaikuttaa mielenkiintoiselta latausvirran suhteen. Tässä linkki kohteeseen. Kaiken kaikkiaan tähän vaihtoehtoon tarvitset: virtalähteen, punaisen tai vastaavan (ilman tasapainotusta) suojalevyn, "tsekkiläisen tasapainottimen" ja suurvirtaparistot.

Edut:
Olen jo maininnut litiumvirtalähteiden (Li-Ion/Li-Pol) edut nikkeliin (NiCd) verrattuna. Meidän tapauksessamme suora vertailu – tyypillinen Shurik-akku, joka on valmistettu NiCd-akuista verrattuna litiumiin:
+ korkea energiatiheys. Tyypillisessä 12S 14,4V 1300mah nikkeliakussa on varastoitu energia 14,4*1,3=18,72Wh, ja litiumparisto 4S 18650 14,4V 3000mah - 14,4*3=43,2Wh
+ ei muistiefektiä, ts. voit ladata ne milloin tahansa odottamatta täydellistä purkausta
+ pienemmät mitat ja paino samoilla parametreilla kuin NiCd
+ nopea latausaika (ei pelkää korkeita latausvirtoja) ja selkeä näyttö
+ alhainen itsepurkaus

Li-Ionin ainoat haitat ovat:
- akkujen alhainen pakkaskestävyys (ne pelkäävät negatiivisia lämpötiloja)
- tölkkien tasapainottaminen latauksen aikana ja ylipurkaussuojaus vaaditaan
Kuten näette, litiumin edut ovat ilmeisiä, joten usein on järkevää muokata virtalähdettä...
+173 +366

Miksi tarvitsemme tasapainottimia 12 voltin akuille? Kun sinulla on 12 voltin järjestelmä, kaikki akut, riippumatta siitä kuinka monta niitä on, on kytketty rinnan, ja niillä on aina sama jännite. Mutta kun vaihdamme 24 tai 48 volttiin, sarjaan kytkettyjen akkujen eri jännitteissä ilmenee ongelma. Tästä johtuen jotkin akut latautuessaan ylilatautuvat ja alkavat "kiehua", kun taas toiset ovat alilatattuja, minkä seurauksena koko akkuketju menettää nopeasti kapasiteettinsa ja muuttuu yleensä käyttökelvottomaksi.

Ja jopa täysin identtisten akkujen jännite vaihtelee ajan myötä, joten edes samasta erästä ostetut akut eivät pelasta sinua ongelmalta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on pitkään käytetty erilaisia ​​​​tasapainotuslaitteita, jotka ovat joko erillisiä tasapainottimia jokaiselle akulle tai yksiköitä 24 ja 48 voltille. Tasapainottimet voivat pidentää merkittävästi akun käyttöikää.

Lähitulevaisuudessa itse vaihdan 24 volttiin, koska järjestelmän virrat ovat jo kasvaneet suuriksi ja tarvitsen myös tasapainoimia. Etsinnässäni löysin useita vaihtoehtoja, jotka eroavat ominaisuuksiltaan, hinnaltaan ja toimintaperiaatteeltaan, ja alla käyn läpi näitä tasapainotuslaitteita.

VICTRON AKKUTASAPAINOINTI

Ensimmäiset, joihin törmäsin, olivat nämä tasapainottimet (kuva alla). Kuvauksen perusteella nämä ovat aktiivisia balansoijia, joiden tasapainotusvirta on 0,7 A. Aktiivinen tarkoittaa, että enemmän ladatusta akusta tuleva energia virtaa vähemmän ladattuun, eikä sitä vain polteta vastuksessa. Mutta en ole täysin varma tästä, koska kuvaukset eri sivustoilla vaihtelevat. Tämä tasapainotin on tarkoitettu kahdelle akulle, eli 24 voltille; akun lisäyksellä tasapainottimien määrää on lisättävä. 48 voltilla tarvitset jo kolme tällaista tasapainotinta.

Tätä tasapainotinta ei voi säätää erityyppisille lyijyakuille. Siinä on toimintailmaisin ja hälytysrele; se sulkeutuu, jos akun jännite-ero ylittää 0,2 volttia. Tämän tasapainottimen hinta oli yksinkertaisesti tappava; tätä kirjoitettaessa hinta verkkosivustolla oli 6220 ruplaa. 48 voltille tarvitset niitä kolme ja yhteensä joudut maksamaan 18 660 ruplaa plus toimitus.

Näiden tasapainottimien kytkentäkaavio akkuun. LED-merkkivalot ja hälytysreleet:

Vihreä: Palaa, kun akun jännite on yli 27,3 V
Oranssi: Palaa, kun poikkeama on suurempi kuin 0,1 V
Punainen: hälytys (poikkeama yli 0,2 V)
Hälytysrele: normaali avoin kontakti sulkeutuu, kun punainen LED syttyy. Kosketin pysyy kiinni, kunnes poikkeama laskee 0,14 V:iin tai kunnes akun jännite laskee 26,6 V:iin. Hälytysrele kuitataan kahteen napaan kytketyllä painikkeella.

>

Huono puoli on, että hinta on liian korkea, tasapainotusvirta on vain 0,7 A, eikä sitä voi muokata akkutyypin mukaiseksi. Siellä on lisää parhaat analogit kohtuulliseen hintaan.

Lataustasauslaite ELNI 2/12 kahdelle 12V akulle

Löysin myös tämän tasapainottimen. Tämä on jo selkeästi aktiivinen tasapainotin, selvästi parempi kuin ensimmäinen balansointivirran suhteen; tämän virta on 5A verrattuna ensimmäisen 0,7A:iin. Hintakaan ei todellakaan ole pieni - 3600-3900 ruplaa. eri sivustoilla.

Tämä tasapainotin tarkkailee jatkuvasti sarjaan kytkettyjen akkujen jännitettä ja tasaa jännitteen siirtämällä energiaa akkujen välillä. Ja se ei tee tätä vain latauksen aikana, kun akku on lähes täysin ladattu, vaan jatkuvasti, jos epätasapainossa on. Ja tasapainotusvirta täällä voi saavuttaa 5A, mikä tarkoittaa, että tasapainotin pystyy selviytymään jopa suurista kapasiteetin epätasapainoista.

>

Tältä sivustolta en löytänyt mitään alkuperäistä, jota ei ollut saatavilla Aliexpressissä. Tasapainottimia on tietysti paljon, mutta ne kaikki ostettiin Kiinasta ja myytiin täällä kohtuuttomaan hintaan. Joten miksi maksaa liikaa, jos voit ostaa itse Aliexpressistä mitä jälleenmyyjämme tarjoavat.

Aktiivinen tasapainotin 12V akulle

Löysin tämän tasapainottimen Aliexpressistä. Tämä on aktiivinen tasapainotin, jonka maksimitasausvirta on 10A. Se valvoo sarjaan kytkettyjen akkujen jännitettä ja tasaa jännitteen siirtämällä energiaa akkujen välillä 10 mV:n tarkkuudella. Jokainen tasapainotin on sijoitettu omalle akulleen ja tasapainottimet on kytketty toisiinsa. Voit katsoa kuvauksen ja ostaa täältä Balancer 12V. Hinta kirjoitushetkellä on 1 700 ruplaa, ja tämä ei ole kallista niin tehokkaalle aktiiviselle tasapainottimelle.

>

Näiden tasapainottimien valmistaja valmistaa useita erilaisia ​​tyyppejä tasapainottajat Yksittäisiin lyijyhappotölkkeihin on myynnissä 2 voltin tasapainoimia. Myös tasapainottimet litiumioniakuille 3,6 ja 4,2 voltille. Ja tasapainottimet 6 ja 12 voltin akuille. Kaikki Balvnsirit voit katsoa täältä - Tasapainottimien luettelo 2/3,6/3,8/4,2/6/12 volttia

24 voltin akun tasapainotin (12*2)

Löysin myös toisen suositun ja halvan tasapainottimen akuille. Tämä on tasapainotin kahdelle 12 voltin akulle; voit asentaa useita, jos järjestelmä on 48 volttia tai enemmän. Tasapainotusvirta on jopa 5A, mikä on melko hyvä. Ainoa asia, jota en vieläkään ymmärrä, on se, onko se aktiivinen vai passiivinen, mutta koon ja jäähdyttimen puuttumisen perusteella se on aktiivinen tasapainotin. Tämän tasapainottimen hinta on 1760 ruplaa, näet sen täältä - Double Balancer 12V akulle

>

Hinta on erittäin houkutteleva, ja tasapainotusvirta on erittäin kunnollinen 5A, joten se kestää jopa suuren kapasiteetin ja jännitteen eron järjestelmän akkujen välillä.

Tasapainotin (12×4) 48 voltin akulle

Tässä on toinen erinomainen aktiivinen tasapainotin akuille, se on valmistettu 48 voltin yksikön muodossa, eli neljälle sarjaan kytketylle akulle. Tasapainotusvirta on jopa 10 ampeeria, ja tämä on aivan mahtavaa, se poistaa suurenkin epätasapainon. Katso koko kuvaus ja osta se mono käyttämällä tätä linkkiä aliexpressissä - Tasapainotin 48V akulle (12×4), hinta 3960 ruplaa.

>

Toistaiseksi tämä on kaikki mitä olen löytänyt, vaikka en tietenkään kaikkea, mutta tämä on pääasia. Aurinkopaneelien ohjaimia on sisäänrakennetuilla tasapainottimilla, mutta ne ovat silti erittäin kalliita. Tasapainotteisia latureita on, mutta ne eivät sovellu tähän. Kaikenlaisia ​​on elektroniset piirit, jotka voidaan saada toimimaan tasapainottajina, on vaihtoehtoja tehdä tasapainottimet itse.

Lähettäjä:

Ei, emme puhu kalastussyöteistä tai edes sirkusakrobaateista, jotka tasapainoilevat ison yläosan alla. Puhumme siitä, kuinka saavuttaa sarjaan kytkettyjen akkujen parametrien tasapaino.

Kuten tiedät, akkukenno on melko pienijännitelaite, joten ne on yleensä kytketty sarjaan. Ihannetapauksessa, jos kaikkien akkujen parametrit ovat samat, meillä on lähde, jonka jännite on n kertaa suurempi kuin yhden kennon, ja voimme ladata ja purkaa sen yhtenä korkeajännitteisenä akuna.

Valitettavasti näin on vain ihannetapauksessa. Jokainen tämän pakkauksen akku, kuten kaikki tässä maailmassa, on ainutlaatuinen, ja on mahdotonta löytää kahta täysin identtistä, ja niiden ominaisuudet - kapasiteetti, vuoto, lataustila - muuttuvat ajan ja lämpötilan myötä.

Tietenkin akkuvalmistajat yrittävät valita parametrit, jotka ovat mahdollisimman lähellä, mutta eroja on aina. Ja ajan myötä tällaiset ominaisuuksien epätasapainot voivat myös lisääntyä.

Nämä erot kennojen ominaisuuksissa johtavat siihen, että akut toimivat eri tavalla ja tämän seurauksena komposiittiakun kokonaiskapasiteetti on pienempi kuin sen muodostavien kennojen, ja toiseksi, tällaisten akkujen resurssit. akku on myös alhaisempi, koska sen määrää "heikoin" akku, joka kuluu nopeammin kuin muut.
Mitä tehdä?

Solujen tasapainotusasteen arvioinnissa on kaksi pääkriteeriä:
1. Kennojen jännitteen tasaus,
2. Varauksen tasaus soluissa.

Voit myös saavuttaa tavoitteesi saavuttamalla nämä tasapainotusmenetelmät kahdella tavalla:
1. Passiivinen ja
2. Aktiivinen.

Selitetään mitä sanottiin.
Tasapainotuskriteereillä kaikki on selvää, joko saavutetaan yksinkertaisesti kennojen jännitteet tai lasketaan jotenkin akun varaus ja varmistetaan, että nämä lataukset ovat yhtä suuret (tässä tapauksessa jännitteet voivat vaihdella).

Toteutusmenetelmissä ei myöskään ole mitään monimutkaista. Passiivisessa menetelmässä muutamme yksinkertaisesti eniten ladattujen akkukennojen energiaa lämmöksi, kunnes niissä olevat jännitteet tai varaukset ovat yhtä suuret.
Aktiivisessa menetelmässä siirrämme varausta kennosta toiseen kaikin mahdollisin tavoin, mahdollisimman pienillä häviöillä. Nykyaikaiset piirit toteuttavat helposti tällaiset kyvyt.

On selvää, että se on helpompi hajottaa kuin pumpata, ja jännitteitä on helpompi vertailla kuin varauksia.

Näitä menetelmiä voidaan myös käyttää sekä latauksen että purkamisen aikana. Useimmiten tasapainottaminen suoritetaan tietysti akkua ladattaessa, kun energiaa on paljon ja sitä ei voida säästää paljon, ja siksi voit käyttää "ylimääräisen" sähkön passiivista hävittämistä ilman suuria menetyksiä.
Purkauksessa käytetään aina vain aktiivista varauksensiirtoa, mutta tällaiset järjestelmät ovat erittäin harvinaisia ​​piirin monimutkaisemman vuoksi.

Katsotaanpa yllä olevan käytännön toteutusta.
Latauksen aikana laturin lähtöön sijoitetaan yksinkertaisimmassa tapauksessa laite, jota kutsutaan "balanceriksi".
Seuraavaksi, jotta en kirjoittaisi sitä itse, lisään vain tekstin artikkelista http://www.os-propo.info/content/view/76/60/. Puhumme litiumakkujen lataamisesta.

"Yksinkertaisin tasapainotustyyppi on jännitteenrajoitin. Se on vertailulaite, joka vertaa LiPo-pankin jännitettä 4,20 V:n kynnysarvoon. Kun tämä arvo saavutetaan, avautuu voimakas transistorikytkin, joka on kytketty rinnan LiPo-pankin kanssa ja joka kulkee suurimman osan latausvirrasta (1A tai enemmän) ja muuntaa energiaa lämmöksi. Tässä tapauksessa tölkki itse vastaanottaa erittäin pienen osan virrasta, mikä käytännössä pysäyttää sen latauksen, jolloin sen naapurit voivat latautua. Itse asiassa akkukennojen jännitteen tasaus tällaisella tasapainottimella tapahtuu vasta latauksen lopussa, kun kennot saavuttavat kynnysarvon.

Tällaisessa järjestelmässä eri pakkausten lataaminen ja tasaaminen on itse asiassa mahdollista. Mutta käytännössä tällaiset tasapainottimet ovat vain kotitekoisia. Kaikissa merkkien on erilainen toimintaperiaate.

Sen sijaan, että se hajottaisi täydet latausvirrat lopussa, mikroprosessorin tasapainotin tarkkailee jatkuvasti pankin jännitteitä ja tasaa niitä vähitellen koko latausprosessin ajan. Tasapainotin kytkee muita enemmän ladattavaan purkkiin rinnakkain jonkin verran vastusta (useimmissa tasapainottimissa noin 50-80 ohmia), joka kuljettaa osan latausvirrasta itsensä läpi ja vain hieman hidastaa tämän purkin latausta pysähtymättä. se kokonaan. Toisin kuin jäähdyttimen transistori, joka pystyy ottamaan päälatausvirran, tämä vastus antaa vain pienen tasapainotusvirran - noin 100 mA, ja siksi tällainen tasapainotin ei vaadi massiivisia pattereita. Juuri tämä tasapainotusvirta on ilmoitettu kohdassa tekniset tiedot tasapainottimet ja on yleensä enintään 100-300 mA.

Tällainen tasapainotin ei kuumene merkittävästi, koska prosessi jatkuu koko latauksen ajan, ja lämmöllä alhaisilla virroilla on aikaa haihtua ilman pattereita. Ilmeisesti, jos latausvirta on huomattavasti suurempi kuin tasapainotusvirta, niin jos jännitteet jakautuvat laajasti pankkien välillä, tasapainottimella ei ole aikaa tasata niitä ennen kuin eniten ladattu pankki saavuttaa kynnysjännitteen."
Lainauksen loppu.

Esimerkki työkaavio Seuraava voi toimia yksinkertaisimpana tasapainottimena (otettu sivustolta http://www.zajic.cz/).

Kuva 1. Yksinkertainen kaava tasapainottaja

Itse asiassa tämä on tehokas zener-diodi, muuten, erittäin tarkka, ladattu matalaresistanssilla, jonka roolia ovat tässä diodit D2...D5. Siru D1 mittaa jännitteen akun plus- ja miinuspisteissä ja jos se nousee kynnyksen yläpuolelle, se avautuu tehotransistori T1, joka kuljettaa itsensä läpi kaiken laturista tulevan virran.

Kuva 2. Yksinkertainen tasapainotuspiiri.

Toinen piiri toimii samalla tavalla (kuva 2), mutta siinä kaikki lämpö vapautuu transistorissa T1, joka lämpenee kuin "vedenkeitin" - patteri näkyy alla olevassa kuvassa.

Kuvasta 3 näkyy, että tasapainotin koostuu 3 kanavasta, joista jokainen on tehty kuvan 2 kaavion mukaisesti.

Tietenkin teollisuus on pitkään hallinnut tällaiset piirit, jotka tuotetaan täydellisen mikropiirin muodossa. Monet yritykset valmistavat niitä. Käytän esimerkkinä RadioLotsmanin verkkosivuilla http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=59991 julkaistun tasapainotusmenetelmiä käsittelevän artikkelin materiaaleja, joita muutan tai poistan osittain, jotta se ei turvottaa artikkelia.
Lainata:
" Passiivinen tasapainotusmenetelmä.
Yksinkertaisin ratkaisu on tasata akun jännite. Esimerkiksi BQ77PL900-siru tarjoaa suojan akuille, joissa on 5-10 sarjaan kytkettyä akkua. Mikropiiri on toiminnallisesti täydellinen yksikkö ja sitä voidaan käyttää paristotilan kanssa, kuten kuvassa 4. Vertaamalla pankin jännitettä kynnykseen, mikropiiri kytkee tarvittaessa tasapainotustilan jokaiselle pankille .

Kuva 4. Siru BQ77PL900 ja toinen analogi, jossa se näkyy paremmin sisäinen organisaatio(otettu täältä http://qrx.narod.ru/bp/bat_v.htm).

Kuvassa Kuvassa 5 on esitetty sen toimintaperiaate. Jos jonkin akun jännite ylittää ennalta määrätyn kynnyksen, kenttätransistorit kytketään päälle ja akkukennon rinnalle kytketään kuormitusvastus, jonka kautta virta ohittaa pariston eikä enää lataa sitä. Jäljellä olevat kennot jatkavat lataamista.
Kun jännite laskee, kenttäkytkin sulkeutuu ja lataus voi jatkua. Näin ollen latauksen lopussa kaikissa kennoissa on sama jännite.

Käytettäessä balansointialgoritmia, joka käyttää vain jännitepoikkeamaa kriteerinä, epätäydellinen tasapainotus on mahdollista akkujen sisäisen resistanssin eron vuoksi (ks. kuva 6.). Tosiasia on, että osa jännitteestä putoaa tämän vastuksen yli, kun virta kulkee akun läpi, mikä aiheuttaa lisävirheen jännitteen leviämiseen latauksen aikana.
Akun suojasiru ei pysty määrittämään, johtuuko epätasapaino akun eri kapasiteeteista tai niiden sisäisten vastusten eroista. Siksi tämäntyyppinen passiivinen tasapainotus ei takaa, että kaikki akut ovat 100 % ladattuja.

BQ2084-siru käyttää parannettua versiota tasapainotuksesta, joka perustuu myös jännitteen muutoksiin, mutta sisäisen vastuksen vaihtelun vaikutuksen minimoimiseksi BQ2084 suorittaa tasapainotuksen lähempänä latausprosessin loppua, kun latausvirta on alhainen.

Riisi. 5. Passiivinen menetelmä, joka perustuu jännitteen tasapainotukseen.

Riisi. 6. Passiivinen jännitteen tasausmenetelmä.

BQ20Zхх-perheen mikropiirit käyttävät patentoitua Impedance Track -tekniikkaa lataustason määrittämiseen perustuen akkujen varaustilan (SBC) ja akkukapasiteetin määrittämiseen.

Tässä tekniikassa jokaiselle akulle lasketaan sen täyteen lataamiseen tarvittava lataus Qneed, jonka jälkeen löydetään ero?Q kaikkien akkujen Qneed välillä. Siru kytkee sitten päälle virtakytkimet, jotka purkavat kaikki kennot vähiten ladatun tasolle, kunnes varaukset tasaavat

Koska akkujen sisäisen vastuksen ero ei vaikuta tähän menetelmään, sitä voidaan käyttää milloin tahansa, sekä akkua ladattaessa että purettaessa. Kuten edellä mainittiin, on kuitenkin typerää käyttää tätä menetelmää purkamisen aikana, koska energia ei aina riitä.

Tämän tekniikan tärkein etu on tarkempi akun tasapainotus (katso kuva 7) muihin passiivisiin menetelmiin verrattuna.

Riisi. 7. Passiivinen tasapainotus, joka perustuu SZB:hen ja kapasitanssiin.

Aktiivinen tasapainotus

Energiatehokkuuden kannalta tämä menetelmä on parempi kuin passiivinen tasapainotus, koska Energian siirtämiseksi enemmän varautuneesta kennosta vähemmän varautuneeseen, vastusten sijasta käytetään induktansseja ja kapasitansseja, joissa energiahäviötä ei käytännössä tapahdu. Tämä menetelmä on suositeltava tapauksissa, joissa vaaditaan akun enimmäiskesto.

Patentoidulla PowerPump-tekniikalla varustettu BQ78PL114 on TI:n uusin aktiivinen akun tasapainotuskomponentti ja käyttää induktiivista muuntajaa virran siirtoon.

PowerPump käyttää n-kanavaista p-kanavaa kenttäefektitransistorit ja rikastin, joka sijaitsee akkuparin välissä. Piiri on esitetty kuvassa 8. Kenttäkytkimet ja kela muodostavat buck/boost-muuntimen.

Jos esimerkiksi BQ78PL114 määrittää, että ylempi kenno on enemmän ladattu kuin alempi, PS3-nastassa generoidaan signaali, joka avaa transistorin Q1 taajuudella noin 200 kHz ja toimintajaksolla noin 30%.

Kun Q2 on suljettuna, saadaan standardi buck-kytkentäsäädinpiiri, jossa Q2:n sisäinen diodi oikosuluttaa kelan virran Q1:n ollessa suljettuna.

Pumpattaessa alemmasta kennosta ylempään, kun vain avain Q2 aukeaa, saadaan myös tyypillinen piiri, mutta tällä kertaa nostettava pulssin stabilointi.

Avaimia Q1 ja Q2 ei tietenkään koskaan saa avata samanaikaisesti.

Riisi. 8. Tasapainotus PowerPump-tekniikalla.

Tässä tapauksessa energiahäviöt ovat pieniä ja lähes kaikki energia virtaa voimakkaasti varautuneesta purkista heikosti varautuneeseen purkkiin. BQ78PL114-siru toteuttaa kolme tasapainotusalgoritmia:
- akun napojen jännitteen mukaan. Tämä menetelmä on samanlainen kuin edellä kuvattu passiivinen tasapainotusmenetelmä, mutta häviötä ei juurikaan esiinny;
- avoimen piirin jännitteellä. Tämä menetelmä kompensoi akkujen sisäisen vastuksen erot;
- akun lataustilan mukaan (akun tilan ennustamisen perusteella). Menetelmä on samanlainen kuin BQ20Zxx-mikropiireissä käytetty passiivinen tasapainotus SSB:n ja akun kapasiteetin avulla. Tässä tapauksessa varaus, joka on siirrettävä akusta toiseen, määritetään tarkasti. Tasapainotus tapahtuu latauksen lopussa. Tällä menetelmällä se saavutetaan paras tulos(Katso kuva 9.)

Riisi. 9. Aktiivinen tasapainotus akun varaustilan tasausalgoritmin mukaan.

Suurista balansointivirroista johtuen PowerPump-tekniikka on paljon tehokkaampi kuin perinteinen passiivinen balansointi energian haihduttamalla. Kannettavan tietokoneen akkua tasapainotettaessa balansointivirrat ovat 25...50 mA. Komponenttien arvon valinnalla saavutetaan tasapainotustehokkuus 12-20 kertaa parempi kuin passiivisella menetelmällä sisäisillä avaimilla. Tyypillinen epätasapainoarvo (alle 5 %) voidaan saavuttaa vain yhdessä tai kahdessa jaksossa.

Lisäksi PowerPump-tekniikalla on muita etuja: tasapainotusta voi tapahtua missä tahansa käyttötilassa - latauksessa, purkauksessa ja jopa silloin, kun energiaa luovuttavassa akussa on alhaisempi jännite kuin energiaa vastaanottavalla akulla." (Osittaisen lainauksen loppu.)

Jatketaan aktiivisten menetelmien kuvausta varauksen siirtämiseksi solusta toiseen seuraavalla piirillä, jonka löysin Internetistä "HamRadio" -sivustolta http://qrx.narod.ru/bp/bat_v.htm.

Varauksen pumppauspiirinä käytetään kapasitiivista tallennuslaitetta induktiivisen sijasta. Esimerkiksi kytkentäkondensaattoreihin perustuvat ns. jännitteenmuuntimet ovat laajalti tunnettuja. Yksi suosituimmista on ICL7660-mikropiiri (MAX1044 tai kotimainen analogi KR1168EP1).

Periaatteessa mikropiiriä käytetään saamaan negatiivinen jännite, joka on yhtä suuri kuin sen syöttöjännite. Jos kuitenkin jostain syystä negatiivinen jännite sen lähdössä osoittautuu suuruudeltaan suuremmiksi kuin positiivinen syöttöjännite, mikropiiri alkaa pumpata varausta "vastakkaiseen suuntaan", ottamalla sen negatiivisesta ja antamalla sen positiivinen, ts. hän yrittää jatkuvasti tasoittaa näitä kahta jännitystä.

Tätä ominaisuutta käytetään tasapainottamaan kaksi akkukennoa. Tällaisen tasapainottimen kaavio on esitetty kuvassa 10.

Kuva 10. Tasapainotuspiiri kapasitiivisella latauspumppauksella.

Mikropiiri kanssa korkeataajuus yhdistää kondensaattorin C1 joko ylempään akkuun G1 tai alempaan akkuun G2. Vastaavasti C1 ladataan varautuneemmasta ja puretaan purkautuneempaan siirtäen joka kerta osan varauksesta.
Ajan myötä akkujen jännitteet muuttuvat samaksi.

Piirissä oleva energia ei käytännössä häviä, piirin hyötysuhde voi olla jopa 95...98 % riippuen akkujen jännitteestä ja lähtövirrasta, joka riippuu kytkentätaajuudesta ja kapasiteetista C1.

Samalla mikropiirin todellinen kulutus on vain muutama kymmenkunta mikroampeeria, ts. on monien akkujen itsepurkautumistason alapuolella, joten mikropiiriä ei tarvitse edes irrottaa akusta ja se tasaa jatkuvasti hitaasti kennojen jännitettä.

Todellisuudessa pumppausvirta voi olla 30...40mA, mutta hyötysuhde laskee. Tyypillisesti kymmeniä mA. Myös syöttöjännite voi olla 1,5 - 10 V, mikä tarkoittaa, että mikropiiri voi tasapainottaa sekä tavallisia Ni-Mh sormia että litiumakkuja.

Käytännön huomautus: kuvassa 10. näyttää piirin, joka tasapainottaa akkuja, joiden jännite on alle 3 V, joten sen kuudes jalka (LV) on kytketty lähtöön 3. Litiumakkujen tasapainottamiseksi enemmän korkea jännite, nasta 6 tulee jättää vapaaksi, ei kytkeä mihinkään.

Lisäksi tällä menetelmällä on mahdollista tasapainottaa paitsi kaksi, myös Suuri määrä paristot. Kuvassa 11. näyttää kuinka tämä tehdään.

Kuva 11. Varauksensiirtomikropiirien peräkkäin.

No, ja lopuksi toinen piiriratkaisu, joka toteuttaa kapasitiivisen varauksen siirron akusta toiseen.
Jos ICL7660 oli multiplekseri, joka kykeni yhdistämään kondensaattorin C1 vain kahteen lähteeseen, niin ottamalla multiplekserin, jossa on suuri määrä kytkentäkanavia (3, 4, 8), voit tasata jännitteet kolmessa, neljässä tai kahdeksassa pankissa yhdellä sirulla. Lisäksi pankit voidaan kytkeä millä tahansa tavalla, joko sarjaan tai rinnan. Tärkeintä on, että mikropiirin syöttöjännite on suurempi kuin pankkien maksimijännite.

"Radio"-lehden 1989, nro 8, ns. "käännettävän jännitemuuntimen" piiri on esitetty kuvassa 12.

Kuva 12. Käännettävä jännitemuunnin balansoijana multiplekserissä 561KP1..

Tasoituslaitteeseen voidaan liittää enintään neljä elementtiä. Kondensaattori C2 on kytketty vuorotellen erilaisia ​​elementtejä, joka varmistaa energian pumppaamisen näistä elementeistä ja tasaa niiden jännitteen

Akun kennojen lukumäärä voi olla pienempi. Tässä tapauksessa poissuljettujen elementtien sijaan riittää, että kytketään kondensaattori, jonka kapasiteetti on 10...20 μF.

Tällaisen lähteen tasapainotusvirta on hyvin pieni, jopa 2 mA. Mutta koska se toimii jatkuvasti, irroittamatta akuista, se täyttää tehtävänsä - tasaa kennojen lataukset.

Lopuksi haluaisin huomauttaa, että nykyaikainen elementtipohja mahdollistaa komposiittiakun kennojen tasapainottamisen käytännössä ilman häviöitä ja on jo tarpeeksi yksinkertainen lakkaakseen olemasta jotain "viileää" ja saavuttamatonta.

Ja siksi radioamatöörin, joka suunnittelee akkukäyttöisiä laitteita, tulisi harkita siirtymistä aktiivisiin menetelmiin siirtää energiaa akkupankkien välillä, ainakin "vanhanaikaiseen tapaan", keskittyen akkukennojen välisten jännitteiden tasa-arvoon, eikä niissä olevat maksut.

Kaikki sivuston artikkelit ovat sallittuja kopioida, mutta pakollinen linkki meille.

Tietysti erillinen maksu. Mutta tämä koskee vain minun erityistapaustani.

Usein joudut työskentelemään pellolla ilman verkkoa, ruuvimeisseli on aina käsillä. Akut olivat jo vanhoja ja vaativat parannusta. Puristin kuolleet NiCd:t ruuvimeisselin patruunoista ja laitoin ne molempiin LiPo-koteloihin, joissa kummassakin oli 5 tölkkiä. Se on kömpelö, mutta se pitää ladata myös pellolla tai autossa ja kannattaa ladata tasapainotuksella, koska jokaisen tilin kaikki 5 tölkkiä käyttäytyvät eri tavalla, mihin ketai vaikuttaa. Tasapainottaminen latauksen aikana voidaan tehdä eri tavoin, tapoja on lukemattomia. Yksinkertaisinta on jarruttaa ladatut tölkit kuormalla ja siirtää ne lämmölle. Tätä tekee pöytäkoneen IMAX B6, mutta en pidä siitä, että koko akun lataaminen kestää kauan, kun tasapainotus on päällä.

Selvitin asian ja ajattelin, että piirisuunnittelun kannalta helpoin tapa olisi ladata akun jokainen kenno erikseen. Jotenkin kun googlailin tasapainotusmenetelmiä, törmäsin samanlaiseen ajatukseen:

"Veriset huijarit... Kun ajattelin tätä, aioin rakentaa joukon DCDC:itä, joissa jokaisen koskettimen jännitettä ohjataan erikseen => jokainen kenno saatetaan ladata omalla lataussuunnitelmalla. Ilmeisesti tämä on liian monimutkaista. "

Mutta se tuntui minusta vähemmän monimutkaiselta: teemme DC-DC:n 5 lähdöllä ja kiinnitämme jokaiseen laturin mikropiirin, jota on Li-Ionille legioona! Ja ajattelin, että lämpöä pitäisi olla vähemmän: pankkeja ei tarvitse hidastaa! (Joo, juuri nyt, lataavat mikruhit kuumenevat kuin paskiaiset!)

Tässä on piirretty kaavio:

Piiri on yksinkertainen, ainoa ongelma oli transistorin valinnassa. Laajalla eleellä liitin ensin IRLS3034:n, jonka suljinkapasiteetti oli liikaa LM3478-ohjaimelle, joten jouduin asentamaan jotain vähemmän näyttävää. Jokaiselle kanavalle - STC4054G, halpa vaihtoehto, joka täyttää tehtävän. Tässä on koottu levy, levitettynä yhteen kerrokseen:

STC4054G-lataussirun valmistaja suosittelee, että levyllä olevat raidat tehdään mahdollisimman paksuiksi ja mahdollisuuksien mukaan käytetään polygoneja levyn molemmilla puolilla lämmönpoistoon. En kuunnellut idioottia, mutta turhaan: mikruhit lämpenevät niin kuin pitää, vaikka latausvirta olisi asetettu 400 mA per tölkki.
Ja toisesta näkökulmasta:

Varautuu ja kuumenee, infektio:

No, jos se kuumenee, se on jäähdytettävä. Valitsin kätevän alumiinikotelon, porasin kannen liittimille, kiinnikkeille ja LEDeille. Pyöreät reiät - pyöreällä leikkurilla, suorakaiteen muotoinen - suorakaiteen muotoisella)

Koottuna ja valmiina purjehtimaan:

Ajatus oli maalata se mustaksi, mutta olin liian laiska. Ja tämä on hemmottelua - tämän siilin on määrä asua autossa jalkojensa alla, lähempänä tupakansytyttinta.

Ensi kerralla mietin tasapainoilua. Pidän todella ajatuksesta Robinhood-muuntajasta, joka ottaa rikkailta pankeilta ja antaa sen köyhille pankeille akussa. Näyttää siltä, ​​​​että hyötysuhde on korkeampi ja lämpöä on vähemmän. Mutta jälleen kerran, rikkaita paristoja lypsätään edestakaisin, kunnes köyhät täyttyvät; Tämä ei ole kovin hyvä, eihän?

UPD: Muuntajan parametrien ja arvojen mukaan. Muuntaja kierretty ei kovin hyvälle ytimelle, mikä oli käsillä, 2 x MP140-1, KP19x11x4.8. Ensiö on 21 kierrosta 0,35 lankaa, toisio on samanaikaisesti 11 kierrosta 0,51 lankaa. Taajuusasetus R1C1 - ~100 kHz, 4,7 kOhm/0,1 µF. Jaa sisään palautetta R2R3 - 21 kOhm / 8,2 kOhm. R4 - 75 kOhm, shuntti R5R6 - 0,1 Ohm kukin (yhteensä 0,05 Ohm). VD1 - SMBJ15, VD2 - SM4005. VD4 on jonkinlainen Schottky 1 A:sta, C5 - 330 µF x 25 V, VD8 - 5 V1 zener-diodi, C10 - 0,1 µF. R7 - 470 ohmia, R12 - 2 kOhm, mikä antaa noin 400 mA.

Markkinoilla on nyt paljon latureita. Automaattiset koneet tai eivät, kapasitanssimittauksella tai ilman. Useimmat laturit ovat yleiskäyttöisiä ja voivat ladata minkä tahansa kemian elementtejä. Litiumionia ja litiumpolymeeriä käytetään yhä enemmän erilaisissa laitteissa.
Muutin vähän aikaa sitten ruuvitaltan akun litium-ion 18650 -kennoiksi. Lataan sen Turnigy älylaturilla. Mutta kaikilla ei ole tätä laturia.

Tarvitaan kokoonpanoon

Päätin koota yksinkertaisen Laturi tasapainottimella litium-ioneille. Laturissa on 3 identtistä itsenäistä kanavaa. Ne voivat ladata yhdestä elementistä kolmeen. Tarvittaessa voit lisätä minkä tahansa määrän kanavia. Minulla on niitä kolme, eli 3S tai 11,1 volttia.
Tasapainotuslaturin kotelo on palaneen D-link-reitittimen kotelo. Jos mahdollista, ota isompi kotelo, sillä siinä työskentely on erittäin ahtaista.

Yksi pääkomponenteista on kunkin kanavan virtalähde. Heidän roolinsa ovat tablet-laturilevyt, joiden lähtöjännite on 5 volttia ja virta 1 ampeeri (tai voidaan ostaa Ali Expressistä -.

Latausohjaimet ovat Kiinasta peräisin olevia levyjä. Jokaisella kanavalla on oma ohjain. Minulla on levyt ilman suojaa, mutta tässä tapauksessa sitä ei tarvita. Ohjainkortteja voi käyttää yhdessä liittimien kanssa; minulla ei ole niitä kahdessa; ne poistettiin muita projekteja varten. Näiden moduulien hinta on halpa. Jos muokkaat litiumioni- ja litiumpolymeeripohjaisia ​​laitteita, nämä ohjaimet ovat välttämättömiä.

Tasapainottavan laturin valmistus

Latausohjainlevyt on juotettava latauskorttien lähtöihin. Se voidaan tehdä erikseen. Juotin sen paksuihin johtoihin virtakaapelista, joten rakenne on jäykempi.

Latausohjainkorteissa on LEDit, jotka osoittavat latauksen ja latauksen päättymisen. Ne on purettava. Sen sijaan tulee tavallisia erivärisiä LED-valoja. Ne kiinnitetään ikkunoihin, joissa reitittimen LED-valot vilkkuivat aiemmin.

Juotin johdot vanhasta kaapelista LEDeihin. kovalevy tietokone. Jos LEDeissä on yhteinen anodi (plus), on parempi käyttää niitä. Minulla ei ollut mitään näistä, joten käytin mitä minulla oli.

Vanhojen LEDien tilalle juotamme kaapeleita LEDeillä. Kuvassa minulla on 3mm vihreä LED. Minun piti vaihtaa ne, ne osoittautuivat palaneiksi, en tarkistanut niitä ennen juottamisen purkamista.

Takapaneelia varten sinun on leikattava verhoilu. Teemme siihen leikkauksia virtakytkimelle ja 4-nastaiselle lähtöliittimelle. Liitin irrotettiin vanhasta kiintolevystä. Voit käyttää mitä tahansa tarvittavalle määrälle nastoja, joiden virta on 1-2 ampeeria.
Kytkin poistettiin vanhasta tietokoneen virtalähteestä. Kiinnitämme kannen kahdella ruuvilla jäykkyyden vuoksi.

Liimaamme lähtöliittimen epoksiliimalla tai soodalla superliimalla. Nopeuden vuoksi liimasin sekä toisen että toisen.
Latauslevy ohjaimilla, liimattu lämpöliimalla. Mutta ennen korjaamista juotin verkkojohdot.

Juotamme yhden verkkojohdon kytkimeen. Toinen, suoraan virtajohdon toiseen johtoon.

Nyt liimaamme LEDit. Liimasin kuumaliimalla, tai voit käyttää ruokasoodaa ja superliimaa.

Juota ulostulon jumpperit.
Plus ensimmäinen ohjain lähtöliittimen ensimmäisessä haarassa. Miinus se toisessa jalassa ja liitä se toisen ohjaimen plussaan. Ja niin edelleen.

Väännämme rungon ja laitamme sen sivuun.

Tehdään johto tälle laturilla.
Käytin kahta lankaa tietokoneyksikkö ravitsemus. Juotin sen järjestyksessä yhden liittimen ensimmäisestä koskettimesta toisen koskettimeen.

Liitä laturi ruuvitaltan akkuun (). Punainen LED ilmaisee, että latausprosessi on käynnissä. Kun lataus on valmis, vihreä LED-valo syttyy. Vastaavasti kotelon kuvakkeet syttyvät: Wi-Fi, toinen ja neljäs tietokone.

Tämä on meille hankittu laturi. Kustannukset ovat minimaaliset, mutta hyödyt ovat suuret.
Tämä laite voi ladata litiumpolymeerikokoonpanoja, joita mallintajat käyttävät ajoneuvoissaan. Tärkeintä on tehdä oikea latausjohto.