Mạch cân bằng pin

9

Tôi đang đối mặt với vấn đề sau đây. Tôi cần cấp nguồn cho thiết bị của mình (máy bay RC) với 2 bộ pin riêng biệt 12 V mỗi cái để mở rộng dung lượng. Kết nối chúng theo chuỗi sẽ không hoạt động, vì giai đoạn sức mạnh không được chuẩn bị cho điều đó. Khi tôi kết nối song song 2 bộ pin và có sự khác biệt về điện áp của chúng, chúng sẽ sạc lẫn nhau, do đó một dòng điện lớn sẽ chảy làm cho chúng phát nổ. Tôi nghĩ về một sửa chữa đơn giản cho điều đó, nó có thể nhìn thấy trong sơ đồ dưới đây:

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Với 2 điốt đó, tôi mất một số năng lượng khi sụt điện áp, nhưng không có dòng điện chạy giữa các pin. Điều gì xảy ra nếu tôi muốn thêm một mạch cân bằng "điện áp" ở giữa chúng? Hãy nói rằng nếu một pin có điện áp chỉ là 9 V, bởi vì nó được xả ra một chút, thì 12 V nên sạc pin với dòng điện được đặt bởi tôi, tức là tối đa 2 A. Người ta có thể thiết kế một mạch cho điều đó nhưng tôi sẽ mất một thời gian và nó không có giá trị cho ứng dụng này. Thay vào đó, tôi tự hỏi có sẵn IC như vậy không? Bộ sạc hai chiều của một số loại? Không thể tìm thấy bất cứ điều gì của tôi, nhưng có lẽ tôi không biết làm thế nào để đặt tên cho chúng? Tôi sẽ đánh giá cao tất cả sự giúp đỡ về vấn đề này.

— Łukasz Przeniosło
nguồn

Tôi đã bay máy bay RC, và chưa bao giờ thấy thiết lập của bạn. Thêm vào đó, 12 V là điện áp danh định kỳ lạ cho pin LiPo ... Chúng ta đang nói đến dòng điện nào?

— Vladimir Cravero

12 V chỉ là một ví dụ, nó là gói 3S 3.6V. Chúng ta đang nói về dòng điện cực đại 25A.

— Łukasz Przeniosło

4

"Mất một chút năng lượng" trong bối cảnh chuyến bay điện và dòng điện 25A là khá tai hại. Bạn nên cân các gói và mua một gói lớn hơn có cùng trọng lượng.

— Brian Drumond

1

Giải pháp tốt nhất cho vấn đề này là có hai gói giống nhau, sạc chúng vào cùng một điện áp, kết nối chúng song song, không bao giờ sạc riêng.

— Vladimir Cravero

1

@Bremen Chỉ khi pin thực sự mất cân bằng, sơ đồ diode sẽ giảm thiểu.

— David Schwartz

14

Bạn sẽ tốt hơn nhiều khi tạo ra các điốt lý tưởng bằng cách sử dụng MOSFET

Thay thế một Diode Schottky Power
MOSFET kênh N 20 kênh nội bộ
Giới hạn thời gian tắt 0,5μs Dòng lỗi tối đa
Dải điện áp hoạt động: 9V đến 26,5V
Chuyển đổi mượt mà không dao động
Không có dòng điện DC ngược

Nhưng giải pháp đơn giản nhất là Schottky Diode Array tốt hơn $ 6 với tản nhiệt

Đây là những cực âm phổ biến.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
nguồn

1

+1 nhưng đánh giá hiện tại cần phải cao hơn nhiều. OP đã đề cập đến dòng điện cực đại lên tới 25A.

— tangrs

Cầu MOSFE không tầm thường để đảm bảo chuyển trơn tru mà không dao động, nhưng cho điện áp thấp nhất. Là một bộ so sánh và bộ đếm thời gian được sử dụng để xác định công tắc nào sẽ hoạt động trong khi nguồn cung cấp và tải rất năng động. Nhưng cẩn thận, có thể nhận được nhà thủ công trên pin dự phòng. Các ô chính không được thoát dưới 9V pref. 10V

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@tangrs thực sự không rõ ràng từ các bình luận của OP cho dù 25A là dòng điện cực đại thời gian chạy hay dòng pin bị chập.

— Trevor_G

@Trevor từ kinh nghiệm cá nhân trong việc xây dựng nhiều máy bay trực thăng, không có gì lạ khi có hàng chục amps hiện tại liên tục. Những động cơ không chổi than này có thể tạo ra một

— đống rác

4

@tangrs ya Tôi không có kinh nghiệm trong lĩnh vực này, nhưng OP vẫn có thể ngắn gọn hơn. Dù bằng cách nào, thiết bị LTC hiển thị ở đây sẽ không hoạt động ở mức pin

— 3,5V

8

Sạc một pin từ pin kia sẽ dẫn đến giảm hiệu quả và thời gian chạy tổng thể. Hãy xem xét rằng năng lượng sẽ bị mất trong mạch sạc và tổn thất nhiệt của cả pin cung cấp năng lượng cho bộ sạc và pin được sạc.

Hiệu quả nhất là lấy năng lượng từ pin 'tốt'. Khi điện áp của nó giảm xuống mức của pin với điện áp thấp hơn, cả hai sẽ hỗ trợ tải.

Khi cả hai được sạc lên, sắp xếp diode của bạn sẽ hoạt động và là giải pháp đơn giản nhất. Với sự sắp xếp này, điện áp pin sẽ giảm ở cùng một tốc độ.

— Transitor
nguồn

Chỉ cần lưu ý về bao nhiêu năng lượng đang bị tiêu tán trên các diode. Không có gì lạ khi có hàng chục ampe được rút ra từ pin trong các ứng dụng RC.

— tangrs

5

Bạn nói rằng loạt ra ... nhưng có thể đã loại bỏ nó quá nhanh.

Bạn chưa thực sự chi tiết những gì giai đoạn năng lượng yêu cầu nhưng tôi giả sử trong câu trả lời này, nó mong đợi một số pin như điện áp. Bạn cũng đã đe dọa rằng việc nhân đôi là kéo dài thời lượng không tăng hiện tại.

Vì vậy, bạn có thể muốn xem xét việc đặt pin theo loạt và thêm một bộ biến tần buck-boost để điều chỉnh đầu ra cho điện áp cần thiết của bạn. Đây có thể là hiệu quả khá cao và sẽ cung cấp cho bạn điện áp cần thiết ngay cả khi pin đã giảm đáng kể dưới mức điện áp đầu ra cần thiết. Sức mạnh có được từ sau này có thể đủ để bù đắp cho những tổn thất trong cơ quan quản lý.

— Trevor_G
nguồn

1

Điều này thực sự có thể hoạt động (kết nối sê-ri), giả sử bộ điều khiển chuyến bay (trong tình huống này Pixhawk + trình điều khiển ESC chung) sẽ nhận thấy rằng điện áp cao hơn và sẽ giảm bộ điều khiển PWM cho BLDC tương ứng. Bộ chuyển đổi DC-DC không phải là ý kiến hay vì dòng điện có thể rất cao và trong trường hợp đó kích thước mạch DC-DC sẽ lớn do tụ điện và kích thước cuộn cảm.

— Łukasz Przeniosło

@Bremen yup rõ ràng kích thước và đặc biệt là trọng lượng là rất quan trọng trong ứng dụng này.

— Trevor_G

Với pin nối tiếp, pin yếu có thể bị điện áp ngược và bị hỏng. Tuy nhiên, bộ chuyển đổi DC-DC không cần phải nặng nếu nó chạy ở tần số cao, nơi máy biến áp có thể nhẹ.

— richard1941

2

Trong trường hợp của bạn, giả sử hai gói giống hệt nhau, tôi khuyên bạn nên xem xét đặt các gói song song, vĩnh viễn, để tạo một gói. Vâng, điều này có thể nguy hiểm, nhưng tôi nghĩ đó là giải pháp duy nhất sẽ thực hiện cho bạn.

Bạn chỉ cần đảm bảo rằng cả hai gói có cùng điện áp khi bạn đặt chúng song song. Cách dễ nhất để làm điều đó là bằng cách sạc đầy đủ cho cả hai, mỗi lần một lần, sau đó đo điện áp để xác nhận cuối cùng và đặt chúng song song. Nếu điện áp khác nhau 0,01V, đó không phải là vấn đề lớn.

Đó là loại thông thường với các gói pin RC để chấp nhận rủi ro hơn một chút so với chấp nhận được trong các lĩnh vực khác (chẳng hạn như các công cụ điện). Vì vậy, chỉ cần lưu ý rằng gói của bạn thiếu một chút trong các tính năng an toàn. Hãy đối xử với nó một cách cẩn thận và cố gắng luôn luôn chuẩn bị cho nó thông hơi hoặc bắt lửa. Sử dụng các kỹ thuật lưu trữ và sạc an toàn, vv

Lời khuyên này sẽ không áp dụng như lời khuyên thiết kế chuyên nghiệp cho các bộ pin khác (chẳng hạn như các gói được sử dụng cho các sản phẩm tiêu dùng thông thường). Những người cần nhiều tính năng an toàn hơn.

Chúc bạn bay vui vẻ.

— mkeith
nguồn

0

Nếu bạn đang sử dụng các gói năng lượng giống hệt nhau , giải pháp của bạn (hai điốt cực mạnh) là một giải pháp hiệu quả và đơn giản.
Trong sơ đồ của bạn, bạn đang hiển thị pin 12 V và 9V, chênh lệch 3V KHÔNG phải là "nhỏ". Trên thực tế, nếu bạn có các loại pin khác nhau như được hiển thị, điều xảy ra là chỉ có pin 12 V sẽ cung cấp năng lượng cho thiết bị của bạn cho đến khi điện áp của nó giảm xuống 9V. Sau đó, pin 9V cũng bắt đầu cung cấp năng lượng cho tải. Tuy nhiên, nếu máy bay trực thăng của bạn ngừng hoạt động ở 10V, pin bổ sung không có tác dụng, nó chỉ tăng thêm trọng lượng cho máy bay trực thăng của bạn!

— Chém
nguồn