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Circuito de equilibrado de la batería

Me encuentro con el siguiente problema. Necesito alimentar mi dispositivo (avión RC) con 2 paquetes de baterías separados de 12 V cada uno para ampliar la capacidad. Conectarlas en serie no funciona, ya que la etapa de potencia no está preparada para ello. Cuando conecto 2 paquetes de baterías en paralelo, y hay una diferencia en su voltaje, se cargarán mutuamente, por lo que una gran corriente fluirá haciendo que incluso exploten. He pensado en una solución simple para eso, es visible en el siguiente esquema:

schematic

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Con esos 2 diodos pierdo algo de potencia en forma de caída de tensión, pero no hay flujo de corriente entre las baterías. ¿Y si quisiera añadir un circuito de equilibrio de "voltaje" entre ellas? Digamos que si el voltaje de una de las baterías es de sólo 9 V, porque está un poco descargada, entonces los 12 V deberían cargarla con la corriente que yo establezca, es decir, 2 A como máximo. Uno podría diseñar un circuito para eso, pero tomaría algún tiempo y no vale la pena para esta aplicación, creo. En su lugar, me pregunto si hay tales IC's fácilmente disponibles. ¿Cargadores bidireccionales de algún tipo? No pude encontrar nada, pero tal vez no sé cómo nombrarlos. Apreciaría toda la ayuda con respecto a este problema.

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He volado aviones RC, y nunca he visto su configuración. Además, 12 V es un voltaje nominal impar para una batería LiPo... ¿De qué corrientes estamos hablando?

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12 V es sólo un ejemplo, es un pack de 3S 3.6V. Estamos hablando de corrientes de pico de 25A.

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"perder un poco de potencia" en el contexto del vuelo eléctrico y las corrientes de 25A es bastante desastroso. Sería mejor pesar los packs y comprar uno solo más grande aproximadamente del mismo peso.

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ozmank Puntos 127

Es mucho mejor hacer diodos ideales usando MOSFETs

enter image description here

  • Sustituye a un diodo Schottky de potencia
  • MOSFET interno de canal N de 20 m
  • 0,5s Tiempo de desconexión Limita la corriente máxima de fallo
  • Rango de tensión de funcionamiento: de 9V a 26,5V
  • Conmutación suave sin oscilaciones
  • No hay corriente continua inversa

Pero la solución más sencilla es una mejor Schottky Diode Array $6 con un disipador enter image description here

Estos son cátodos comunes. enter image description here

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+1 pero la calificación actual tiene que ser mucho más alta. El operador mencionó picos de corriente de hasta 25 A.

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El puente MOSFET no es trivial para garantizar una transferencia suave y sin oscilaciones, pero ofrece la menor caída de tensión. Como un comparador y el temporizador se utiliza para determinar qué interruptores deben estar activos, mientras que los suministros y la carga es muy dinámico. Pero con cuidado, puede conseguir artesanía casa en las baterías de reserva. Las células primarias no debe ser drenado por debajo de 9V pref. 10V

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@tangrs en realidad no queda claro en los comentarios del OPs si 25A es la corriente de pico de tiempo de ejecución o la corriente de la batería en cortocircuito.

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transistor Puntos 2074

Si se carga una batería desde la otra, la eficiencia y el tiempo de funcionamiento disminuirán. Tenga en cuenta que se perderá energía en el circuito de carga y en las pérdidas de calor tanto de la batería que alimenta el cargador como de la batería que se carga.

Lo más eficiente es tomar la energía de la batería "buena". A medida que su tensión desciende hasta el nivel de la batería con menor tensión, ambas soportarán la carga.

Cuando ambos estén cargados, su disposición de diodos funcionará y es la solución más sencilla. Con esta disposición los voltajes de las baterías caerán al mismo ritmo.

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Sólo hay que tener en cuenta la potencia que se disipa a través del diodo. No es raro tener decenas de amperios extraídos de la batería en aplicaciones RC.

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Callum Rogers Puntos 6769

Dice que la serie está fuera... pero puede que lo haya descartado demasiado rápido.

No has detallado lo que requiere la etapa de potencia, pero asumo que en esta respuesta se espera un voltaje similar al de la batería. También has insinuado que la duplicación es para ampliar la duración, no para aumentar la corriente disponible.

Por lo tanto, puedes considerar poner las baterías en serie y añadir un inversor buck-boost para regular la salida al voltaje requerido. Estos pueden tener una eficiencia bastante alta y le suministrarán el voltaje requerido incluso cuando las baterías hayan caído significativamente por debajo del voltaje de salida requerido. La potencia obtenida de este último puede ser suficiente para compensar las pérdidas del regulador.

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Esto podría funcionar en realidad (conexión en serie), suponiendo que el controlador de vuelo (en esta situación Pixhawk + drivers ESC genéricos) se dará cuenta de que el voltaje es más alto y reducirá el controlador PWM para los BLDC en consecuencia. Un convertidor DC-DC no es una buena idea porque las corrientes pueden ser muy altas y en ese caso el tamaño del circuito DC-DC será grande debido a los condensadores y al tamaño de los inductores.

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@Bremen yup obviamente el tamaño y sobre todo el peso es crítico en esta aplicación.

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Con las baterías en serie, la más débil podría estar sujeta a tensiones inversas y sufrir daños. Sin embargo, un convertidor CC-CC no tiene por qué ser pesado si funciona a alta frecuencia, donde el transformador puede ser ligero.

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mkeith Puntos 2726

En tu caso, suponiendo que los dos paquetes son idénticos, te sugeriría que consideraras poner los paquetes en paralelo, permanentemente, para hacer un solo paquete. Sí, esto puede ser peligroso, pero creo que es la única solución que va a funcionar para usted.

Sólo tienes que asegurarte de que ambos packs tengan el mismo voltaje cuando los pongas en paralelo. La forma más fácil de hacerlo será cargando ambos completamente, uno a la vez, luego medir el voltaje para la confirmación final, y ponerlos en paralelo. Si los voltajes son diferentes por 0,01V, no es un gran problema.

Es un poco habitual con los paquetes de baterías de RC aceptar un poco más de riesgo de lo que sería aceptable en otras áreas (como las herramientas eléctricas). Así que ten en cuenta que tu pack carece de algunas características de seguridad. Trátelo con cuidado y trate de estar siempre preparado para que se ventile o se incendie. Utiliza técnicas de almacenamiento y carga seguras, etc.

Este consejo no se aplicaría como consejo de diseño profesional a otros paquetes de baterías (como los paquetes utilizados para productos de consumo ordinario). Éstos necesitan muchas más características de seguridad.

Feliz vuelo.

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Martin R-L Puntos 2300

Si está utilizando idéntico de energía, su solución (dos diodos shotky) es una solución eficaz y sencilla.
En tu diagrama estás mostrando baterías de 12V y 9V, 3V de diferencia NO es "poco". Si, de hecho, tienes diferentes baterías como se muestra, lo que sucede es que sólo la batería de 12V alimentará tu dispositivo hasta que su voltaje caiga a 9V. Entonces la batería de 9V también empieza a suministrar energía a la carga. Sin embargo, si su helicóptero deja de funcionar a 10V, la batería adicional no sirve de nada, ¡sólo ha añadido peso extra a su helicóptero!

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