1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9/10 9,00оценок: 10

Балансир для аккумуляторов

Тема в разделе "Бесперебойное (аварийное) электропитание", создана пользователем Grok65, 11.09.12.

  1. Grok65
    Регистрация:
    19.07.12
    Сообщения:
    644
    Благодарности:
    241

    Grok65

    электрик

    Grok65

    электрик

    Регистрация:
    19.07.12
    Сообщения:
    644
    Благодарности:
    241
    Адрес:
    Москва
    Балансир для аккумуляторов
    Ну вот вроде дозрел. Я надеюсь в этой ветке с общей помощью сконцентрировать знания и практику применения по балансировочным устройствам. Возможно если это будет кому нибудь интересно со временем попробовать углубиться и в теоретические вопросы по построению балинсиров.
    На начальном этапе, для того, чтобы все рассуждения были более предметны, предлагаю рассмотреть а по возможности и повторить балансир, собранный мной для использования совместно с последовательной цепью до четырёх кислотных аккумуляторных батарей.
    Принципиальная схема представлена на рис. 1
    [​IMG]
    рисунок 1.

    Фактически эта схема реализует функции мощного стабилитрона. При превышении заданного напряжения транзистор Т1 открывается и ток начинает течь через нагрузку L1. Лампа в данной схеме была использована как нелинейная нагрузка, с целью облегчить работу ЗУ.
    На втором рисунке изображена печатная плата со стороны элементов.
    [​IMG]
    Рисунок 2.
    Внешний вид готового устройства представлен на рисунке № 3.
    [​IMG]
    Рисунок 3.
    Собранный балансир находиться в работе уже несколько дней, за это время ему удалось ликвидировать разбаланс четырех батарей величиной в 1В. В настоящее время ни один прибор имеющийся у меня в наличие не показывает ни какой разницы. Самый точный прибор проводит измерения напряжения с точностью до 0.001В.
    На данном этапе обсуждений, с целью подтверждения моих результатов вижу только вариант многократного повторения этого балансира и испытания в различных условиях.
    Напомню что количество подключаемых батарей зависит от количества соединенных последовательно звеньев изображенных на схеме (рис. 1).
    Жду Ваших советов и замечаний. :hello:
     
    Grok65 , 11.09.12
    #1 + Цитировать
  2. Kolhoz
    Регистрация:
    25.06.09
    Сообщения:
    706
    Благодарности:
    710

    Kolhoz

    Живу здесь

    Kolhoz

    Живу здесь

    Регистрация:
    25.06.09
    Сообщения:
    706
    Благодарности:
    710
    На вид сказочно простая схема.
    К принципиальной схеме хорошо бы объяснение для обычных людей типа меня.
    Мне не совсем понятно для каких именно кислотных батарей. Для банок по 2В или для 12В акков. И какой максимальной емкости могут быть акки с этим балансиром?
    Какая лампа? 20Вт это понятно, вольт 12?
    И что именно подстраивать подстроечным резистором.
    Я так понимаю, что при перезаряде одного из последовательных акков, допустим больше 14,5В включается лампочка, что понижает силу зарядного тока на нем, допустим на 1,5А.
    И сколько оно ест (когда лампочка не горит). Для альтернативок важный вопрос.
     
    Kolhoz , 11.09.12
    #2 + Цитировать
  3. HouzeR
    Регистрация:
    06.11.11
    Сообщения:
    1.266
    Благодарности:
    499

    HouzeR

    Живу здесь

    HouzeR

    Живу здесь

    Регистрация:
    06.11.11
    Сообщения:
    1.266
    Благодарности:
    499
    Адрес:
    Ё-burg
    Надо схемку на полевиках и микроконтроллере, чтобы воздух не греть. имхо
     
    HouzeR , 12.09.12
    #3 + Цитировать
  4. jumper_at_home
    Регистрация:
    24.04.10
    Сообщения:
    214
    Благодарности:
    309

    jumper_at_home

    Живу здесь

    jumper_at_home

    Живу здесь

    Регистрация:
    24.04.10
    Сообщения:
    214
    Благодарности:
    309
    Адрес:
    Иваново
    Ее потребление при потушеной лампе микроамперы, а при включенной все равно какое :)
    Схема гениальна как все простое. Ей сто лет в обед. Называется шунт-регулятор. Типовая схема включения (а у товарища выше именно она) есть в даташите на TL431. Там же расчет сопротивлений (R1 и R2+R3) задающих порог сработки.

    Ставить в качестве ключа полевик смысла нет (ну разве что вообще за тысячные процента КПД бороться), а микроконтроллер тем более.
     
    jumper_at_home , 12.09.12
    #4 + Цитировать
  5. Grok65
    Регистрация:
    19.07.12
    Сообщения:
    644
    Благодарности:
    241

    Grok65

    электрик

    Grok65

    электрик

    Регистрация:
    19.07.12
    Сообщения:
    644
    Благодарности:
    241
    Адрес:
    Москва
    Спасибо за замечания, все исправления и дополнения буду вносить по мере поступления.
    Отвечаю:
    1. Данная схема рассчитана на рабочее напряжение в диапазоне 12 - 15 вольт. Таким образом путем подстройки её можно использовать для любых аккумуляторов работающих в этом диапазоне.
    2. Емкость для данного устройства значения не имеет, просто будет изменяться временной интервал отработки до полного устранения разбаланса.
    3. Мощноть лампочки определяет для себя каждый сам, это зависит от тех токов балансировки которые он хочет получить.
    4. Балансир предполагается использовать в процессе подключения батарей к ЗУ, которое может обеспечивать режимы длительного поддерживающего заряда. У всех типов батарей величина напряжения поддерживающего заряда разная, так вот регулировку этой величины и обеспечивает R3. Вообще эта схема пригодна для всех типов АКБ, необходимо только пересчитать цепи управления. Формула довольно проста, Uват. = 2.5*(1+(R1+R3)/R2). Таким образом минимальное напряжение которое может быть это 2.5В. Это ограничение не позволяет применять эту схему для отдельных банок напряжение у которых ниже 2.5В.
    ПО ЭКПЛУАТАЦИИ:
    1. Не удивляйтесь, но лампочка в режимах балансировки загорается как правило на очень короткое время, где то минут на 10 -20. Если она продолжает гореть очень продолжительное время, то это повод побеспокоиться о здоровье батареи. Это побочный диагностический эффект балансира.
    2. Это устройство при использовании без ЗУ нуждается в постоянном контроле, так как пассивный режим предполагает постоянный разряд батарей. Да токи в конце балансировки очень маленькие но они есть это от 1 до 10 милиампер, это зависит от качества элементов использованых при сборке.
    3. При работе балансира тепла практически не выделяется, на фото готового устройства видно какие маленькие радиаторы стоят на транзисторе. Они практически не греются даже когда лампочка светит в полную силу, смысл использования полевика сам собой отпал.
     
    Grok65 , 12.09.12
    #5 + Цитировать
  6. HouzeR
    Регистрация:
    06.11.11
    Сообщения:
    1.266
    Благодарности:
    499

    HouzeR

    Живу здесь

    HouzeR

    Живу здесь

    Регистрация:
    06.11.11
    Сообщения:
    1.266
    Благодарности:
    499
    Адрес:
    Ё-burg
    Эт как это "все равно какое", энергию лампочки берут из воздуха? :)
    Для зарядки от резетки может и нормально, а вот альтернавивщикам думаю будет не айс, где каждый квтч на счету.
     
    HouzeR , 12.09.12
    #6 + Цитировать
  7. Sliderrr
    Регистрация:
    12.05.12
    Сообщения:
    124
    Благодарности:
    117

    Sliderrr

    Живу здесь

    Sliderrr

    Живу здесь

    Регистрация:
    12.05.12
    Сообщения:
    124
    Благодарности:
    117
    Адрес:
    Ом
    Отличное решение! Да, тема хорошая, для заряда АКБ, и очень простая. Универсальную, и разряда тоже, хотел на микроконтоллере типа atmega сочинять + дисплей. Ибо неуверен в распределении фактических ёмкостей АКБ, и был случай, когда запитал вентиляторик охлаждения от серии батарей 12 вольт (одного из 2 плеч в 24 вольтовой системе). Так он (0.1ампера) внес большой дисбаланс когда инвертор высасывал последнее со всех АКБ, получилось одно плечо ушло меньше 10в, а другое было ещё бодрячком. (/пришлось 2 последовательно 12в вентилятора на все 24в включать. Ибо как то он и при полном заряде тож вносил дизбаланс).
    Grok65, судя по печатной плате, у вас в сумме 48ми вольтовая система? И как я понимаю настраивать все надо на срабатывание в 14,4в (или чутка поболе 14,7в). Если контроллер к примеру, при прохладе, максимально заряжает до 28,8 (в идеале14,4+14,4) и потом скидывает на поддержание в 27,6в. Да и перезарядом чаще приходится сталкиваться чем с полным разрядом.
     
    Sliderrr , 12.09.12
    #7 + Цитировать
  8. jumper_at_home
    Регистрация:
    24.04.10
    Сообщения:
    214
    Благодарности:
    309

    jumper_at_home

    Живу здесь

    jumper_at_home

    Живу здесь

    Регистрация:
    24.04.10
    Сообщения:
    214
    Благодарности:
    309
    Адрес:
    Иваново
    При включенной 20-ти ваттной лампочке на биполярном транзисторе будет падение 0,7В (типичное)

    Если балансир отстроен на 14,4В то ток через лампу I= P/U=20/(14,4-0,7)= 1,45A при этом на транзисторе будет рассеиваться ~1Ватт при включенной лампе.

    Но так как выбран способ регулирования (балансирования) шунтом, смысла ловить эти Ватты никакого. Они все равно в воздух. Тут надо для себя решить либо балансировать АКБ другими методами либо забить болт на эти 84 (макс) бездарно потеряных Ватт.
     
    jumper_at_home , 12.09.12
    #8 + Цитировать
  9. aostspb
    Регистрация:
    31.08.11
    Сообщения:
    2.400
    Благодарности:
    787

    aostspb

    Живу здесь

    aostspb

    Живу здесь

    Регистрация:
    31.08.11
    Сообщения:
    2.400
    Благодарности:
    787
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Сразу возникает вопрос - где можно заказать штучное изготовление PCB для такого балансира, чтобы оно было экономически рентабельно?

    Да, и на схеме рис1 маркировка транзисторов несколько странная. :)
     
    aostspb , 12.09.12
    #9 + Цитировать
  10. cthutqs
    Регистрация:
    22.06.09
    Сообщения:
    870
    Благодарности:
    958

    cthutqs

    Живу здесь

    cthutqs

    Живу здесь

    Регистрация:
    22.06.09
    Сообщения:
    870
    Благодарности:
    958
    Адрес:
    Россия
    Доброго всем времени суток господа. Ну чего на бедного Grok65 набросились. Человек сделал под свои потребности балансир, у него всё работает и самое главное ЕГО всё устраивает! Поделился схемой с народом, а вместо того чтобы просто сказать спасибо начинаете клевать, ну предложите что то своё, но РАБОТАЮЩЕЕ! А схемка действительно простейшая. Повторить кому надо сможет каждый, плату не обязательно травить, можно дорожки вырезать ножом, в глубокой молодости так и делали. Всем удачи! Автору респект!
     
    cthutqs , 12.09.12
    #10 + Цитировать
  11. aostspb
    Регистрация:
    31.08.11
    Сообщения:
    2.400
    Благодарности:
    787

    aostspb

    Живу здесь

    aostspb

    Живу здесь

    Регистрация:
    31.08.11
    Сообщения:
    2.400
    Благодарности:
    787
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Значит мне "не надо", но ножом в 21-м веке, при наличии сервиса "изготовление платы по чертежу", я плату резать не буду.

    Для "повторить кому надо" - проще оценить количество желающих и заказать партию плат: тогда хотя бы в этом не будет ошибок. :)
     
    aostspb , 12.09.12
    #11 + Цитировать
  12. Kolhoz
    Регистрация:
    25.06.09
    Сообщения:
    706
    Благодарности:
    710

    Kolhoz

    Живу здесь

    Kolhoz

    Живу здесь

    Регистрация:
    25.06.09
    Сообщения:
    706
    Благодарности:
    710
    Забить болт.
    Лампа включается только при перезаряде. Мы спасаем акк, точнее цепочку акков при небольшой потере в момент "активной фазы балансировки". Которая наступает, по заверениям разработчика не так часто.
    Фотки в соответствующую папку я уже положил.
    Автору темы большое колхозное спасибо.
    Только нужно внести ясность с транзистором - какой там стоит, "кт583а" нет в природе (по заверениям яндекса). МБ имелось ввиду КТ 853 А?
     
    Kolhoz , 12.09.12
    #12 + Цитировать
  13. Weis
    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.119
    Благодарности:
    2.433

    Weis

    Живу здесь

    Weis

    Живу здесь

    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.119
    Благодарности:
    2.433
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Забить и забыть. На маломощных системах (12 В) такой балансир не нужен, а на мощных потеря не существенная.
    Вот как бы еще температурную компенсацию напряжения срабатывания балансира ввести?
     
    Weis , 12.09.12
    #13 + Цитировать
  14. Grok65
    Регистрация:
    19.07.12
    Сообщения:
    644
    Благодарности:
    241

    Grok65

    электрик

    Grok65

    электрик

    Регистрация:
    19.07.12
    Сообщения:
    644
    Благодарности:
    241
    Адрес:
    Москва
    Наконец добрался до компа. Всем доброго времени суток. Конечно КТ853А, рисовал ночью мог что угодно перепутать. Кстати на рис. 2 написано все правильно.
    В Вашем случае напряжение на балансире нужно выставлять 27,6/2 В. иначе он работать не будет. Если поставить напряжение окончания полного заряда 14.4В то при переходе в поддерживающий режим, за счет значительного снижения напряжения на АКБ до 13.8 балансир просто не выйдет на режим балансировки.
    Я тоже считаю что здоровье аккумулятора гораздо дороже потерянных 10 ват в сутки.
    Производство плат пока не планировал, неизвестно куда их потом девать. А вот если кому понадобится то файл с разводкой в формате lay. могу выложить.
     
    Grok65 , 12.09.12
    #14 + Цитировать
  15. Weis
    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.119
    Благодарности:
    2.433

    Weis

    Живу здесь

    Weis

    Живу здесь

    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.119
    Благодарности:
    2.433
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Кто набросился? По моему идет обычное обсуждение. ТС сам сделает выводы о полезности тех или иных замечаний и предложений.
     
    Weis , 12.09.12
    #15 + Цитировать