Разрядник lipo на алегро с логированием. Разработка

Решил тут навести ревизию в аккумуляторах, дохлые банки отпилить и выкинуть, из живых собрать новые паки.
С зарядкой все просто, а вот как разряжать? То что может зарядка - долго и не эффективно, на практике акки работают с гораздо большими токами. Выбрал катушку медного акустического провода - на 3s ток получился 8-10 ампер. Схема такая: Последовательно амперметр и пищалку на балансировочный разъем.
А чем пользуетесь вы?
И родилась у меня идея:
Берем датчик тока аллегро, вешаем его на микроконтроллер, на него же заводим через делители общее напряжение и балансировочный разъем. И ставим электронный ключ или реле что бы прерывать разряд программно. Полученную информацию логгируем на флэш (портативный вариант) или шлем в usart (стационарный вариант).
Потом можно рисовать красивые графики.
Устройство не сложное, но, на мой взгляд, полезное. Кто за?
Может кто-то знает готовый вариант?

 

Подумал и решил что с балансировочного разъема будет самый оптимальный вариант. Общее напряжение - просто суммируем все банки.

--- Сообщения объединены, 2 сен 2016 ---

А еще можно пищалку прикрутить что бы сигнализировала об окончании работы...

 

По большому счёту - это стандартная электронная нагрузка. Если задача балансировки при разряде не стоит, то всё вообще элементарно - берём мощный MOSFET, умеющий работать в линейном режиме (это важно - большинство мосфетов сейчас рассчитаны на ключевой режим). В исток ставим шунт где-то на 0.5 мОм (можно выпаять из PowerModule). MOSFET ставим на приличный радиатор, на него же ставим термодатчик, на него же дуем вентилятором. На шунт ставим усилитель (тот же INA169) и его выход на ADC. Можно вообще на этот узел взять powermodule - там всё нужное есть.
Ну и плюс нужен контроллер всего этого - хотя бы ардуина. Берём её PWM выход и через RC цепочку подаём на затвор MOSFET. На входы ADC подаём напряжения с балансировочного разъема для контроля.
Дальше вопрос только софта. Плавненько увеличиваем коэффициент заполнения PWM и смотрим ток. Ток достиг заданного - фиксируем коэффициент заполнения. Ток ушёл - подкорректировали коэффициент заполнения. Ну и мониторим напряжения на банках и температуру радиатора (и на аккумулятор тоже можно датчик повесить) - отдаём их по UART на комп.

 

А чёрт его знает - сейчас посмотрю. Надо обязательно чтобы были старые planar, а не новые trench (они не работают нормально в линейном режиме). Радиатор тоже гляну

--- Сообщения объединены, 2 сен 2016 ---

Ну вот, например - 40 рублей, до 115Вт
http://www.chipdip.ru/product/irfz44v/
Или вот - 90 рублей, до 180Вт
http://www.chipdip.ru/product/irfp3710/
Если надо больше мощности, то лучше вешать несколько в параллель с мерами по выравниванию токов.
Радиатор - ну что-то типа такого:
http://www.chipdip.ru/product/hs-117-50/
Думаю с принудительным обдувом ватт 150 с него можно снять.

 

Катушка была под рукой, а лампочек не было

--- Сообщения объединены, 2 сен 2016 ---

Итак, этапы разработки:
1. Простейший - постоянная нагрузка, кто какую хочет (лампочки, катушка провода, нихром, кипятильник и т.д.).
2. После обкатки добавляем в качестве нагрузки транзистор с радиатором и кулером. Ставим датчик температуры и управляем вентилятором по температуре.

Варианты:
1. Аллегро.
2. Шунт и INA169.

Первый вариант для меня предпочтительней.

 

А чем? Готовый powermodule стоит меньше 5$. Там сразу есть step-down на 5V для питания Arduino, токовый шунт с усилителем и делитель для датчика напряжения. Достаточно добавить нагрузку и делители для побаночного мониторинга и всё.

 

аллегро у меня есть, а плату буду с нуля рисовать и травить, в этом плане с аллегро проще. собирать буду на атмеге8.

 

Не могу сообразить, это в качестве нагрузочного блока пойдет? Или у нее другие цели?

 

Каким образом? Это же балансировочная плата.

 

Да увидел кучу транзисторов, увидел заявленный ток 50 ампер, а для чего это не понял сходу.

 

И года не прошло...
В качестве прототипа мои любимые подопытные - старый ESC. Для начала нужен всего один транзистор. ШИМ делаю аппаратный, поэтому взял мосфет который висит на соответствующей ноге. Контроль разряда пока на поверметре

Тестил на двух банках. При нагрузке 6 ампер мосфет сильно греется и сгорает (если вовремя не выключить). Думаю проблема в слишком высокой частоте PWM. Попробую сделать меньше, если требуемую нагрузку (до 10 ампер хотелось бы на одном транзисторе) не смогу получить, придется менять мосфеты на те что советовал Андрей

 

Не понял из описания - по какой схеме сделано.

 

ESC обычный noname с Simonk "желтопузик", схема в нем приближена к Mystery 20a, те которые без драйверов, но есть небольшие отличия - на управление верхним плечом 2 транзистора. Нижнее плечо так же просто к атмеге через резистор.
Но в ESC используется программный шим, т.к. надо 6 каналов. Мне же достаточно пока одного, поэтому просто беру мосфет, который висит на 9-й ноге (PB1 по-моему). Ну и использование нижнего плеча позволяет не питать высоким напряжением силовую часть, а только завести на атмегу 5 вольт.
Потенциометр для регулировки тока подключаю на ADC1 (24-я нога PD5) - он как раз болтается в воздухе и выведен пятак для резистора. Вот к этому пятаку и подпаиваю средний вывод потенциометра.
Далее к аккумулятору подключаю PowerMetr, к нему минус - минус регулятора, плюс - исток транзистора (куда подключается мотор). Питание атмеги внешнее.
Прошивка простейшая - считываем ADC, конвертируем и задаем скважность ШИМ.
Как заставлю работать - наделаю фото и выложу прошивку. Пока делиться особо нечем

 

То есть вы ключевой транзистор сажаете прямо на аккумулятор??? Еще бы он у вас не горел - он же по сути пропускает через себя ток короткого замыкания аккумулятора - ток ограничивается только внутренним сопротивлением цепочки "аккумулятор - измеритель мощности - провода - ключ" и легко может доходить до пары сотен ампер.
Если вы пытаетесь реализовать описанную мной схему, то обратите внимание на следующие ключевые вещи, которые у меня там были написаны:
1. берём мощный MOSFET, умеющий работать в линейном режиме (!!!). MOSFET должен работать в линейном режиме, а не ключевом.
2. Берём её PWM выход и через RC цепочку подаём на затвор MOSFET. То есть на затвор идёт АНАЛОГОВЫЙ сигнал, пропорциональный PWM. А вовсе не сам PWM.

 

Вот этого я и не могу понять.
Он же не постоянно пропускает этот ток, а только когда открыт. Время когда он открыт задается скважностью ШИМ. Возьмем хотя бы IR8256.


Я полагал что он может рассеять 63 ватта с соответствующим радиатором.
При этом ток он пропускает через себя 81 ампер при комнатной температуре или 57 при 100 градусах.
Т.е. если взять БП со стабилизацией по току, выставить, например, 5 ампер и напряжение 7 вольт и открыть транзистор - он не сгорит.
Далее, импульсы переваривает 325 ампер, при этом длительность импульса ограничивается нагревом.
То есть кратковременно транзистор вполне может выдержать КЗ аккумулятора. Это кратковременно и задается ШИМ с МК - ширина импульса и им же ограничивается максимальный средний ток разряда (ну точнее мощность, но при большей просадке скважность можно увиличивать).
Где я ошибаюсь и почему?

 

Да, может.

Не при этом. Это разные параметры. Он не сгорит, если через него долговременно идёт до 81 ампер при хорошем охлаждении. Мощность при этом должна быть меньше максимальной.

Не гарантия. Так как БП обычно имеет конденсатор на выходе. И еще у него есть время срабатывания защиты. Поэтому в импульсе ток вполне может вылететь далеко за 5А.

Нет. Там вполне конкретно написано - длительность импульса менее 400мкс, коэффициент заполнения менее 2%

Дело в том, что мы не знаем - а какой ток будет при КЗ аккумулятора. Это вообще абсолютно нештатный режим для ключевого транзистора - там начинаются всевозможные локальные перегревы и т.д.
Да даже если случилось чудо и мы уложились в 325 ампер. По паспорту при этом скважность не должна превышать 50, то есть средний действующий ток всего 325/50 = 6,5А. Вот он у вас при 6 амперах и сгорает.

Так вообще делать нельзя категорически. Тут главный вопрос - что является рассеивателем энергии. Это может быть либо транзистор, либо нечто резистивное.
Если транзистор, то он ДОЛЖЕН работать в линейном режиме с соответствующим ограничением тока и рассеиваемой мощности.
Если нагрузочный резистор, то работающий на него ключ ДОЛЖЕН работать в ключевом режиме.
Да, дополнение - в PWM режиме ваш измеритель мощности показывает погоду на марсе, имейте это в виду.

В идеале второй подход - берём низкоомный резистор(ы), рассеивающий расчётную мощность. На него работает ключ, который с помощью PWM регулирует мощность. До него стоит LC фильтр, который обеспечивает постоянный ток (не импульсный) от батареи и корректную индикацию всех приборов.