Напряжение на батареях UPSa

[logic 522]

Почему-то опять нельзя откорректировать свое же сообщение....

 Начал с 24 вольт.  10-ваттный балансировщик получается достаточно компактный, плата 25х100мм. Высота- миллиметров 14-15.

Три провода к батареям и где-нить в междуящичном пространстве болтаться будет. Тепла там особо нет и напряжений высоких тоже. Внутренние неисправности к возгоранию не приводят. Должен выравнивать хорошо батареи до ампер 70.

Что если мы его сделаем просто в большой термоусадке, без корпуса? Намного проще и дешевле. Ну и быстрее, соответственно.

почти всех на упсах стоят акумы от 100А гелевые....

[Гайджин 574]

Полез, промерял, огорчился...

На одном ИБП - 13,75 13,75 13,75 13,75 13,76 13,77 13,77 13,76. Батареям года 2.5.

На втором ИБП - 13,96 13,56 13,62 13,61 13,55 13,54 13,61 13,60 13,56. Батареям 1.2 года.

Хау мач мани за пять балансиров - на 3 шт 3 батареи, 1 шт на 8 батарей и 1 шт на 9 батарей?

Марка, модель и емкость в одном и втором ?

 

Вендора и модель сообщу в понедельник - не помню, но то что вендоры разные это факт.

Емкость 40 Ah, более емкие решили не ставить - дорого и бессмысленно.

 

[MICROWATT 765]

 

 Начал с 24 вольт.  10-ваттный балансировщик получается достаточно компактный,  Должен выравнивать хорошо батареи до ампер 70.

почти всех на упсах стоят акумы от 100А гелевые....

Как-то выравнивать он будет любые батареи. Вот тестовый образец 96вольт удовлетворительно (до 0.1Вольта) выравнивает 120Ач при своей мощности ватт 13.

 Более точно он просто не может своими 300-400мА передавить 10А зарядник. А в теории может выровнять до 5-10 милливольт, вопрос времени балансировки.

 Ну и для 96-вольтовой системы, наверное нужно делать схему просто мощнее. К сожалению, под рукой нет реальных 8 аккумуляторов по 120Ач

[MICROWATT 765]

Универсальный корпус на все случаи жизни

http://www.kz.all.biz/kanaly-kabelnye-g158771

.

Дешево и сердито.

Спасибо. Только непонятно зачем за этим ехать аж в Казахстан?

В нашей деревне, например, этих кабельных коробов полно по базарам и магазинам. Каких хочешь.

[KaYot 3 707]

Как-то выравнивать он будет любые батареи. Вот тестовый образец 96вольт удовлетворительно (до 0.1Вольта) выравнивает 120Ач при своей мощности ватт 13.

Более точно он просто не может своими 300-400мА передавить 10А зарядник. А в теории может выровнять до 5-10 милливольт, вопрос времени балансировки.

Ну и для 96-вольтовой системы, наверное нужно делать схему просто мощнее. К сожалению, под рукой нет реальных 8 аккумуляторов по 120Ач

Почему 120? 160ач

Посмотрим в понедельник, как по мне то да, он просто не в состоянии нужным образом перешунтировать батарею ощутимо отличающуюся от других, на остальных батареях разброс с балансиром 0.05в - можно считать что сбалансировано идеально.

 

А что вообще ограничивает ток переноса? Макет во время работы несколько раз ощупывал - греется сугубо проводка(жгут лакированного провода и само собой трансформатор), и греется весьма умеренно - градусов на 10 выше температуры воздуха. Остальные элементы комнатной температуры.

[MICROWATT 765]

 

Как-то выравнивать он будет любые батареи. Вот тестовый образец 96вольт удовлетворительно (до 0.1Вольта) выравнивает 120Ач при своей мощности ватт 13.

Более точно он просто не может своими 300-400мА передавить 10А зарядник.Почему 120? 160ач

А что вообще ограничивает ток переноса? Макет во время работы несколько раз ощупывал - греется сугубо проводка(жгут лакированного провода и само собой трансформатор), и греется весьма умеренно - градусов на 10 выше температуры воздуха. Остальные элементы комнатной температуры.

В теории мощность его должна быть пропорциональна перекосу батарей. Я, честно говоря как-то не предполагал, что батареи 160Ач. Потому мощность балансировщика выставил где-то ватт 13-14 и плюс его потери ватта 2.5.

Дело даже не в самих батареях, а в мощности зарядника. Мощности 12-15 ватт должно хватать при мощности зарядника в 100-150 ватт для почти идеальной балансировки. Не думал, что там зарядник около киловатта! Дело это наживное, наберем кое-какую практику и уточним мощность.

 

Вообще, с уменьшением тока заряда, после полного заряда составной батареи и должна начаться точная балансировка. Но процесс этот достаточно медленный, так как балансировочные токи во всех 8 выходных обмотках начинают становиться все более равными. Балансировщик гоняет по кругу свою мощность (забирает от всех разные мощности при одном токе и отдает разные мощности обратно при разных токах) и только разность напряжений идет в выравнивание. При разности напряжений в 0.1 вольта это при 13.5 вольта - менее одного процента!

 

 Провод в жгуте - выходные обмотки. При токе в 0.4-0.5А они уже тепленькие, остальное там по теплу вообще не напряжено, смотрели при разработке. Скорее всего, там одна-две обмотки из восьми работают с предельными токами, они и теплые. На самых крайних по допускам напряжения батареях (самых емких)

КПД устройства достаточно высокий и тепла теряется для такой большой батарее пренебрежимо мало. От общей энергии это порядка  0.2%.

[MICROWATT 765]

Ну и пару слов к истории вопроса.

 Проблема известна давно, но я как-то не представлял, что она имеет такой практический интерес. Просто ради спортивного интереса я несколько способов балансировки макетировал и проверял в моделях. Смотрел серийные решения на микросхемах. Эти решения для данного случая не годятся. Они рассчитаны на полный доступ к заряднику и на литий-ионные батареи общим напряжением вольт 20, не более. Либо это слишком кудрявые решения с большим числом дорогих компонентов, что не для широкой практики, а, скорее, для демонстрации технического уровня фирмы."Представительские" разработки.

 Тот принцип, который использован в данном балансировщике известен очень давно, но это всегда воспринималось в источнике как вредное явление - перекос напряжений при неравных нагрузках. Весьма привлекательно было бы использовать это с пользой, но вечное  "а так никто не делает" тормозило.
 Наконец, когда появилась эта тема, я еще раз прошелся по решениям в данной области. Почитал десятка полтора солидных статей. Оказалось, что таки делают, это лучший способ, но трудоемок, малопригоден для автоматической сборки в серии. Потому и нашел применение только в относительно дорогих затеях вроде электромобилей и бортовой аппаратуры с большим ресурсом, где менять аккумуляторы просто некому.

 Дошли руки ( опять таки, скорее из спортивной злости   столько тут чепухи местами в теме понаписано) спаять макет и сразу попали почти в десятку! Ну и пример ОчУмелых ручек пристыдил, спасибо и ему. Вот мается хлопец, но что-то упорно делает, а ведь балансировщик это моя вроде как прямая обязанность заняться.

 Метод хорош тем, что доступ к внутренностям УПС совершенно не нужен. Устройство сидит параллельно батареям и никак на работу зарядника не влияет. Занимается только своей прямой задачей - балансировкой.
 Теперь, когда основное сделано, пинок ниже спины получен, осталось извечное: "Ну, а чего ж ты года два-три назад это не сделал? Ведь так просто!  
 Виноват-с...

Відредаговано 2013-03-30 18:34:25 MICROWATT

[NiTr0 584]

Вопрос: а зачем на выходе каждой обмотки LC-фильтры? Почему не просто конденсатор?

 

К слову, еще маленькое пожелание: контроль наличия тока в обмотках, и вопли в случае отсутствия тока (обрыв провода к одной из батарей например). Либо - сигнализация превышения напряжения на одной из банок (порог, скажем, в 14.5В). Деталей - на копейку (несколько трансформаторов тока на ферритовых колечках + счетверенный ОУ + горстка мелочи, либо несколько TL431 + резисторов + оптронов), а батарею при нежданчике спасет от смерти...

[MICROWATT 765]

Угу, разобрали схему значит... Вы же не захотите чтобы соседи на полосы в телевизоре жаловались? Вот и разоритесь на полторы-две  гривны дроселлек по каждому каналу.

  Контроль тока? А  чему он количественно должен быть равен? Я  не знаю. В перезаряженных батареях так он отсутствует начисто, факт!
Батареи придется прикручивать достаточно внимательно.  Хохма в том, что балансировщик на 8 батарей продолжает работать и от двух, при шести отключенных батареях и заряднике! Выравнивает на всех выходах напряжение за счет двух оставшихся, выдавая общее 95 вольт. Сам был удивлен, обнаружив этот эффект. Таки балансирует, зараза!

Контроль превышения напряжения на банке  - совершенно лишнее. Даже допустим , поймали превышение и что далее? Выключать УПС или переделывать его схему? Балансировщик это делать не обязан.
Мы не можем подменять собою штатный зарядник УПС, устраивать с ним соревнование.Он сам должен следить за порогами, Наша задача - балансировка, ничего более. Если мы будем делать полностью свой УПС - тогда - да, контроль за каждой банкой в отдельности и принятие решения за нашей схемой.

Про счетверенные ОУ погорячились, наверное. Питание- то 110 вольт! К каждой банке нужно ставить свой ОУ с питанием 12 вольт, напряжение измерять относительно местной земли. 
Не, я такой простой, что могу и относительно общей земли напряжение на каждой банке вычислить кучкой ОУ и резисторами в 1% с триммерами. Микроконтроллером, наконец. Дело даже не в сотне лишних деталей, хлопотах по их поиску, площади платы и пайках.
Вы знаете сколько стоит час работы человека, умеющего крутить на конвейере эти триммеры осмысленно? Где сейчас найти такого человека? Монтажник неспособен более четырех -шести концов обмоток вызвонить. Милливольты юстировать  - ему вообще как мне за арфу сесть в оркестровой яме  Большого Театра .
 

[logic 522]

Я готов купить- цену скажите, сколько кидать

Мне дешевле дать 100-200 грн чем менять акумы за 4-8к грн каждый год

Відредаговано 2013-03-30 20:01:37 logic

[MICROWATT 765]

Братцы, я ж не уговариваю и всучить полусырое барахло не хочу.. Дайте доработать до товарного вида и цену хоть просчитать.
 Чем и занялся сейчас, Сижу по прайсам поставщиков.
Скорее всего, 24-вольтовый вариант выскочит быстро, за ним 48.  На 8 батарей пока корпус не нашел.

[rsst 406]

Братцы, я ж не уговариваю и всучить полусырое барахло не хочу.. Дайте доработать до товарного вида и цену хоть просчитать.

 Чем и занялся сейчас, Сижу по прайсам поставщиков.

Скорее всего, 24-вольтовый вариант выскочит быстро, за ним 48.  На 8 батарей пока корпус не нашел.

 

а 36? очень надо на 36в такой девайс....

[MICROWATT 765]

Возможно, 36 вольт можно будет сделать на той же плате, что и 48, не устанавливая детали одного канала и слегка поменяв под эту версию другие компоненты.
 Будет и 36, обязательно.

[911 140]

вполне устроит бескорпусный вариант

[NiTr0 584]

Угу, разобрали схему значит...

Да какбы нечего разбирать, общий принцип и так был понятен. Выпирающие детали реализации (типа фильтров) - тоже

Вы же не захотите чтобы соседи на полосы в телевизоре жаловались? Вот и разоритесь на полторы-две  гривны дроселлек по каждому каналу.

Ферритовых бусин было бы достаточно для этого, ВЧ бы задавили, телевизоры были бы довольны. Да и не замечал жалоб на ТВ из-за зарядок к мобилкам/БП роутеров, а там обычно на выходе тупо кондер и все...

Контроль тока? А  чему он количественно должен быть равен? Я  не знаю. В перезаряженных батареях так он отсутствует начисто, факт!

Какие-то миллиамперы скорее всего должны течь. Не 100% же энергии высасывается нагруженными обмотками...

Контроль превышения напряжения на банке  - совершенно лишнее. Даже допустим , поймали превышение и что далее? Выключать УПС или переделывать его схему? Балансировщик это делать не обязан.

Ненагруженная секция, думается, будет иметь напряжение на холостом ходу повыше... Т.о. - детектировать обрыв соединения.

Про счетверенные ОУ погорячились, наверное. Питание- то 110 вольт! К каждой банке нужно ставить свой ОУ с питанием 12 вольт, напряжение измерять относительно местной земли.

ОУ за трансформатором тока Відредаговано 2013-03-30 22:13:21 NiTr0

[MICROWATT 765]

Для эффективного подавления ВЧ-пульсаций на частоте 50-150кГц бусин явно недостаточно. Там нужны индуктивности в 10-30мкГн для токов порядка ампера.
 Можно и без них иногда, но нужны большие электролиты и с низким импедансом, что в итоге дороже.
Бусины  применимы там, где нужно короткий пик срезать в 0.1мкс и менее. В очень специфических местах, где нужно просто подавить скорость нарастания фронта - на выводах диодов, ключей чисто по режиму работы этих компонентов, не для сглаживания выходного напряжения.
 К несчастью, за много лет я так и не нашел поставщика настоящих бусин , с прямоугольной петелькой гистерезиса, по вменяемой цене на Украине.
 Буду признателен, если подскажете.

 "Высасывается" энергия мимо обмоток, через обмотки только возвращается. Представьте себе, что в перезаряженные батареи течет совершенное ничего, миллиампера 3-4, в то время, как в недозаряженные 0.3-0.5А, смотря как велик разбаланс. Какой уровень тока тут принять за норму, на какой предмет контролировать... мне трудно сказать. 

 На незадействованных выводах среднее по сборке напряжение с точностью 5-7 мВ. Если вся батарея имеет от зарядника 48 вольт, на одной банке 11, на другой 13, то на пустых выводах будет остаток 24/2=12 вольт, почти точно одинаково. Если от зарядника вдруг пойдет 49 вольт, то на этих выходах сразу появится по 12.5. 
Это фундаментальный принцип данного способа, процессы тут несколько отличаются от обычного источника в режиме холостого хода.
Я к тому, что это  напряжение не показатель - пусто на клеммах или там аккумулятор подключен. Как обнаружить, что одну батарею забыли к балансировщику подключить... не соображу сходу. Согласен только, что некоторая проблема в этом есть.

 Ага, как схемотехнический прием ТТ - понятно. Но если ради светодиода не совсем понятного назначения мы добавим 8 трансформаторов тока и кучку счетверенных ОУ, то это уже будет не балансировщик, а суперсветодиод. На сдачу от покупки этих излишеств можно его в золотую рамочку оформить.

ИМХО, несоразмерно дорого эта неочевидная функция обойдется.

 

[Учумелые ручки 705]

Я к тому, что это  напряжение не показатель - пусто на клеммах или там аккумулятор подключен. Как обнаружить, что одну батарею забыли к балансировщику подключить... не соображу сходу. Согласен только, что некоторая проблема в этом есть.

Трансформатор тока Один виток от одного провода идущего к АКБ, в ферритовое колечко, + вторичка - десяток витков "чего нибудь" подключенная тупо к светодиоду Можно взять готовые дроссели на феррите, подобрать только нужно ...

 

ЗЫ: Вдогонку, вот мой тестер "подключенности балансировщика" к батарее

 

 

ЗЗЫ: Вот только не знаю, у меня частоты около 3 КГц ...

Відредаговано 2013-03-31 05:27:08 Учумелые ручки

[MICROWATT 765]

Как устроен трансформатор тока я догадываюсь. Только подключить его некуда да и незачем, наверно.

[LastName 18]

MICROWATT. а не получиться сделать модульную конструкцию - припустим отдельно модули на 2 и 3 аккумулятора. А потом из этих "кубиков" собирать конструктор - кому на сколько батарей нужно.

И еще - в печатную плату можете закладывать все элементы фильтра и индикации, а по требованию клиента (для удешевления) на это место ставить "специально обученные перемычки" (как часто делают кЭтайцы в своих поделках)

[MICROWATT 765]

Нет, модульная конструкция не получается в принципе.
Все обмотки должны быть намотаны на одном магнитопроводе и не разноситься конструктивно.

[ZuarasiZ 37]

 

Почему-то опять нельзя откорректировать свое же сообщение....

 Начал с 24 вольт.  10-ваттный балансировщик получается достаточно компактный, плата 25х100мм. Высота- миллиметров 14-15.

Три провода к батареям и где-нить в междуящичном пространстве болтаться будет. Тепла там особо нет и напряжений высоких тоже. Внутренние неисправности к возгоранию не приводят. Должен выравнивать хорошо батареи до ампер 70.

Что если мы его сделаем просто в большой термоусадке, без корпуса? Намного проще и дешевле. Ну и быстрее, соответственно.

почти всех на упсах стоят акумы от 100А гелевые....

за всех не надо расписываться. у меня на всех ИБП АКБ на 65Ач.

[NiTr0 584]

MICROWATT, on 31 Мар 2013 - 00:59, said:

Для эффективного подавления ВЧ-пульсаций на частоте 50-150кГц бусин явно недостаточно. Там нужны индуктивности в 10-30мкГн для токов порядка ампера.

50-150 кГц и наводки на телевизоры не будут делать

MICROWATT, on 31 Мар 2013 - 00:59, said:

"Высасывается" энергия мимо обмоток, через обмотки только возвращается. Представьте себе, что в перезаряженные батареи течет совершенное ничего, миллиампера 3-4, в то время, как в недозаряженные 0.3-0.5А, смотря как велик разбаланс. Какой уровень тока тут принять за норму, на какой предмет контролировать... мне трудно сказать.

Я имел ввиду энергию в сердечнике.

MICROWATT, on 31 Мар 2013 - 00:59, said:

На незадействованных выводах среднее по сборке напряжение с точностью 5-7 мВ. Если вся батарея имеет от зарядника 48 вольт, на одной банке 11, на другой 13, то на пустых выводах будет остаток 24/2=12 вольт, почти точно одинаково. Если от зарядника вдруг пойдет 49 вольт, то на этих выходах сразу появится по 12.5.

Это фундаментальный принцип данного способа, процессы тут несколько отличаются от обычного источника в режиме холостого хода.

Я к тому, что это напряжение не показатель - пусто на клеммах или там аккумулятор подключен. Как обнаружить, что одну батарею забыли к балансировщику подключить... не соображу сходу. Согласен только, что некоторая проблема в этом есть.

Как вариант - последовательно с каждой обмоткой ставить дроссель небольшого номинала (сотню-другую микрогенри), возможно - зашунтированного резистором в несколько Ом. Итог - на ненагруженной секции напряжение будет заметно выше, чем на прочих. За счет пичка напряжения, обеспечиваемого дросселем. Это если действительно коэфф. связи обмоток получился близким к единице...

MICROWATT, on 31 Мар 2013 - 00:59, said:

Ага, как схемотехнический прием ТТ - понятно. Но если ради светодиода не совсем понятного назначения мы добавим 8 трансформаторов тока и кучку счетверенных ОУ, то это уже будет не балансировщик, а суперсветодиод. На сдачу от покупки этих излишеств можно его в золотую рамочку оформить.

ИМХО, несоразмерно дорого эта неочевидная функция обойдется.

Не светодиод, а бипер. 8 трансформаторов тока (пускай по паре грн) + пара ОУ (по тоже по паре грн TL084 или то там еще) + бипер - грн на 30-40 в куче затянет, но в случае чего аккумулятор будет стоить намного дороже Да и опять же, можно ставить опционально.

[ZuarasiZ 37]

Возможно, 36 вольт можно будет сделать на той же плате, что и 48, не устанавливая детали одного канала и слегка поменяв под эту версию другие компоненты.

 Будет и 36, обязательно.

Плюсану - на 36В нужно.

[pavlabor 1 939]

Для эффективного подавления ВЧ-пульсаций на частоте 50-150кГц бусин явно недостаточно. Там нужны индуктивности в 10-30мкГн для токов порядка ампера.

 Можно и без них иногда, но нужны большие электролиты и с низким импедансом, что в итоге дороже.

Бусины  применимы там, где нужно короткий пик срезать в 0.1мкс и менее. В очень специфических местах, где нужно просто подавить скорость нарастания фронта - на выводах диодов, ключей чисто по режиму работы этих компонентов, не для сглаживания выходного напряжения.

 К несчастью, за много лет я так и не нашел поставщика настоящих бусин , с прямоугольной петелькой гистерезиса, по вменяемой цене на Украине.

 Буду признателен, если подскажете.

 

 "Высасывается" энергия мимо обмоток, через обмотки только возвращается. Представьте себе, что в перезаряженные батареи течет совершенное ничего, миллиампера 3-4, в то время, как в недозаряженные 0.3-0.5А, смотря как велик разбаланс. Какой уровень тока тут принять за норму, на какой предмет контролировать... мне трудно сказать. 

 

 На незадействованных выводах среднее по сборке напряжение с точностью 5-7 мВ. Если вся батарея имеет от зарядника 48 вольт, на одной банке 11, на другой 13, то на пустых выводах будет остаток 24/2=12 вольт, почти точно одинаково. Если от зарядника вдруг пойдет 49 вольт, то на этих выходах сразу появится по 12.5. 

Это фундаментальный принцип данного способа, процессы тут несколько отличаются от обычного источника в режиме холостого хода.

Я к тому, что это  напряжение не показатель - пусто на клеммах или там аккумулятор подключен. Как обнаружить, что одну батарею забыли к балансировщику подключить... не соображу сходу. Согласен только, что некоторая проблема в этом есть.

 

 Ага, как схемотехнический прием ТТ - понятно. Но если ради светодиода не совсем понятного назначения мы добавим 8 трансформаторов тока и кучку счетверенных ОУ, то это уже будет не балансировщик, а суперсветодиод. На сдачу от покупки этих излишеств можно его в золотую рамочку оформить.

ИМХО, несоразмерно дорого эта неочевидная функция обойдется.

 

 

 

Потихоньку подходим к выравнивающим резисторам.

 

http://www.e-voron.dp.ua/catalog/009222

Но для больших токов, сами мотаем на гантелях.

Відредаговано 2013-03-31 09:05:02 pavlabor

[LastName 18]

Нет, модульная конструкция не получается в принципе.

Все обмотки должны быть намотаны на одном магнитопроводе и не разноситься конструктивно.

Тогда вопрос сформулирую по другому - можно ли использовать выравнивание не на всей последовательно соединенной батарее, а только на части ее - припустим, на самых "!низко и высоковолтовых"?

Вопрос посуществу из-за того, что мне нужен балансир на 24 батареи