Свежие обсуждения
Источники питания

Мониторинг тока заряда и разряда литиевых элементов

1 5 8

Можно поставить датчик тока в разрыв питания заряда аккумулятора перед точкой подсоединения VT1 к аккуму. Тогда ток будет только в одну сторону, коммутация не нужна, но нужен дифф усилитель датчика тока заряда.

 

TOV: И где тут Iзаряда и Iразряда? Это разные токи и они не равны. Uакб во время заряда задается источником напряжения и его находить не надо, оно известно.
Iразряда = Urразр/Rразр

Ну могу только сказать что очки протрите, шунт для заряда... на нём падение напряжения...

 

Т.е. надо мерять напряжение на шунте заряда?
Так: Iзаряда = Urзаряда/Rзаряда ?
Или как? Формулу напишите уже, чего пальцы гнуть попусту.

 

Дожились, закон Ома начинаем обсуждать...

 

ВиНи: Решается это просто с помощью диодного моста, через который подключается датчик тока в виде резистора. Предвижу громкие возражения, что при такой схеме возрастают потери. Но за простое решение приходится чем-то платить. Вот и в этом случае плата получается ценой увеличения требуемого напряжения на источнике заряда. Не больно-то и дорого!

Промоделировал этот вариант.
Нормально работает. Нелинейность маленькая (0,02%), зависимость от темперптуры мизерная (-20мкА/°C).
Недостаток - рассеиваемая мощность. При токе 2,5А на диоде выделяется 1,2Вт. Работают одновременно два диода - в итоге 2,5Вт куда-то нужно рассеивать.
А я ещё собирался работать с токами до 5А.
Не реально...

Диоды, естественно, Шоттки - на 3-5А. По цене получается как и вариант "прецизионного двухполупериодного выпрямителя" на 3-х ОУ (ОР07), но с ОУ нет таких потерь.
Даже если взять более дорогие диоды, то выгрыш не большой - не менее 0,8Вт на диод.

В общем, вариант с диодами, пожалуй, не подойдёт...

 

DWD: Не реально...
Очень странный ответ на реально работающий вариант!
Я такую схему измерения использую в своих источниках более 10 лет, поскольку для источника с изменяемой полярностью более простого решения не нашёл. А где простота, там и надёжность выше.
Для космического использования конечно КПД очень важен, но и там надёжность на первом месте. А если за потерю 5 Вт мощности серьёзная расплата не последует, то и огород городить не стоит.

 

Простите, вмешаюсь.
Литий-полимерные аккумуляторы используются в коптерах от DJI.
Там внутри целый компьютер. Можно даже задать срок разряда до 50% при хранении.

 

ВиНи, ни чего странного.
Вариант рабочий, но мне он не подходит из-за сильного нагрева диодов.

 

В общем, решил я делать коммутацию выводов датчика тока.
Микросхема коммутатора стоит столько же, сколько и прецизионный ОУ, но с коммутатором потребуется один ОУ вместо трёх без коммутатора. Так что на треть дешевле.

Но самое главное - в схеме всё равно есть сигнал переключения заряд/разряд, так что ни чего особенного не потребуется.

Вариант схемы одного канала на рисунке (кликабельно):

 

Кратенькое описание...

На ОУ DA1 выполнен дифференциальный усилитель напряжения с датчика тока R38. Коэффициент усиления 100. На датчике напряжение 50мВ при токе 2,5А. С этого усилителя снимается напряжение, пропорциональное току АКБ как при заряде, так и при разряде и подаётся для обработки в МК.
Напряжение с датчика тока в режимах заряд/разряд коммутируется переключателем DD1. Им же переключается напряжение установки тока заряда или разряда либо на ШИМ контроллер зарядки (DA2-DA4), либо на источник тока разрядки (DA5,VT8).
Датчик тока разрядки - резистор R32.

ШИМ контроллер DA4 имеет тлько один вход ОС, по этому его внутренний ОУ ошибки отключен диодом VD4, и используются внешние уилители ошибки напряжения (DA2,VT2,VT3) и тока (DA3,VT1).

При зарядке источник тока разряда блокируется транзистором VT5.
При разрядке ШИМ контроллер глушится транзистором VT4.

В применённом ШИМ контроллере зарядки, при его выключении, закрывается транзистор верхнего плеча VT6 и открывается транзистор нижнего плеча VT7, по этому требуется как-то устранить разряд АКБ на выключенном стабилизаторе.
Простейший вариант - диод (нарисован параллельно транзистору VT8). Но на диоде выделялась бы приличная мощность при заряде, по этому вместо диода применён ключ на транзисторе VT8. При заряде он открыт полностью и на нём падение напряжения небольшое.

А так как при выключенном стабилизаторе транзистор его нижнего плеча всегда открыт, то этот же ключ VT8 одновременно работает в схеме источника тока разрядки на ОУ DA5 с датчиком тока разряда R32.
При разряде минус АКБ подключен к корпусу через открытый VT9 и датчик тока R38, а плюс - через регулирующий VT8, дроссель L1, открытый VT7 и датчик источника тока R32.

На транзисторе VT9 выполнена схема защиты от переполюсовки АКБ. Если АКБ подключить наоборот, то VT9 закроется и защитит схему от КЗ.
С минуса АКБ снимается сигнал "Переполюсовка АКБ". При переполюсовке минус АКБ будет подключен к минусу схемы, а повисший "в воздухе" плюс - через ограничительный резистор на вход МК для отработки и индикации.