Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ICL7660 Balancer


von Thomas (Gast)


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Hallo,
will mir einen Balancer für ein 4S Lifepo4 pack bauen.
Dazu würde ich den ICL 7660 verwenden, bin mir jedoch über die genaue 
Schaltung nicht im klaren.
Zum einen finde ich diese Schaltung auch hier im Forum:
   +----------+
   |          |
Zelle1   +----8----+
   |  +--2 ICL7660 3--+
   +--+  | LTC660  |  C
   |  +--4 MAX660  6--+
Zelle2   +----5----+
   |          |
   +----------+
Jedoch wird ebenfalls auf figure 10 im Datenblatt verwiesen, was eine 
andere Belegung zur Folge hätte. Was ist nun richtig?

mfg Thomas

von troll (Gast)


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Thomas schrieb:
> Jedoch wird ebenfalls auf figure 10 im Datenblatt verwiesen, was eine
> andere Belegung zur Folge hätte. Was ist nun richtig?
Welches Datenblatt? Es gibt den Käfer von mehreren Herstellern, wobei 
ich so auf die schnelle überhaupt nicht sehe was der mit dem Laden von 
irgendwelchen Akkupacks zutun hat...

von Thomas (Gast)


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Speziell im Intersil Datenblatt sieht man es gut.
http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/fn30/fn3072.pdf
Zum Balancen von zwei benachbarten Zellen werden dabei in Figure 21 die 
Widerstände und deren parallele Kondensatoren mit jeweils einer 
Akkuzelle ersetzt.
Dabei wird die Spannung der beiden benachbarten Zellen addiert und dann 
beide Zellen auf jeweils die halbe Spannung umgeladen.

von Thomas (Gast)


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Niemand eine Idee für mich?

von Old P. (Gast)


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Thomas schrieb:
> Niemand eine Idee für mich?

Nun, wenn man einen Spaten zum Baumfällen nehmen will, kann das mit Mühe 
klappen, wenn man eine extra dafür gefertigte Axt nimmt, geht das 
besser.....
Will sagen: In Bild 21 seh ich die Versorgung zweier Lasten, aber kein 
Balancing irgendwelcher LiPos. Du hast die vollkommen falsche Schaltung 
und das ungeeignetste IC unter der Sonne gewählt ;-)

Old-papa

von Thomas (Gast)


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Old Papa schrieb:
> Will sagen: In Bild 21 seh ich die Versorgung zweier Lasten, aber kein
> Balancing irgendwelcher LiPos. Du hast die vollkommen falsche Schaltung
> und das ungeeignetste IC unter der Sonne gewählt ;-)

Die Versorgung wird hier symmetrisch aufgeteilt, daher auch die 
Gesamtspannung der Li-FE-Pos auf beide Zellen Symmetrisch verteilt.
Bin für bessere IC-Vorschläge immer dankbar. Habe bis jetzt nur den 
ICL7660 und den LTC3300 gefunden, wobei letzterer nur in kaum lötbarem 
SMD-Gehäuse verfügbar ist. Falls du einen besseren Balancing-IC kennst 
bin ich ganz Ohr.

mfg

von Old P. (Gast)


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Thomas schrieb:
> Die Versorgung wird hier symmetrisch aufgeteilt, daher auch die
> Gesamtspannung der Li-FE-Pos auf beide Zellen Symmetrisch verteilt.
> Bin für bessere IC-Vorschläge immer dankbar. Habe bis jetzt nur den
> ICL7660 und den LTC3300 gefunden, wobei letzterer nur in kaum lötbarem
> SMD-Gehäuse verfügbar ist. Falls du einen besseren Balancing-IC kennst
> bin ich ganz Ohr.
>
> mfg

Der ICL7660 ist KEIN Balancing-IC! Das Teil baut aus einer Spannung eine 
höhere oder eine Dualspannung (aus 10V zB. +/-5Volt)
Sicher wird es einige Balancer-ICs geben, die findest Du in den Weiten 
des Netzes ganz sicher ;)

Gruß
Old-Papa

von Elektriker Horst (Gast)


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Old Papa schrieb:
> Der ICL7660 ist KEIN Balancing-IC!

Der ICL7660 ist lediglich ein gesteuerter Analogschalter, der dafür 
gedacht ist, über einen Kondensator Ladungen hin- und herzuschieben. 
Wofür er dann im Endeffekt genutzt wird, ist dem IC egal.
Einen NE555 kann man auch für 1000 und eine Anwendung missbrauchen, 
wofür er aber ursprünglich auch nie gedacht war.

Die Beschreibung von Thomas über die Funktionsweise ist soweit auch 
richtig. Der ICL7660 klemmt den Kondensator abwechselnd an die obere und 
an die untere Zelle. Sinn dabei ist, dass so langsam der Ladungszustand 
der zwei Zellen aneinander angeglichen wird. Die Zellen werden also 
"balanced".

Um auf die eigenliche Fragestellung zurückzukommen:
Hol dir ein paar der ICs und nimm dann die Beschaltung aus dem 
zugehörigen Datenblatt des Herstellers. Da es mehrere Hersteller gibt, 
gibt es auch mehrere Anschlussbelegungen.
Ich selbst habe auch schonmal ein Balancer-Projekt für Li-Ion Zellen 
angefangen, welches aus Zeitgründen aber wieder eingeschlafen ist. Du 
wirst auf jeden Fall etwas probieren müssen, wie was am besten 
funktioniert. Prinzipiell ist der ICL7660 für deine Zwecke einsetzbar, 
was du allerdings testen musst, ist ob die kleine Spannung deiner Zellen 
dem IC genügen. Problem dabei ist vorallem der Rds_on der FETs im IC 
selbst.

Ich würde mich über eine Berichterstattung deiner Fortschritte freuen ;)

von Harald W. (wilhelms)


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Old Papa schrieb:

> Der ICL7660 ist KEIN Balancing-IC!

Im Endeffekt kann der ICL7660 wohl sogar echtes Balancing. Das heisst
er kann die Ladung von der Zelle, die zuviel hat an die Zelle trans-
portieren, die zuwenig hat. Normale Li-Balancer wandeln m.W. die
überschüssige Ladung nur in Wärme um. Ich denke, welches Verfahren
wirklich das bessere ist, kommt auf den Einzelfall an. M.E. ist der
ICL7660 nur dann geeignet, wenn man nur zwei Zellen balanzieren will.
Gruss
Harald

von Old P. (Gast)


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@Horst,
das stimmt schon und mit dem 555 habe ich auch schon die ulkigsten 
Sachen gemacht. Doch bei Balancen kommt es auf jedes Zehntel Volt an. 
Diese ganzen "LiPos, LiIonen usw" sind extrem zickig, wenn sie auch nur 
ein paar Zehntel zuviel Spannung abbekommen. Daher würde ich für sowas 
wirklich nur geeignete ICs oder diskrete Schaltungen nehmen. Ich möchte 
nicht wissen wie lange diese Elkos (mit 50-100µF) hin und her geschaltet 
werden müssten, um wenigstens halbwegs Energie zu transportieren. Ich 
vermute ewig ;) Zu Anfang kann da sogar noch was gehen. Doch zum Ende 
hin, also nur noch einige Zehntel Differenz, wird das schon wegen der 
Schaltverluste irgendwann unmöglich.

@Harald,
"normale Balancer" gibt es auch mit der oben genannten 
Kondensatorumladung. Der 7660 geht mit dieser Behelfsschaltung auch nur 
für 2 Zellen, der TS wollte aber 4.... ;) Da hast Du recht ;-)

Die normalen Balancer wirken fast durchgängig nur beim Laden und 
verbraten überschüssige Energie (an der Zelle mit der höchsten 
Spannungslage).
Auch das funktioniert bei Consumergeräten nur bedingt, einfach weil die 
Balancher viel zu klein ausgelegt sind.
Welchen Sinn hat ein Ladegerät "mit integriertem Balancer", wenn es zwar 
mit einigen Ampere lädt, die Balancer aber nur 200-300mA verbraten 
können. Keinen! Eine Zelle ist immer zuerst voll, der Balancer kann den 
x-Ampere Ladestrom mit seinen popligen 200-300mA (gängiger Wert) nicht 
vorbei leiten, Zelle wird noch voller und Überwachungselektronik 
schaltet den Ladevorgang ab. Beim Entladen dann die Quittung: Eine Zelle 
war nur wenig voll, die ist zuerst leer, Elektronik schaltet ab..... 
Sichtbarstes Zeichen für solchen Mist: Akku in ein paar Minuten voll und 
genauso schnell wieder leer.
Eigene böse Erfahrung mit Akkuschraubern und Pedelecs (Elektrofahrrad). 
Die habe ich zerlegt und direkt an den Zellen händisch balanciert, sie 
tuns wieder. Das darf ich aber auch mindestens 1x im Jahr machen.... :(

Zurück zum Thema: Der ICL7660 ist kein Balancer-IC, dabei bleibe ich ;) 
;)

Old-Papa

von Thomas (Gast)


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Vielen Dank für das tolle Feedback und die Betsätigung, dass es 
funktionieren könnte :P

Der Einwand das damit nur zwei Zellen balancierbar sind ist zwar 
richtig, wenn man jedoch zwischen jede benachrbate Zelle einen ICL7660 
schaltet müsste man auch größere Packs balancieren können.

Ich möchte noch etwas zur Anwendung sagen. Und zwar soll der IC bzw die 
Schaltung dazu dienen ein 4S2P LiFePo4 Pack, welches als Stützbatterie 
in meinem Auto dienen soll zu balancieren. Dadurch, dass der Pack also 
ständig geladen und entladen wird wäre passives balancing kein Problem. 
Was ebenfalls zu eräwhnen ist, dass LiFePo's wesentlich unempfindlicher 
sind als Lithium Ionen Zellen.

Auf meiner Suche nach weiteren ICs bin ich auf den bq76pl536a von TI 
gestoßen, welcher alle wichtigen Features vereint und nahezu perfekt 
geeignet wäre. Wenn er nur nicht in solch einem für mich unlötbarem 
Gehäuse kommen würde. Kennt vielleicht jemand wirklich gute 
Alternativen?

Hoffe auf weitere tolle Antworten,
mfg Thomas

von Old P. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hallo,
bei Stützbatterie vermute ich mal richtig dicke Akkus. Da werden die 
7660 wohl verkacken oder bis zum jüngsten Gericht switchen ;-)

Anbei noch eine animierte GIF zur Darstellung dieser "Capaci-Balancer" 
Die Schlter sind in wirklich Halbleiter (FETs) und gemessen/gesteuert 
wird das Geraffel durch einen µC.

Old-Papa

von MatthewS (Gast)


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Schauen Sie hier: LTC3300-1 - Linear Technology

Der kann Mono- und Bidirektionales Balancing, ausserdem noch einigen 
schnickschnack. Scheint für das leveln von großen Zellenzahlen gedacht 
zu sein (Elektroautos etc.).
Nachteil: er benötigt mindestens 3 Zellen.
Ich suche gerade selber nach einem vernünftigen Balancer IC... aber ich 
habe nur 2 Zellen zu leveln, gibt es da irgendwelche neuen 
erkenntnisse??
wäre für jeden Tipp dankbar

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