Heyo Community :) Ich muss ein Batterieladegerät einer Batteriezelle für meine Bachelorarbeit bauen und habe hier ein paar offene Fragen. Mein Auftrag: Es soll ein Batterieladegerät bzw. eine konstante Stromquelle bauen, welche mit einem PWM Signal gesteuert werden kann (Abhängig vom Tastgead). Die KSQ soll am Ausgang bis 5V & 20A ausgeben. Es wäre auch schön, wenn der Strom am Ausgang negativ werden kann bzw. wenn das Tastgrad 0.5 - 1, soll der Strom positiv sein, und wenn das Tastgrad = 0 - 0.5, soll der Strom negativ sein. Ich habe tatsächlich schon im Kopf ein paar Schaltungen dazu, aber ich will wissen, wie man das am Besten machen kann. Soll ich dazu einen Sperrwandler verwenden? Oder was schlagt ihr mir vor? Liebe Grüße und vielen Dank im Voraus
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Ammar A. schrieb: > Ich habe tatsächlich schon im Kopf ein paar Schaltungen dazu, aber ich > will wissen, wie man das am Besten machen kann. Soll ich dazu einen > Sperrwandler verwenden? Oder was schlagt ihr mir vor? Es dürfte ein Teil deiner Aufgabe sein, diese Entscheidung zu treffen. Dafür gibt es entsprechende Methoden. Einfach nur nach einer Lösung fragen gehört nicht dazu.
Ammar A. schrieb: > Ich muss ein Batterieladegerät einer Batteriezelle für meine > Bachelorarbeit bauen und habe hier ein paar offene Fragen. Nimm mal zum einlesen: https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/106334/12volts-15amps-battery-charger-using-uc3909-or-bq2031
schaltregler sind nicht geeignet, eine bestimmte Menge Leistung zu verheizen. Zeig mal deine Ideen.
Du brauchst ein Konzept das sowohl "laden" als auch "entladen" kann. Ein Sperrwandler kann nur "liefern".
Ammar A. schrieb: > Die KSQ soll am Ausgang bis 5V & 20A ausgeben. Bevor man sich an Schaltungen mit 20A wagt, wäre es sinnvoll, sich an Schltungen mit 2A zu versuchen und dabei zu lernen. Einfach so aus dem Stand ohne guten Betreuer wird das nichts. > Es wäre auch schön, wenn der Strom am Ausgang negativ werden kann bzw. > wenn das Tastgrad 0.5 - 1, soll der Strom positiv sein, und wenn das > Tastgrad = 0 - 0.5, soll der Strom negativ sein. Kannst du den Strom beim Entladen wieder irgendwo hin zurückspeisen? Oder musst du diese Energie dann irgendwo verheizen?
Ammar A. schrieb: > Es wäre auch schön, wenn der Strom am Ausgang negativ werden kann Also Entladen, also 2-Quadranten-Netzteil bis 100 Watt, nach filterung der PWM in ein Analogsignal kommt eine Konstantstromquelle mit Spannungsbegrenzung durch Speisespannung und eine Konstantstromsenke. Das geht noch mit Linearregler aus Transistoren auf Kühlkörper, immerhin kann man denselben für Laden und Entladen verwenden da beides nicht gleichzeitig erfolgt, aber um auch den/dieselben Transistoren zu verwenden müsste man wohl mit Relais umschalten, ansonsten nimmt man eben doppelt so viele Transistoren, und einem 5V/20A Schaltnetzteil. Problematisch ist, wie genau man auf 0V bzw. 5V kommen muss, weil Transistor und Strommessung Spannung kosten. Normale LiIon/LiPoly/LiFePo4 gehen aber nur von 2.5 bis 4.3V, da hat man Luft nach oben und unten was die Sache einfacher macht. Ein echtes Labornetzteil sollte auf 0 kommen, da muss man mehr Aufwand treiben. Aber diese 100 Watt sind ziemlich die Grenze für Linearregler. Auch mit einem Schaltregler hat man aber bis 100 Watt Verlustleistung, denn man muss den Entladestrom irgendwo (in Widerständen) verheizen. Eine Rückspeisung ins Netz ist wohl zu aufwändig. Ein Schaltregler spart also keine Auslegung für die maximale Verlustleistung. Für die Kapazitätsermittlung aktueller LiFePo4 Zellen, die mit 1C, also 100 bis 280A, entladen werden möchten, ist das Ding also unterdensioniert.
@STK500-Besitzer: Selbstverständlich @ Andrew T.: Vielen Dank!! :) @ Helge: Also hier waren meine Ideen: 1. Ich wollte am Anfang alles mit Stromspieglung (Current Mirror) machen und kann die dann mit einem uC regeln. Aber da ich 24 Bit KSQ will, brauche ich dafür mindestens 4 Transistoren x 2^24 Auflösung. Diese Lösung ist dann keine realistische Lösung. 2. Spannung-Strom Wandler. Aber da wird der Strom durch die "Ausgangswiderstände" durchfließen und so bekommt man große Leistungsverluste. (Dieses Problem gilt auch für die alle Arten von voltage regulator z.B. lm317) 3. hier habe ich die folg. IC gefunden (LT3763: https://www.analog.com/en/products/lt3763.html?doc=LT3763.pdf) Aber die ist tatsächlich nicht mehr zu verkaufen. 4. Ein Tiefsetztsteller. Aber damit kann ich nur aufladen oder entladen. Deswegen habe ich am Sperrwandler gedacht. @lkmiller: Ja, also erstmal die Energie beim Entladen wird an einem Leistungswiderstand anfallen. Und ja ich habe immer ein Feedback vom Strom an einem uC. Ich messe immer den Strom mit einem LEM Sensor. @MaWin: vielen Dank für die ausführliche Antwort!
Ammar A. schrieb: > Aber da ich 24 Bit KSQ will Ähm. Erst einen Realitätscheck durchführen. Ammar A. schrieb: > brauche ich dafür mindestens 4 Transistoren Meintest du zwei 4 bit KSQ ?
Angehängte Dateien:
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lt3763.png
42 KB
Ammar A. schrieb: > 3. hier habe ich die folg. IC gefunden (LT3763: > https://www.analog.com/en/products/lt3763.html?doc=LT3763.pdf) Aber die > ist tatsächlich nicht mehr zu verkaufen. Nun, warum bestellst Du Dir kein Kostenloses sample? das wird doch bei analog.com angeboten! siehe Bild, aktuell gezogen.
@MaWin: Ich meine 4 Transistoren braucht man für 1 Stromspieglung. Ich dachte mir, ich kann so viele Stromspieglungen bauen, sodass ich am Ende alle Stromspieglungen parallel mit der Zelle anschießen/ausschließen und kann damit eine KSQ bauen, die mit meinem uC gesteuert werden kann. Auch wenn man niedrige Stufen nehmen möchte z.B. 5 Stufen (was je Stufe 0.625A entspricht), wird das 4 Transistoren x 2^5 = 128 Transistor.
@Andrew T. Wow, danke für die Info. Ich wusste tatsächlich vorher nicht, dass ich sample bei analog.com bestellen kann. :')
Ammar A. schrieb: > ich kann so viele Stromspieglungen bauen Die Stromspeigel, die du in der Literatur findest, sind nicht Stromspiegel in dem Sinne, wie du es meinst und willst und brauchst. Sie stellen nicht einen Strom im Ampere-Bereich auf 0,xx Promille genau ein, sondern die sind auf 1 kleinen siliziumchip dafür da, dass sich der Strom, wenn er sich denn durch Temperatureinflüsse ändert, auf dem gesamten Chip in gleichem Verhältnis ändert (das sind dann Flächen im mm² Bereich). Damit kannst du für deine Aufgabe leider nichts anfangen. Zeichne doch mal dein Konzept auf und schreib dazu, welche Bauteile du an der jeweiligen Stelle einsetzen möchtest. Ammar A. schrieb: > Soll ich dazu einen Sperrwandler verwenden? Oder was schlagt ihr mir vor? Im Großen und Ganzen würde ich das so machen: zum Laden einen Stepdown (davor kommt dann ein Netzteil, das die nötige Netztrennung gewährleistet) und zum Entladen einen weiteren Stepdown, der ein paar Widerstände beheizt. Die Entladegeschichte könnte man auch analog machen und die Leistung in Transistoren und Widerständen verheizen.
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Bearbeitet durch Moderator
Der ausgesuchte Baustein braucht wenigstens 2V mehr am eingang als am Ausgang, aber mit 7V auf 5V ist dann schon grenzwertig, der Mosfet soll ja ordentlich durchschalten für geringe Verluste. Aber an sich eine interessante Idee, das ding zu mißbrauchen. Der kann ja sowohl laden als auch entladen steuern und das dürfte mit 2 analogausgängen möglich sein, wenn ich nix übersehen hab.
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