[Dmitry47]

Может не там я тему создал, но более подходящей не нашел.

В общем задача скорее не фонарная, но мне кажется фонаревщики разработчики должны быть в теме.

Занялся я разработкой устройства и решил заложить туда аккумуляторное питание. Устройству требуется 5-6V, то есть проще всего поставить две банки аккумуляторов и понизить напругу DC-DC преобразователем, а может повысить? что лучше не решил, но понижающие готовые модули уже есть в наличии от TI.
Короче говоря, стал смотреть микросхемы для зарядки и погряз, очень много выбора, но что нужно брать не знаю. Есть все в одном, есть с внешними транзисторами, в общем много чего есть. А мне надо просто, как в телефоне. Я даже нашел у себя микруху MCP73213 http://www.farnell.com/data..., но меня смутил рассказ человека который сделал зарядку на основе микрухи MCP 73833 http://www.farnell.com/data..., про то что она ужасно греется и в следствии этого не дает тока, что конечно плохо http://tqfp.org/parts/mikro....
Только хочется что нибудь доступное (в Москве), а то уже скоро плату разводить надо начинать.

[INFERION]

Две банки нужно балансировать, в этом плане повышалка лучше. И на 5V у TI тоже есть хорошие повышалки на пару ампер (TPS63020). Ещё и потребляющие в дежурном режиме немного. Одну банку заряжать проще, но контроллеры нужно выбирать либо с хорошим термалпадом, поскольку линейные греться должны и будут, либо что-нибудь экзотическое и импульсное. Есть у китайцев какие-то контроллеры-понижалки, позволяющие заряжать от 12V или борт. сети автомобиля. В NiteCore TM15 такое стоит, но там много рассыпухи вокруг чипа.

[Dmitry47]

А обязательно ли балансировать, ведь схема будет слаботочной, я думаю максимум 500-600мА и то периодически. По поводу повышать или понижать пока не могу решить, раньше всегда использовали 12в адаптеры, с запасом, чтобы всегда хватало, сейчас может стоит перейти на 5v.
Но нужно организовать одновременно и зарядку и питание, то есть почти как во всех аккумуляторных гаджетах. Причем в некоторых ставят и по две банки, вот не знаю балансируются ли они, и вообще можно ли балансировать под нагрузкой.
Искал готовую схему, всяческих схем зарядников очень много, но все как то не то. Я просто не прочувствовал еще весь принцип этого процесса, по этому никак не могу понять как должна быть построена схема зарядки в данном случае. И конечно нужен нормальный ток, ибо ждать пол дня совсем неудобно.
Меня например мучает вопрос, когда подключается адаптер, устройство берет питание до аккумулятора или после.
Заряжать акки по отдельности в тот же момент когда они работают вместе, тоже не непонятно как, разве что через диоды.

По идее надо все питать от аккумулятора, а адаптер только заряжает аккумулятор через повышающий-понижающий DC-DC и схему зарядки. Но кто будет контролировать разряд, еще одна схема на выходе?

[INFERION]

 Сообщение от Dmitry47 :

А обязательно ли балансировать, ведь схема будет слаботочной

А какая разница какой ток? Аккумуляторы имеют разную ёмкость, и разряжаться и заряжаться они будут на разные напряжения. У них разные утечки, разное внутреннее сопротивление, разные потери при заряде и разряде, вообще разные характеристики. Довольно быстро один из аккумуляторов начнёт перезаряжаться, а другой переразряжаться, и можно ожидать пожара...

 Сообщение от Dmitry47 :

По поводу повышать или понижать пока не могу решить, раньше всегда использовали 12в адаптеры, с запасом, чтобы всегда хватало, сейчас может стоит перейти на 5v.

Заряжать удобно импульсной понижалкой с 12V, а вот преобразовывать энергию для питания с Li-ion удобно до 3,3 или 5V. Выше уже не очень эффективно, да и интегрированных хороших решений нет. 5V удобно для питания USB гаджетов, и так можно любую мобилку зарядить. Саму батарею так же можно заряжать от USB, если построить зарядный контроллер работающий от 5V. Его можно построить на том же TPS63020, но нужны навыки, ибо это не зарядный контроллер. Под 12V просто есть готовые импульсные контроллеры, а под 5V только линейное греющееся говно или сложные импульсники, требующие целый микроконтроллер для управления. Могу и ошибаться, давно не искал импульсные самостоятельные чипы для таких зарядок...

 Сообщение от Dmitry47 :

Но нужно организовать одновременно и зарядку и питание, то есть почти как во всех аккумуляторных гаджетах. Причем в некоторых ставят и по две банки, вот не знаю балансируются ли они, и вообще можно ли балансировать под нагрузкой.

Параллельно соединить и не будет проблем с балансировкой. Можно балансировать батарею во время работы хитрыми реактивными балансирами (вроде как активными называются, если классические рассеивающие лишнюю энергию называть пассивными). Они перегоняют энергию между банками через летающие конденсаторы или дроссели. Готовых контроллеров не подскажу, обычно это сложные устройства на очень очень много банок. Если нужен ток в единицы ампер - не вижу смысла в последовательном соединении, когда имеются хорошие преобразователи под 1 банку.

 Сообщение от Dmitry47 :

Искал готовую схему, всяческих схем зарядников очень много, но все как то не то. Я просто не прочувствовал еще весь принцип этого процесса, по этому никак не могу понять как должна быть построена схема зарядки в данном случае. И конечно нужен нормальный ток, ибо ждать пол дня совсем неудобно.

Если одновременно и заряжать и разряжать - берём потребляемый нагрузкой ток, и добавляем к нему зарядный ток - это и будет ток, который должна выдавать зарядка. Т.е. можно просто шунт включить так, чтоб зарядке приходилось компенсировать потребляемый ток. Но тогда она должна быть достаточно мощной. Если нужен большой ток - до пары ампер справится TPS63020 (но с него слепить именно зарядный контроллер - та ещё задача), выше уже можно и понижалку с внешними ключами присобачить, и питать от 12V. Есть такие контроллеры для заряда батарей.

 Сообщение от Dmitry47 :

Меня например мучает вопрос, когда подключается адаптер, устройство берет питание до аккумулятора или после.

Аккумулятор можно просто представить как большой конденсатор между БП и нагрузкой. Причём зарядный ток ограничен самим БП, но питает это БП нагрузку в обход измерительной цепи. Если БП не даёт питание - аккумулятор будет через этот же шунт разряжаться в нагрузку.

 Сообщение от Dmitry47 :

Заряжать акки по отдельности в тот же момент когда они работают вместе, тоже не непонятно как, разве что через диоды.

А зачем их заряжать по-отдельности? Или включить параллельно, или заряжать оба последовательно, но балансировать активным балансиром, который сам будет распределять энергию между банками. Устроен он просто - по очереди к каждой банке подключается один конденсатор. Если на какой-то банке напряжение выше - он будет отбирать энергию у неё и подзаряжать соседнюю банку. И так пока напряжения не сравняются. Индуктивные балансиры могут быть сложнее в понимании, но они лучше и проще. Там просто дроссель одним концом включается между банками, и двумя ключами по очереди подключается вторым концом то к одной банке, то к другой. Реактивный ток зависит от напряжения, а импульсы строго симметричны. Поэтому если на какой-то банке напряжение будет выше - дроссель накопит больше энергии, и отдаст разницу другой банке. Преимущество перед конденсаторами в том, что нет долбёжки отбойным молотком. т.к. дроссель сглаживает импульсы тока. А ещё схема проще - всего 2 ключа. И мощность - это полноценный мощный синхронный преобразователь (одновременно и повышалка, и понижалка), который справится с задачей даже если нагрузить две банки по полной, а заряжать только одну...

 Сообщение от Dmitry47 :

Но кто будет контролировать разряд, еще одна схема на выходе?

А его нужно контролировать? Разве не обязан источник питания удовлетворять запросы нагрузки? Если нам нужно 5V, а потребитель слишком жадный и мы опускаем до 3V - разве будет гарантирована корректная работа потребителя? В таком случае нужно наращивать мощность источника питания или обрубать концы вообще, как в аварийном режиме, а не что-то там контролировать...

[Dmitry47]

Спасибо. теперь немного сориентировался.

По поводу балансировки, значит во всех готовых изделиях всегда присутствует схема балансировки? И это обусловлено по большей части именно специфики литий ионных аккумуляторов, то пожароопасность при перезарядке и переразрядке. ведь с метал-гидридами этого не делают.

Да по поводу контроля разрядки. Кто то должен отвечать за состояние аккумулятора, вовремя отключая нагрузку. Это может делать или спец микросхема или микроконтроллер устройства, если он в нем есть. Хотя в устройствах со съемным аккумулятором схема защиты от переразряда и перезаряда есть, но это видимо связанно именно с безопасностью, в случае если человек захочет "Поковырять аккумулятор" сам.

Подумав, решил, что самое удобное в плане пользования решение это переходить на 5В и на то самое USB, устройство вполне может работать от 5В. Так что грубо говоря нужно просто повторить одно из готовых решений, которые используются в гаджетах. При этом конечно рассчитывать на возможность дать большой ток на зарядку.
Если например взять современный мощный телефон, он заряжается 2А зарядкой, причем позволяет заряжать и 1А но гораздо дольше, а если при этом будет еще и включен, то заряд будет все равно идти, но медленнее, вплоть до того, что может вообще прекратиться (в случае когда БП слабый).

Осталось грубо говоря только найти наиболее простую схему, где хотя бы не потребуется контроллер, а в идеале сильно интегрированная микруха с dc-dc и к примеру внешней индуктивностью. Надо бы конечно глянуть как это реализуется по уму, в гаджетах (тех же телефонах). может это спасет от некоторых граблей, ибо компоненты вероятно придется заказывать и ждать, но будет очень обидно если в итоге схема буде работать фигово. А возможно кто нибудь уже придумал и готовые модули. типа как DC-DC у TI, поставил и нет проблем с качеством топологии и прочими параметрами элементов.

[ceramic]

 Сообщение от Dmitry47 :

значит во всех готовых изделиях всегда присутствует схема балансировки?

В рядовых промышленно изготовленных изделиях (с количеством последовательно соединенных элементов до 4-х), в большинстве случаев, как раз и нет балансировки (планшеты, ноутбуки, электроинструменты, ...).

 Сообщение от Dmitry47 :

Хотя в устройствах со съемным аккумулятором схема защиты от переразряда и перезаряда есть

Съемность аккумов вообще ни как не связана с наличием защиты.

[INFERION]

 Сообщение от ceramic :

В рядовых промышленно изготовленных изделиях (с количеством последовательно соединенных элементов до 4-х), в большинстве случаев, как раз и нет балансировки (планшеты, ноутбуки, электроинструменты, ...).

Как тогда объяснить наличие отводов между банками в таких батареях, и кучу контактов на разъёме? А модельные батареи зачем в обязательном порядке имеют балансирующий разъём и подключаются им к ЗУ с балансиром?

[ceramic]

 Сообщение от INFERION :

Как тогда объяснить наличие отводов между банками в таких батареях, и кучу контактов на разъёме?

Для разного.
В ноутбуках -- для общения аккума с компом (протокол SMBus).
Иногда и для побаночного контроля. Защита должна сработать при выходе напряжения за пределы нормы на любой ячейке.

 Сообщение от INFERION :

А модельные батареи зачем в обязательном порядке имеют балансирующий разъём и подключаются им к ЗУ с балансиром?

 Сообщение от ceramic :

В рядовых промышленно изготовленных изделиях

Модельные батареи работают, как правило, на экстремально больших токах и имеют плохую защиту от механических повреждений. Там банки начинают разбегаться гораздо раньше, чем (к примеру) у тех-же ноутбуков.

[Maksoff]

 Сообщение от ceramic :

В рядовых промышленно изготовленных изделиях (с количеством последовательно соединенных элементов до 4-х), в большинстве случаев, как раз и нет балансировки (планшеты, ноутбуки, электроинструменты, ...).

Чего? Как это нет балансировки?
Разобрал за последнее время шесть ноутбучных аккумуляторов разных брендов, везде есть балансировка!

[Maksym]

 Сообщение от INFERION :

Как тогда объяснить наличие отводов между банками в таких батареях, и кучу контактов на разъёме?

Побаночная защита от перенапряжения/переразряда. Куча контактов в разъеме - упрощение интерфейса взаимодействия с контроллером батареи. На самом деле можно было обойтись всего двумя проводами питания и по ним передавать данные с электросчетчика.

 Сообщение от INFERION :

А модельные батареи зачем в обязательном порядке имеют балансирующий разъём и подключаются им к ЗУ с балансиром?

Так то модельные. И подключаются к ЗУ с балансиром не всегда.

 Сообщение от Maksoff :

Разобрал за последнее время шесть ноутбучных аккумуляторов разных брендов, везде есть балансировка!

Как определили?

[ceramic]

 Сообщение от Maksoff :

, везде есть балансировка!

Пруфы в студию!

Зы
Не надо защиту с балансировкой путать.

[Maksoff]

 Сообщение от Maksym :

Как определили?

Смотрел по маркировке... Окей, скоро еще парочку аккумуляторов на разбор получу, посмотрю внимательно. Конечно, я тоже могу ошибаться!

[Dmitry47]

С балансировкой конечно интересно, стоит разобраться, если ее использует не везде, то почему.
Но как я уже говорил, решил перейти на одну банку, то есть питание сделать от USB.
Сейчас пока разбираюсь, напишу как прояснится.

[Maksym]

 Сообщение от Dmitry47 :

если ее использует не везде, то почему.

1). Это дороже.
2). Использование балансировки продлевает жизнь аккуму, что невыгодно тем, кто на продаже аккумуляторов зарабатывает. Цены на оригинальные аккумуляторы к ноутам, электроинструменту видели? То-то же.

[Dmitry47]

Maksym,
Я думаю балансировку не делают не по тому, что акки будут дольше жить, а потому что это сложнее и дороже, а акки по началу вполне хорошо работают. Но вот с литием история другая, они взрывоопасны при перезаряде, хотя у зарядок есть датчик температуры, хотя при переразряде они вроде как тоже могут взорваться, но на деле я про это не слышал.

[Maksym]

 Сообщение от Dmitry47 :

Но вот с литием история другая, они взрывоопасны при перезаряде

От перезаряда ставится плата защиты. Которую часто путают с балансиром почему-то. Балансир выравнивает заряд последовательно соединенных элементов до одинакового значения. А вот плата защиты осуществляет контроль каждого последовательно соединенного элемента и если хотя бы на одном из них напряжение превысит 4,2 В или будет ниже нижнего порога (2,5-3 В), тут же отключает батарею от зарядного устройства или от потребителя. На то, что при этом другие элементы еще не зарядились или еще не разрядились плате защиты абсолютно плевать, она работает по самому слабому элементу батареи.
А термодатчик - это вообще аварийное средство защиты. Совсем аварийное.

[Dmitry47]

Правильно, но в последовательном соединении не вставишь плату защиты на каждый аккумулятор. Я кстати не задумывался, как работает балансир в универсальных зарядках для модельных аккумуляторов. Аккумулятор подключается разъемом где есть отводы от всех банок, но как происходит балансировка в процессе заряда?

По изучал я тему зарядки от USB и пришел к выводу, что если хочешь заряжать малым током (500мА) то все хорошо, но если больше, то тут начинаются заморочки. Во первых компьютер по USB не дает более 500 mA, во вторых всяческие адаптеры тоже дают кто во что горазд, а следовательно чтобы зарядку в устройстве сделать универсальной для любого источника, то нужно городит хитрую логику, которая будет определять источник и сама регулировать ток заряда. Это я еще не говорю о потребителе, если он тоже много хочет, то при малом токе источника, заряжать и питать нагрузку совсем нереально.
Так что я думаю не связываться с USB, ибо схема будет замороченной, а толку мало, или же обязать использовать только хорошие мощные адаптеры, но тогда теряется "тупая" универсальность. По этому можно от всего этого отказаться и даже вернуться к старым добрым 12В.

[Maksym]

 Сообщение от Dmitry47 :

в последовательном соединении не вставишь плату защиты на каждый аккумулятор

И с чего вы это решили? Прекрасно вставлена во все последовательные литиевые сборки (кроме, возможно, ОЧЕНЬ левых китайских, ОЧЕНь-ОЧЕНЬ левых). К тому же зачем ставить целую ПЛАТУ на КАЖДЫЙ аккумулятор? Достаточно поставить ОДНУ плату и подключить к ней каждую банку для контроля напряжения. Вы что, никогда последовательную сборку аккумуляторов не разбирали?

[Dmitry47]

Честно говоря разбирал, но устройство не изучал. Такая схема обеспечивает и зарядку и баланс одновременно. Хотя вот в ноутбучных не помню как устроенны

[Maksym]

 Сообщение от Dmitry47 :

Такая схема обеспечивает и зарядку и баланс одновременно.

Нет. Ничего подобного. Такая схема обеспечивает только защиту от перезаряда или переразряда. Никакого баланса там нет и близко. Можете мультиметром проверить поюзанную батарею и убедиться в разном напряжении банок.