mAh meting

P

pa4tim

Geen idee of ik hier goed zit en er ook wat electronica liefhebbers met goede lipo laders rond lopen, maar ik probeer het maar gewoon.

Weet iemand hoe de gemiddelde lipo lader/analyser met mAh en stroom meten omgaat ? Ik bedoel dan het puur meet-technisch deel.

De reden is dat ik nu de firmware voor een net gebouwde lader aan het schrijven ben.

Ik heb pas later besloten een display toe te voegen. De balancer werkt prima zonder microprocessor maar het is toch wel handig te zien wat er gebeurd. Het signaal is door het gekozen principe verre van eenvoudig meetbaar. Ik ben dus benieuwd hoe commerciële laders dat doen. Die zullen waarschijnlijk ook schakelend werken.

Ik heb helaas geen commerciële analyser/lader hier dus ik kan niet meten hoe men dat in de uitgebreide laders doet. Maar mogelijk zijn hier mensen die dat ooit op een serieuze manier bij een lader hebben gemeten.

Fred
 
Commerciele laders meten normaliter alleen de via de 'hoofdaansluitingen' ingeladen stroom en daarmee de capaciteit. Als er gebalanceerd wordt (99% van de laders doet dit via ontladen van een of meer cellen), wordt hiervoor niet gecompenseerd.

Groetjes,
Gerben
 
Het is natuurlijk niet handig om eerst een lader te bouwen en daarna pas te bedenken hoe deze zou moeten werken. Ik vraag me hierbij af hoe het balanceren in z'n werk gaat.

Zoals elke Amperemeter heeft ook elke lader een shunt, waarover de spanningsval wordt gemeten. Bij laders bestaat de shunt uit één of meerdere dikke, laagohmige weerstanden (in de orde van 0,05 tot 0,1 Ω). De spanningsval over de shunt wordt vervolgens als regel door een opamp versterkt. Vervolgens is het een kwestie van het omzetten van de gemeten spanning in een getalwaarde om het Amperage te bepalen, gekoppeld aan een tijdmeting om aan de Ampere-uren te komen.

T.b.v. van het balanceren wordt de spanning van de cellen individueel gemeten en wordt bij de cel met de hoogste spanning een kortsluitcircuitje geactiveerd. Dit circuitje zit parallel aan elke cel en sluit via eveneens één of meer laagohmige weerstanden (in de orde van 100 Ω) een deel van de stroom kort totdat de celspanning niet meer hoger is dan die van de andere cellen. Een exacte stroommeting vindt hier verder niet plaats en heeft ook geen zin. Sommige laders hebben nog wel indicatieledjes op de kortsluitcircuitjes, zodat je kunt zien bij welke cel(len) een deel van de stroom wordt omgeleid.
 
Corrien zei:
Het is natuurlijk niet handig om eerst een lader te bouwen en daarna pas te bedenken hoe deze zou moeten werken. Ik vraag me hierbij af hoe het balanceren in z'n werk gaat.
Klik om te vergroten...

Ik weet hoe hij werkt, ik weet ook hoe stroom meten werkt. Ik was alleen niet van plan mAh te gaan meten. Als dat moet kan ik dat toch wel dmv stroom en spanning loggen.

Aangezien ik meestal bezig ben met analoog ontwerp mbt meterologie en reparatie van (vaak redelijk specialistische) meet en calibratie) apparatuur, heb ik hem dus analoog ontworpen en opgebouwd. Dat werkt prima. Er zitten aansluitingen op voor een DMM per cel, de gene die ik daar gebruik meet TRMS AC+DC en heeft genoeg bandbreedte en kan voldoende grote crestfactors aan. Dus hij is prima bruikbaar.

Maar het leek me achteraf wel grappig er een display in te bouwen. Dat werkt ondertussen ook. Hij monitort de spanning per cel. De ADC is maar 10 bit dus echt geweldig is dat niet, maar dat is voor dit doel voldoende. De balancers zijn met een gecalibreerde 6,5 digit meter afgeregeld en hebben elk een eigen spanningsreferentie per kanaal. (2 zelfs want hij kan ook 1,5V aan zodat ik 4 AA cellen in serie kan laden)

Weet je dat zeker van die commerciële laders. Dat is niet echt een goede/logische manier. Stel dat ze stoppen als 1 cel 4,2V bereikt. Als ze dan alle cellen op bv op 4,15V willen hebben dan moet en de 3 andere cellen dit wel hebben bereikt. Dat verlengt ook het laadproces. Met 100 Ohm als bleeder kun je bij een 2200mAh dus na het laden een flinke tijd gaan zitten wachten totdat hij met die 40 mA eindelijk klaar is.

Dit is geen calibratie apparatuur dus ik heb niet echt alles uit de kast gehaald ;) (een lipo cel tot op 1 uV balanceren is wat overkill) Vooral omdat je eigenlijk pas na een relatief lange rust tijd weet wat de echte spanning is. Dus te veel precisie is eigenlijk zinloos.
Mijn balancers zijn opgebouwd uit een diff op-amp die de spanning over de cel meet. De output gaat naar een comparator welke een 4,15V (omschakelbaar naar 1,4V) spanningsreferentie heeft. De comparator stuurt een n-channel MOSFET aan, met 1,5 Ohm weerstand tussen drain en cel-plus.
Deze weerstand is niet echt nodig, de MOSFETs kunnen 30A aan maar zaten er bij het testen om mbv een snelle Tek diffprobe het schakelgedrag te monitoren. Ik heb ze daarna maar laten zitten, is voor de cellen wat beter dan keihard kortsluiten. De lader stel ik in op de maximale spanning, begrens de max stroom tot de gewenste waarde. De balancers hebben geen moeite om flink wat stroom te sincken. Als alle cellen op 4,15V zitten loopt er nog maar een paar mA. Ik maak mogelijk nog iets wat dan de cellen afkoppelt.

De source is redelijk simpel opgebouwd en kan meer aan dan nodig. De output is met de huidige (externe) trafo nu max 16V en 5A maar de electronica kan veel meer aan. Het is gewoon een stroombron met OVP maar hij kan ook als spanningsbron met OCP worden gebruikt. Er zit een relais in wat een weerstand naar massa schakelt zodat ik de stroom kan instellen. Een fan wordt ingeschakelt als de boel te heet wordt. Ik heb ook een tempsensor naar buiten gebracht om de temp van de accu te monitoren. Deze gooit een relais om wat de accu afkoppelt.

Kortom niet echt een meterologisch hoogstandje ;) (ik ben persoonlijk liever met uV, pA en aF bezig)

Fred
 
De betere laders balanceren gedurende het gehele laadproces en kijken dus naar de verschilspanning tussen de cellen, niet (alleen) naar de eindspanning. Hiermee worden de cellen gelijkmatiger geladen en hoef je aan het eind niet te wachten tot ook de betere cellen vol zijn. Een gangbare waarde aan balanceerstroom is 300 mA, dus mijn 100 Ω was nogal pessimistisch.

Overigens is diff opamp een pleonasme, maar dat terzijde :teacher:.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top