In den letzten Tagen habe ich ein bisschen
weitergebastelt, viel gerechnet,
und einen zweiten Prototyp-Balancer aufgebaut.
Zwar noch nicht mit den endgültig geplanten ICs,
aber schon mal mit der vorgesehenen Beschaltung.
Mittlerweile ist die Schaltung schon mal
durchgemessen worden. Alles bestens!
Mit 4-fach OP aufgebaut,1,2VReferenz
Eingangsspannungsteiler gesamt 3K also 1,1mA
Messtrom Schaltschwellen 2,20v; 3,50V 3,60V
Genauigkeit besser als 0,01V (10mV!)
eingestellt mit "Standardwiderständen"
2Meldeschleifen:Störung (Über oder Unterspg.)
und Balancer arbeitet über 30%.
wird zusammengefasst zu "alle arbeiten"
(hierzu demnächst mehr)
Problemlos (fast) auf andere Werte abgleichbar
Gesamtstromaufnahme ca 2mA in Ruhezustand,
d.h. Bereit, aber zwischen 2,2 und 3,5V
Für 100Ah Akkus kein Problem
auch nicht bei Meldung Unterspannung!??
Die sollte ja eh nicht lange anstehen.
Die Meldung an sich braucht praktisch
keinen Strom,aber eine völlige Abschaltung
bei Unterspannungist nicht vorgesehen.
Es gibt Operationsverstärker, die bereits ab 1,8V
zuverlässig arbeiten.Schwieriger ist es schon
mit Referenzspannungsquellen.
Solche mit Eingang, GND und Ausgang
laufen meist erst ab 3V. Dreimal dürft Ihr
raten, warum bei G_F die Abschaltung
bei 2,2V über ein getrenntes IC erfolgt...
Ich habe aber was passendes gefunden!
Das ist verwendbar, weils nur 2-Polig ist.
Von 0,5-10mA 1,24V +- 0,5% das sollte
reichen. Das mit dem Stromverbrauch ist
so eine Sache.... Da der Balancer immer
eingeschaltet ist, muss die Stromaufnahme
minimal sein.Größtes Problem ist der
Eingangsspannungsteiler.
Gar nicht so einfach zu berechnen, und dann
sollen die nötigen Widerstände auch noch
handelsübliche Werte haben.
Poti ist nicht! Das kann sich verstellen!
Hier gehts "ganz genau"
Und wegen des Stromverbrauchs darfs nur
ein einziger Spannungsteiler sein.
Wie rechnet man so was aus?
Referenzspannung ist 2,24V.
Ich brauche also eine Reihenschaltung,
bei der ich bei meinen gewünschten
Schaltschwellen von 3,6V; 3,5V;und 2,2V
irgendwo meine Spannung von 1,24V
anliegt. 3,6V ist etwa 3 x 1,24
gewünschte Stromstärke ca 1mA.
Also der erste Widerstand passt mit
1K. Es stellte sich aber 1,1k als besser
passend heraus.
Ich hab grad die Werte nicht zur Hand,
aber Jetzt weiss ich, welcher Strom
fliessen muss, damit bei 3,6V an
1k1 1,24V anliegen. Daraus ergibt sich
der Gesamtwiderstand.
Hieraus kann ich berechnen, welcher Strom
bei 3,5V und bei 2,2V fliessen muss.
Aus diesen Werten ergibt sich der nötige
Widerstandswert für 1,24V Spannungsabfall.
Ergebnis war letztlich:
erster Widerstand:1k1 (3,6V)
zweiter Widerstand 33R (3,5V)
dritter Widerstand 660R (2 x 330R, 2,2V)
vierter Widerstand 1500R (Vorwiderstand)
damit waren die Schwellen 0,08V zu hoch,
also noch 30k parallel zum 1500R
und es passt perfekt.
Im Grunde genommen habe ich jetzt
nur die Funktion des Seiko-ICs nachgebildet,
aber eben mit den von mir gewünschten
Schaltpunkten. Der MOSFET schaltet sauber,
auch ohne spezielle Treiberstufe.
Eine weitergehende Regelung ist nicht nötig.
Es ergibt sich ganz automatisch eine
Taktung und das genügt in dem Fall.
Die Meldungen für Über- und Unterspannung
habe ich auf eine zusammengeführt,
das sollte auch reichen.
Für die Meldung, ob der Balancer arbeitet
habe ich mir was besonderes einfallen lassen.
Das Signal, das den MOSFET des Balancers
ansteuert geht auch über einen
hochohmigen Spannungsteiler auf einen
Kondensator, dessen Spannung
gewissermaßen das Impuls-Pausen-
Verhältnis des Balancers darstellt.
Da ohnehin der vierte OP nicht
anderweitig benutzt war, kann ich damit
feststellen, wann der Balancer zu
etwa 30% arbeitet.
Ich werde dieses Signal nutzen,
um den Ladevorgang zu beenden
sobald der letzte Balancer beginnt
zu arbeiten. Dann ist auch der
letzte Akku voll.
soviel heute zur Balancerschaltung.
Ich denke mal, die bleibt so!
Nächstes Problem:
Wie kann ich ausgeben, welche
Zelle Alarm ausgelöst hat?
Das geht mit einem Satz Steuerleitungen.
Aber das soll jetzt keinen Strom fressen!
Zumindest nicht im Ruhezustand
und bei Unterspannung!
Das wird interessant!
Optokoppler scheiden schon mal aus.
Es gibt aber von Analog Devices
die "ADUM"-Serie!
Das sind Induktiv gekoppelte ICs!
Wie winzige DC-DC-Wandler mit
ein- und Ausgängen!
Damit könnte ich leistungslos eine
Meldung isoliert rausschicken
und auch rein!
Leistungslos soll in diesem Fall heissen,
dass Die Energie nicht aus dem Balancer
kommt, sondern aus der Auswerteeinheit.
Aber da MOSFETs ja nicht über die
Stromstärke sondern über die
Spannung am Gate gesteuert werden,
braucht ein Mosfet wenn er erst
mal angesteuert ist praktisch
keine Energie damit er durchschaltet.
Ich will die Auswerteschaltung
ja mit dem 12V Bordnetz betreiben.
Ich denke da ganz besonders
an den ADUM5201 bzw 5401
bzw 5403 oder 5404
Das sind ein bidirektionale
Isolier-koppler mit DC-DC-Wandler!
Was bedeutet das?
ganz einfach: Das Ding wird auf einer
Seite versorgt mit 5V, auf der anderen Seite
kommen 5Vraus und zwar galvanisch
getrennt bis 2500V Isolationsspannung.
Zusätzlich gibt es noch zwei (bzw.4)Datenkanäle
in verschiedene Richtungen je nach Typ.
Wenn nun die Versorgung von aussen käme
also aus der Auswerteeinheit dann könnte ich die
Stör- etc-Signale auf den Balancerboards
mit Mosfets leistungslos schalten. Die
Balancer können ihre Meldungen an die
Auswerteschaltung senden, und ich könnte sogar
auf die Kette aus Mosfets für die Störschleife
verzichten.
Das wäre also der ADuM5403 bzw 5404
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADuM5401_5402_5403_5404.pdf
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/240448/AD/ADUM5201.html
Eigentlich brauche ich ja gar kein Signal
in Richtung Balancer, aber damit wäre sogar eine
Abschaltung des Balancermoduls möglich!
Und, die Meldung
"irgendein Balancer arbeitet "
auszugeben wäre auch noch drin.
(zum Reduzieren des Ladestromes
in der "Balacier-Phase)
Die ICs sind noch nicht einmal teuer!
ca 2€
nur so ein Tip:
damit könnte man recht gut einige
Voltmeter galvanisch getrennt versorgen.
Bei "Blei-Mobilen" sicher die einfachste Lösung.
Ich muss mal durchkalkulieren, was letztlich
sinnvoller ist, wenn keine Einzelspannungsanzeige
gebraucht wird. Schleifen mit Mosfets
oder gleich ein ADuM540x aber schon aus
Platzgründen und wegen der
Standardisierung der Schaltung
denke ich, dass der ADuM die
bessere Wahl sein wird.Da ist nämlich noch
ein ganz wichtiger Grund:
Auf den Bandkabeln für die Meldungen
liegen dann nur 5V-Signale! sonst nix!
Die Balancer-Schaltung funktioniert
auch ohne Meldungen etc...
Ich denke mal,es wird verschieden
luxuriös bestückte Module geben.
Minimalkonfiguration wäre wohl
ein einfach-OP und nur
Balancerfunktion.
Das wäre mit ca 4€ Material
pro Zelle realisierbar!
Extras kosten dann extra!
mfG Franz
mfG Franz
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