Voltage 3s lipo stabiliseren

W

Wouterw

Hallo!,

op dit moment ben ik bezig met een projectje waar ik een 3s lipo 5000mah accu gebruik als voedingsbron. deze 'transformeer' ik vervolgend naar 30v met een 100w DCDC boost converter. Nu vraag ik mij af hoe dit precies te werk gaat. wat gebeurt er met het voltage van 30v wanneer het voltage van de batterij inzakt? stel, de output van de batterij 12 v is en de output van de boost converter 30v is, wat gebeurt er dan met het output voltage als het output voltage van de lipo accu naar 10v zakt? veranderd het output voltage van de DCDC boost converter dan naar 25v?

ik vermoed dat dit klopt. het is echter vrij belangrijk dat het output voltage op 30v blijft. heeft iemand enig idee hoe ik dit kan ''stabiliseren''?

ik kijk uit naar jullie hulp,

Wouter
 
dit is de LIPO accu die ik gebruik
https://hobbyking.com/nl_nl/turnigy-5000mah-3s-20c-lipo-pack-xt-90.html

dit is de boost converter
https://www.tinytronics.nl/shop/nl/...are-step-up-boost-converter-150w?search=boost
met als specs;
Module type: Niet-geïsoleerde step-up (Boost)
Rectificatie: Niet-synchrone rectificatie
Ingangsspanning: 10V-32V
Uitgangsspanning: 12V-35V
Instelbare spanning met een potmeter.
Maximale ingangsstroom: 16A
Maximale uitgangsstroom: 10A, No-load stroom 25mA
Uitgangsvermogen: 100W (passieve koeling in 20°C lucht), 150W met een ventilator op de koelvinnen.(actieve koeling in 20°C lucht)
Conversie-efficiëntie: 94% (hoogste)
Schakelfrequentie: 400KHz
Output rimpel: 2% (max)
Laad regeling: ± 0,5%
Spanningsregeling: ± 0,5%
Werkende Temperatuur: -40 °C tot +80 °C
Afmetingen: 65 x 47 x 23.5 mm
4x 3mm montage gaten
Status LED (rood)
Kortsluiting beveiliging: geen (men kan een diode gebruiken indien noodzakelijk)

moet ik de boost converter zien als een 'multiplier'? (ingangs stroom * X)
of als fixed output?

bedankt voor de snelle reacties!
 
Uitgang is instelbaar en het is een boost. Dus de uitgang zou automatisch op de ingestelde waarde moeten blijven zolang je binnen de ingangsrange blijft. Let wel: de uitgang moet hoger zijn dan de ingang en vermoedelijk minimaal een volt of 3 boven de maximale ingangsspanning zijn. In jouw geval is dat geen probleem.

De ondergrens van 10V moet je in de gaten houden. Ga je eronder, dan gaat het fout. Ik zou sowieso de lipo niet verder dan tot 3x3.5V ontladen. Anders sloop je hem.

Het is wel een "Vaag-o-tronic", dus geen idee hoe netjes e.e.a regelt.
 
HeliKoper heeft het al grotendeels beantwoord. De uitgangsspanning kan je zelf instellen tussen de 12V en 35V. Maar pas op het is een "Step-Up" schakeling en de uitgangsspanning kan niet lager zijn dan de ingansspanning. Je kan er wel 12V in stoppen en 30V er uit maar niet 30V er in en 12V er uit.

Volgens de specificaties is de spanningsregeling 0,5%. Dat betekent dat de uitgansspanning niet meer dan 0,5% varieert als de ingansspanning varieert. Redelijk stabiel dus.
De laadregeling (beter woord is belastingsregeling) is ook 0,5%. De uitgansspanning zal dus ook max 0,5% variëren wanneer je de stroom die je er uit trekt varieert.

Wat als uitgansstroom wordt opgeven klopt niet erg. Zonder extra koeling kan deze schakeling ongeveer 100W leveren. Als je de laagst mogelijke uitgansspanning (12V) hebt ingesteld en je wilt er 10A uit trekken zit je al aan de 120W! Met een geforceerde koeling (een ventilator op de koelplaten) kan je maximaal 150W uit deze schakeling halen. Dan zou je inderdaad 10A bij 12V kunnen trekken, tot wel 15V maar niet meer!

Als ik het goed begrijp wil jij 30V als uitgansspanning hebben. Om niet meer dan 100W uit de schakeling te trekken kan je dan niet meer dan ongeveer 3,3A trekken. Gekoeld kom je aan maximaal 5A. Allemaal duidelijk minder dan de 10A die ze opgeven.

Let ook op dat je de koelplaat goed koelt, vooral je maximaal 150W wilt gebruiken. De koelplaat mag niet warmer worden dan ongeveer 60°C zodat de transistor en de diode op de koelplaten niet warmer worden dan ongeveer 80°C. Als de zaak warmer wordt gaat de zaak, afhankelijk van hoe veel warmer het wordt, binnen korte of langere tijd echt kapot!
 
Hartelijk bedankt voor jullie snelle en uitgebreide antwoorden! sorry voor mijn late reactie :)

het is helemaal duidelijk, en dat het voltage constant blijft is een hele grote meevaller!

ik zal jullie wat meer info geven over het project;
het gaat om een zaklamp die ik wil gaan maken. tijdje geleden via aliexpress een 100 watt led chip gekocht welke ik hiervoor wil gaan gebruiken. vanwege de hitte die de chip produceert krijgt de lamp een waterkoelingssyteem. Ik heb besloten om geen luchtkoeling te gebruiken omdat de lamp dan niet meer waterdicht gemaakt kan worden, en omdat een watergekoelde zaklamp gewoon vet is haha.
het design is compleet uitgewerkt in solidworks en samen met 3d printen zou ik het binnenwerk van de lamp in orde moeten krijgen. de aluminium body maak ik dmv en aluminium buis en draaiwerkstukken welke in nog moet gaan maken.
met volle accu houd ie het ongeveer een half uur vol, maar ik maak ook een dimstand waardoor de lamp iets minder vel is, maar de batterij wel langer mee gaat.

al met al heeft het vooral een hoog gadget gehalte en beland ie net zoals bijna alle andere projecten uiteindelijk boven op de kast :kwijl:

heb 2 fotos bijgevoegd, buitenkant en doorsnede :)
 

Bijlagen

  • cut.JPG
    cut.JPG
    64,2 KB · Weergaven: 222
  • outside.JPG
    outside.JPG
    53,3 KB · Weergaven: 184
dit is de led:
https://nl.aliexpress.com/item/High...858.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.3da24c4dJ1gytV

het best is om de led te gebruiken in combinatie met deze 60 graden lens.
https://nl.aliexpress.com/item/1set...168.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.3da24c4dJ1gytV

ik gebruik uiteindelijk de multimeter om de boost converter af te stellen zodat de stroom die naar de led loopt redelijk precies 3 ampere is . weet niet exact welk voltage ik daar voor nodig heb ivm weerstand van kabels, solderingen en de mosfet.
 
Dat gaat niet goed werken zonder een voldoende grote voorschakelweerstand.
Led's moeten worden gevoed met een constante of geregelde stroom, de spamming die daarbij optreed is dan die in de spec's gemoemd wordt en is in geval van jouw 100W leds 30 tot 34 volt. Omdat deze tolerantie op de spanning zit door spreiding maar ook door temperatuur tijdens het gebruik zul je zeker een 15% meer spanning uit je omvormer nodig hebben en een voorschakelweerstand die die spanning we regelt. De weerstand zal dan ongeveer 5 volt x 3 Amp = 15 Watt dissiperen.
In principe is deze methode niet geschikt voo zulke hoge vermogens.

Normaal wordt in dit soort toepassingen een omvormer gebruikt die niet de spanning regelt maar een die de stroom regelt, in jouw geval dus op 3 Amp. De spanning die nodig is om door die LED's de 3 Amp te laten vloeien stelt zich dan automatisch in.

Vaak is het mogelijk een bestaande omvormer die een constante spanning levert om te bouwen tot een die een constante stroom levert, maar daarvoor is meer kennis nodig dan jij zal hebben (getuige je oorspronkelijke vraag).
 
Beste Wouter,
Naast deze booster schakeling heb je ook nog een stroombegrenzing nodig. Een led is een diode die als "bijwerking" heeft dat hij licht geeft als je er stroom door laat lopen. Een diode blokkeert de stroom in één richting maar laat die in de andere richting door.
Wanneer je spanning over een diode zet in de doorlaatrichting zal er niet direct stroom gaan lopen. Pas als die spanning hoger wordt dan de zogehete drempelspanning gaat de diode open en gaat er stroom lopen. Net als bij een fiets ventiel. Je moet er druk (spanning) op zetten om het ventiel open te krijgen en er lucht door gaat lopen (stroom).
Eenmaal open zal de stroom weinig weerstand ondervinden en kan er een flinke stroom gaan lopen.
Een kleine verhoging van de spanning zal een heel grote verhoging van de stroom tot gevolg hebben. Een spanningsverhoging van 0,5V kan al genoeg zijn om de stroom zo hoog te laten worden dat de led de geest geeft.
De stroom door een diode, en een led is een diode, mag niet te hoog worden want dan gaat die diode kapot. Een diode kan zelf die stroom niet begrenzen dus daar moet jij voor zorgen. Je zal dus na die booster een stroombegrenzingsschakeling moeten gebruiken. Als je die begrenzing regelbaar maakt kan je de stroom regelen en daarmee de hoeveelheid licht die de "zaklamp" geeft.

Dan de koeling, je wilt waterkoeling gaan gebruiken. Op zich een leuk idee maar weet wat je je op de hals haalt! Er zitten nog al wat haken en ogen aan zo iets, vooral als je het "draagbaar" wilt houden. Je zal een hoop creatieviteid nodig hebben om daar iets echt bruikbaars van te maken.
Succes.
 
bedankt voor je antwoord Rick,
Ik heb 2 vragen,
- wat gebeurt er met het systeem in deze situatie? zal de led doorbranden? of zal de led niet optimaal benut worden?
- hoe maak ik een omvormer welke een constante stroom geeft? kun je me op weg helpen?
 
Ook bedankt voor jouw antwoord Ernst.
ik begrijp wat je typt! wat ik dus zou moeten doen is het toevoegen van een weerstand in de grootorde van enkele ohms?
het waterkoelingssysteem is niet een actieve koeling, meer een energiebuffer. een waterpomp pompt water uit een waterreservoir naar de led en weer terug. het water warmt langzaam op. stukje aan gerekend, heb genoeg water om er voor te zorgen dat de led binnen een uur niet te heet wordt.
 
Rick NL zei:
..... Normaal wordt in dit soort toepassingen een omvormer gebruikt die niet de spanning regelt maar een die de stroom regelt, in jouw geval dus op 3 Amp. De spanning die nodig is om door die LED's de 3 Amp te laten vloeien stelt zich dan automatisch in.
Klik om te vergroten...
Pas op Rick, dat zal in dit geval hoogstwaarschijnlijk niet lukken. Dat werk prima als de ingansspanning van de schakeling hoger is dan de uitgangsspanning. In dit geval is de ingangsspanning maar 12V en de uitgangsspanning moet rond de 30V zijn. Je hebt hoe dan ook een booster nodig.
Rick NL zei:
..... Vaak is het mogelijk een bestaande omvormer die een constante spanning levert om te bouwen tot een die een constante stroom levert, maar daarvoor is meer kennis nodig dan jij zal hebben (getuige je oorspronkelijke vraag).
Klik om te vergroten...
Dat is in dit geval niet echt mogelijk, daar is deze booster schakeling te simpel voor. Er zit geen stroombegrenzing in, daar wordt door de verkoper ook voor gewaarschuwd. Een aparte stroombegrenzing maken is dan veel makkelijker en veiliger.
Je kan natuurlijk ook proberen een booster schakeling te vinden die een regelbare (instelbare) stroombegrenzing heeft. Die dingen zijn lastiger te vinden en zullen ook duidelijk duurder zijn.
 
@Ernst Grundmann
Op beide zaken moet ik je tegenspreken, Ernst.
De omvormer waar ik het over heb is natuurlijk ook een booster, een step-up omvormer.

Al in 1980 maakte ik mijn eerste stroom geregelde step-up laders om 12 Nicad's te laden uit 12 Volt.
NiCad-1980.png


Eén Schmittrigger als oscillator, 5 als buffer die de FET effectief aansturen. Stroom terugkoppeling met overspanningsbeveiliging.
Ompoolbeveiliging nog met een relais en diode, de truck met de N-Fet in de min met de gate naar de plus kenden we toen mog niet.
Het ding heeft een rendement van meer dan 90%.

Het ombouwen van een bestaande step-up omvormer is vaak ook relatief simpel door de spanningsdeler van de regeling aan te passen in de geest van bovenstaand schema. Zeker bij moderne snelle regelaars kan het moeilijk zijn om stabiliteit bij diverse belastingen te garanderen. Het is zeker géén beginners klus.

De Booster uit de link van Wouterw heeft trouwens wél een stroombeveiliging dmv da 0.01 Ohm weerstand die je op de onderzijde van de print ziet.
Een aparte stroombegrenzing zal weer flink dissiperen, tenzij je hem in de terugkoppellus van de booster laat ingrijpen.

Wat in de specs staat over kortsluitbeveiliging zal een onjuiste vertaling zijn en bedoeld zijn als ingangs ompool beveiliging, dat kan met een diode (met redelijk verlies) of met het bovengenoemde relais óf de FET schakeling.
 
De led waar het hier om gaat is een drager waar 10 x 10 leds in serie / parallel staan, vandaar dat er minimaal 30V nodig is.

Rick voor jouw en voor mij is dit niet zo'n probleem maar voor iemand met weinig of geen kennis van de electronica is het niet eenvoudig.
De schakeling waar het hier om gaat kan ik ook wel ombouwen tot een stroombron. Het vergt en stuk extra electronica.
 
Laatst bewerkt:
You must log in or register to reply here.
Back
Top