电池平衡电路


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我面临以下问题。我需要用两个12 V的独立电池组为设备(遥控飞机)供电,以扩展容量。串联它们将无法工作,因为功率级还没有为此做好准备。当我并联连接2个电池组时,它们之间的电压存在差异,它们将相互充电,因此将流过大电流,甚至会爆炸。我想到了一个简单的解决方案,可以在以下示意图中看到它:

原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图

使用这两个二极管,随着电压下降,我失去了一些电源,但是电池之间没有电流流动。如果要在它们之间添加一个“电压”平衡电路怎么办?可以说,如果一个电池的电压仅为9 V,因为其放电了一点点,那么12 V应该以我设定的电流给它充电,即最大2A。可以为此设计一个电路,但要花费一些时间,对于我认为的这种应用来说,这是不值得的。相反,我想知道是否有这样的IC随时可用?某种双向充电器?找不到我自己的东西,但是也许我不知道该如何命名?对于此问题,我将不胜感激。


我坐过遥控飞机,但从未见过您的设置。另外,对于LiPo电池,12 V是一个奇数的标称电压...我们在说什么电流?
弗拉基米尔·克拉韦罗(Fladimir Cravero)

12 V只是一个示例,它是3S 3.6V电池组。我们说的是25A峰值电流。
卢卡斯Przeniosło

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在电动飞行和25A电流的情况下“损失一点功率”是相当灾难性的。您最好权衡一下包装,然后再买一个较大的包装,重量大约相同。
Brian Drummond

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解决此问题的最佳方法是拥有两个相同的电池组,将它们充电至相同的电压,将它们并联连接,切勿单独充电。
弗拉基米尔·克拉韦罗(Fladimir Cravero)

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@不来梅仅当电池实际不平衡时,二极管方案才会最小化。
David Schwartz

Answers:


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使用MOSFET制作理想的二极管要好得多

在此处输入图片说明

  • 替代功率肖特基二极管
  • 内部20mΩN沟道MOSFET
  • 0.5μs的关断时间限制峰值故障电流
  • 工作电压范围:9V至26.5V
  • 平稳切换而无需振荡
  • 无反向直流电流

但是,最简单的解决方案是带有散热片的更好的肖特基二极管阵列(6美元) 在此处输入图片说明

这些是共阴极。 在此处输入图片说明


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+1,但当前评分需要更高。OP提到的峰值电流高达25A。
缠结

MOSFET电桥并非无庸置疑,以确保平稳传输而不会产生振荡,但其压降最低。由于使用比较器和计时器来确定在电源和负载非常动态时哪些开关应该处于活动状态。但是请小心使用备用电池。主电池不得在9V pref以下放电。10V
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75'Sep

@tangrs实际上,OP注释中并不清楚25A是运行时间峰值电流还是短路的电池电流。
Trevor_G

@从尝试建造多旋翼飞机的个人经验中汲取灵感,连续消耗数十安培的电流并不罕见。这些无刷电机可以吸收大量电流...
缠结

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@tangrs ya我在该领域的经验为零,但OP可能更加简洁。无论哪种方式,这里显示的LTC设备都无法在他后来添加的3.5V电池水平下工作...问题一直存在蠕变的需求综合症……
Trevor_G

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从一个电池给另一个电池充电会导致整体效率和运行时间下降。考虑到能量将在充电电路中以及在为充电器供电的电池和被充电的电池的热量损失中损失。

最有效的是从“优质”电池中获取电力。当它的电压下降到较低电压的电池水平时,它们都将支持负载。

当两者都充满电时,您的二极管布置将起作用,并且是最简单的解决方案。通过这种布置,电池电压将以相同的速率下降。


只要注意二极管上消耗了多少功率即可。在RC应用中从电池汲取数十安培的情况并不少见。
缠结

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您说连续剧已结束...但可能很快就驳回了。

您尚未真正详细说明功率级需要什么,但我在此答案中假设它期望像电压这样的电池。您还暗示,加倍是为了延长持续时间而不增加可用电流。

因此,您可能需要考虑将电池串联,并添加一个升降压逆变器以将输出调节到所需的电压。这些效率可能很高,即使电池已大大低于所需的输出电压,也会为您提供所需的电压。从后者获得的功率可能足以补偿调节器中的损耗。


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假设飞行控制器(在这种情况下为Pixhawk +通用ESC驱动程序)将注意到电压较高,并且相应地将BLDC的PWM控制器减小,则这实际上可以工作(串联)。DC-DC转换器不是一个好主意,因为电流可能非常高,在这种情况下,由于电容器和电感的尺寸,DC-DC电路的尺寸将很大。
卢卡斯Przeniosło

@Bremen yup显然,在此应用中尺寸尤其是重量至关重要。
Trevor_G

使用串联电池时,较弱的电池可能会遭受反向电压并遭受损坏。但是,如果DC-DC转换器在变压器可以轻量化的高频率下运行,则无需笨重。
richard1941

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在您的情况下,假设两个包装相同,我建议您考虑将两个包装永久平行放置以制成一个包装。是的,这可能很危险,但是我认为这是唯一为您执行的解决方案。

您只需要确保两个电池组并联时具有相同的电压即可。最简单的方法是将它们一次充满电,然后测量电压以进行最终确认,然后将它们并联。如果电压相差0.01V,那没什么大不了的。

RC电池组通常比其他地区(例如电动工具)所接受的风险要多一点。因此,请注意您的背包在安全方面有些不足。小心对待它,并尝试始终做好泄放或着火的准备。使用安全的存储和充电技术等。

该建议不适用于其他电池组(例如用于普通消费品的电池组)的专业设计建议。那些需要更多的安全功能。

快乐的飞行。


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如果您使用相同的电源,则您的解决方案(两个散装二极管)是一种有效且简单的解决方案。
在您的图表中,您显示的是12V和9V电池,但3V的差异并不小。如果实际上您有如图所示的不同电池,则将发生只有12V电池为设备供电的情况,直到其电压降至9V。然后,9V电池也开始为负载供电。但是,如果您的直升机在10V电压下停止工作,则多余的电池就没有用了,只会增加直升机的重量!

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