Unterspannnungsabschaltung, Batteriewächter

[Michael (michi312)]

Hallo zusammen,

ich habe vor mittels Operationsverstärkern, bzw. einer invertierenden 
Schmitt Trigger Schaltung eine Unterspannungsabschaltung für LiPo Zellen 
zu realisieren. Für die Referenzspannung und Spannungsversorgung habe 
ich eine externe Spannungsquelle mit 5V.
Mein Problem ist, dass mehrere Zellen in Reihe verschaltet sind und ich 
bei jeder Zelle einzeln die Spannung messen möchte. Reicht es dafür aus 
rein die Plus seite der Spannungsquelle zu verbinden? Normalerweise 
müsste ich hier ja die Summe der Einzelspannungen anliegen haben oder? 
Wie muss ich es verschalten, damit ich immer nur die Zellspannungen 
anliegen habe?
Ich habe es mal in Falstad aufgezeichnet (die Widerstandswerte haben 
natürlich noch keinen Sinn) und hier sieht es bei der ersten Zelle gut 
aus, jedoch nicht bei den anderen. Ich denke hier fehlt irgendwie ein 
bezugs ground oder so.

Vielen Dank im Voraus
Michael

[Obelix X. (obelix)]

Wie viele LiPo Zellen möchtest du denn in Reihe überwachen?

[Gerald K. (geku)]

Man kann Schmitt-Triggerfunktionalität mit Subtrahierer kombinieren:

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

Für jede Zelle einen OPV.

[Michael B. (laberkopp)]

Michael schrieb:
> Reicht es dafür aus rein die Plus seite der Spannungsquelle zu
> verbinden?

Nein.

Michael schrieb:
> Wie muss ich es verschalten, damit ich immer nur die Zellspannungen
> anliegen habe?

Statt den OpAmps nimmt man besser (LM339 oder stromsparendere) 
Komparatoren, denn deren (open collector, open drain) Ausgänge lassen 
sich oder-verknüpfen, die man mit dem negativen und positiven 
Gesamtbatteriepol versorgt, die IC müssen also die Gesamtspannung 
aushalten.

Als Schaltung braucht man einen Differenzverstärker, der gegen den per 
pull up auf 5V gezogenen Ausgang arbeitet. Erkennt ein Komparator zu 
geringe Eingangsspannung, schaltet der Ausgang auf 0V, und die 
Differenzspannungsteiler spiegeln allen Komparatoren eine noch geringere 
Akkuzellenspannung vor, schon hast du deine Hysterese.

Und obwohl diese Spannungsteiler das Ergebnis ungenau machen - bei 
Unterspannungserkennung kommt es nicht so genau drauf an wie bei 
Überladeerkennung.

[Michael (michi312)]

Obelix X. schrieb:
> Wie viele LiPo Zellen möchtest du denn in Reihe überwachen?

Insgesamt 14, bzw. 2 mal 7.
Die zellen können entweder komplett in Reihe oder in zwei bänken 
verschaltet werden.

[Michael (michi312)]

Michael B. schrieb:

> Als Schaltung braucht man einen Differenzverstärker, der gegen den per
> pull up auf 5V gezogenen Ausgang arbeitet. Erkennt ein Komparator zu
> geringe Eingangsspannung, schaltet der Ausgang auf 0V, und die
> Differenzspannungsteiler spiegeln allen Komparatoren eine noch geringere
> Akkuzellenspannung vor, schon hast du deine Hysterese.

Danke für die Antwort, den Teil mit der Hysterese verstehe ich noch 
nicht ganz. Inwiefern spiegeln die Differenzverstärker eine geringere 
Spannung an die an die Komparatoren, sobald der Ausgang auf 0V schaltet?


> Und obwohl diese Spannungsteiler das Ergebnis ungenau machen - bei
> Unterspannungserkennung kommt es nicht so genau drauf an wie bei
> Überladeerkennung.

Woher kommt die Ungenauigkeit? Aufgrund der Belastung über den Eingang 
der Differenzverstärker?

Der Spannungsteiler am Differenzverstärker, der auf Ground geht, sind 
das die 0V der separaten Referenzspannung?

[Paul B. (paule201)]

BQ77905XX kann 5 Zellen und ist kaskadierbar. Gibts vllt auch von 
anderen Herstellern mit 7 Zellen.
Oder du nimmst gleich einen BMS Chip + Shunt + B2B FETs.

[Gerald K. (geku)]

Michael schrieb:
> Danke für die Antwort, den Teil mit der Hysterese verstehe ich noch
> nicht ganz

Die Hysterese kommt durch die positive Rückkopplung zu stande. Das 
Ausgangssignal hebt, je nach Rückkopplungswiderstand, die Schaltschwelle 
an.
Ist dieser unendlich groß wirkt nur die Schaltschwelle des Komperators. 
Je kleiner der Rückkopplungswiderstand wird, umso breiter wird die 
Schwelle für High und Low. Dies wird Hysterese genannt.

Michael schrieb:
> Woher kommt die Ungenauigkeit?

Duee ist haupsächlich durch die Widerstände bestimmt.