Circuit protectie sub-tensiune.

[ilzul]

Imi cer scuze ca deschid topic din nou tot legat (aproape) de ceea ce s-a vorbit si in topicul precendent.

Am urmarit topicul de pe surse de alimentare insa am vrut sa fac ceva mai rudimentar sau mai neprofesionist.

 

Imi incarc celulele folosind un transformator de 11.5v 8.4A cu un LM338.

Si incerc sa fac un circuit de protectie a celulelor la o limita de descarcare.

 

Am incercat cu un releu la 12volti, insa nu functioneaza cum mi-am imaginat, respectiv sa imi decupleze cand ajunge la 5.5v (respectiv 2.75v / celula).

 

Imi cumpleaza la 7.15v, dar de decuplat, tocmai la 2.7v ceea ce e foarte, foarte jos, respectiv 1.35v la 2 celule in serie. 

 

Ce as putea sa fac?

Editat Februarie 6, 2015 de ilzul

[modoran]

Poti folosi un comparator gen LM339 pentru supravegherea tensiunii bateriei. La una din intrari aplici o tensiune de referinta stabilizata cu dioda zener, iar la cealalta intrare tensiunea bateriei printr-un divizor rezistiv calculat corezpunzator. Iesirea din LM339 va comanda printr-un tranzistor extern bobina releului.

Editat Februarie 7, 2015 de modoran

[The Stressmaker]

(Eng): http://shaddack.twibright.com/projects/method_SimpleLiPolyOverdischargeCutoff/ vezi daca te ajuta. Se bazeaza pe tensiunea de prag a mosfet-ului ca sa tina acel mosfet activat. Acel grafic arata cativa mosfeti testati si am o mentiune acolo. Cand se atinge acel prag, mosfet-ul nu trece in starea off instantaneu ci exista cresterea progresiva a rezistentei acestuia lucru care, la curenti mari genereaza caldura. Poti sa adaugi un zenner in serie cu poarta iar in paralel pe poarta o rezistenta de descarcare (intre poarta si sursa) undeva intre 10 si 100 kohm si, in functie de zenner poti sa faci montajul sa declanseze la orice tensiune vrei, peste tensiunea de prag a mosfet-ului.

Parerea mea este sa incerci un artificiu. Construiesti 3 montaje identice, pentru fiecare celula cate unul, in care sa existe acel mosfet si ca sarcina (load) sa existe ledul unui optocuplor inseriat cu o rezistenta suficienta ca sa cupleze in montajul de protectie (poate fi un trigger schmidt care comanda un mosfet de putere sau un tranzistor npn care comanda un releu de 9V). Iesirile de la optocuplori le inseriezi si comanzi circuitul de oprire care poate fi un mosfet de putere sau un releu. Avantajul acestei metode este ca, prin alegerea corecta a mosfet-ilor se poate monitoriza individual tensiunea pe fiecare celula neexistand riscul ca o celula mai "slaba" sa fie descarcata sub limita cand se lucreaza la curenti mari. Prin adaugarea in serie cu ledul optocuplorului a unui led rosu obisnuit se poate face si o indicatie vizuala a starii celulei respective.

Pentru varianta ta cu releu incearca sa pui diode 1n4007 in serie cu bobina releului si astfel cresti tensiunea de declansare cu 0,7V pentru fiecare dioda adaugata in serie cu acel releu. Corespunzator creste si tensiunea de aclansare asa ca trebuie sa iei si acest lucru in calcul.

Parerea mea este ca aceste montaje cu mosfet au un avantaj. Consumul este infim cand intra in starea de protectie si nu descarca mai mult acumulatorul plus ca sunt componente uzuale.

Editat Februarie 7, 2015 de The Stressmaker

[ilzul]

O sa incerc mai intai varianta cu 1n4007, la asta cu inseriatul diodelor nu m-am gandit, am incercat doar sa inseriez rezistente si sa pun dioda de fly-back, dar nu era ceea ce voiam.

Draguta ideea si cu MOS, doar ca voi putea sa o incerc pe luni seara, deoarece magazinele de electronice din orasul meu sunt inchise.

 

Totusi, exista posibilitatea ca una-doua celule sa fie mai slabe? Voi folosi 2 grupuri, 3 celule in paralel in serie cu alte 3. Deoarece nu am nevoie de o tensiune foarte mare, le voi folosi la alimentarea unei placi arduino.

Editat Februarie 7, 2015 de ilzul

[ilzul]

Se pare ca metoda cu releu+diode nu mi-a dat rezultatul dorit...

Ce mosfet ati recomanda? Nu m-am mai jucat cu astfel de tranzistoare pana acum...

[The Stressmaker]

Ce am descris este o solutie simpla de circuit de protectie la elementele de acumulator in serie si care are avantajul de a nu consuma nimic cand tensiunea este sub cea de prag. Ati mentionat doua grupuri si presupun ca sunt doua elemente litiu in serie.

Exista posibilitatea ca o celula sa fie mai uzata sau, in functie de metoda aleasa, sa fie incarcata mai putin (daca una din celule are capacitatea mai mica ea fiind prima care se incarca atunci cealalta ramane incomplet incarcata si sfarsitul incarcarii este dat de aceea iar daca se face echilibrarea la incarcare atunci aceea se descarca prima).

Cat despre tranzistorii mentionati in link nu am testat decat cu irfz44n care are tensiunea de threshold in zona indicata in acel tabel, putin cam mare pentru un circuit cu multi mA (si la mine este un domeniu nou). Daca folositi optocuplor ca sarcina a acelui mosfet, cu acest tranzistor puteti indica sfarsitul incarcarii undeva la 3,1V. Asa ca, dupa parerea mea, conform tabelului, puteti folosi un irf510 si la 10mA prin optocuplor veti avea cam 2,75V tensiune de declansare. Tensiunea nu este aceeasi pentru diferiti mosfeti asa ca va trebui sa faceti o selectie a lor.

Nu ati mentionat aplicatia la care veti folosi acei acumulatori pentru ca fiecare metoda are avantajele si dezavantajele ei in functie de curent. De exemplu, daca folositi doar mosfeti ca circuit de protectie, ca in link, la atingerea tensiunii de prag acestia se vor incalzi destul de mult iar daca curentul este mare se pot defecta daca nu au radiator adecvat. Avantajul este simplitatea iar dezavantajul este ca exista doi mosfeti in serie, fiecare cu caderea lui de tensiune care poate fi apreciabila la curenti mari.

Varianta cu optocuplor foloseste mosfet-ul ca si comparator cu valoare fixa, tensiunea de prag, cu avantajul unei uniformitati mai mari a tensiunii de declansare pentru acelasi tip de tranzistor. La varianta cu optocuplor trebuie sa existe un alt mosfet care va comanda circuitul prin intermediul unui driver.

Daca doriti o tensiune fixa de declansare, aceeasi pentru toate elementele atunci va recomand varianta propusa de dl. modoran, cea cu comparator la care realizati doua module care vor lucra la fel ca si montajul cu optocuplor.

Folosirea optocuplorului rezolva multe probleme de adaptari la diferitele circuite mai ales ca tensiunea pe elemente nu este constanta.

Tinand cont ca tranzistorii n-mos au rezistenta mai mica in conductie, ii prefer pe acestia dar cu un dezavantaj. Acesti tranzistori, fara driver specializat, nu pot fi folositi pe bara de plus si asta inseamna ca solutiile simple de comanda sunt eficiente numai cu montarea lor pe bara de minus. Daca montajul permite acest lucru atunci nu sunt probleme.

PS: va recomand circuit de echilibrare la incarcare si o discutie interesanta despre acesta gasiti aici http://www.elforum.info/topic/93068-incarcator-li-ion/  unde la pagina 6 postul 84 gasiti o schema asemanatoare cu ce va trebuie dv. Trebuie doar adaptata la doua celule, se face destul de simplu.

[ilzul]

Tot in adresa precizata de dumneavoastra la pagina 16, postul #233, este o schema realizata de domnul QQme, care foloseste 2 tranzistori.

Schema functioneaza, cu toate ca mi-a dat batai de cap la inceput, pana mi-am dat seama ca sunt foarte importante ledurile si rezistenta lor de pe catod.

 

Video: https://www.youtube.com/watch?v=D5Hp09-vte0

Si in fuga am facut cablajul in eagle.

Editat Februarie 8, 2015 de ilzul