Защита Аккумулятора От Переразряда

[DAIMON]

Есть батарея из литиевых элементов 14.4V,питает накамерный видеосвет.Ток нагрузки до 10A.Подскажите,пожалуйста,схему защиты аккума от переразряда,т.е.отсечка нагрузки при падении напряжения до 12V.Заранее спасибо!

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[my504]

Я делал такое устройство на PIC10F222, правда на небольшой ток, но разницы никакой нет, просто отключаем МОСФЕТ, через который питается нагрузка.

Причем микроконтроллер после отключения уходит в слип и для включения необходимо его сбросить, т.е. нет триггерного эффекта, когда после отключения мощной нагрузки напряжение подскакивает и снова подключается нагрузка.

Сам микроконтроллер стоит 20 с небольшим рублей. К нему не нужно даже источника опорного напряжения - есть встроенный. Потребление у него на несколько порядков меньше тока саморазряда акку. Корпус SOT23-6. Кроме контроллера нужен делитель напряжения и пару мосфетов (один мощный и один слабый для согласования уровней управления).

Изменено 9 февраля, 2009 пользователем my504

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[DAIMON]

А можно реальную схему?Не силен в схемотехнике,собрать еще можно,а так...

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[span]

Можно. Например, так:

Реле К1 можно взять, например, автомобильное (с 10А контактами). Кнопку S2 (с нормально разомкнутыми контактами) нужно нажать (кратковременно) для включения, а S1 (с нормально замкнутыми контактами) - для выключения. Кнопки тоже должны быть рассчитаны на коммутацию не менее 10А.

Диод VD1 - любой, с максимально допустимым обратным напряжением не менее 15В и максимально допустимым прямым током (для случая стандартного автомобильного реле) не менее 0,3А, например, КД106.

Резистором R3 выставляется напряжение отключения.

Успехов!

[DAIMON]

Хотелось бы без реле,т.к.используется свет в течение дня по необходимости,каждый раз оключать и включать в двух местах(ещё диммер на лампе)не совсем удобно и оперативно,а 0,3А за 10 часов это 30% емкости аккума.

[my504]

Схему своего варианта дам несколько позже, утром не успеваю нарисовать в Сплане. Если живете в районе Москвы, то могу посодействовать в изготовлении и комплектации...

Изменено 10 февраля, 2009 пользователем my504

[DAIMON]

Живу в Минске,за схему буду очень благодарен.

[my504]

Схема получается вот такая. Но прежде нужно знать особые точки разрядной характеристики Вашего акку. А именно: Напряжение холостого хода полностью заряженного. Напряжение под нагрузкой (именно Вашей нагрузкой) в полностью заряженном состоянии. И те же параметры, но в точке отключения. Разрядный ток (максимум и номинальный).

Прошивку для контроллера могу дать через пару дней после получения Вашего согласия делать эту схему. По поводу технической и материальной помощи (ессно безвоздмездной) можно обговорить в личке.

Моя схема( ту что делал для своих нужд) несколько сложнее из-за особых требований по потребляемой ею току (у меня схема не отключается от акку никогда). Если интересно - могу и ее привести.

Изменено 10 февраля, 2009 пользователем my504

[DAIMON]

Завтра все замеряю и выложу цифры.

[span]

...каждый раз оключать и включать в двух местах...

Зачем в двух местах? Суть в том, что эти две кнопки вполне могут выполнять роль выключателя (т.е., использоваться вместо штатного) ...

...0,3А за 10 часов это 30% емкости аккума...

Схема защиты и лампа работают одновременно, поэтому сравнивать нужно потребление лампы (т.е., 10А) и потребление схемы защиты (0,25...0,3А). Т.о., имеем увеличение потребляемой мощности примерно на 3% ...

По-поводу варианта my504 - возможно он действительно превосходит предложенный мной, но пока ни по стоимости, ни по экономичности провести сравнение этих двух вариантов невозможно, поскольку тип MOSFET (силового ключа) Т1 он не указал...

Успехов!

[my504]

IRF4905, IRF7425, IRF7805, IRFR5305... и т.д. все от 20 до 50 руб. Собственно требование одно - Rds не более 10 мОм (миллиом!!!, а не мегаом для тех кто не в теме) ну и ток с напряжением соответствующие (от 20 вольт и от 12...17 ампер).

В данной схеме существенен выбор малого Rds, поскольку напряжение управления затвором в районе 3...5 вольт и необходимо иметь запас по отсечке и крутизне, чтобы не перегревать мосфет.

Другая, упомянутая мной схема, имеет полный размах управления затвором силового мосфета и такого требования нет.

Про экономичность.

Контроллер потребляет 170 мка в рабочем режиме. Некоторый ток (небольшой менее 1 ма) потребляют цепи TL431. Больше потребления нет.

Если применить более сложную схему (там еще три маломощных мосфета, причем копеечных) то можно потребление убавить до 200...250 мка на всю схему, а то и менее 1 мка, если уводить контроллер в слип между измерениями, но это уже попахивает манией...

ЗЫ. Сам контроллер стоит на сегодняшний день 23 рубля (осенью еще была цена 17 руб, купил пятнадцать штук... жадность, туды ее в качель...)

Изменено 10 февраля, 2009 пользователем my504

[131959G]

туды ее в качель..

А контроллер запрограммированный 23 рубля стоить или его шить отдельно надо?

На чем шить (в смысле во сколько шитье станет)?

[DAIMON]

Когда на плече стоит видеокамера,а на лампе (Lowel id-02) выключатель спаренный с димером(регулятор яркости),еще найти на поясе сумку с аккумом и включить питание,а обе руки бывают заняты....

Изменено 10 февраля, 2009 пользователем DAIMON

[tomich]

а что если просто применить компараторы на операцоннике например? получается просто и в регулировке нет проблемм.

[my504]

туды ее в качель..

А контроллер запрограммированный 23 рубля стоить или его шить отдельно надо?

На чем шить (в смысле во сколько шитье станет)?

Я так мыслю ни во что не встанет... Я ему сам его зашью и в конвертике вышлю... Дело копеечное и всегда рад помочь братскому белорусскому народу... :-)

Я тут одному парню из Сенны уже отсылал пару микросхем... ничего, за 10 дней дошли...

а что если просто применить компараторы на операцоннике например? получается просто и в регулировке нет проблемм.

Тогда уже не компаратор, а супервизор питания... Но к нему еще нужна РЕЛЕЙНАЯ СХЕМА С ПАМЯТЬЮ, поскольку иначе возникнет триггерный эффект... Так что получается больше и дороже... проверено...

Изменено 10 февраля, 2009 пользователем my504

[131959G]

триггерный эффект...

А если Ваша программа не проснется из спящего режима и литиевая батарейка на поясе кааак...!

Я бы продублировал какой нибудь биметаллической пластиной на всякий случай от греха подальше, а то потом скажут, что из за сбоя программы у фотографа сумка с пояса улетела.

Только без обид пожалуста. Литиевая батарейка штуковина сурьезная.

[my504]

Программка и не будет входить в слип В РАБОЧЕЙ ФАЗЕ, для этой схемы это избыточно, поскольку цепи источника опорного напряжения потребляют на порядки больше пикоамперного потребления режима сна. А если это и нужно, то будить МК при этом будет вачдог, а он потому так и назван, что собака злобная... :-)

А что касается надежности... ну я бы не стал об этом даже дебаты заводить... все без исключения литиевые акку администрируются при заряде с помощью МК, кстати автор не сказал о том, как происходит заряд....

И основная опасность возгорания именно при ЗАРЯДЕ, поскольку при выходе активного лития через сепаратор при перезаряде может случится КЗ и соответственно литий на окружающих предметах... а он от воды только лучше горит...

Вот так выглядит мой контроллер разряда акку:

В нем нет мощного мосфета, поскольку он управляет драйвером светодиодов.

Изменено 10 февраля, 2009 пользователем my504

[DAIMON]

Но прежде нужно знать особые точки разрядной характеристики Вашего акку.

Холостой ход заряженого аккума 16,7В,при максимальной нагрузке 8А-15,4В.Точка отключения 12,5В.Номинальной нагрузки как таковой нет,яркость регулируется в зависимости от условий съёмки.Примерно от 3 до 8А.

Изменено 11 февраля, 2009 пользователем DAIMON

[my504]

Так как размах напряжения увеличился,придется немного изменить номиналы схемы и возможно чуть саму схему. Пока уточняю ранее приведенную, с учетом исправления одной очепятки и схемотехники выходного ключа. Проверил в микрокапе - ток не превышает 1 ма при максимальном напряжении и 500 мка при минимальном. Таким образом средний отребляемый схемой ток порядка 700...750 мка. Если это устраивает, то принцип оставляем, если нет, то нужно отказатся от внутренней опоры МК и схема будет чуть сложней.

Итак схема с номиналами:

И код в АСМе:

; КОНТРОЛЛЕР РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРА ОСВЕТИТЕЛЯ
;--------------------------------------------	
list p=10F222
#include <P10F222.INC>
errorlevel  -302
;********************************************
; 6 пин ICSP(+Vpp) [MCLR]
; 5 пин +Vdd
; 4 пин выход управления ("0"-включено)
; 3 пин ICSP(CLK) [GP1]
; 2 пин общий 
; 1 пин ICSP(DAT) [GP0]
; генератор внутренний - 4 МГц
;********************************************
; порог выключения нагрузки: 12 вольт с Lion (Vdd=12-Uoffset=2,55v)
; где Uoffset=9,45v (TL431)
; измеряем внутренний источник опоры 0,6v -> при 12v ADRES=.60
;********************************************
cblock		0x10
	timer
	temp
endc

__CONFIG   _CP_OFF & _MCLRE_ON & _WDT_OFF & _MCPU_ON & _IOFSCS_4MHZ
;********************************************	
org	0x00
	nop
;---------- инициализация ----------------------
	movlw		b'01001001'		;
	movwf		ADCON0		;
	clrf		GPIO			;
	movlw		b'11000111'		;
	OPTION				;
	movlw		b'0001011'		;
	TRIS		GPIO			;
	clrf		timer			;
;--------- основной цикл устройства ------------
	bsf		GPIO,2		;
	goto		$+2			;
	call		pause			;
	call		ADC			;
	movlw		.60			;
	subwf		ADRES,W		;
	movwf		temp			;
	btfss		STATUS,C		;
	goto		$-6			;		
	bcf		GPIO,2		;
	bcf		ADCON0,ADON		;
	sleep					;
	goto		$			;
;===============================================
ADC		nop					;
	nop					;
	nop					;
	nop					;
	nop					;
	nop					;
	nop					;
	bsf		ADCON0,GO		;
	btfsc		ADCON0,GO		;
	goto		$-1			;
	retlw		0x00			;
;-----------------------------------------------
pause		bcf		ADCON0,ADON		;
	movlw		.20			;
	addwf		temp,w		;
	btfss		STATUS,C		;
	goto		del_16		;
	movlw		.10			;
	addwf		temp,w		;
	btfss		STATUS,C		;
	goto		del_8			;
	movlw		.5			;
	addwf		temp,w		;
	btfss		STATUS,C		;
	goto		del_2			;
	movlw		0x04			; 0,25 сек
	goto		$+6			;
del_2		movlw		0x1F			; 2 сек
	goto		$+4			;				
del_8		movlw		0x7F			; 8 сек
	goto		$+2			;
del_16	movlw		0xFF			; 16 сек
	movwf		timer			;
	clrf		TMR0			;
	btfss		TMR0,7		;
	goto		$-1			;
	decfsz	timer,F		;
	goto		$-4			;
	bsf		ADCON0,ADON		;
	retlw		0x00			;
;-----------------------------------------------
;===============================================
end

[DAIMON]

Все класс!До этого прошерстил интернет,но такого решения нигде не видел,а особенно внимания к своей проблеме.СПАСИБО!Правда,пока не знаю что с этим делать,прошивка,комплектующие...

[my504]

Мне нужно дней семь-десять, чтобы с учетом занятости на работе сделать железо и прогнать его в натуре, а не в симуляторах. Напишите как с Вами связаться (адрес и телефон) мне в личку. Получите готовую схему и инструкцию по монтажу в Вашу технику.

У меня есть два сповоба передать изделие: или по почте или с автобусом из Ярмарки в Лужниках (там минских обычно много).

[DAIMON]

Написал в личку.Долетело?

[my504]

Так точно... Принял.

[span]

Хотелось бы без реле...

Поскольку Вы уже определились с вариатом схемы, то это, скорее, для других читателей форума...

Такой вариант тоже вполне возможен, причем с использованием той же идеи, что и в варианте с реле. Такая схема реализована, в частности, И. Нечаевым, в "отключателе" аккумулятора (статья "Измеритель емкости аккумуляторных батарей" Радио, №2, 2009, с.30-31).

Вариат доработки схемы с реле под MOSFET (фактически "калька" со схемы "отключателя" из статьи В.Нечаева ):

Успехов!

Изменено 12 февраля, 2009 пользователем span

[my504]

Устройство готово к отгрузке (наконец... с опозданием в три недели... стыдно, но времени не было совсем...)

Окончательная схема и фотография готового девайса. Уточненный хекс.

:020000040000FA
:100000000000CD0C27006600C70C02000B0C060098
:10001000700030090C0A210916093C0C88003100D7
:1000200003070B0A460507040300150A0000000039
:1000300000000000000000000000270527061E0A3F
:1000400000080704140CD1010307340A0A0CD1017B
:100050000307320A050CD1010307300A040C350AE4
:100060001F0C350A7F0C350AFF0C30006100E107D8
:0A007000370AF002360A07050008FF
:021FFE00F80FDA
:00000001FF

Изменено 9 марта, 2009 пользователем my504