Jump to content

    

Контроль напряжения на отдельном элементе батареи

Здравствуйте.

Задача такая: при разряде батареи, состоящей из 4х последовательно соединённых аккумуляторов, нужно контролировать напряжение на каждом аккумуляторе. Как выделить напряжение на конкретном аккуме? Набросал схему на операционниках:

post-71217-1359917303_thumb.jpg

Но при этом у верхнего по схеме ОУ на положительном входе будет потенциал относительно общего провода все +48 Вольт, подозреваю что ОУ с таким рабочими напряжениями стоят порядочно. Или может я изобретаю велосипед и уже есть проверенные схемные решения? Выходное напряжение не обязательно должно быть равно напряжению конкретного аккума, потому как это напряжение далее будет сравниваться с каким-то опорным или подваться на АЦП микроконтроллера.

Ещё возникла идея попробовать сделать это на оптронах. То есть каждый элемент батареи нагрузить через резистор на диод оптопары, а выходной транзистор загнать в линейный режим (если это возможно, пока не эксперементировал).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как вариант, возьмите 4 штуки ДСДС, у которых есть гальваническая развязка, но нету стабилизации выхода (обратной связи), вот например http://www.compel.ru/infosheet/PEAK/P6CG-1209ELF/ . Напряжение выхода будет пропорционально напряжению входа, если найдёте в доступности такие с выходом под 2-3 вольта, то и делить напряжение даже не придётся, можно сразу подать на ацп.

 

Ещё возникла идея попробовать сделать это на оптронах.

сделать можно, только нужно учесть, что без температурной стабилизации выходное напряжение будет сильно плавать. Если это недопустимо, можно использовать линейный оптрон из трёх диодов, например HCNR200, схемы включения таких штук есть в pdf'е, потребуется некоторое количество ОУ, причём можно питать ОУ со стороны аккумуляторов непосредственно самими аккумуляторами, 12ю вольтами, т.е. например ОУ можно запитать между +36В и +48В вашей схемы, равно как между +12В и +24В или землёй и +12В. Все 4 ОУ, сигналы с которых будут идти на АЦП, можно запитать от самого нижнего аккумулятора на Вашей плате.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Задача такая: при разряде батареи, состоящей из 4х последовательно соединённых аккумуляторов, нужно контролировать напряжение на каждом аккумуляторе.

А если смасштабировать делителями ? Например, к нижнему аккумулятору подключаем делитель (10 к аккумулятору и 1К на землю). К двум нижним аккумуляторам - опять делитель, но уже 20К к "+" верхнего аккумулятора и 1К на землю, ведь два аккумулятора дадут 24В). К трем нижним аккумуляторам - опять делитель, но уже 30К к "+" верхнего аккумулятора и 1К на землю, ведь три аккумулятора дадут 36В). Ну и ко всем четырем аккумуляторам подключаем делитель, 40К к "+" верхнего аккумулятора и 1К на землю, ведь четыре аккумулятора дадут 48В). В итоге на выходах делителей отн. земли будет не более 4.8В. Дальше - арифметика, хоть на ОУ, хоть цифровая на МК ...

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Непонятно почему Вы просто не поставите мегаомные резистивные делители 1:20 (если дальше все на питании 3.3В висит) с резистором в землю? и операционником в качестве повторителя. Ну отъедаете Вы скажем 5 мкА от батареи (проходной резистор 10 Мегаом получается, вполне вменяемое сопротивление) , так входной ток 5 нА даст Вам погрешность измерения 0.1%.

 

Или что, 5 мкА это много? Тут нужно быть реалистом и узнать параметры саморазряда элементов, вряд ли имеет смысл делать отъедаемый ток сильно меньше этого саморазряда.

Конечно, операционник со значительно меньшим током по входу не проблема (тут интересней нестабильность тока от температуры), но вот резисторы больше 10 Мегаом и цепи на них мне кажутся уже экзотикой со спецтребованиями к дизайну.

 

Само собой, в этом случае Вы измеряете не напряжение каждого элемента, а напряжение на каждом элементе относительно общего(земли) - ну так посчитаете микроконтроллером разность, сдвижки ОУ даже с входом на полевике на уровне единиц милливольт в пределе, так что сильно не ошибетесь.

 

ОУ возьмите любой счетверенный, из дешевых дубовых- Майкрочип клепает неплохие серии (что-то типа старых MCP6044).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Самое проверенное решение - делители из резисторов. При этом правда с ростом банки падает точность...

Но при этом у верхнего по схеме ОУ на положительном входе будет потенциал относительно общего провода все +48 Вольт

Не будет. Ваша схема не рабочая - там не хватает кучки резисторов. На будущее - у правильно работающей схемы на ОУ обратная связь обеспечивает практическое уравнивание потенциалов на входах ОУ.

 

Обрати внимание на классическую схему. Обращай внимание на резистор на массу по положительному входу - он там ОБЯЗАТЕЛЕН. Ну и конечно при равных номиналах (К=1) напряжение на входах ОУ будет меньше 30В что внолне допустимо(а если сразу делить на 10 - меньше 5В).

 

Кстати, толковые объяснения есть тут: http://easyelectronics.ru/operacionnyj-usilitel.html

 

Для больших напряжений посмотри в сторону токоразностных ОУ. Почитай к примеру по ним аппнот 1972 года ;) AN-72 LM2900,LM3900 на странице 13 (диод и резистор нагрузки там желателен, но не сильно обязателен). Как по мне в чем-то это самый правильный подход.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Контролировать напряжение на каждом аккумуляторе вовсе необязательно.

Задача ведь не в контроле напряжения, а в уравнивании заряда.

Нужна балансировочная схема. Неважно какое именно напряжение, главное - чтобы они были равны.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Контролировать напряжение на каждом аккумуляторе вовсе необязательно.

При ответе иногда полезно прочитать первый пост ТС:

Задача такая: при разряде батареи, состоящей из ...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за советы. Написали много, буду переваривать :) Подумаю в сторону делителей.

ArtemKAD

Спасибо за ссылки.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но при этом у верхнего по схеме ОУ на положительном входе будет потенциал относительно общего провода все +48 Вольт, подозреваю что ОУ с таким рабочими напряжениями стоят порядочно. Или может я изобретаю велосипед и уже есть проверенные схемные решения?
Есть. 4 шутки AD628 или AD629

Или тут подберите, что понравится

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если измерять надо нечасто, то достаточно дёшево это можно делать двухстадийными интеграторами на основе защёлки таймера МК, в качестве ключей вполне годятся биполярные транзисторы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
При ответе иногда полезно прочитать первый пост ТС:

Да какая разница? Проблема разбалансировки батареи старинная и хорошо известна.

При разряде достаточно контролировать общее напряжение. Да, какой-то аккумулятор разрядится глубже. Если батарея состоит из приблизительно равных по емкости аккумуляторов это не очень страшно.

Но главная проблема в том, что при заряде он не получит больше тока чем другие и разбаланс будет увеличиваться от цикла к циклу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть. 4 шутки AD628 или AD629

Или тут подберите, что понравится

Та же схема обычного ОУ c резисторами только резисторы интегральные (внутри).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Та же схема обычного ОУ c резисторами только резисторы интегральные (внутри).
И резисторы эти подогнаны с точностью около 0.01%. Снаружи такие не сделать :1111493779:

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
И резисторы эти подогнаны с точностью около 0.01%.

Да хоть с 0,00001%. Все равно в конкретно этой задаче и 1% хватит.

Share this post


Link to post
Share on other sites
И резисторы эти подогнаны с точностью около 0.01%. Снаружи такие не сделать :1111493779:

И откуда Вы это взяли? В даташите максимальная погрешность усиления: 0.1% при 25C. Дальше еще есть температурные коэффициенты и нелинейности, все это вместе может и за 0.2% зашкалить в пределе.

 

Хотя, если табуретку на кухню ваяете, то можно наверное и типовые значения использовать. Но категорически не советую.

 

P.S. к топикстартеру это не относится. Как тут заметили, ему такие точности просто не нужны для такой задачи.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this