Добрый день!

У меня есть небольшая домашняя солнечная электростанция. И вот, в процессе эксплуатации возникла проблема с аккумуляторами, т.к. они уже не новые. На средних и больших токах заряда-разряда (5-20А) напряжение разбалансировки в плечах 24В 240А*ч достигает 1,3В!!! хотя допустимо 50-100 мВ, насколько я знаю... Если общее напряжение около 28 или более (при токе около 15-20), то на одной 14,8 (граница 14,6) а на другой 13,2!!! Тест батарей по отдельности показывает емкость около 70-80%. Покупать новые пока денег нет(((


На сайте была публикация от TI о балансировке литиевых АБ.

Я решил построить такое устройство для своей системы: два плеча по 12В. Но т.к. (внимание, господа!) я очень давно не паял, то прошу у вас профессиональной помощи.

Задачи, поставленные устройству:

1. Динамически балансировать АБ в зависимости от разницы напряжений между ними. Уравнивать внутренние сопротивления(?) в зависимости от токов.
2. Токи балансировки до 30-40А.
3. Быть максимально простой схемой с малым собств. потребелнием.

Я взял идею выходного каскада от TI. Т.к. я не знаю, как оно будет работать на больших токах и на каких частотах, скважности и т.п., то схему задающего генератора взял вот эту на микрухе ШИМ-регулятор KA7500В. И ко всему этому делу "придумал" входное сравнивающее устройство и логику защиты.


Принцип работы схемы(предполагаемый мною)

1. На микросхеме DD LM293 собрано входное сравнивающее устройство. Инверсный вход DD1 подключен через делитель на 2 к полюсам батареи а прямой вход к средней точке. Вых. DD1 и DD2 подключены к управляющим входам буферного парного быстродействующего ОУ на OPA564. А так же через логику строгой дизъюнкции к управляющему входу генератора(где этот вход, пока не придумал).

2. Если напряжение на -DD1 сместится "вниз", т.е. напряжение на верхней батарее станет больше, то DD1 перекинется "вверх" а DD2 "вниз". Откроется D3 и D4 закроется. На выходе дизъюнкции будет "1", т.е. генерация разрешена. Сигнал с генератора через буфер D3 начнет качать верхний транзистор и ток потечет из верхнего АБ в нижний.

3. Если напряжение на -DD1 сместится "вверх", т.е. напряжение на верхней батарее станет меньше, то DD1 перекинется "вниз" а DD2 "вверх". Откроется D4 и D3 закроется. На выходе дизъюнкции будет так же "1", т.е. генерация разрешена. Сигнал с генератора через буфер D4 начнет качать нижний транзистор и ток потечет из нижнего АБ в верхний.

4. Если вдруг случится неопределенность на входе компаратора, т.е. на выходах непонятно что или два нуля или две единицы, то на выходе дизъюнкции будет "0", т.е. генерация запрещена.

Теперь вопросы к Вам, уважаемые форумчане.

1. Будет ли данная схема в принципе работоспособна? Может что упростить/усложнить/поменять? Просто не хочется тратить время на нерабочую вещь...

2. Если DD и D3D4 подключу напрямую -24 +24, а дизъюнкцию с генератором через стабилизатор 10-12В относительно -24. Это будет нормально для раскачки вых. транзисторов (у большинства мощных полевиков 10В на затвор максимум)?

3. Где у генератора можно сделать вкл/выкл, на какой ноге? Например на 13 или на 3?

4. На вых каскаде резисторы R3 R4 по 4,7 Ом рекомендуют для снятия звона затвора. Как я понимаю они еще и ограничивать начальный ток затвора будут. Нужны ли они, если буфер имеет внутреннее ограничение вых тока?

5. Мощные полевики имеют емкость затвора 1000-3000 пФ. Какой номинал С1 С2 и R5 R6 выбрать? 10 кОм и 3,3 nF подойдет для частот до 200 кГц?

6. По какому параметру выбрать полевики: ток импульсный или постоянный? Т.к. это сильно повлияет на емкость затвора, и соотв. на рабочую частоту.


Очень жду Ваших советов!!!
С праздником Рождения Христова!

Расчет драйвера mosfet http://www.google.ru/search?client=o...iw=990&bih=537

Следует обратиться к статьям и публикациям по технологии PowerPump, помимо расчёта зарядного/разрядного тока, контроль температуры ячеек, вычисление заряда на ячейке, контроль количества заряда при зарядке/разрядке каждой ячейки, защита от перегрузки и короткого замыкания. Частота 200 кГц - соединительные провода должны иметь малую индуктивность. Дроссель на ток 40 - 100 А - не простой. Конструкция будет напоминать батарею для электромобиля - единый блок аккумуляторов с контроллером. На таких частотах и при таких токах, транзисторы стоят очень дорого, время нарастания/спада единицы нс. TL494 не обеспечит всех режимов зарядки/разрядки аккумуляторов. Для Вашего случая, нужно новый проект разрабатывать.

Спасибо за ответ. Буду изучать далее)

Согласен с Вами по поводу защиты от перегруза и КЗ. Возможно нужно добавить функцию регулировки тока балансирования или что-то в этом роде.

Так же очень весомое замечание по поводу частоты 200кГц и дросселя. Может рассчитать схему на 30 кГц ??? При таких частотах можно и провода обычные и к плате требование меньшее... Каковы вообще критерии выбора частоты для ШИ-регулирования??? Нужно тоже почитать.

Не согласен по поводу контроля температуры ячейки, т.к. зарядные/разрядные токи не превышают 20А(редко достигают), а для 200А/ч это нормально. Иногда в короткие периоды бывает 70А разряда, но это 5 мин максимум. Эксплуатация при комнатной температуре. Так же не понимаю необходимости вычисления заряда в ячейке и передаваемого, да и сложно это. Простого уравнивания напряжений мне кажется достаточно.

Вот прикинул на глазок максимальный ток балансирования. Например, при токе в 20 А разница напряжений 1,3В, что есть 26 Вт. Т.е. это та максимальная мощность(а скорее всего чуть больше половины этой мощности), которую необходимо перекачивать с одного АБ в другой. При среднем напряжении на одном плече 13 В имеем 2 А. Это ток, который должен без напряга выдерживать МОСФЕТ постоянно. Пусть ток будет 70А и разница напряжений 2В. Тогда нужно перекачивать не более 140 Вт. Это 11А максимум. Исходя из этого, транзисторы максимум 15А, а это сильно упрощает дело, если еще и частоту снизить)))

Спасибо что обратили мое внимание на расчет драйверов МОСФЕТ. В одном примере прочел, чтоб раскачать мощный транзюк с 5000пФ емкостью затвора, необходимо чтоб драйвер давал на выходе в импульс 25 А ток... Это так неслабо совсем...

Я так понимаю,что Вы считаете применяемые батареи априори согласованные по входящим банкам.

Цитата:

Сообщение от bravissimo

Я так понимаю,что Вы считаете применяемые батареи априори согласованные по входящим банкам.

Простите, не понял: что значит "согласованные по входящим банкам"?

Имею 4 одинаковых батареи по 120 А*ч 12 В. Две из них при последовательном соединении при заряде разряде различаются на 0,05-0,1 В. При подключении двух других параллельно каждому "нормальному" разбалансировка достигает 1 В и более. Если поменять местами "плохие" разбалансировка по модулю не меняется. Хотя емкость каждого в отдельности примерно одинаковая. Точных замеров не делал(может стоит сделать?)

Сейчас досконально изучаю оригинальные материалы по ПоверПумп, до пайки дело не скоро дойдет...

Цитата:

Сообщение от Akeksey Luman

Простите, не понял: что значит "согласованные по входящим банкам"?

Имею 4 одинаковых батареи по 120 А*ч 12 В.
Точных замеров не делал(может стоит сделать?)

В том смысле, что у Вас батареи не отдельные элементы, а именно батареи.
Т.е. в общем случае заряд-разрядные характеристики каждого элемента будут различны. В каждую батарею обычно стараются подобрать одинаковые элементы, но со временем они расползаются, что выражается в недозаряде/перезаряде/переполюсовке отдельных элементов в батарее.
Может я излишне умничаю, но в общем случае по идее м.б. заряд- разряд каждого элемента желательно вести раздельно, по крайней мере раздельно контролировать. Хотя еще раз повторюсь, возможно это излишнее теоретизирование.

Я согласен с Вами: может и какие нибуть баночки внутри подустали... Но как верующий человек, верую что все одинаково))

Знаю, есть промышленные устройства пассивной балансировки с током балансирования до 2 А для 2 В банок. На каждую баночку цепляется по приборчику.

Но это очень идеальный и дорогой вариант, собирать батарею из отдельных 2 В банок большой емкости с балансировкой каждого элемента... Может попозже и сделаю.