Tag Leute,
beschäftige mich momentan etwas mit LiIon Akkus. Dabei ist mir eine
Frage bezüglich der Balancer gekommen. Die meisten Balancer bestehen aus
einem OP als Integrierer geschaltet und noch einer "Endstufe" mit
Lastwiderstand. Warum wird immer ein Integrierer als Regelglied benutzt?
Könnte man nicht einfach über einen Spannungsteiler die
"Soll-Zellenspannung" erzeugen und direkt auf die "Endstufe" mit
Lastwiderstand geben? Wenn die Zellen balanciert sind, fließt dann ja
auch kein Balancer-Strom?!
Im Anhan mal eine Skizze, wie ich mir das gedacht habe.
Was haltet ihr davon?
> Was haltet ihr davon?
Nichts.
Viel zu ungenau.
Alleine Uth der MOSFETs schwanken mehr als 10%.
Ein LiIon will seine Spannung auf 0.5% genau eingehalten sehen.
Ich habe auch grosse Zweifel daran, daß irgendwelche Balancer ihre
OpAmps als Integratoren schalten, sondern wohl eher als
Analogkomparatoren, bei denen du den Kondensator zur Schleifenstabilität
wohl fälschlicherweise als Integrationskondensator missverstehst.
Es gibt aber noch mehr Balancierungs-Methoden (Ladungspumpen mit
geschalteten Kondensatoren, Begrenzer wo nur das Überladen einer Zelle
verhindert wird, der Strom darf aber weiter fliessen um die anderen
Zellen noch zu laden, Ausgleich mit niedrigen Stömen über Nacht damit
zumindest beim nächsten laden die Akkuzellen ähnlicher sind).
Maxim DS2726
Linear LTC6802
Linear LTC660 als Balancer
Texas BQ77P9L00
> ich seh da einen integrator
Trotz der heftigen 100nF über die der Ausgang auf den invertierenden
Eingang rückwirkt, ist das kein Integrator.
Dazu müsste der Eingang unabhängig vom Ausgang sein.
Die Schaltung ist ja auch kein Verstärker, obwohl in ihr ein Verstärker
(als OpAmp) seinen Dienst tut.
Hier wirkt jedoch der Ausgang des OpAmp über die stromverstärkenden
Transistoren auf den invertierenden Eingang zurück, wodurch der
integrierende Wert auf 0 reduziert wird.
Die 100nF/10k Teilschaltung, wenn man die Transistoren weglässt, ist ein
Differenzierglied, um ein (über-)schwingen der Regelschaltung zu
verhindern, eine feed-forward Schaltung die den zu erwartenden Einfluss
des sich ändernden Ausgangssignals lange bevor es durch die Transistoren
floss schon auf den Eingang zurückwirken lässt.
Integrator/Differenzierglied, alles eine Betrachtung von wo man guckt.
Sagt man: Es wird eine kleine Differenz (der OpAmp-Eingangssignale) so
lange integriert (langsam sich ändernden Ausgangsspannung) bis sie
ausreicht die Transistoren durchzusteuern (die ja 0.7V Basisspannung
brauchen), dann ist es auch eine Integrier-Schaltung, als Teil der
Regelschaltung.
Machen soll die Schaltung einen Vergleich, aus halber Eingangsspannung
(Summe der beiden Akkuzellen) und rückgeführter Akkuspannung (zwischen
beiden Zellen), und ihre Transistoren so steuern, daß beide Spannungen
gleich sind, bei zu hoher Spannung in einer Richtung als den einen
Transistor, bei zu hoher Spannung in anderer Richrtung den anderen
Transistor durchsteuern, also ein Komparator.
klingt schon alles plausibel, was du da schreibst.
Meine Ausgangsfrage ist ja beantwortet, meine Idee ist also zu ungenau,
kann ich verstehen.
ohne jetzt einen streit vom zaun brechen zu wollen, eher um meine
unsicherheiten zu beseitigen:
ein komparator vergleicht ja zwei messwerte und gibt am ausgang an, ob
Messwert 1 größer oder kleiner messwert 2 ist. dies sind also nur zwei
ausgangszustände, die den grenzen der betriebsspannung entsprechen. bei
dieser schaltung wird aber die ausgangsspannung so lange angepasst, bis
die zu regelnde größe ihren soll-wert erreicht hat. Der ausgang kann
also mehrere werte annehmen. übrigens sind in regelkreisen die zu
regelnden größen immer auf den eingang geführt. eine unabhängigkeit von
ausgangsgröße des Reglers und regelgröße sollte so doch gar nicht
möglich sein?!
lg mc
> ein komparator vergleicht ja zwei messwerte und gibt am ausgang an, ob> Messwert 1 größer oder kleiner messwert 2 ist. dies sind also nur zwei> ausgangszustände,
Daher ja Analogkomparator.
Der hat ein analoges Ausgangssignal, nicht nur ein digitales.
Er ist ein OpAmp ohne effektive Rückkopplung, also mit
Leerlaufverstärkung und ohne Hysterese.
Das ist hier in der Schaltung der Fall, wenn man den Akku als geregelte
Grösse bei der Betrachtung weglässt.
> übrigens sind in regelkreisen die zu regelnden größen immer auf den eingang
geführt
Richtig, wenn man den ganzen geschlossenen Regelkreis betrachtet (ggf.
auch über Mechanik oder eben Akkuspannung hinweg). Daher das Beispiel
mit dem Verstärker, daß Gesamtschaltungen die nicht so heissen durchaus
auch Teilschaltungen enthalten können, die so heissen.
Ein Spannungsregler ist also ein Verstärker, nämlich des Stroms der
Refenzdiode, und trotzdem heisst er nicht Verstärker.
Dein Balancer enthält einen OpAmp und einen Kondensator, und trotzdem
ist es kein Integrator, sondern nur ein kompensierter Verstärker der als
Analogkomparator arbeitet, der bei dseiner Arbeit durchaus ein
integrierendes Verhalten an bestimmten inneren Anschlüssen zeigt, wenn
man seine Sicht nur auf diese Anschlüsse einschränkt.
balancer.GIF
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