วงจรปรับสมดุลแบตเตอรี่


9

ฉันกำลังประสบปัญหาต่อไปนี้ ฉันจำเป็นต้องจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ของฉัน (เครื่องบิน RC) ด้วยแบตเตอรี่แยก 2 ก้อนแต่ละชุด 12 V เพื่อยืดความจุ การเชื่อมต่อในซีรีย์จะไม่ทำงานเนื่องจากขั้นตอนกำลังไม่พร้อม เมื่อฉันเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 2 ก้อนพร้อมกันและมีความแตกต่างในแรงดันไฟฟ้าของพวกเขาพวกเขาจะชาร์จซึ่งกันและกันดังนั้นกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จะไหลทำให้พวกเขาระเบิดได้ ฉันคิดว่าการแก้ไขง่าย ๆ สำหรับสิ่งนั้นสามารถมองเห็นได้ในแผนงานด้านล่าง:

แผนผัง

จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab

ด้วยไดโอด 2 ตัวนี้ทำให้ฉันสูญเสียพลังงานเนื่องจากแรงดันตก แต่ไม่มีกระแสระหว่างแบตเตอรี่ จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันต้องการเพิ่มวงจรดุล "แรงดัน" ในระหว่างพวกเขา ช่วยบอกว่าถ้าแบตเตอรี่หนึ่งก้อนมีแรงดันไฟฟ้าเพียง 9 V เพราะมันคายประจุออกมาเล็กน้อยแล้ว 12 โวลต์ควรชาร์จด้วยกระแสที่ผมตั้งไว้เช่น 2 A สูงสุด อย่างใดอย่างหนึ่งสามารถออกแบบวงจรสำหรับที่ แต่จะใช้เวลาและไม่คุ้มค่าสำหรับโปรแกรมประยุกต์นี้ฉันเชื่อว่า ฉันสงสัยว่ามี IC อย่างนั้นพร้อมใช้งานหรือไม่ เครื่องชาร์จแบบสองทิศทางบางอย่าง? ไม่พบสิ่งที่ฉันทำด้วยตัวเอง แต่ฉันไม่รู้วิธีตั้งชื่อพวกเขา? ฉันขอขอบคุณทุกความช่วยเหลือเกี่ยวกับปัญหานี้


ฉันบินเครื่องบิน RC และไม่เคยเห็นการตั้งค่าของคุณ บวก 12 โวลต์เป็นแรงดันเล็กน้อยที่แปลกสำหรับแบตเตอรี่ LiPo ... เรากำลังพูดถึงกระแสอะไร?
Vladimir Cravero

12 V เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้นมันคือ 3S 3.6V pack เรากำลังพูดถึงกระแสสูงสุด 25A
ŁukaszPrzeniosło

4
"สูญเสียพลังงานเล็กน้อย" ในบริบทของการบินด้วยกระแสไฟฟ้าและกระแส 25A นั้นค่อนข้างหายนะ คุณควรชั่งน้ำหนักแพ็คและซื้อก้อนใหญ่ที่มีน้ำหนักเท่ากัน
Brian Drummond

1
ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับปัญหานี้คือมีแพ็คที่เหมือนกันสองชุดชาร์จให้กับแรงดันไฟฟ้าเดียวกันเชื่อมต่อพวกเขาในแบบขนานไม่เคยชาร์จแยกกัน
Vladimir Cravero

1
@Bremen เฉพาะในกรณีที่แบตเตอรี่มีความไม่สมดุลซึ่งรูปแบบไดโอดจะลดลง
David Schwartz

คำตอบ:


14

คุณเก่งกว่าการทำไดโอดในอุดมคติโดยใช้ MOSFET

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

  • แทนที่ Power Schottky Diode
  • ภายใน 20m 20 N-Channel MOSFET
  • เวลาปิดเครื่อง0.5μs จำกัด กระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติสูงสุด
  • ช่วงแรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการ: 9V ถึง 26.5V
  • Switchover ราบรื่นโดยไม่ต้องสั่น
  • ไม่มี DC ย้อนกลับปัจจุบัน

แต่ทางออกที่ง่ายที่สุดคือSchottky Diode Array ที่ดีกว่า$ 6 พร้อมฮีทซิงค์ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

นี่คือแคโทดทั่วไป ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


1
+1 แต่คะแนนปัจจุบันต้องสูงกว่านี้มาก OP กล่าวถึงกระแสสูงสุดที่สูงถึง 25A
tangrs

MOSFET bridge นั้นไม่สำคัญสำหรับการถ่ายโอนที่ราบรื่นโดยไม่มีการแกว่ง แต่ให้แรงดันตกที่ต่ำที่สุด เนื่องจากตัวเปรียบเทียบและตัวจับเวลาใช้เพื่อกำหนดว่าสวิตช์ใดที่ควรใช้งานในขณะที่อุปกรณ์และโหลดนั้นมีไดนามิกมาก แต่ด้วยความระมัดระวังอาจได้รับงานฝีมือที่บ้านในแบตเตอรี่สแตนด์บาย เซลล์หลักจะต้องไม่ถูกระบายต่ำกว่า 9V pref 10V
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@tangrs ที่จริงแล้วมันไม่ชัดเจนจากความเห็นของ OPs ว่า 25A เป็นกระแสไฟฟ้าสูงสุดหรือเวลาใช้งานแบตเตอรี่ในปัจจุบัน
Trevor_G

@ เทรเวอร์จากประสบการณ์ส่วนตัวในการเล่นน้ำกับการสร้างมัลติพล็อตมันไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะมีกระแสแอมป์นับสิบต่อเนื่อง มอเตอร์ brushless เหล่านี้สามารถวาด crapload ในปัจจุบันที่ ...
tangrs

4
@ Tangrs ya ฉันไม่มีประสบการณ์ในสายงานนี้ แต่ OP ยังคงกระชับกว่านี้ ไม่ว่าอุปกรณ์ LTC ที่แสดงที่นี่จะไม่ทำงานที่ระดับแบตเตอรี่ 3.5V ในภายหลังเขาเพิ่ม ... คำถามที่ทนทุกข์ทรมานจากอาการความต้องการที่กำลังคืบคลานเข้ามา ......
Trevor_G

8

การชาร์จแบตเตอรี่หนึ่งก้อนจากอีกก้อนจะส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมลดลงและเวลาการใช้งาน พิจารณาว่าพลังงานจะสูญเสียไปในวงจรการชาร์จและในการสูญเสียความร้อนของทั้งแบตเตอรี่ที่เปิดเครื่องชาร์จและแบตเตอรี่ที่ถูกชาร์จ

มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 'ดี' เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงถึงระดับแบตเตอรี่ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำลงทั้งสองจะรองรับภาระ

เมื่อทั้งสองถูกคิดค่าจัดเรียงไดโอดของคุณจะทำงานและเป็นทางออกที่ง่ายที่สุด ด้วยการจัดเรียงนี้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงในอัตราเดียวกัน


เพิ่งทราบว่ากำลังกระจายไปทั่วไดโอด ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะดึงแอมป์นับสิบจากแบตเตอรี่ในแอปพลิเคชัน RC
tangrs

5

คุณบอกว่าซีรีส์ออกมาแล้ว ... แต่อาจจะเลิกเร็วเกินไป

คุณยังไม่ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนพลังงาน แต่ฉันคิดว่าในคำตอบนี้คาดว่าแบตเตอรี่จะมีแรงดันไฟฟ้า นอกจากนี้คุณยังได้แจ้งว่าการเพิ่มขึ้นสองครั้งคือการขยายระยะเวลาไม่เพิ่มกระแสที่มีอยู่

ดังนั้นคุณอาจต้องพิจารณาใส่แบตเตอรี่ในซีรีย์และเพิ่มอินเวอร์เตอร์แบบบั๊กบูสต์เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่คุณต้องการ สิ่งเหล่านี้มีประสิทธิภาพค่อนข้างสูงและจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าตามที่คุณต้องการแม้แบตเตอรี่จะลดลงต่ำกว่าแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการ พลังงานที่ได้จากหลังอาจเพียงพอที่จะชดเชยความสูญเสียในเครื่องปรับ


1
สิ่งนี้สามารถใช้งานได้จริง (การเชื่อมต่อแบบอนุกรม) สมมติว่าคอนโทรลเลอร์ควบคุมการบิน (ในสถานการณ์นี้ Pixhawk + ไดรเวอร์ ESC ทั่วไป) จะสังเกตเห็นว่าแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าและจะลดตัวควบคุม PWM สำหรับ BLDC ตามนั้น ตัวแปลง DC-DC ไม่ใช่ความคิดที่ดีเพราะกระแสอาจสูงมากและในกรณีนั้นขนาดวงจร DC-DC จะมีขนาดใหญ่เนื่องจากตัวเก็บประจุและขนาดตัวเหนี่ยวนำ
ŁukaszPrzeniosło

@Bremen yup เห็นได้ชัดว่าขนาดและน้ำหนักโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความสำคัญในโปรแกรมนี้
Trevor_G

เมื่อใช้แบตเตอรี่แบบต่อเนื่องแบตเตอรี่แบบอ่อนอาจมีแรงดันย้อนกลับและอาจได้รับความเสียหาย อย่างไรก็ตามตัวแปลง DC-DC ไม่จำเป็นต้องหนักถ้ามันทำงานด้วยความถี่สูงซึ่งหม้อแปลงสามารถมีน้ำหนักเบาได้
richard1941

2

ในกรณีของคุณสมมติว่าทั้งสองแพ็คเหมือนกันฉันขอแนะนำให้คุณพิจารณาวางแพ็คในแบบคู่ขนานอย่างถาวรเพื่อสร้างหนึ่งแพ็ค ใช่มันอาจเป็นอันตรายได้ แต่ฉันคิดว่ามันเป็นทางออกเดียวที่จะทำให้คุณได้

คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าทั้งสองแพ็คมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันเมื่อคุณวางมันขนานกัน วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนั้นคือการชาร์จทั้งสองอย่างพร้อมกันทีละตัวจากนั้นวัดแรงดันไฟฟ้าเพื่อยืนยันขั้นสุดท้ายและวางขนานกัน หากแรงดันไฟฟ้าแตกต่างจาก 0.01V นั่นไม่ใช่เรื่องใหญ่

เป็นเรื่องธรรมดาที่แบตเตอรี่ RC จะยอมรับความเสี่ยงมากกว่าที่จะยอมรับได้ในพื้นที่อื่น ๆ (เช่นเครื่องมือไฟฟ้า) ดังนั้นให้ระวังตัวเองว่าแพ็คของคุณขาดคุณสมบัติด้านความปลอดภัย ปฏิบัติต่อมันด้วยความระมัดระวังและพยายามเตรียมพร้อมเสมอเพื่อระบายหรือติดไฟ ใช้การจัดเก็บที่ปลอดภัยและเทคนิคการชาร์จ ฯลฯ

คำแนะนำนี้จะไม่ใช้กับคำแนะนำการออกแบบระดับมืออาชีพสำหรับแบตเตอรี่อื่น ๆ (เช่นชุดที่ใช้กับผลิตภัณฑ์เพื่อผู้บริโภคทั่วไป) ผู้ที่ต้องการคุณสมบัติด้านความปลอดภัยจำนวนมาก

มีความสุขในการบิน


0

หากคุณใช้ชุดไฟเหมือนกันโซลูชันของคุณ (ไดโอด shotky สองตัว) เป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและใช้งานง่าย
ในแผนภาพของคุณคุณกำลังแสดงแบตเตอรี่ 12V และ 9V ความแตกต่าง 3V ไม่ใช่ "น้อย" หากคุณมีแบตเตอรี่แตกต่างกันแสดงว่าเกิดอะไรขึ้นคือมีเพียงแบตเตอรี่ 12V เท่านั้นที่จะจ่ายไฟให้อุปกรณ์ของคุณจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 9V จากนั้นแบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ก็จะเริ่มจ่ายพลังงานให้กับโหลดด้วย อย่างไรก็ตามหากเฮลิคอปเตอร์ของคุณหยุดทำงานที่ 10V แบตเตอรี่เพิ่มเติมไม่ได้ใช้งานจะเพิ่มน้ำหนักให้กับเฮลิคอปเตอร์ของคุณเท่านั้น!

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.