2-пороговый компаратор для AGM в виде модуля

[UTF]

Столкнулся с проблемой эксплутации свинцовых аккмуляторов AGM.
Зарядка самодельная, поэтому по рассеяности часто пропускаю, когда напряжение в процессе заряда поднимается выше 14.4 В, что для свинца очень вредно.
И наоборот, при разряде на нагрузку пропускаю момент, когда напряжения снижается ниже предельно допустимого 10.5 Вольт.
Часто напряжение опускается ниже, проваливаясь до 8.5 В (!), что для свинца вообще смерть :-(

Эта проблема уже изрядно достала, поэтому надумал решить ее в виде  2-порогового компаратора, который отключал бы заряд и разряд при выходе напряжения на аккумуляторе за допустимые пределы.

Набросать схему одного из таких компараторов несложно, но рисовать долго, расскажу на пальцах.
Для такого компаратора потребуются:

- компаратор 521СА3 / LM311 (понадобятся 2 штуки), у которого широкий диапазон напряжений и открытый коллекторный (и эммитерный) выход;
- мосфет с p-каналом, у которого в открытом состоянии даже при больших токах минимальное падение напряжения;
- источник опорного напряжения, например, КС156, резисторная обвязка, обеспечивающая в том числе гистерезис, и собственно, все.

ОКВ компараторов цепляем к затвору мосфета, мосфет в разрыв питания аккумулятора - вот и вся схема.
Уровни срабатывания можно точно подбирать соответствующими подстроечными резисторами.

Как видите, ничего сложного, но есть проблема: надо разводить и травить плату, сверлить, паять, а я уже старый и ленивый :-)

Отсюда вопрос к знающим: может, уже изготавливают готовые модули с подобным функционалом?
Чтобы плаг-енд-плей - и в дамках :-D
 

Изменено 18 декабря, 2022 пользователем UTF

[Реклама]

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

[andrusha152]

23 минуты назад, UTF сказал:

а я уже старый и ленивый

А писать столько не лень было?  Выбирайте.

https://www.google.com.ua/search?q=плата+защиты+для+свинцового+аккумулятора&client=ms-opera-mobile&channel=new&espv=1&prmd=ivn&sxsrf=ALiCzsZmFB9eRfyj4W4ZHgQ8SqKIoA_LXQ:1671361109390&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwierN2pgYP8AhUpgv0HHYX6CUAQ_AUoAXoECAEQAQ&biw=685&bih=229&dpr=2

[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

[ChePay]

Проблема надуманная.

За перезарядом должно следить ЗУ.

А за переразрядом – питаемое устройство.

[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

[UTF]

Цитата

А писать столько не лень было?

Писать не мешки ворочать :-)  Зато, подробно описав свои хотелки, я теперь точно знаю, какого функционала хочу от этого устройства.
Гистерезис - очень важно!

Цитата

 Выбирайте.

Оказывается, все придумано до нас :-)
Осталось только выбрать, но и тут есть проблемка - вряд ли продавцы будут утруждать себя описанием логики работы этих плат защиты.
Допустимые напряжения, токи, мощность да, укажут, а вот логику работы, в том числе наличие гистрезиса, вряд ли, потому что продажи рассчитаны не на инженеров, а на хомячков.
Впрочем, пошел знакомиться  с ними, вдруг где опишут.
Спасибо!

 

Цитата

За перезарядом должно следить ЗУ. А за переразрядом – питаемое устройство.

Все вроде верно, но как, например, будет следить за напряжением мощный светодиод и отключаться в нужный момент?
Кроме того, если на каждую нагрузку ставить контроль, то это фиг сколько нужно будет таких "контролей".
Проще и дешевле один контроль на аккумулятор для всех подключаемых нагрузок.

Изменено 18 декабря, 2022 пользователем UTF
Upd

[Огонёк]

23 минуты назад, UTF сказал:

вряд ли продавцы будут утруждать себя логикой работы этих плат защиты

Верно мыслишь. Продавцам побоку. Логикой работы плат себя утруждали их разработчики. И если они делали платы для работы со свинцовыми аккумуляторами - эти платы подойдут для работы со свинцовыми аккумуляторами. Должны, по крайней мере.

[Piotr__1]

26 минут назад, UTF сказал:

но как, например, будет следить за напряжением мощный светодиод и отключаться в нужный момент?

А светодиод у вас без драйвера? Так то драйвер и следит, заодно стабилизирует интенсивность света по мере разряда АКБ.

27 минут назад, UTF сказал:

то это фиг сколько нужно будет таких "контролей".

И? Нормальных инжинеров это не страшит, причем наличие двух ступеней защиты часто выходит дешевле отсутсвия хотябы одной.

28 минут назад, UTF сказал:

Проще и дешевле один контроль на аккумулятор для всех подключаемых нагрузок.

Как только начинаются вопросы про "проще И дешевле" итогом становится и дороже и сложнее и неудобнее... Не надо изобретать велосипед. Для свинца достаточно НОРМАЛЬНОЙ зарядки. И небольшой схемки защиты в ваших потребителях.

[UTF]

Цитата

А светодиод у вас без драйвера? Так то драйвер и следит, заодно стабилизирует интенсивность света по мере разряда АКБ.

"Мощный светодиод" у меня представлен обычными светодиодными ленточками 50*50*60 с балластными резисторами, подключаемыми к АКБ.
Но даже если бы использовался полноценный импульсный светодиодный драйвер, то что-то не припомню среди них таких, которые умели бы отключать нагрузку при падении ниже 10.5 В. Обычно они высаживают акуммулятор до тех пор, пока светодиоды не потухнут.
Но даже если есть такие драйверы, то зачем мне связывать себя с особой экзотикой? Мне необходима широта выбора.

Цитата

И? Нормальных инжинеров это не страшит, причем наличие двух ступеней защиты часто выходит дешевле отсутсвия хотябы одной

Тут вы немного не поняли. Какой смысл  на каждую светодиодную нагрузку ставить индивидульную защиту, если можно обойтись одной на аккумуляторе?
Еще более доходчиво: предположим, в качестве нагрузок есть 20 штук светодидных ленточек, которые питаются от одного АКБ.
Как выгоднее - ставить на каждую такую нагрузку защиту в том или ином виде, или же поставить всего одну общую на АКБ?

 

Цитата

Для свинца достаточно НОРМАЛЬНОЙ зарядки.

Это так. Но нормальной зарядки нет и пока не предвидится, а если бы даже была, по вашей же логике дополнительная защита АКБ не помешает.

 

Цитата

И небольшой схемки защиты в ваших потребителях

Хм. Ну так а я о чем по вашему веду речь? :-)  Именно о  такой схемке. Только не в виде вашего общего посыла "небольшой схемки", а конкретно, в виде готового модуля.

Изменено 18 декабря, 2022 пользователем UTF

[UTF]

Похоже, удалось найти один из готовых модулей - XH-M609

Цитата

XH-M609 защита напряжения низкое напряжение отключение постоянного тока 12-34 в над разрядкой модуль защиты для свинцово-кислотной литиевой батареи

Программируемый выключатель низкого напряжения батареи для свинцово-кислотного аккумулятора постоянного тока 12-36 в и литий-ионного аккумулятора. Не позволит батареям переразрядиться, чтобы продлить срок службы батареи.

Этот переключатель LVD работает с большинством проектов, так как отключение низкого напряжения настраивается! Легко читаемый светодиодный индикатор напряжения всегда включен. С защитой от отключения питания, он сохранит вашу настройку при отключении питания

Когда напряжение батареи достигнет установленного низкого значения, модуль автоматически отключит нагрузку, чтобы избежать чрезмерной разрядки батареи, чтобы продлить срок службы батареи
Выключатель автоматически подключается, когда напряжение батареи достигает установленного значения (отключение напряжения + разница)
Размеры: 57x42x19 мм/2,24x1,65x0,75 дюйма (Д * Ш * В),

Вход Напряжение: постоянный ток 12-36V, Точность: 0,1 V, мощность
Потребляемая мощность: <1,5 Вт, максимальная сила тока до отключения выключателя: 20A
Низкая Напряжение среза 12V сетевого разъединителя
Защищает аккумулятор и продлевает срок службы батареи
Совместим с литиевым и свинцово-кислотным аккумулятором 12-36 в.

Это релейный модуль, в комплект не входит аккумулятор
Подходит только для одного аккумулятора, а не для аккумулятора.
Когда напряжение батареи достигает установленного напряжения отключения, модуль автоматически отключит нагрузку, чтобы предотвратить чрезмерную разрядку батареи, чтобы продлить срок службы батареи.
Поддержка задержки 0-10 минут для повторного подключения
Надежный и простой в установке

Программируемый - это удобно. И все бы ничего, но сэкономили на мосфете, использовав реле, поэтому прожорлив - до 1.5 Вт, и то неизвестно, в каком состоянии якоря.

И еще непонятно - зачем там дроссель? Вроде бы в такой схеме нет ничего, что требовало бы импульсного каскада.

И собственно, самое непонятное - а где же вход для зарядки??

Изменено 18 декабря, 2022 пользователем UTF

[andrusha152]

Может лучше XH-M 601?

https://rezist.com.ua/relejnoe-oborudovanie/zarjad-i-kontrol-akkumuljatora/kontroller-zarjada-akkumuljatornoj-batarei-12v

[UTF]

Видел и этот, только чем он лучше? В нем даже индикатора нет.

[andrusha152]

3 минуты назад, UTF сказал:

чем он лучше?

Автоматически включает или выключает зарядное при достижении верхнего или нижнего предела.

[UTF]

Так XH-M609 делает то же самое, разве нет?

[andrusha152]

1 минуту назад, UTF сказал:

разве нет?

Судя по описанию с того же сайта - нет. 

Цитата

Модуль защиты от переразряда.

Ограничитель разряда или понижения напряжения аккумуляторов программируемый XH-M609.

 

[UTF]

Имхо, получается так, что:

XH-M601 предназначен только для управлением зарядом АКБ, отключая процесс заряда при достижении необходимого зарядного напряжения;
XH-M609 предназначен  только для автоматического отключения нагрузки АКБ, когда его напряжение падает ниже допустимого уровня.

Значит, мне нужны оба дивайса

[UTF]

И все-таки тема сисек не раскрыта - зачем в XH-M609 дроссель??

[andrusha152]

Возможно фильтр питания. Нужно знать куда он подключён, чтобы ответить однозначно.

[Гость_Григорий_Т.]

Сиськи участвуют в преобразовании входного напряжения в напряжение питания электроники и индикации.

[UTF]

Вряд ли. Там же не древняя ламповая электроника а обычная КМОП или TTL.
И LED-вольтметр тоже не нуждается в особых напряжениях, так что вся эта примитивная электроника запросто укладывается в +5 Вольт.

[Гость_Григорий_Т.]

А входное напряжение до 36 Вольт. Вот и думайте.

[Starichok]

7 часов назад, ChePay сказал:

А за переразрядом – питаемое устройство.

полная чушь.

прав ТС, защита должна быть одна, независимо от того, какое устройство ты подключил.

а вот по заряду тут ты прав - за зарядом должно следить ЗУ.

[UTF]

В 18.12.2022 в 20:21, Гость_Григорий_Т. сказал:

А входное напряжение до 36 Вольт. Вот и думайте.

Подумал. Мысль здравая

[UTF]

В 18.12.2022 в 13:22, ChePay сказал:

А за переразрядом – питаемое устройство.

А вообще-то ChePay тоже высказал здравую мысль, только она не универсальна и подходит не для всех устройств.

Вспомните - все телефоны/смартфоны и прочие планшеты питаются от тупой зарядки, которая выдает 5 Вольт и ничего не контролирует.

А контроль зарядки осуществляется как раз в этих устройствах.

Изменено 22 декабря, 2022 пользователем UTF

[colorad]

58 минут назад, UTF сказал:

от тупой зарядки, которая выдает 5 Вольт и ничего не контролирует.

Вы наверное реально тупых зарядок не видали , которые даже 5 вольт не контролируют .

А современные зарядки бывают с выходом, который управляется от телефона . 

В принципе, умея слегка программировать можно легко реализовать любое скромное желание . 

Всего-то надо линию контроля напряжения и  реле управляемое небольшими токами . 

[UTF]

В 22.12.2022 в 22:29, colorad сказал:

и  реле управляемое небольшими токами .

Вот, как раз про реле и хотел сказать. Дело в том, что благодаря вашим советам приобрел готовые устройства контроля напряжения аккумулятора, одно для заряда - XH-M601 , другое для разряда - XH-M609
XH-M601 имеет конструктивный недостаток, в нем нужно сразу выкидывать электролит и ставить диод, поэтому пока отложил в сторону.

Начал тестить XH-M609, и офигел - ток потребления при притянутом якоре - 80 мА!
Где они только такие жрущие реле находят?? У меня светодиодный светильник потребляет всего 280 мА.
Поэтому не зря в самом начале предлагал сделать силовой ключ на p-мосфете.

Насчет инструкции к нему - кто-то может изложить этот корявый гуглоперевод  на нормальном человеческом языке?
 

 

[Dr. West]

Да вроде там достаточно понятно, чего тыкать для настройки. Задаётся напряжение отключения, затем то ли напряжение обратного включения, то ли гистерезис. Следующее значение - время задержки перед включением.
Остальное - калибровка прибора и просмотр уставок.
Реле потребляет миллиампер 30-40 и столько же схема. Рассчитано на большие аккумуляторы, которым эти потери без разницы.