Prevod 24V>12V a balancovani baterii

[mypower.cz]

Ahoj. nemam patricne elektrotechnicke zkusenosti, ale porad me hloda myslenka na konstrukci "menice" DC napeti na 24V PB bateriich, kde potrebujeme ziskat 12V pro spotrebice v nejakem ne velkem vykonu, rekneme treba max 10A trvale (20A spicka), reálně tak 3A trvale.

Vim, klasicke DCDC menice berou 24V a spinanim a pomoci PWM a filtru na vystupu se napeti snizi. Dobre.

A ted mame dve řady 12V baterii. - svorky A, B a C.

A = kladný pól, řekněme +12V
B = střed dvou sériově propojených baterií, řekněme 0V
C = záporný pól, řekněme -12V

Dohromady mezi A a C je 24V, mezi A a B 12V a mezi B a C 12V v opačné polaritě než u A a B.

Tak tedy. Co nám brání mít svorku B trvale spojenu a druhý pól spínat dle výběru mezi A a C a to pouze toho silnějšího (tedy z pohledu absolutní hodnoty napětí). Pokud na AB bude 13.8 a na BC 13.9, zvolíme svorky B a C, dostaneme 13.9V a bereme je z té silnější větve baterií. Okamžitě jakmile se dostaneme lehce pod 13.8, opět přepínáme na svorky A a B, dostáváme opět 13.8V avšak pochopitelně v obrácené polaritě. Dostáváme tedy vlastně 12VAC s hranatým výstupem (otázka jak ostře bude řešeno spínání, takový bude výstup) o frekvenci tím vyšší, čím blíže budou baterky vybalancované (urcite bude vhodné stanovit i nejakou limitni frekvenci nad kterou uz nema smysl jit, pokud se to neomezi samo sebou pouzitymi soucastkami, nebo rychlosti(pomalosti) reakce baterii na pripojovanou zatez).

Tímto způsobem by docházelo k neustálému balancování baterií a to tak, že by se výkon nemrhal jako teplo (což se děje u klasických balancérů pro LiFe baterky) ale byl spotřebován jako DC spotřeba.

Pochopitelně je mi jasné, že výstup po usměrnění by byl s výpadky ovsem pri prepnuti z jedne vetve na druhou by napeti moc neposkocilo, protoze prepiname jen v momente kdy napeti na jedne z baterii stoupa, tak prepiname na tu silnejsi a zustavame na ni dokud se pomery neobrati. Krome usmernovace tedy potrebujeme na vystupu opet i filtraci.

Prosimvas muze nekdo elektrotechnicky zkusenejsi se mnou dat hlavu dohromady a rict mi bud proc je to dobry napad a zkusit mi to pomoci zrealizovat, nebo rici proc je to spatny napad a sdelit duvody proc to takto realizovat nejde/neni vhodne.

Moc diky za pouceni.

[drama]

Problém vidím v první řadě v přepínání - to bude to teplo, které produkují DC/DC měniče, v druhé řadě pak především s využitím tohoto "12V AC" s proměnnou frekvencí.

[mypower.cz]

No rele urcite nebude to prave .. to by cvakalo az by se to ucvakalo.. No prepinani elektronicke samozrejme, ale s tim ze jeden pol musi byt pevny a switchujeme mezi AB a CB, dostavame +12 & 0 a -12 & 0. Pak na vystupu takoveho prepinani bude 12VAC ktere se samozrejme musi usmernit. Pokud bychom prepinali oba poly, je velka sance ze se jeden neprepne, nebo prepne pozdeji. Kdyz prepiname jen jeden, tak k tomuhle erroru nema jak dojit ale samozrejme pak na vystupu mame 12VAC. Proste musi byt zajisteno ze prepiname jen jeden pol a ten pol to bere bud z tama nebo z tama. Jiny stav je proste poruchovy.

Jaky vliv ma frekvence prepinani na usmerneni? Po usmerneni z toho mame 12VDC samozrejme surovych a nefiltrovanych a promenlivych a necistych, mozna i s kratkymi vypadky.

Teplo, ktere produkuji menice je urcite mensi nez teplo, ktere produkuji balancery, ktere to promrhaji v odporu jako teplo.

Ohledne toho AC a libovolne frekvence.. ja mam audio bedny, ktere maji trafo s vystupem 12VAC (sinus dle vstupu ze site). Kdyz budu prepinat poly (rucne/spinacem/elektronicky) frekvenci takovou nebo makovou, vzdy bude v bednach fungovat jen jedna polovina usmernovace, ktera na vystupu udela 12V v jedne a te same polarite, necistych, neplynulych, ale od toho je tam za usmernovacem preci filtrace ne?

Nebavim se o frekvencich v radu khz, a uz vubec ne mhz, kde by se mozna mohly projevovat i jine jevy. Podivejte se na simulaci toho balancovani co mam na tom obrazku te moji chaty. To balancovani baterek zatim neni realne mereno, je to simulovano ale podle pohledu na voltmetr a delsiho pozorovani se to tak nejak cca chova.. To mame prepinani tak zhruba 0.001HZ az dejme tomu 5HZ max, neni duvod ani k vyssi frekvenci. Spinani ostre samozrejme. Zadne sinusovky tady neresime. Rychly ostry switch.

No jak rikam, nemam zkusenosti z analogovyma soucastkama. Musel bych to zkusit a par soucastek by mi asi shorelo. Treba tranzistor je pro me dodnes nepochopitelny. Neumel bych navrhnout spravne tranzistor do obvodu, nicmene vim k cemu tranzistor je a jak zhruba funguje, ale pouzit spravny typ a pouzit ho spravne aby fungoval proste toto je mimo mou praxi.

Nevim .. napriklad SSR rele je elektronicke spinani. Ja vim ze v tomto pripade je SSR rele jak kanon na vrabce a ze tady se asi pouzije neco co se nazyva MOSFET ale proste nevim jak to pouzit. Analogova elektronika je proste mimo muj obor. Nebo triak? Tyristor vede jen v jednom smeru a pro preruseni nestaci odpojit ridici elektrodu, to u triaku funguje nebo ten je odepnut tim jak spina AC tak v nule se rozpoji pokud na ridici elektrode uz neni napeti? Kdyby to byly hradla, logicke obvody, pameti, posuvne registry, multiplexery, procesory, tak to je jina, v tom jsem jako doma.. Obycejny tranzistor je na me proste zatim moc

No pokud kvuli tomu budu muset studovat polovinu oboru analogove elektroniky, tak na to patrne nenajdu cas a asi na to kaslu

pro celkové odepnutí této "šílenosti".

Co je sileneho na elektronickem prepinani dle silnejsiho zdroje tak ze vznika 12VAC, usmerneni a vyfiltrovani?

Jinak jeste k tomu co nazyvam balancerem.. Nebalancuju lifeypo. Chci to balancovat proto aby kdyz zatez bude dlouho na jedne pulce baterek tak to je spatne. Zatez by se mela rozlozit a vzdy vyuzivat tu silnejsi vetev cimz dojde pomalu k vyrovnavani obou vetvi baterii ve 24V zapojeni. Nebo taky ne, protoze zatez nebude dostatecne velka, ale rozhodne bych to bral z te silnejsi vetve kde je sance ze se nakonec preci jen dostaneme na stejnou napetovou uroven na obou vetvich.


A nebo jeste jinak.. Ne ze mame baterky.. ale mame 2 zdroje kdy jeden pol mame proste z urciteho duvodu povinne spojeny a pak mame 2 svorky kde si muzeme vybrat mezi +12&0 a -12&0 s tim, ze prave ta nula je spolecna pro oba zdroje. Mame vybrat vzdy ten zdroj, kde je rozdil potencialu vetsi. Prepinani mame resit elektronicky abychom neresili mechanicke prvky. Vystupem ma byt 12VDC o dostatecne stabilite a cistote. Ja bych to nenazval silenost ale seriozni zadani. Holt kdybych nestudoval stredni prumyslovou skolu kozarskou ale nejakou elektrotechnickou prumyslovku.. tak se tu na takove trivialnosti neptam

No a jeste jinak. Pokud by nekdo byl ochoten takove prepinani zdroju podle vyse uvedeneho navrhnout, kolik by si rekl za praci a kolik by staly soucastky?

EIDT: smarja - ja jsem hrozny spisovatel .. zas kilometr textu. No snad se to nekomu bude chtit cist.. Sorry ze tu pisu takove slohove prace

[drama]

Tak já to řeknu ještě jinak. Kvalitní DC/DC měnič má účinnost až 98%. Těch pár procent se ztratí právě na tom "přepínání". U Vašeho návrhu to nebude jinak. Takže vymezovat se proti DC/DC měničům nedává smysl. Na usměrňovacích diodách bude pokles napětí a další nezanedbatelné ztráty.

[rimi]

DCDC pekne stabilizuje napeti, rozdil 10 - 15V dela paseku. Taky pri pouziti PWM regulatoru se odfiltruje zvlneni pri odpinani panelu.

[mypower.cz]

DCDC menice jsou v poho .. nic proti nim. Me jen napadla tahle moznost switchovani, protoze by zaroven resila vybalancovani baterek, coz stejne budu muset beztak nejak resit a je mi lito to vysvitit ve 100W DC autozarovkach.

S temi usmernovacimi diodami, to je pravda. U takto maleho napeti by byly ztraty ovsem jsou opravdu tak drasticke? Ty moje audiobedynky maji taky usmernovac. Spotreba tech bedynek pritom neni nijak zavratna avsak pravda potrebuji ke svemu provozu nejmene 12.6V, pokud je napajim DC. Ze by to byla prave ta ztrata na tom usmernovaci uvnitr, ktery v tomto pripade jede trvale jen na jednu polovinu? Je to mozne ..

Napadlo me to s tim switchovanim asi tak, ze v baterkarne dole v suterenu mam z pohotovostnich duvodu pripojeny 12V DCAC 300W menic a na nem usporku - trvale vypnuto, ale pripojeno, kdyby nahodou. Kdyz se cokoliv stane, a je potreba rozsvitit a dole se z nejakeho duvodu nesviti, zapnu menic pripojeny krokosvorkama na jednu polovinu baterek a svitim po nezbytnou dobu treba opravy, nebo neceho takoveho. Tak se na to proste divam a rikam si kdyby se ty krokosvorky samy prehodily vzdy na tu silnejsi vetev .. to by nemylo marne .. bych tak srazil silnejsi napeti a tu energii mohl nejak vyuzit.

Asi hloupy dotaz, ale vzhledem k tomu ze jsem v oboru analogove el. lama, tak celkem pochopitelné: Mame tranzistor, ktery ma prechody NPN (nebo PNP). Mame diodu, ktera ma prechody PN. Jsou na tranzistoru na prechodu PN mensi ztraty nez na diode, ktera ma obdobne dva prechody? Pokud by polovodice mely takove ztraty, sly by vubec pouzivat v nizkonapetovych DC obvodech?

[drama]

Mate baterie zapojene takto http://www.vetrne-elektrarny.eu/akumulatory? Pokud jde o diodu on ten dynamicky odpor neni zas tak veliky. Jestlize tranzistor zapojite jako diodu tak tam bude stejny odpor, ale v jinem zapojeni to bude zase vsechno jinak. Ovsem spinani velkych vykonu obycejnym tranzistorem bude hodne ztratove.

[mypower.cz]

Mate baterie zapojene takto http://www.vetrne-elektrarny.eu/akumulatory?

ano - propojeny i stred skrz celou radu. Tak jak je to na obrazku akorat v mem pripade 12V baterky, takze 2 rady

Pokud jde o diodu on ten dynamicky odpor neni zas tak veliky. Jestlize tranzistor zapojite jako diodu tak tam bude stejny odpor, ale v jinem zapojeni to bude zase vsechno jinak. Ovsem spinani velkych vykonu obycejnym tranzistorem bude hodne ztratove.

Co se rozumi velkym vykonem? U tohohle zarizeni bych asi neocekaval odber vice nez 100W, dobra tak max 200W dejme tomu, spicka 300W ale jako pokud na tom bude povesena cela ma DC spotreba tak do 100W maximalne, trvale mych typickych 20-40W, vetsi spotrebu na DC tady ani nemam.

[drama]

No tak třeba něco takového jako http://www.easytherm.cz/index.php?id=155,145,0,0,1,0 by mohlo udělat to co chcete pokud možno s malými ztrátami.

[mypower.cz]

to vypada pekne .. jeste kdyby byla nejaka varianta, ktera by byla nikoliv spinaci, ale prepinaci, to znamena ze by byly 2 vstupni piny a jeden vystupni, to by bylo dobre. Mozna i takovy model existuje. No taky se to da resit logickym negovanim ridiciho signalu a dvema temito SOM rele i kdyz zase je to komplikace. Nesmi dojit k tomu ze se mi propoji kontakty A a C (B=0V) To je samozrejme zkrat na plnych 24V krmeny vsema baterkama a to rele by to asi odneslo okamzite.. U mechanickeho rele s prepinanim ta kotva je bud na jednom kontaktu nebo na druhem. Byt soucasne na obou jde pouze asi pokud by to rele uz bylo uplne ko svarene jak od svarecky.

ono vlastne ja si to muzu vyzkouset i s mechanickym rele. Proc vlastne ne, ze jo. Mechanicke rele ma prepinaci kontakty presne jak potrebuju. a jakmile by se to povedlo rozchodit s mechanickym rele, tak prejit na elektronicke by asi nebylo neresitelne, i kdyz negovani ridiciho vstupu u SOM rele znamena kraticky okamzik nez jedno rele stihne odepnout a druhe sepnout. Pokud by prvni odeplo az v momente kdy uz je seple druhe, tak to je pruser coz pisu vyse. Takze u tech elektronickych by se muselo resit i nejake zpozdeni.. to zase v tomto je pravda to mechanicke rele jistejsi.. i kdyz nadela vice "ramusu"... Ale zase musim pro jednu z poloh krmit civku toho rele, pokud nebude bistabilni, coz bych rekl ze krmit SOM rele muze byt mene narocnejsi nez krmit civku klasickeho rele. Nebo ze by ne?

hmhmhm