[esaulenka 7]

Такая задачка.

 

Есть у меня в личном пользовании девайс, у которого внутри пара последовательно соединённых Li-Ion банок (емкость каждой - около 4 Ач, по заверениям китайцев).

Наружу из этой батареи торчат только два провода, средняя точка не выведена (и выводить не хочется - это лишние провода будут болтаться).

 

Проблема в том, что штатная зарядка не обладает достаточным умом и сообразительностью, чтобы заряжать аккумуляторы поровну - у меня за пару лет неспешной эксплуатации набралась разница в 0.2 вольта (сколько в мАч - измерять поленился).

 

Делать (покупать) внешнее балансировочное устройство лень - во-первых, нужно выводить разъем, а во-вторых, это дополнительный геморрой при зарядке. И денег оно стоит...

 

Нашёл хитрое включение инвертирующего преобразователя на конденсаторах: ICL7660, рис.2.

Выглядит заманчиво - вставляем устройство внутрь батареи (места там чуть-чуть есть), и оно потихоньку перекачивает заряд.

Прикинул: емкость аккумулятора 4Ач, неидентичность двух аккумуляторов - ну, пусть 2%. Итого нам надо перекачать 80мАч. При выходном сопротивлении этого преобразователя в 50 Ом и разнице на аккумуляторах 0,1В получаем 40 часов.

Двое суток, вполне нормально - у меня типичный цикл заряд/разряд - неделя.

 

Вопрос: почему эти штуки никто не делает, и где я ошибаюсь? :-)

[Alexashka 0]

Хорошая идея, если смириться с собственным потреблением девайса около 20...40мкА (посмотрите кривые для Vcc=3...4В). Для толстых батарей вполне приемлемо, а для мелких -это много больше их саморазряда. А так - обычно хватает выравнивания во время заряда банок

[ReAl 0]

LM2661 - в активном вообще единицы мА жрет (но она и 100мА перекачивать будет, max 10 typ 6.5 Ома), но есть ножка shutdown, если ею зауправлять, то max 2 typ 0.5 мкА.

 

[Microwatt 2]

Не совсем понятна идея. Стартер говорит, что среднего вывода от батареи нет. Тогда ведь балансировка вообще невозможна.

 

А что до "LM2661 - в активном вообще единицы мА жрет" - так она же вроде вообще до 5вольт питания. Как два аккумулятора по 4 вольта балансировать?

[esaulenka 7]

Стартер говорит, что среднего вывода от батареи нет.

Наружу - нет. Но разобрать, а потом аккуратно собрать - можно, благо корпус у неё - из термоусадки :-)

 

так она же вроде вообще до 5вольт питания.

Особенность схемы в том, что питается преобразователь от одного аккумулятора, а ко второму он подключается только выходом - 5 вольт вполне должно хватить.

 

LM2661 - в активном вообще единицы мА жрет

Миллиамперы жалко, т.к. вручную управлять shutdown-ом неинтересно, а как это сделать "изнутри", я не знаю.

И на сайте у техаса она не находится, только даташиты в "левых" архивах.

Надо будет на этой 7660 перемычку boost предусмотреть - она частоту увеличивает (а значит, и сопротивление заметно снижает).

[Microwatt 2]

Надо будет на этой 7660 перемычку boost предусмотреть - она частоту увеличивает (а значит, и сопротивление заметно снижает).

Это не так. От частоты сопротивление ключей не меняется. А именно оно дает и ток и погрешности. Вообще, емкостной балансировщик крайне малоэффективен. Сопротивление ключей все портит.

Самое простое - поставьте на выходе зарядника два резистора с допуском в 1%, делителем.

Немного сложнее - поставьте ОУ так, чтобы он стремился выдавать в среднюю точку ровно половину напряжения. Балансировочного тока от него миллиампер в 20-40 должно хватить. Немного потеряете на скорости зарядки.

[alexvu 5]

Балансировать надо именно при заряде (иногда еще при разряде), иначе из-за разброса емкостей банок при первом же цикле разряд-заряд Вы получите разбаланс.

[esaulenka 7]

Это не так. От частоты сопротивление ключей не меняется.

Зато очень сильно меняется эквивалентное сопротивление конденсатора, вокруг которого всё построено.

Хотя... да, я не прав - видимо типичные 55 Ом - это сопротивление ключей (плюс десяток Ом от конденсатора 10мкФ).

 

Самое простое - поставьте на выходе зарядника два резистора с допуском в 1%, делителем.

В условиях задачи сказано, что разъем под зарядку менять не хочется, а контактов в нём только два.

 

Балансировать надо именно при заряде (иногда еще при разряде), иначе из-за разброса емкостей банок при первом же цикле разряд-заряд Вы получите разбаланс.

А вот тут ничего не понял. Поясните, пожалуйста. Или статью какую порекомендуйте...

[alexvu 5]

Представьте, что последовательно соед. банки на 1 А.ч и 1.2 А.ч (типа, разброс).

Вы их зарядили током, скажем, 0.5А до суммарного напр. 2*4,15=8,3В. Первый зарядился до 1 А.ч с превышением напряж.

(если вообще не взорвался), второй недозарядился (тех же 1 А.ч для него мало, его напр. будет меньше нужного).

Теперь Вы их постепенно балансируете малыми токами до равных напряжений. Первый разряжается до 0.9 А.ч, второй заряж. до 1.1

(для простоты КПД не учитываем).

При разряде на нагрузку (особенно если большим током) будет та же ерунда в ту же сторону: первый разрядится до 3В (0 А.ч),

а на 2-м останется еще 0.2 А.ч. Вы продолжаете разряжать дальше, т.к. сумма напряжений выше конечного значения.

Сажаете 1-й ниже разрешенного значения, отчего его емкость еще портится (это в лучшем случае) и т.д.

 

[Microwatt 2]

Зато очень сильно меняется эквивалентное сопротивление конденсатора, вокруг которого всё построено.

Хотя... да, я не прав - видимо типичные 55 Ом - это сопротивление ключей (плюс десяток Ом от конденсатора 10мкФ).

 

 

В условиях задачи сказано, что разъем под зарядку менять не хочется, а контактов в нём только два.

В балансировке построено все не вокруг конденсатора, а таки вокруг сопротивления ключей. Если это неочевидно - промоделируйте в симуляторе. Каким бы ни был балансировочный конденсатор, все упирается в достижимый ток его ток заряда. При разности в 0.1 вольта через ключ в 50Ом потечет всего 2мА и то, спадая очень быстро. Током в сотни микроампер батарею не сбалансировать.

 

Так а Вы, все-таки, разберитесь с условиями задачи, потом - с вопросами выходите.

То у батареи только два вывода, то можно и средний вывести...

Если только два вывода - задача нерешаема в принципе. Мы не можем через два вывода измерить два напряжения, невозможно зная напряжение на делителе из неизвестных сопротивлений, узнать напряжение в точке деления, если мы не имеем к ней доступа.

[ReAl 0]

И на сайте у техаса она не находится, только даташиты в "левых" архивах.

Тю, действительно. Сестричка с тем же сопротивлением, но с переключением частоты вместо shutdown есть http://www.ti.com/product/LM2660 а той уже нет.

Есть следующие номера.

http://www.ti.com/product/LM2662

[Alexashka 0]

Зато очень сильно меняется эквивалентное сопротивление конденсатора, вокруг которого всё построено.

Хотя... да, я не прав - видимо типичные 55 Ом - это сопротивление ключей (плюс десяток Ом от конденсатора 10мкФ).

А по-моему все Вы правильно написали. От частоты действительно меняется экв.сопротивление конденсатора (частота впрыска заряда и соответственно ток через кондер). А КПД такого преобразователя при примерно равных напряжениях вход-выход очень высокое и практически не зависит от сопротивления ключей (потери там чисто динамические). Ток конечно маловат, но если возможно растянуть зарядку по времени часов до 10 к примеру, то вполне себе те же 20мА тока дадут (перераспределят) 0,2Ач заряда, что уже немало.

[Microwatt 2]

А КПД такого преобразователя при примерно равных напряжениях вход-выход очень высокое и практически не зависит от сопротивления ключей (потери там чисто динамические). Ток конечно маловат, но если возможно растянуть зарядку по времени часов до 10 к примеру, то вполне себе те же 20мА тока дадут (перераспределят) 0,2Ач заряда, что уже немало.

Вы попробуйте получить там эти 20 мА при сопротивлении ключа 50 Ом. Это же закон Ома, разбаланс батареи нужен в вольт, не менее!

И по-прежнему непонятно как балансировать 8-вольтовую батарею, если предельное напряжение этого коммутатора 5 вольт.

Схему, пожалуйста, нарисуйте как это включить для балансировки двух батарей по 4 вольта. Хотя, работать оно все равно не будет...

Возможно, вопрос и вообще отпал, так как нет вывода от середины батареи.

[Alexashka 0]

Вы попробуйте получить там эти 20 мА при сопротивлении ключа 50 Ом. Это же закон Ома, разбаланс батареи нужен в вольт, не менее!

И по-прежнему непонятно как балансировать 8-вольтовую батарею, если предельное напряжение этого коммутатора 5 вольт.

Схему, пожалуйста, нарисуйте как это включить для балансировки двух батарей по 4 вольта. Хотя, работать оно все равно не будет...

Возможно, вопрос и вообще отпал, так как нет вывода от середины батареи.

А я брал озвученные тут в 3 посте 6Ом тип. :) Как раз 0,12В/6Ом = 20мА. Вообще чтото похожее я думаю можно найти у других производителей. Например у AD есть ADM8660 c типовым Rвых=9 Ом.

Вот мне тоже непонятно, почему Вам непонятно. Если сказано, что микросхема выдает на выходе Uвых=-Uвх, а входное при этом может быть до 7В, то совершенно очевидно, что разница вход-выход может достигать 14В.

Ну или вот:

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS*

(TA = +25°C, unless otherwise noted.)

Input Voltage (V+ to GND, GND to OUT) . . . . . . . . +7.5 V

Это для ADM8660.

Схема нарисована в ссылке из первого поста ТС, там все по-моему ясно, работает на том принципе, что преобразователь симметричен по входу-выходу. Т.е если выходное по абсолютной величине больше входного, то ток начинает течь в обратную сторону.

Кстати у ADM8660 есть вход разрешения, его можно активировать при подключении зарядки (когда зарядный ток появляется), тогда ее потребление будет не критично.

Вот еще на вскидку DC-DC, но к сожалению без входа Enable. У нее тип.Rout=3,5 Ом!

Про средний вывод - можно сделать маленькую платку, которую наклеить на батарейки через изоляционную прокладку, на платку завести средний вывод. Обычно так делается в сземах защиты аккум.сборок. Но наружу торчик как правило только 2 провода.

 

[ReAl 0]

Вот еще на вскидку DC-DC, но к сожалению без входа Enable. У нее тип.Rout=3,5 Ом!

Я немного выше дал ссылку на TI на LM2662, там на страничке она и LM2663, pdf общий.

У LM2662 управление частотой, у 2663 - частота всегда высокая, но есть enable.

Т.е. как пара 2660/2661, только сопротивление ниже.