Hi, ich möchte ein 6S-Lipo Akkupack an einem bereits vorhandenen CCCV-Netzteil laden und es währenddessen balancen. Würde das prinzipiell so funktionieren wie hier im Schaltplan? Ich würde dann einen low power R2R OpAmp nehmen und entsprechend potente Transistoren, wobei 100mA balancing-strom schon fast ausreichen könnten wenn man schon während des gesamten Ladevorgangs balanced und nicht erst am Schluss. lg Paul
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Paul H. schrieb: > wobei 100mA balancing-strom schon fast ausreichen könnten Und wo begrenzt du das ganze auf 100mA? Ich sehe gerade nur eine Schaltung die versucht mit einem BC547 die Akkuzellen kurz zu schlissen:-)
Uhm, der BC547 müsste dann in die Sättigung gehen und sich somit selbst begrenzen. Alternativ könnte man dem Transistor noch eine Widerstand nachschalten, damit nicht die gesamte Leistung im Transistor frei wird.
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Jetzt zeichne das jetzt mal so auf, dass man eine gemeinsame Masse der Zellen sieht. Ich sehe hier nur einen Transistor Test Kurzschluss Aufbau.
Mit dem Zusammenreissen der Akkuspannung wird auch die Versorgung des OpAmps zusammengerissen..
Jetzt ist G. schrieb: > Mit dem Zusammenreissen der Akkuspannung wird auch die Versorgung > des OpAmps zusammengerissen.. Nein. Hast Du die Gegenkopplung übersehen? Da wird nichts "zusammengerissen", das sind Spannungsfolger, da wird auf gleiche Zellspannungen geregelt.
Paul H. schrieb: > Würde das prinzipiell so funktionieren Was hast du dir denn beim obersten OpAmp gedacht ? Und: Ist es wirklich so unmöglich schwer, passende Bauteiltypennummern im Schaltplan zu haben ?
Beitrag #5519319 wurde vom Autor gelöscht.
Die Eingänge der Opamps sind total falsch verschaltet und auch deren Spannungsversorgungen, ansonsten ist die erkennbare Idee dahinter ausgezeichnet und auch praktikabel. Ich schlage vor Du erstellst erst erst mal eine Schaltung für nur zwei Zellen und simulierst sie bis sie funktioniert, dann überlegst Du Dir wie Du die auf 3 oder mehr Zellen erweiterst. Es wird einfacher wenn Du pro OpAmp je einen PNP und einen NPN verwendest, also 2 Transistoren pro Opamp, dann brauchst Du einen Opamp weniger. Mit nur 6 Transistoren müsste es auch gehen aber dann sind noch ein paar Kleinigkeiten zu ändern. Wenn Du die Fehler korrigierst so daß sie tatsächlich auch das tut was Du denkst was sie tut dann wird so eine Schaltung problemlos funktionieren (und sogar weitaus besser als so manches käufliche China-Gelumpe). Mit den Basiswiderständen kannst Du auf sehr pragmatische aber wirkungsvolle Weise den maximal möglichen Strom begrenzen (nicht sehr genau, aber auf besondere Genauigkeit kommt es an dieser Stelle auch nicht an solange Du deutlich (Faktor 2 mindestens) unter der Leistung bleibst die die Transistoren in der jeweiligen Einbausituation (Kühlkörper) noch unter allen Umständen dauerhaft wegheizen können).
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Bernd K. schrieb: > Jetzt ist G. schrieb: >> Mit dem Zusammenreissen der Akkuspannung wird auch die Versorgung >> des OpAmps zusammengerissen.. > > Nein. Hast Du die Gegenkopplung übersehen? Da wird nichts > "zusammengerissen", das sind Spannungsfolger, da wird auf gleiche > Zellspannungen geregelt. Ich nehme meine Antwort zurück, die Schaltung ist so wie sie ist fehlerhaft, die Idee ist aber gut und man könnte es durchaus so korrigieren so daß es funktioniert.
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Bernd K. schrieb: > Die Eingänge der Opamps sind total falsch verschaltet und auch deren > Spannungsversorgungen, Wenn du das Warum noch ausführen könntest und vielleicht noch die Lösung, oder den Lösungsansatz, wäre es fast schon eine brauchbare Antwort. Ich sehe keinen Grund, die Referenz nicht an den invertierenden Eingang zu legen. Allerdings ist dein Prinzipschaltbild nur ein Prinzipschaltbild. Statt des 071 würde ich einen moderneren MAX921 o.ä. nehmen. Die Stromaufnahme ist um Größenordnungen geringer UND er bringt eine eingebaute 1%-Referenz mit. So sparst du dir handverlesene 1%-Widerstände. Den Transistor würde ich gegen einen MOSFET mit Ballast-Widerständen tauschen. Das entlastet den Transistor immens, verlängert die Lebenszeit, mindert das Risiko und Anpassungen sind leichter vorzunehmen (eine 4-er Gruppe aus 1W-Widerständen kann leicht durch Parallelschaltung angepasst/ austariert werden). Wenn du das noch in Modulbauweise fertigst, d.h. eine Regelung auf eine Platine packst, kannst du auch 3s, 2s und 12s abfrühstücken. Eine erprobte und ausreichend ausgearbeitet Version gibt es bei rcgroups: https://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?157641-LiPo-Balancer-Schematics-PCB
Boris O. schrieb: >> Die Eingänge der Opamps sind total falsch verschaltet und auch deren >> Spannungsversorgungen, > > Wenn du das Warum noch ausführen könntest Du kannst nicht einen der Eingänge direkt an einen der Versorgungsspannungsanschlüsse legen. Versuchs mal so zu schalten daß jeder OpAmp von 2 genau Zellen versorgt wird so daß er von seinen Ein/Ausgängen aus gesehen immer mindestens noch 3V nach oben und 3V nach unten hat.
Boris O. schrieb: > Den Transistor würde ich gegen einen MOSFET mit Ballast-Widerständen > tauschen. Das entlastet den Transistor immens Transistoren lassen sich leichter auf Kühlkörper schrauben als Widerstände und es gibt auch für kleines Geld Exemplare die zig Watt Verlustleistung wegheizen können. Und Bipolartransistoren haben die nette Eigenschaft über ihren Stromverstärkungsfaktor eine Strombegrenzung eingebaut zu haben, so kann man über den Basiswiderstand ganz einfach den Strom begrenzen - zwar nicht besonders genau und auch temperaturabhängig und Exemplarstreuungen unterworfen aber überall dort wo Genauigkeit überhaupt keine Rolle spielt (wie hier) und man auch im Worst-Case noch weit vom Limit entfernt bleiben kann ist das vollkommen akzteptabel und gangbar.
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> Uhm, der BC547 müsste dann in die Sättigung gehen und sich > somit selbst begrenzen. > Und Bipolartransistoren haben die nette Eigenschaft über ihren > Stromverstärkungsfaktor eine Strombegrenzung eingebaut zu haben, > so kann man über den Basiswiderstand ganz einfach den Strom begrenzen. Das ist zu einfach gedacht. BC547 ist eine unvollständige Typangabe, ich hänge da mal ein "B" an. Der BC547B hat beim 2mA im Datenblatt von Vishay einen Verstärkungsfaktor zwischen 110 und 220. Wie willst den Basis-Vorwiderstand auslegen, etwa als Poti um ihn an "110 bis 220" anzupassen? Wenn du so viel Toleranz ernsthaft zulassen willst, kannst du gleich ein 1€ Modul aus China verwenden. Schau Dir mal den TL-431 an. Damit kannst du das viel einfacher realisieren. Du brauchst nur 3 Bauteile pro Zelle und genauer ist es dann auch noch.
@Paul H. (powl) >ich möchte ein 6S-Lipo Akkupack an einem bereits vorhandenen >CCCV-Netzteil laden und es währenddessen balancen. Jaja, möchte . . . >Würde das prinzipiell so funktionieren wie hier im Schaltplan? Nö. >Ich würde >dann einen low power R2R OpAmp nehmen und entsprechend potente >Transistoren, wobei 100mA balancing-strom schon fast ausreichen könnten >wenn man schon während des gesamten Ladevorgangs balanced und nicht erst >am Schluss. Warum nimmst du nicht einen bewährten, GETESTETEN Schaltplan? Warum versuchst du das Rad als Fünfeck neu zu erfinden? Beitrag "Re: TL431-LiPo-Balancer "reloaded""
Falk B. schrieb: > Warum nimmst du nicht einen bewährten, GETESTETEN Schaltplan? Warum > versuchst du das Rad als Fünfeck neu zu erfinden? > > Beitrag "Re: TL431-LiPo-Balancer "reloaded"" Wahrscheinlich weil dieser Notbehelf nicht die geforderten Anforderungen erfüllt die er in Post 1 genannt hat und vor allem wahrscheinlich weil er was besseres, universelleres und weitaus präziseres braucht als diese nachteilige Notbehelfslösung. Die Schaltung aus der oben verlinkten Patentschrift ist gut, die kann man auch schön modular aufbauen für zwei bis beliebig viele in Serie, zusammengesetzt aus identischen Modulen.
Bernd K. schrieb: > Die Schaltung aus der oben verlinkten Patentschrift ist gut, die kann > man auch schön modular aufbauen für zwei bis beliebig viele in Serie, > zusammengesetzt aus identischen Modulen. Das trift aber auf Falk seine Schaltung auch zu!
Bernd K. schrieb: > Wahrscheinlich weil dieser Notbehelf nicht die geforderten Anforderungen > erfüllt die er in Post 1 genannt hat und vor allem wahrscheinlich weil > er was besseres, universelleres und weitaus präziseres braucht als diese > nachteilige Notbehelfslösung. Welche Anforderung sind denn damit nicht erfüllbar? IMHO ist die Schaltung aus Falks Link sehr wohl geeignet. Und die wurde auch schon hier angedeutet - naja, 3 Bauteile reichen nicht ganz: Stefanus F. schrieb: > Schau Dir mal den TL-431 an. Damit kannst du das viel einfacher > realisieren. Du brauchst nur 3 Bauteile pro Zelle und genauer ist es > dann auch noch.
HildeK schrieb: > Welche Anforderung sind denn damit nicht erfüllbar? Er hat ein separates CCCV Ladegerät und will allein damit den Ladeschluß festlegen. Für sowas kann man es nicht gebrauchen wenn der Balancer selbst auch noch irgendwelche hartkodierten Spannungen verwendet die man separat justieren muß. Sind sie in Summe auch nur einen Hauch zu niedrig schaltet das Ladegerät niemals ab und prügelt unendlich lange den vollen Ladestrom rein den dann die Shuntregler verheizen müssen, sind sie auch nur einen Hauch zu hoch erreicht man nie die perfekte Balance. Solche simple shunt-Regler haben ihre Berechtigung wenn man an einer reinen CC-Quelle ohne eigene Abschaltung lädt wie zum Beispiel einem Solarpanel, die Shuntregler müssen dann aber auch den maximalen Ladestrom wegstecken können, dann wäre das die beste Lösung. In allen anderen Fällen ist es Murks. Die Schaltung aus der Patentschrift stellt so ziemlich das Optimum dar dessen was man bauen kann, sowohl im Hinblick auf Einfachheit als auch höchste Präzision ganz ohne Kalibrierung und vollkommener Unabhängigkeit von der gewünschten Ladeschlußspannung. Das wird nur noch übertroffen von aktiven Balancern die nicht entladen sondern umladen. Der Threaderöffner will so wie ich die Sache sehe ein zugleich einfaches aber auch extrem präzises und dennoch unkompliziert zu kalibrierendes Ladegerät bauen für eine einfach zu konfigurierende Zellenzahl das sich auch für Zellen mit anderer Chemie als Li-Ion eignet mit vollkommen anderen Ladeschlußspannungen. Dafür ist eine Schaltung so wie sie ihm vorschwebt (abzüglich der Fehler, bzw. alternativ so wie in dem Patent) ideal. Es wird 99% der erhältlichen China-Lader in jeglicher Hinsicht übertreffen. Eine elegantere Lösung die auch noch so gut skaliert und auch nicht kalibriert werden muß wirst Du nicht finden.
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Danke für die Erläuterung - das CCCV-Ladegerät hatte ich nicht in Betracht gezogen.
So, danke für alle Vorschläge! Die Schaltung aus dem Patent sieht ziemlich brauchbar aus aber ich habe mich mittlerweile dafür entschieden, mir mal einen fertigen BMS-chip anzuschauen. Darin integriert sind dann schon differentielle ADCs für jede Zelle und Schalttransistoren für's balancing. Den Balancing-Algorithmus kann ich mir dann völlig nach eigenem Ermessen aussuchen.
Paul H. schrieb: > So, danke für alle Vorschläge! Die Schaltung aus dem Patent sieht > ziemlich brauchbar aus aber ich habe mich mittlerweile dafür > entschieden, mir mal einen fertigen BMS-chip anzuschauen. Darin > integriert sind dann schon differentielle ADCs für jede Zelle und > Schalttransistoren für's balancing. Den Balancing-Algorithmus kann ich > mir dann völlig nach eigenem Ermessen aussuchen. Bei welchem Chip bist du dann gelandet?
z.B. die da: www.ti.com/product/BQ76930 oder https://www.renesas.com/us/en/products/power-management/battery-management-systems/cell-balancing-safety/device/ISL94208.html gibt sicher noch vergleichbares von anderen Herstellern
Folgenden Link auf eine offenbar gut funktionierende Balancer-Schaltung möchte ich hier ergänzen: http://ka7oei.blogspot.com/2013/05/lithium-iron-phosphate-lifepo4.html http://2.bp.blogspot.com/-biY23NRX6Dw/UZfz82tX7XI/AAAAAAAAAec/_nLoi-CeA1A/s1600/Shunt_Cell_Regulator_LiFePO4_1a.gif Diese basiert auf der Grundidee wie im bereits genannten Patent US20050077875A1 gezeigt. Die Schaltung kann auf beliebige Zellenzahl erweitert werden. Gruss
Erich schrieb: > http://ka7oei.blogspot.com/2013/05/lithium-iron-phosphate-lifepo4.html > http://2.bp.blogspot.com/-biY23NRX6Dw/UZfz82tX7XI/AAAAAAAAAec/_nLoi-CeA1A/s1600/Shunt_Cell_Regulator_LiFePO4_1a.gif > > Diese basiert auf der Grundidee wie im bereits genannten Patent > US20050077875A1 gezeigt. Nö, was Du verlinkt hast ist der normale Shunt-Regler der oben schon mehrfach genannt wurde mit all seinen Nachteilen. Das Patent funktioniert anders.
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