Egalizare tensiune pe acumulatori inseriati

[smilex]

Nu.

Uite ce-ti recomand eu. Comanda IR sau IRS 21531 (are deadtime 0,6us). Alimentat de la 28 prin cel mai mare rezistor posibil dar care sa asigure totusi cei 15V ai zenerului intern (trebuie testata valoarea rezistorului la 20V). Doi driveri TC4432 (daca ataci trafo driver cu SG, cred ca doar il gadili) de la 28V care vor permite atacul primarului cu 28V si care sa asigure pentru 20V macar +/-5V in secundare, deci raport de transformare 4. Atacul direct pe primar, fara rezistor, rezistoare in secundare. La acesti driveri ma refeream, aici are loc consumul maxim de curent si ei ar trebui sa functioneze la 28V pentru castig maxim, nu sa stabilizezi la 12 (sa zicem) cu raport de transformare mai mic. Este un consum de putere fixa, ar fi bine sa se faca la cea mai mare tensiune posibila dar si permisa de driver. Daca e rezonant, conduri wima mkp10 0,47u/630Vcc (par cele mai bune dupa grafice), cam 30 lei toate 7. Electrolitici cu polimer pe iesiri 470u/6,3V cate 2-3 paralel pe fiecare celula dar lipite cat mai din scurt pe cablaj pentru micsorarea la maxim a inductantelor parazite, indiferent de varianta. Astia au esr de 8m? si admit fiecare un riplu de 5,7A (30-40lei toate).

Degeaba ai curent de incarcare sau descarcare de 40A, cel de egalizare va depinde de rezistentele discutate si nu cred ca se ajunge la 20A. Egalizarea se va realiza in timp, prin diferenta de curent, nu dintrodata prin invingerea acelui curent de 40A. Nu cred ca poti obtine asa curent de egalizare, poate cu MOS mai bun de 3m?.

Poti testa principiul si la 2x12V, dar alege care varianta.

[pisica matache]

In schema 11, traful driver n-ar fi T1, ci T2. Alimentat ca in schema, sau la mediana tensiunii acumulatorilor. Adica scap de drivere integrate, dar mai apare un traf driver ce comanda mosfetii. Avantajul fata de driverele integrate, daca blochez iesirile SG3525, nu mai exista absolut nici-un consum, exceptand consumul integratului. Al doilea avantaj, ar merge la orice tensiune de alimentare, alegand corespunzator mosfetii. Referitor la curentul de egalizare, nici eu nu cred ca va fi comparabil cu cei 40A, ci mult mai mic, ramane de vazut insa cat de mic. Ma gandesc cum s-a fac traful driver...Prima varianta, n sarme bobinate simultan, pe un tor ferita. Probleme de izolatie nu cred ca ar fi, avand in vedere tensiunea mica. Nu stiu insa daca nu apar ceva capacitati parazite, ce ar putea duce la suprapuneri de timp la unii mosfeti, ce ar insemna distrugere sigura. Sau, bobinare ingrijita, cu izolatie corespunzatoare, pe un EI sau EE. Aici insa, avand in vedere nr mare de secundare, nu stiu cum sa le intercalez cu primarul, pe care ma gandesc sa-l fac din cateva infasurari identice, conectate serie sau paralel. La un raport de transformare de patru, pentru n secunare, as putea bobina n+4 infasurari identice, dintre care 4,inseriate, ar fi primarul. Sau jumatate din secundare, apoi un singur primar, apoi restul de secundare. Nu stiu cum ar fi mai bine... Din lene,cel putin pentru teste, m-ar atrage toroidalul, mult mai usor de bobinat.

[smilex]

Un transformator cu inductanta serie functioneaza cu totul altfel decat unul fara. Tot asa, un traf comandat ca acolo, va functiona cu totul altfel decat unul comandat de driveri. Un traf cu driveri seamana ca functionare cu unul cu inductanta serie. Particular lor este faptul ca pe perioada deadtime-ului (sau mai bine zis in Toff), pe transformator se aplica scurtcircuit. Daca il comanzi cu driveri, scurcircuitul se realizeaza in primar de catre driverii care pun 0V (uzual) pe capetele primarului, iar daca are inductanta serie, scurtul il realizeaza autoinductia inductantei care deschide ambele diode redresoare (cu mediana) sau toate cele 4 diode ale puntii (cu punte). Pe tine nu te intereseaza acum acel traf cu inductanta, am facut doar o analogie, dar daca deschizi un tranzistor driver pe care il blochezi apoi si lasi traful "in aer", chiar autoinductia trafului face ca tensiunea sa se inverseze asemeni demagnetizarii la forward, adica comanzi rapid MOS-ul de putere unul dupa altul, aproape fara deadtime. OK, trebuie un pic de timp ca sa inversezi de la +2V la -2V, panta demagnetizarii nu e foarte brusca, dar de ce sa nu faci scurt pe primar in cei 0,6us avand astfel siguranta ca aduci la zero potentialul portii pentru acea perioada? Il fortezi spre zero cu driverii, prin scurtul pe primar. Eu zic ca e mult mai riscant sa lasi panta in seama capacitatilor parazite care-i determina timpii. Cel putin asta e mult mai riscant decat capacitatile acelea parazite care se vor manifesta mult prea putin la astfel de diferente de tensiuni. Ma rog, cum crezi...

 

Tot nu zici nimic despre varianta. Inductanta sau rezonanta?

Editat August 17, 2014 de smilex

[pisica matache]

O sa testez deocamdata varianta cu inductanta. Am patru acumulatori cu Pb, 12V/14A, inseriati. Curent maxim de incarcare, 4A. Deci curentul mediu ar trebui limitat sub acesta valoare. Ca sa testez principiul, folosesc pentru comanda semipuntilor, cate un IR2153. Intre timp poate fac si traful driver. Am inteles din ultima ta postare, ca n-ar fi o problema capacitatile parazite, deci merg pe miez toroidal.

[smilex]

Tocmai ca nu se poate limita curentul. Nu ai voie sa umblii la umplere, trebuie sa fie riguros setata la 0,5. Deadtime-ul iti va face toleranta de nesimetrie, de acea recomandasem 21531 la o frecventa mai mica.

Uite cum zic eu sa facem.

Incarci maxim acei acumulatori. Descarci numai unul dintre ei, cat consideri tu ca e aproape maxim permis. In momentul acela, pui un rezistor de putere de 1 ohm pe fiecare dintre ei. In functie de tensiunea in gol si cea cu sarcina de 1 ohm la acumulatori, calculam rezistenta interna a acumulatorilor la maximul de diferenta a incarcarii lor. Imi spui ce tranzistoare folosesti (Rds) iar eu, neglijand rezistenta inductantei, pun totul pe multisim si vedem concret rezultatele privind curentul. In functie de ele, dimensionam inductanta si tu o realizezi alaturi de o schema pentru care ai optat. Iti atrag din nou atentia asupra comenzii trafo driver. Testezi o semipunte simpla pentru egalizarea a doar doi acumulatori. Apoi poti testa si 3 sau 4 inseriati, dar ne trebuie mai intai curentul la diferenta maxima, adica curentul maxim pentru inductanta sa vedem cum se preteaza pulberea la saturatie. Orienteaza-te spre o pulbere pe care stii ca o poti procura usor si ulterior, daca va fi nevoie. Evident ca daca e ferita, totul se poate regla din intrefier, e mai sigur.

 

Sa intelegi ca eu nu cred ca acele capacitati sunt o problema. Pentru o semipunte de la retea, saltul la 150 si 300V pe capacitatea parazita intre secundare ar putea insemna ceva, dar la tensiunile astea... Dar daca nu intampini probleme la 12+12, cu atat mai mici vor fi la 3,5+3,5.

Editat August 17, 2014 de smilex

[pisica matache]

Am masurat rezistenta interna a unui acumulator aproape complet incarcat, respectiv aproape complet descarcat. Sarcina, cca 1 ohm. In primul caz, tensiunea a scazut de la 13V, la 12,5V iar in al doilea caz, de la 11,5V la 10,7V. Deci 40 miliohmi, respectiv 80 miliohmi. Mosfetii pe care vreau sa-i folosesc, IRF3205, care au 8miliohmi. http://pdf1.alldatas...RF/IRF3205.html

Am comandat doi mosfeti, cu un IR2153, cate 10 ohmi in porti, la 50Khz. Semnalul de comanda arata foarte bine, in ciuda capacitatii de intrare a mosfetilor, destul de mare. Deci nu se justifica folosirea driverelor integrate intre IR si mosfeti. Am masurat si consumul in gol al integratului, alimentat cu cca 12V, ca sa nu consume si zenerul intern, facand SD, cu pinul CT, pus la masa. Acesta e foarte mic, sub 3mA.

Daca tot am facut semipuntea, n-am rezistat si am pus si o inductanta de 30 microH, apoi am cautat doi dintre cei 4 acumulatori, spre sfarsitul incarcarii, cu cea mai mare diferenta de tensiune. Unul avea 13,8V iar celalalt putin peste 14V. Egalizarea a inceput sa se faca, e drept ca lent, adica semipuntea functioneaza. E drept ca tensiunile n-au ajuns riguros egale, dar n-am calculat inductanta, iar deadtime a fost probabil cam mare, de o milisecunda la o frecventa de 50Khz.

PS

Deadtime nu e o milisecunda, scriu tampenii, ci de o mie de ori mai mic, adica o microsecunda. Am vazut ca la IR21531, e jumatate, dar am doar IR2153.

Editat August 18, 2014 de pisica matache

[smilex]

Acum nu pot, dar maine am sa vad pe multisim ce si cum. Totusi, curentul maxim (dar care nu poate fi atins cu semipunte) se poate masura si intre doi acumulatori pusi in paralel prin ampermetru (unul bun, unul rau).

Intereseaza si consumul etajului de comanda in functionare.

Tocmai pentru deadtime recomandasem 30kHz si 21531.

Editat August 18, 2014 de smilex

[smilex]

Uite ce se obtine cu multisim.

Am folosit o baterie mai buna, de 14V ca sa vizez un curent mai mare. Valoarea de cca. 11,5A este obtinuta cu un varf de 25A. Dar am montat condansatorii de care spuneam (2x470 pe fiecare element).

Si uite ce se obtine fara conduri.

O medie de 6,5 cu varf de 15.

Eu recomand condurile cat mai aproape de tranzistoare si iesirea inductantei, anume pentru a suprima inductantele parazite ale cablurilor, pe care nu le-am prevazut, dar mai ales pentru ca fara conduri, pe ramurile acumulatorilor ai riplu datorita acelor rezistente interne.

Dupa cum se vede, variatia e buna comparativ cu media. Deci 30u este potrivit la 50kHz si acele conditii (asta-i frecventa aleasa de mine pt. ca asa spuneai ca ai facut). Daca imi dai sectiunea pulberii si numarul de spire, iti spun daca functioneaza in limitele saturatiei.

[pisica matache]

Multumesc pentru simulare si nu numai ! Am facut un cablaj de test, cu trei semipunti, pentru cei 4 acumulatori de 12V, inseriati. Am gasit 3 IR21531, am coborat frecventa la 30Khz. Astfel am redus deadtime, cat si consumul integratelor, care e cca 10mA, la 26V, cu o rezistenta in pinul 1 de cca 1,5K. La consumul asta, imi permit sa las alimentate puntile, permanent. Pentru orice eventualitate, am montat 6 sigurante de cate 10A. Daca intra in scurt unul sau ambii mosfeti dintr-o punte, se arde una sau ambele sigurante. N-am modificat inductanta, desi ar fi trebuit marita, e tot de 30 micro. Cu siguranta, la o functionare normala, adica fara sa descarc intentionat inegal acumulatorii, nu ajung la un dezechilibru intre doi acumulatori, atat de mare sa saturez miezul. Acumulatorii sunt noi, am masurat capacitatea acestora si sunt foarte apropiate. Urmeaza sa conectez puntile la acumulatori, sa vad cum se comporta. Desigur ca voi creea un dezechilibru, descarcand diferit acumulatorii sa vad daca in timp, se ajunge la echilibrarea tensiunilor.

Editat August 20, 2014 de pisica matache

[smilex]

Sper ca nu e ferita fara intrefier.

Nici conduri nu ai pus.

Poti incerca descarcarea unui singur acumulator, cu semipuntile in functie. Ar trebui sa se descarce uniform.

 

Asa trebuie legate pentru 4 acumulatori:

La tine toate sunt separate. Dar le poti conecta si ulterior. Insa iesirea unuia inseamna alimentarea altuia. De aceea recomandasem condensatori care sa simuleze acumulatorii direct pe cablaj. Si nu orice, cu polimer. Chiar daca vei obtine probabil rezultate si fara ei.

Sper ca am vazut corect polaritatea... Electroliticii sunt in paralel cu acumulatorii.

 

Se poate si fara trafo driver daca mergi la fiecare cu IR. Dar la 6-7V nu stiu daca IR functioneaza, are uvlo.

Editat August 20, 2014 de smilex

[pisica matache]

Sper ca nu e ferita fara intrefier.

Nici conduri nu ai pus.

Poti incerca descarcarea unui singur acumulator, cu semipuntile in functie. Ar trebui sa se descarce uniform.

 

Asa trebuie legate pentru 4 acumulatori:

La tine toate sunt separate. Dar le poti conecta si ulterior. Insa iesirea unuia inseamna alimentarea altuia. De aceea recomandasem condensatori care sa simuleze acumulatorii direct pe cablaj. Si nu orice, cu polimer. Chiar daca vei obtine probabil rezultate si fara ei.

Sper ca am vazut corect polaritatea... Electroliticii sunt in paralel cu acumulatorii.

 

Se poate si fara trafo driver daca mergi la fiecare cu IR. Dar la 6-7V nu stiu daca IR functioneaza, are uvlo.

Desi sunt negre, miezurile nu sunt din ferita, ci pulbere. E drept ca sunt cam mici...Nu am pus conduri, trebuia si inductante corect dimensionate, conductori cu sectiune corespunzatoare. Am vrut sa testez doar principiul. Aseara, am descarcat unul din cei patru acumulatori, pe care aveam initial, in gol, 12,80V, cu cca 10A, timp de 15-20 minute. Adica am consumat cam jumatate din energia disponibila, in respectivul acumulator. Cu egalizorul conectat, se observa cum scade tensiunea nu doar pe acumulatorul cu sarcina, ci si pe restul. E drept ca erau diferente de tensiuni destul de mari. Dupa descarcare, am lasat egalizorul pe acumulatori, toata noaptea. Dimineata, am masurat pe cel descarcat, 12,57V pe perechea sa din semipunte, 12,60V, pe ceilalti, 12,63V, respectiv 12,64V. Dimineata, inductantele erau calde, semn ca egalizarea inca se facea. Acum am pus acumulatorii la incarcat, cu 2A, pe cel descarcat aveam cca 13,0V, pe restul, 13,2V. Una peste alta, egalizarea functioneaza, dar montajul trebuie facut ca la carte, inductanta pe un miez mai mare, cu conductor de sectiune corespunzatoare, electroliticii de care ai amintit, conductori grosi de la acumulatori la egalizor.

Imi place IR21531, cred ca il folosesc si la varianta LiFePo4. Desi nu functioneaza sub cca 8-9V, am testat, o sa alimentez toate integratele dintr-un fliback, cu 7 secundare, sau dublor tensiune pt fiecare IR. E mai simplu, ca la varianta cu traf driver, nici nu am nevoie de atatea drivere. La 30Khz si ciss de cca 3,5nF, cat are IRF3205, semnalul de comanda e perfect. Am cautat aseara, sunt mosfeti cu capacitatea dubla, dar Rds mult mai mic, 1-3 miliohmi, fata de 8miliohmi. Daca mai reduc frecventa, pot comanda direct si acesti mosfeti. De exemplu, http://www.tme.eu/ro...irfp7537pbf.pdf

http://www.tme.eu/ro/Document/4fe17ed0e0810921b2d8fdc90fdf40d9/auirf3805.pdf

Editat August 21, 2014 de pisica matache

[smilex]

Daca ai 30-40 miliohmi rezistenta interna la acumulatori, nu stiu ce castigi cu 2 in loc de 8 la tranzistori. Cu siguranta nu pierzi, dar poate nu merita consumul suplimentar al comenzii. Daca ai rezistente mai mici, egalizarea se face mai repede, dar nu vad nici un motiv sa urmaresti asta. Pentru tine e ok daca se face si intr-o luna, important e comportamentul pe termen lung, iar aici te intereseaza mai mult ca acea comanda sa consume putin. Asta e mult mai important decat sa realizezi egalizarea rapid. Dar asta e doar opinia mea...

[pisica matache]

La acumulatorii LiFePo4, rezistenta interna e mult mai mica, 1miliohm. http://files.ev-power.eu/inc/_doc/attach/StoItem/2631/GWL-CALB_SE40AHA_Specifications.pdf

De aceea ma gandeam la mosfeti cu Rds sub 8 miliohmi.

Revin la testul egalizorului, care e montat de aseara pe acumulatorii cu plumb, ce alimenteaza un scuter electric, pe care il folosesc zilnic. Egalizarea functioneaza, dar tare-mi este ca functioneaza prea bine. Altfel spus, inductantele sunt tot timpul calde, desi diferentele de tensiune sunt foarte mici intre acumulatori. Nu m-ar deranja, dar tot plimband curentul de la un acumulator la altul, se pierde energie. Acum, nu consumul integratelor ma ingrijoreaza, ci functionarea continuua a partii de forta. Am impresia ca ar trebui si aici o comanda sincronizata, a tuturor mosfetilor, sau blocarea functionarii cand diferenta de tensiune, intre cei doi acumulatori ce alimenteaza o semipunte, e mica, sa zicem sub 100mV.

[smilex]

Nu ai conduri, poate ca se suprapun ripluri...

Variatia exista permanent, chiar daca componenta continua dispare. E de datoria ta sa gasesti acea solutie pentru care variatia de curent nu creaza pierderi semnificative in miez. Cauta toruri mai bune (52?), inductante mai mari, conductoare mai groase (mai multe?), frecvente mai mici. Ti-am spus ca te ajut, ti-am cerut date despre tor, nu ai spus nimic...

Poti opta pentru studiul a doua celule alaturate, nu am idee cum studiezi opt, sau cat se complica schema. Sau ai putea sa pui egalizarea sa functioneze numai intre anumite limite si sa iasa din functie cand tot setul e incarcat complet sau tensiune minima.

Teoretic vorbind, daca condurile polimer isi fac treaba, nu mai conteaza diferenta de timpi sau frecvente ale semipuntilor.

[pisica matache]

Am diverse toruri recuperate, cat si miezuri ferita. Un tor e acesta, MS-106125-2. http://www.tme.eu/html/DE/ferrit-ringkerne-serie-ms/ramka_12822_DE_pelny.html

Sunt recuperate din surse forward, 13,5V/15A, inductanta serie. Cu 15 spire, cum suntbobinate, au cca 30 microH. Ar mai fi toruri, dar sunt mult mai mari.

Ferita am ETD39, E55, E65. Aici as putea bobina cu platbanda, am de 0,4mm. Nu am conduri polimer, am ceva low esr, 470micro/35V, pe care le-am folosit in diverse surse, s-au comportat bine. Frecventa pe care as merge, 20-25Khz, pentru deadtime si consum curent mic.