Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

[Dhaitya]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Причем токи измеряются по падению напряжения на них?????? Как их задать и какие максимальные их величины что-то я не понял.

На цепочке из 2-х ПТ должно при зарядном или разрядном течении тока падать не более 250мВ. Т.е. единственный способ "задания тока" - подбор ПТ по сопротивлению канала. Во время разряда оба ПТ открыты и латеральные диоды шунтированы.
Скажем, использование ПТ с сопротивлением 0.125R даст максимальный ток 1А: 0.250/(0.125х2).

При большем количестве, скажем 8 элементов, ставим 2 микросхемы(?).

Да.

просмотрел датащиты на 3 самые дешевые ИМС, 1640, 1772, 1873.
Что интересно, напряжение меряется на ВСЕЙ батарее, стабилизируется ток заряда.

Например, 1641 охарактеризована как "источник тока". Считается, что остальные ф-ции несёт smart battery.

Т.е. остается открытым вопрос, а как безопасно заряжать несколько литиевых аккумуляторов, соединенных последовательно, без разбора батареи?

Выводятся межсоединения элементов - точки подключения катодов и анодов. У батареи из 4-х элементов таких точек будет 3.
К каждому элементу подключается параллельно балансир, представляющий собой стабилизатор напряжения параллельного типа с резисторной нагрузкой. Классический балансир содержит ИМС 142ЕН19 и ПТ с резистором: когда напряжение питания превосходит порог ИМС, ПТ открывается и отводит ч/резистор зарядный ток. Возможны решения на ОУ и проч.
Схема - по требованию.
Недостатки:
1. заряжается элемент не более чем на 85% т.к. режим заряда с постоянным напряжением не реализуется.
2. балансир требует отключения, т.к. в дежурном режиме потребляет ток. Следовательно, необходим сложный транзисторный коммутатор или многополюсный зарядный разьём с балансиром на стороне ЗУ. В основном, ток питания балансира задаётся током источника опорного наряжения.

Или надо было искать ИМС заряда одного элемента с возможностью заряда его в батарее?

Это один из вариантов. Основная трудность состоит в развязывании каждого простейшего ЗУ по катоду и аноду батареи. Д/этого можно использовать зарядовый насос или, предпочтительнее, индуктивную систему с несколькими выходными обмотками на 5В - по 1-й на элемент, как вы и написали.

 

[Andrey]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Да, если вдуматься, то при заряде всей цепочки физически нет возможности контролировать заряд каждого элемента, непонятно, зачем вообще выпускаются такие ИМС. Использовать литиевую батарею на 85% это как-то не рационально.

единственный способ "задания тока" - подбор ПТ по сопротивлению канала.

не, ну это совсем мне не нравится. А если поставить пт с низкими сопротивлениями открытого канала, а последовательно каждому пт - низкоомные сопротивления? Т.е. возможна ли принципиально некоторая подстройка?

В общем, я понял, полноценный зарядник - это по одной микросхеме заряда на каждый элемент.

 

[Dhaitya]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

...при заряде всей цепочки физически нет возможности контролировать заряд каждого элемента, непонятно, зачем вообще выпускаются такие ИМС.

1. существуют последовательные литиевые батареи без промежуточных выводов. Мы не будем касаться обоснованности их существования.
2. экономически целесообразно разделить ф-ции на несколько ИМС - это увеличит продажи. Изначально, тем не менее, производились комплексные контроллеры литиевых систем, например, MC33345 (1995г). Позже они были сняты с производства.

А если поставить пт с низкими сопротивлениями открытого канала, а последовательно каждому пт - низкоомные сопротивления? Т.е. возможна ли принципиально некоторая подстройка?

Да, такая подстройка возможна, но необходимо учесть запаздывание управления мощным ПТ из-за малых токов, обеспечиваемых ИМС. Иначе говоря, ПТ с большим полным входным зарядом не должен перегреваться за время выключения.

В общем, я понял, полноценный зарядник - это по одной микросхеме заряда на каждый элемент.

В любом случае это будет именно так, если иметь в виду полный заряд каждого элемента. Однако, такое комплексное ЗУ будет весьма дорого.

 

[angel]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Пришла мысль по поводу заряда элементов не вынимая из корпуса,и не мучаясь с настройкой схемы и без вреда аккумуляторам - использовать многовыводный разъем,на него выведенны выводы с каждого элемента батареи внутри корпуса. Элементы батареи не соединены между собой перемычками. Для зарядки надо подключить к этому разъему многоканалное ЗУ,я думаю такие продаются,которое будет заряжать каждый элемент индивидуально. Или несколько отдельных ЗУ,которые умеют правильно заряжать 1 элемент. Во время разряда на разъем наворачивается заглушка с набором перемычек,которая соединяет последовательно или параллельно,как вам угодно все элементы батареи и пускает ток на потребителя.
По идее это должно сработать.
PS можно еще попробывать использовать реле или сборку реле,которое будет "разбирать" сборку во время заряда и собирать обратно во время разряда.

 

[DIVAS]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

C зарядом-то как раз проблема не столь сложна...
Делается несколько шунтирующих стабилизаторов напряжения на 4.20 В, которые соединяются последовательно, а _перед_ этими стабилизаторами напряжения ставится стабилизатор/ограничитель тока. По сути это и есть ЗУ с балансиром.

Соответственно, батарея из N последовательно соединенных элементов подключается N+1 проводами и разбирать батарею для зарядки не нужно.


Гораздо интереснее проблема контроля разряда. Необходимо, чтобы потребляемый этой схемой ток был настолько мал, чтобы будучи всегда подключенной к аккумулятору, она не разряжала его за несколько месяцев более чем наполовину. Т.е. она должна потреблять не более 5-10 мкА.
На компараторах или ОУ схему с таким током потребления мне пока собрать не удалось (получается не меньше 2-3 мА), нужны специальные ИМС. Но проблема в том, что я пока не нашел где их достать...

 

[Andrey]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

max1665x (для 4-х элементов в конце "Х", как я понял) - 16мка, в ЧИД 320р, а здесь www.yg-el.ru 105р (правда опт. написано), т.е. видимо в москве можно купить за ~100р. По-моему это дешево.

Если используем 18650 емкостью 2000ма/ч, то 2000/0.016 = 125000ч = 5208 суток = более14 лет.

Вспомнил еще. Чтобы правильно отображать уровень разряда, придется измерять напряжение каждого элемента, выбирать с самым низким напряжением, ну дальше понятно.......

вот еще:
Ленинград 157.47 руб. http://www.megachip.ru

 

[Dhaitya]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Чтобы правильно отображать уровень разряда, придется измерять напряжение каждого элемента, выбирать с самым низким напряжением...

Это так, но лишь в том случае, если необходимо получить точнейшие данные или если соединены элементы разной или неизвестной ёмкости, как и с учётом возможной аварии элемента, когда его ёмкость падает в процессе одного разрядного цикла.
Если же батарея собрана из элементов примерно равной ёмкости и разброс не более 15%, проще будет откалибровать измеритель, чтобы он показывал данные с занижением на эти 15%.

 

[DIVAS]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Ну вот максы я как раз не брал в расчет, ибо стоят они неоправданно дорого. За те же 300 ры можно купить какой-нить аккумулятор от видеокамеры или фотика и взять оттуда подобную микруху (S8232) вместе с готовой платой, и при этом еще и получить "в подарок" пару небольших аккумуляторов для резервного питания.

Но если нужно контролировать 3-4 элемента, то придется все-таки искать что-то специализированное или извращаться...

Кстати, мне еще вот что интересно: где обитатели этой темы берут сами аккумуляторы?

 

[БАС]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Я не обитатель, но беру литий-полимеры средней хреновости (по отдаваемому току, но пусть этим морочатся моделисты, моим девайсам более 4С не надо) из аккумуляторных блоков двд-проигрывателей. 4Ач 7.4В = 162г. ИМО зашибись, если забыть про то, что они длинные неудобные глисты.

 

[DIVAS]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Я тоже их использую... Однако, мои измерения показали, что аккумуляторам емкостью 3.8 Ач токи более 1.5 А противопоказаны. А лучше вообще ограничиться 1А.

 

[БАС]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Какие конкретно измерения? Вроде эти банки даж током в 10С авиамоделисты насиловали, и им по болту. Если брать фонарь как нагрузку - у меня ток 0.6А Но хочу пробовать нормальные токи жрать на преобразователи для переносного оборудования, до 2С точно.
вот такие хреньки:
http://mozga.ucoz.ru/_ph/3/890433662.jpg

 

[angel]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

От электроинструмента литиевые аккумуляторы хорошо бы использовать,они расчитанны на большие токи,т.к. питают двигатель.

 

[DIVAS]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Какие конкретно измерения? Вроде эти банки даж током в 10С авиамоделисты насиловали, и им по болту. Если брать фонарь как нагрузку - у меня ток 0.6А Но хочу пробовать нормальные токи жрать на преобразователи для переносного оборудования, до 2С точно.
вот такие хреньки:
http://mozga.ucoz.ru/_ph/3/890433662.jpg

Да, у меня что-то похожее, только чуть длиннее и более узкие, емкость 3.8 Ач.

Измерения - емкость(=4.1 Ач), внутреннее сопротивление (=90 мОм), ВАХ~t°.
Так, уже при токе 2 А начинается заметный разогрев аккумулятора, а просадка напряжения составляет 0.18 В.
В длительном режиме, особенно в теплоизолированном корпусе, такой разогрев может довольно быстро (за пару десятков циклов) убить аккумулятор, а еще большие нагрузки могут привести к неконтролируемому перегреву и даже к "спецэффектам", например возгоранию.
Был также проведен кратковременный эксперимент при токе нагрузки 10 А. Просадка напряжения на аккумуляторе составила 0.91 В (такое значение уже можно считать критическим), разогрев начал происходить очень быстро. Эксперимент был прекращен через несколько секунд, когда температура аккумулятора показалась мне нежелательно высокой.

То что некоторые недоинформированные личности "втыкали и оно работало" в режиме 7-кратной перегрузки - что ж, будем считать что им повезло.

Вообще же, нормальные моделисты используют специальные Li-Pol аккумуляторы типа 15С, рассчитанные на сверхкороткий режим разряда током до 15С.
Аккумуляторы же от бытовых ДВД-проигрывателей можно отнести лишь к типу с нормальным режимом разряда - током от С/10 до С/2.


Аккумуляторы от электроинструмента оно конечно круто, но насколько мне известно, литиевая система там еще только начинает вытеснять никелево-щелочную, и аккумуляторы эти пока еще довольно дороги и мало распространены. Хотя, если честно, давно не обращал на них внимание в магазинах, может уже и подешевели...

 

[БАС]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Cпасибо за инфу, приценю. Видимо не зря к ним в упор пихают терморазъединитель на 75С.

 

[Darkcat]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Модельные аккумуляторы просто лучше переносят перегрев. Я запихал в шуруповерт на 4,8 вольта вместо оригинальных NiCD пару глистов формата 18500. Крутит зверски, потребляемый ток доходит до 10C, но! Режим работы кратковременный (5-10 секунд, далее минута паузы как минимум), так что существенной потери емкости нет. За 5 циклов аккумуляторы потеряли 3-4% емкости (работал в реальности, проверял на стенде).

з.ы. И где вы собираетесь использовать такие токи под землей? В лебедке по выдергиванию спеликов из щели? Или в мегалампочке на пару кВт?

Хотя... Кто у нас тут по HIDам специалист? Есть у меня идея обойтись без преобразователя 12->80 вольт (для горения дуги 80 надо?). Это всего лишь 25 банок. При мощности 35 ватт ток будет менее 0,5 ампера, тоесть 0,4C. С учетом 100% КПД и более высокой энергоемкости каждой банки уже можно сделать дуговой фонарик без ранца с батарейками за спиной. 50 банок дадут 4-5 часов света, вес батарей - 3-4 кг, всего фонаря - 4-5. Понятно, что не для девочек, но уже юзабельно.

 

[БАС]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Яхз как у кого, я бат. блок для инструмента и приборов юзаю там где нет розетки, независимо от места нахождения.

"Ксеноновый" фонарь на автолампе - это 700-800г на само светило с преобразователем и аккум. У меня получился аккум на 5ч - 14.8В 16Ач (литий-полимер, 1.5кг) и аккум на полчаса - упсовый свинец 12В 5Ач (1.8-2кг). Второй для хреновых условий, ибо литий на стадии теста и за 100% герметичность и стойкость к ударам им об стену не ручаюсь.

 

[angel]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

У меня получился аккум на 5ч - 14.8В 16Ач (литий-полимер, 1.5кг)

Фотку девайса плиз и скажи скока стоит.

Кто у нас тут по HIDам специалист?

Модератор

Там дугу еще надо поджечь. На это надо несколько КВ и потом поддерживать ее горение переменным током.

 

[БАС]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Девайс самопал, по аккумам в личку и много не обещаю.
http://mozga.ucoz.ru/_ph/3/890433662.jpg - тестовый вариант коробочки класса "урони на пол и взорвись"

 

[Andrey]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

На цепочке из 2-х ПТ должно при зарядном или разрядном течении тока падать не более 250мВ. Т.е. единственный способ "задания тока" - подбор ПТ по сопротивлению канала. Во время разряда оба ПТ открыты и латеральные диоды шунтированы.
Скажем, использование ПТ с сопротивлением 0.125R даст максимальный ток 1А: 0.250/(0.125х2).

В датащите max1665 прочитал:
- В режиме заряда превышение тока определяется по превышению напряжения между выводами BN и PKN выше +250мв.
- В режиме разряда превышение разрядного тока возникает когда напряжение меньше -250мв.
В связи с этим появился вопрос. Возможно-ли для max1665x задать различные токи срабатывания защиты (т.е. так чтобы, защита срабатывала, например, при разряде током более 4а, и при заряде током более 1а)?

 

[Dhaitya]

Ответ: Литиевые аккумуляторы: вопросы применения.

Возможно-ли для max1665x задать различные токи срабатывания защиты (т.е. так чтобы, защита срабатывала, например, при разряде током более 4а, и при заряде током более 1а)?

Да. Параллельно одному или обоим ПТ необходимо подключить другие, с соответственно меньшим сопротивлением и выработать признак, по которому они будут включаться.
Из таблицы истинности не следует, что состояние процесса однозначно можно определить по состоянию выводов управления ПТ.
Следовательно, необходима внешняя индикация, которая позволит отличать заряд от разряда. К примеру, можно использовать положительное напряжение на BN отностительно PKN, чтобы управлять ПТ, запирая их при заряде. С этим может справиться простая схема на транзисторах или ОУ. Но любая дополнительная схема внесёт свои токи потребления.
С другой стороны, эффективности потребления заряда и его отдачи у литиевых аккумуляторов примерно равны. Т.е. и при разряде и при заряде элемента при равных токах будут сходны и тепловые и химические эффекты. (Это не так д/остальных типов аккумуляторов.)