Galvanicky izolovaný zvyšujúci DC-DC menič

[Dusan61]

Tento menič chcem použiť ako balancer pre moju budúcu LI-ON 18650 batériu 40P/4S.
Robil som už pár pokusov s týmto DC-DC meničom a obvodom na zapnutie a vypnutie tohto meniče pri napätí ktoré si nastavím a vypnutie DC-AC meniča pripojeného na batériu pri poklese napätia na hociktorom článku pod nastavenú hodnotu.
Menič som skúšal pri napätí na vstupe od 3,5 do 4,5 V, na výstupe si môžem nastaviť napätie od 15 do 19 V, táto hodnota sa dá zmeniť zmenou odporového deliča. Prúdové obmedzenie je len na vstupe meniča, skúšal som aj prúdové obmedzenie na výstupe, no ukázalo sa, že je to zbytočné.
Menič som zaťažoval zatiaľ len žiarovku, poskladám si zopár batérii 18650 a vyskúšam ho zaťažovať aj do batérii.
Ako spínač som použil obvod MAX 923, jeden kanál zopína DC-DC menič a druhý bude odpájať záťaž od batérie pri poklese napätia pod nastavenú hodnotu na hociktorej batérii. Tieto napätia sa dajú nastaviť trimrom, každé zvlášť, taktiež sa dá nastaviť hysterézia medzi zapnutím a vypnutím.
Keďže moje oči a ruky sa nekamarátia s SMD súčiastkami, Preto skúšam takéto jednoduché zapojenie, ale na začiatok asi stačí.
Tu je pár obrázkov z pokusov, samotné zapojenie sem zatiaľ nedám, lebo to mám ako vrabčie hniezdo.

BALANCER_01.JPG

IMG_20181212_191754.jpg

IMG_20181212_192122.jpg

IMG_20181212_212249.jpg

IMG_20181212_193847.jpg

[? kodl69]

Super! Já s tím bojuju rok, složitý řízení a speciální součástky a pán si to zbastlí na koleně a funguje mu to
Mě to na bastldesce taky jede, ale na pěkné desce už ne...
Z čeho máš udělaný to trafo, tj jádro, mezera, počty závitů?
Ten odpor pod mosfetem slouží na proudový omezení, nebo je to jenom proti zkratu na výstupu?
Podle průběhu proudu na primáru se ti to tráfko těsně před vypnutím přesycuje, ale to je asi daný principem samokmit. měniče. Copak se asi stane, když o nějakou setinu zvětšíš vzduchovou mezeru?
Podle překmitu na primáru to taky chce doladit RC člen přes mosfet, ale to asi až na hotovejch deskách, stejně jako na místě D1 by to chtělo trochu onačejší diodu než 1n4148, na tu je to podle mě moc, spíš něco jako ES1D taky je za pár halířů.
Možná by to bylo zajímavý pohnat to pár kHz vejš, mohl by být větší proud.
Pokud na to nemáš autorský právo, tak bych to rád použil do balanceru řízenýho procesorem - ostatně možná trochu sofistikovanější řešení BMS než tem komparátor.
Ještě zkus otestovat, co se bude dít, když výstup připojíš k baterkám. Mě se to pořád nedaří umravnit. Jde o to, že napěťová zpětná vazba nezabere, ta je jenom ochrana pro odpojení od baterky, ale pojede to na maximální možnej proud, a to by měl omezit ten tranzistor u mosfetu. Mě to řídící LM3481 vypne pro nadproud a pak to zase nabíhá... To by mě zajímalo, jak bude fungovat tohle. Navíc by to mělo být hodný pro celkem velkej rozsah napětí, protože může začít některej článek balancovat mnohem dřív než ostatní...

[? vla]

Já jsem to pojal na úrovni svých minimálních elektro znalostí. Možná to někomu podobnému pomůže. Pořídil jsem trafo se sedmi sekundáry a za ně přijdou dc-dc měniče a asi nějaké diody na usměrnění těch primárů, takže konstrukce pro idiota. Jen mám projekt pozastaven na úrovni sehnaných součástek, protože se ukazuje, že balancování neměřených, použitých 18650 při dostatečném množství není za provozu nutné.

[Dusan61]

Super! Já s tím bojuju rok, složitý řízení a speciální součástky a pán si to zbastlí na koleně a funguje mu to
Mě to na bastldesce taky jede, ale na pěkné desce už ne...
Z čeho máš udělaný to trafo, tj jádro, mezera, počty závitů?
Ten odpor pod mosfetem slouží na proudový omezení, nebo je to jenom proti zkratu na výstupu?
Podle průběhu proudu na primáru se ti to tráfko těsně před vypnutím přesycuje, ale to je asi daný principem samokmit. měniče. Copak se asi stane, když o nějakou setinu zvětšíš vzduchovou mezeru?
Podle překmitu na primáru to taky chce doladit RC člen přes mosfet, ale to asi až na hotovejch deskách, stejně jako na místě D1 by to chtělo trochu onačejší diodu než 1n4148, na tu je to podle mě moc, spíš něco jako ES1D taky je za pár halířů.
Možná by to bylo zajímavý pohnat to pár kHz vejš, mohl by být větší proud.
Pokud na to nemáš autorský právo, tak bych to rád použil do balanceru řízenýho procesorem - ostatně možná trochu sofistikovanější řešení BMS než tem komparátor.
Ještě zkus otestovat, co se bude dít, když výstup připojíš k baterkám. Mě se to pořád nedaří umravnit. Jde o to, že napěťová zpětná vazba nezabere, ta je jenom ochrana pro odpojení od baterky, ale pojede to na maximální možnej proud, a to by měl omezit ten tranzistor u mosfetu. Mě to řídící LM3481 vypne pro nadproud a pak to zase nabíhá... To by mě zajímalo, jak bude fungovat tohle. Navíc by to mělo být hodný pro celkem velkej rozsah napětí, protože může začít některej článek balancovat mnohem dřív než ostatní...

Teraz mám trafo urobené z materiálu EF25 CF139 vzduchová medzera na strednom stĺpiku 0,5mm, číže celková 1mm. Dobre to funguje aj s materiálom EF25 3C90, stredný stĺpik nezbrúsený, medzeru som skúšal 0,2mm.
Primár má 8 závitov, drôt 6 x Ø 0,6, navinuté naplocho závit vedľa závitu. Skúšal som ho aj skrútiť, ale lepšie to funguje naplocho. Pomocné vinutie má 9 závitov Ø 0,6mm a sekundár 19 závitov Ø 0,8mm.
Najskôr som mal primár navinutý naspodku, no oveľa lepších výsledkov som dosiahol keď som primár rozdelil. Čiže 4 závity primáru naspodok, potom sekundár, pomocné vinutie a druhé 4 závity primáru. Trafo som niekoľko krát prevíjal, až to začalo aspoň takto fungovať.
Odpor pod mosfetom slúži ako prúdové obmedzenie.
Zmenou vzduchovej medzery sa mení prúd primáru, to ešte presne doladím, aby som dosiahol čo najlepší výsledok..
Áno ten RC člen bude treba ešte doladiť, ale to sa budem zabávať potom keď to trochu učešem, aj ostatné súčiastky možno trochu doladím. Pri zmene mosfetu je potrebné upraviť aj súčiastky okolo, ja som si namiesto odporov dal trimre, až som to doladil na čo najlepší výsledok, kondík som menil skusmo.
Testovať to budem aj na baterkách, len si musím niečo poskladať na testovanie. Zatiaľ som to skúšal zaťažovať len žiarovkou a odporom, keď odpojím záťaž, tak nastavené napätie na výstupe sa zmení o 0,02 až 0,04V a prúd na vstupe klesne na pár mA.
Toto zapojenie môžeš použiť, prípadne aj vylepšiť, ja autorské právo nemám. Ja som to sem dal preto aby to pomohlo aj niekomu inému, dúfam, že sa niekto neozve o autorské práva, poskladal som to podľa viacerých schém ktoré som našiel na nete.

[? kodl69]

dík za info, přesně ty první jádra mám koupený, vyzkouším to s malým mosfetem co mám k tomu LM3481, mělo by to fungovat taky. Podle hodnoty odporu pod mosfetem by to mělo ubírat někde na 14A (špička, ne průměr), asi jsi se k takovejm hodnotám nedostal. Ale po připojení na baterku to asi nastane, z optočlenu se nebude vracet nic, a veškerý řízení bude na tomhle snímacím odporu...

[? kodl69]

To Vla: pravděpodobně ti bude funkční. Mým záměrem kromě balancování je kompletní BMS, a hlavně "bez drátů" (milý Marconi, bez drátů pokud balancovací moduly přišroubuju přímo na články a komunikace bude jenom jeden drát, navíc signál přes optočlen, tak je podstatně menší pravděpodobnost, že se stane nejaká mimořádná událost oproti "drátovanýmu" systému.

[? kodl69]

To Dusan61: nezkoušel jsi náhodou jádro PC40? to prodává číňan za pár šupů, ale bez vzduchové mezery na středním sloupku, a neznám nikoho, kdo by mi ten ferit chtěl obrousit... Dělat mezeru jinde než na středním sloupku zvýší rozptyl trafa a tím sníží účinnost.

[Dusan61]

nezkoušel jsi náhodou jádro PC40?

Nie, také nemám, skúšal som len 3C90, stredný stĺpik nezbrúsený, medzeru som dal 0,2mm a tiež to celkom dobre fungovalo, ale účinnosť bola nižšia.

[? kodl69]

tyhle jádra jsou ve všech adaptérech k NB a vůbec 60-100W zdrojích z P.R.C. Rozdělat se to dá tak, že se to povaří v horké vodě, tím změkne ta zalívací hmota.

[Dusan61]

Touto cestou tu na fóre chcem niekoho poprosiť, či by navrhol spoľahlivý spínač na spôsob pána Zajíca http://www.zajic.cz/odpojprog/odpojprog.htm , ak sa niekto nájde spresním požiadavky.
Tento spínač chcem použiť na spínanie zvyšujúceho meniča v tomto príspevku.
Skúšal som v zapojení s meničom aj ten spínač s MAX 923, pri hysterézii 100mV to funguje dobre, no keď nastavím hysteréziu 50mV a menej, tak to zopína nespoľahlivo.

[? willcz]

Zkusil bych se inspirovat ve vlaknu o balancerech s MAX921.
S tim ze komparator kmital jsem lehce bojoval taky.
Problem je v citlivosti na napajeni. Zkus dat do napajeni komparatoru maly odpor, napriklad 10 ohmu a blokovaci kondenzatory az primo na komparator.
Vychazel jsem z nejake appnote kde to byl prave ten odpor v napajeni doporucovany.

[Dusan61]

Menič som už poskladal na plošáku, upravil som hodnoty niektorých súčiastok, aj zapojenie a na radu kodl69 som na obmedzenie prúdu použil namiesto odporu R5 prúdové trafo.
Aktuálne zapojenie meniča

Menič.jpg

Menič01.jpg

Plošák s meničom chcem pripojiť rovno na medené zbernice batérii.

Bat_18650.jpg

[? kodl69]

pěkný, na můj vkus velký, ale proč ne. Jakou to má klidovou spotřebu, tj s vypnutým měničem?
K čemu slouží to tlačítko?
P.S. místo max923 dej ATTINY a dva optočleny, a bude to aktivní BMS jak vyšitá. Nakonec to vyjde levněj než ten max923... Naprogramovaný attiny ti snad brzo bude moct někdo poslat...

[Dusan61]

Áno, je to dosť veľké, no ani som sa nesnažil robiť to malé. Ako píšem chcem to dať priamo na zbernice medzi batériami 18650 a tie budú medzi sebou vzdialené 20 cm, tak aj plošák bude mať dĺžku 20 cm.
Pri zablokovanom meniči to má spotrebu 2 mA, no to ešte môžem znížiť keď tam dám 1 mA ledku, alebo zmením samotné blokovanie meniča.
Tlačítkom si môžem ručne odblokovať menič.
Namiesto MAX923 tam chcem dať niečo iné, preto tam mám ten konektor, že spínač budem môcť vymeniť.

[? DanoP]

Jednoduchy priklad riadenia - signalizacia podpatie, balancovanie - sketch pre Attiny85 bez komunikacie.

CellBalancer_simple.zip

Rozlozenie pinov - fyzicky pre DIP 8, 1. je pri bodke a potom pokracuje proti smeru hod. ruciciek.
1. reset - nezapojene, pouziva sa BOD
2. nezapojene
3. napatie z delica 1:2 (20+20 kOhm) - meranie Ubat,
4. GND
5. referencne napatie 2048mV
6. signalizacia podpatia - aktivne je High, nastavene na 2500mV
7. zapnutie balancovania - aktivne je High, nastavene na 3450mV
8. napajanie

Meria kazdu sekundu, medzi meraniami spi, namerane hodnoty su spriemerovane (3 po sebe iduce, exp. priemer).

[Dusan61]

Ďakujem , takéto niečo potrebujem.
Jeden výstup použijem na ovládanie môjho zvyšujúceho meniča a druhý výstup použijem na odpájanie záťaže od batérii pri poklese napätia čo len na jednom článku celej batérie.

[? DanoP]

Doplnena indikacia behu LED na pin 2 (DIP 8), po starte zasvieti na 1s, potom kazdu sekundu blikne na 0.1s.
Sketch je tu

CellBalancer_simple.zip

signal na vystupe pre led vyzera takto

Output_pin2.JPG

[Dusan61]

Ďakujem,
do plošáku idem doplniť ledku a vyskúšam to aj s meničom.

[Dusan61]

Skúšal som spínač od DanoP v spojení s meničom a zatiaľ funguje bezchybne. Žiadne rušenie, žiadne náhodné zopnutie ako to bolo so spínačom kde som použil MAX923.
Spínač mam zatiaľ s referenciou LM4040BIZ-2.5, no mám objednanú REF3020, takú ako má DanoP, ale na 2,5V. Teraz som doplnil aj ledku, pekne si poblikáva ako píše DanoP.
Teraz menič zaťažujem len žiarovkou, no skúšal som aj do batérii. Batériu mam zatiaľ poskladanú zo starých batérií, len na skúšanie meniča.

Tuje nové zapojenie meniča aj so spínačom a prípravou na blokovanie meniča 230V pri poklese napätia na hociktorom bloku batérií pod nastavenú hodnotu (3,2V).

Menič_02.jpg

Prúd 3,6A a napätie 4,02V, merané na vstupe meniča

I_V_BAT.jpg

Prúd 0,8A a napätie 16,2V, merané na výstupe meniča

I_V_VYS.jpg

DanoP, ešte raz ďakujem

[Dusan61]

Už mám poskladané štyri zvyšujúce meniče, tak som ich vyskúšal na provizórne poskladaných starých batériách 18650 v zapojení 6P/4S. Napätie pri zapnutí balancéru dosť klesne, no keď to pripojím na batériu 80P/4S, tak to bude asi dobre.
Nastavenie balancérov:
- zapnutie meniča pri 4,07 V
- vypnutie meniča pri 4,05 V
- prúd z batérii na vstupe meniča 4 A
- napätie na výstupe meniča 16,2 V
- prúd do batérií 0,7 A
Batérie som nabíjal zo zdroja koncové napätie 16,2 V a prúdové obmedzenie 3 A.
Odoberaný prúd z batérii pri nečinnosti balancéra je 0,98 mA.

Tu som batérie nabíjal pri vypnutých balancéroch

Pri vypnutých balancéroch.jpg

Tu som batérie nabíjal pri zapnutých balancéroch

Pri zapnutých balancéroch.jpg

Tuje video z nabíjania pri zapnutých balancéroch
https://www.mojevideo.sk/video/2f60c/na ... 18650.html
https://www.mojevideo.sk/video/2f60d/na ... 18650.html