Конденсаторные балансировщики плохи лишь тем, что:
1) Работают на разнице напряжений между банками (соответственно для реализации приличного тока балансировки необходимо реализовать очень маленькое внутреннее сопротивление самого балансира)
2) ток балансировки экспоненциально уменьшается по мере выравнивания напряжений на этажах, следовательно, процесс балансировки становится асимптотическим и, соответственно, бесконечным.

Соответственно, как правильно заметил Microwatt, для ускоренной зарядки они никак.

P.S. Есть несколько задумок на сегодня...как сделаю выложу результаты.

Постоянная одинаковая длительность управляющих импульсов плюс дедтайм достаточный для исключения сквозняков по стойке. Все. Более ничего не надо. Как вариант можно пристроить для рулежки IR21531+пару подходящих полевичков в корпусе DPAK или похожем. Остальное - нада ставить опыты. У меня лично не начем и ни к чему - пока не стоит такой задачи как балансировка батареи лития в виду ее отсутствия
Ну это как вариант алтернативы конденсаторному выравнивателю. Более дешевый с минмумом городушек, и с теми же недостатками. Схемотехнически он проще, выравнивание также достаточно длительный процесс. При ускоренном заряде/разряде он не выровняет перекосы, но потом в буфферном режиме, свое дело сделает. Да и по хорошему ускоренным зарядом никто не заряжает акки до 100% их емксоти, да и не выйдет из за химии их работы. То есть вполне прокатит, если космические требования не предьявлять и бюджет также не космический

В общем-то по такому принципу (ну или не совсем, но очень похожему) работает BQ78PL116 проще уж ее тогда взять и получить плюсом еще плюшки с контролем тока, измерением кулонов, и прочим барахлом. и дешевле и компактнее, чем на каждую банку по драйверу городить и тп.

В целом конечно у тексаса получилось довольно прикольное решение, особливо для мощного зарядника.

Я сам такое делать не собираюсь, и даже моделить не буду, но идея высказанная порождает другие идеи, а там глядишь кто-то как вы дает наводку на готовое решение И у топикстартера появляются варианты выбора, есть над чем думать

Наверное, есть разные подходы как что-то сделать. Один из них - заиметь само идеальное представление цели (куда идти), балансировщика здесь. Потом посмотреть пути - варианты, а потом и короткие тропинки. Идеальное решение будет когда нет удовлетворения одного за счёт другого или какого-то компромисса средней паршивости. Беда в том, что оно всегда_вот_так_вот, что одно противоречит другому .
1 Давайте идеального балансировщика.
2 Потом набор уродливых вариантов по какому-нибудь параметру, но годящихся компромиссно.
Получится пособие по __. Глава номер _ : балансировщик.
Или где?
(Потому что не читал, честно признаюсь. Так, поверхностное представление, что нужно то-ли отобрать у сильной банки, то-ли добавить в слабую. )

По-моему идеальный балансировщик должен выкачивать лишний ток заряда (а у лития, да и у прочих, функция тока VS напряжение - непростая) обратно в источник питания зарядника. Ну а общий последовательный ток заряда банок зарядник выдаёт для наиболее разряженной банки. При таком алгоритме лишнее выделение тепла будет минимальным.

Сегодня читал новости LT и обнаружил забавное совпадение — они сделали практически то самое, что я здесь предлагал год назад:

http://www.linear.com/product/LTC3300-1

И конечно не как TI очередную корягу, а всё правильно и более продвинуто — синхронные выпрямители, балансировка двунаправленная и можно балансировать аж 1000-вольтовые батарейки. Чую, они были ещё и под впечатлением бредовой идеи Боинга летать на "литии" при запрете перевозить его как груз тем же способом.

Кстати, уже продаётся:

http://www.digikey.com/product-detail/en/L...3PBF-ND/3913111

Ну да. Они же читают Электроникс.ру...
)

Это в каком фантастическом фильме показано? Одинаковая (хотя бы приемлемо одинаковая) длительность управляющих импульсов получается только мелом на доске. Она должна быть порядка 0.1-0.2% погрешности для свинца 12-вольтового а для лития еще точнее. Не знаю как это сделать просто и без индивидуальной подстройки, которая со временем все равно расползется. Про триггер-делитель на два и дополнительные пару корпусов только сюда не нужно.
Конденсаторный же балансировщик - вроде ветряка новейших конструкций - трогается с места и красиво вертится при малейшем ветре, но работы не производит.
Вообще-то балансировщиками с недавних пор занялся. Кое-что о них накопил на полке. Знаю по крайней мере то, что любой серийный балансировщик на микросхеме - эрзац. Поставленную задачу или не решает или решает крайне плохо. Есть куда более эффективные методы.

Заинтриговали. И какие же это методы, договаривайте.

Да любой прохожий создаст высокоэффективный балансировщик, если будет пользоваться аксиомами Егорова:
1. балансировщик не должен измерять абсолютные величины в какой-либо точке. (По-простому - нельзя применять МК !!).
2. балансировщик не должен рассеивать энергию в специально предназначенных для этого элементах.
3. балансировщик должен передавать энергию от перезаряженной батареи (батарей) к недозаряженной (недозаряженным) прямо, минуя промежуточные передачи и преобразования.
Это называется сформулировать задачу полно, но без излишеств.
А дальше - большой простор для фантазии.
Простой рабочий делает это идеально, разъединяя раз в недельку последовательно соединенные батареи и соединяя их параллельно на какое-то время. Я только наловчился это делать без рабочего и отвертки, автоматом.

Это чистой воды плагиат , на этом форуме эту формулировку застолбил Microwatt.

хм.. проверил -действительно...
Но там речь шла о каком-то ШИМ - источнике, а тут балансировщик. Виноват, неправильно выразился.
В балансировщике многих очень тянет применить АЦП, именно в этом смысле я подразумевал МК, а не в общем.
Итак, переформулируем Первый постулат Егорова
"не нужны никакие АЦП и вообще точные измерения чего-либо"

Это справедливо тогда, когда у вас ячейки равной(примерно равной) емкости. Иначе при заряде бум самой низкоемкой...Вы выравниваете ячейки не по SOC а по напряжению, а в случае неравных емкостей этажей вы сами знаете к чему это приведет при заряде/разряде

Переведите на русский, боюсь, не совсем понимаю. Кто такие SOC и бум?

Выравнивание заряда (точнее степени заряженности, заряд в кулонах разные батареи воспринимают разный ) происходит при параллельном соединении батарей автоматически, для любой их емкости.
В этом и состоит процесс балансировки по определению. Напряжение на батарее однозначно связано с ее заряженностью. Никакими другими способами определить степень заряда нельзя. Если, конечно, не проводить контрольный разряд.

Егоров извините, я не совсем проснулся с утра и написал наполовину чушь, но мысль была правильной...бум это взрыв, SOC - state of charge (уровень заряда в процентах от максимума).

Теперь давайте промоделируем ситуацию на реальной батарее состоящей из 2х последовательных ячеек одна 2300мач а вторая 2200 (на 10% уход емкости). Мне могут возразить что при этом уже надо выбрасывать батарею, но всеже ситуация имеет право быть - вы же не знаете когда у вас образовался уход... вы их раз в недельку выровняли до полного равенства напряжений (пусть SOC 95%) после первого разряда (пусть разряжаете до 30% SOC) первая ячейка будет иметь уже не 30% а 20% потому, что в ней изначально меньше на 10%, а выкачиваете вы как из новой, а поскольку МК у нас нет, то и напряжение ячейки мы не знаем -> думаем что все хорошо...и так за 3-4 цикла заряд-разряд мы убиваем ячейку номер 2... цифры можно менять, но смысл от этого не меняется

Знаете. я все это усвоил, читая достаточно много по проблеме. Механизм разбалансировки и последствия мне вполне понятны, выборсил немало батарей .
Да, при разряде батарея меньшей емкости просядет по напряжению больше. Но специалисты, изготовители батарей, утверждают, что это не очень страшно. Сама проблема возникает из-за постепенного нарастания дисбаланса от цикла к циклу. Вполне достаточно балансировать батареи при заряде только.

Крайне важно усвоить, что нужно не подгонять напряжение под какое-то определенное значение, а нужно обеспечить равенство напряжений на всех банках. Это именно то, что цифры можно менять, но сам принцип должен соблюдаться твердо.
Потому и МК (АЦП если выражаться осторожнее) тут ни к чему. Кроме дополнительных погрешностей полученных ценою больших аппаратных затрат он не дает ничего. Мы никогда не знаем определенно "правильного" значения напряжения на аккумуляторе. Если вдуматься, то и знать его просто вредно, отвлекает от решения задачи.

SOC - state of charge - не забота балансировщика. Это забота зарядного устройства, не нужно ему мешать.

Такой принцип сгодится? Как на первой картинке в посте:

Схемы в сообщении от 5 марта заслуживают внимания. Я даже одну внимательно промоделировал. Сама автогенераторная схема косого моста привлекла.
Она работоспособна, если правильно подобрать параметры компонентов, но ключи работают в активном режиме, ток определяется насыщением ключей.
Отсюда плоховатый КПД, один из транзисторов будет постоянно перегреваться.
До идеального балансировщика им далеко, но по сравнению с ничем это уже что-то.

Подход, по моему мнению, неверный в принципе.
Суть вопроса в том, что при разряде батареи аккумуляторов ее общая емкость определяется худшей группой аккумуляторов.
Пытаться исправить это преобразователями перекачивающими энергию из банок занятие малоперспективное. Система преобразователей будет стоить дороже аккумулятора и будет на пару порядков менее надежной.
Логичнее использовать шесть каналов зарядного устройства с подсчетом сообщенного каждой группе аккумуляторов заряда.
После того, как первая из групп достигла полного заряда, надо обеспечить сообщение всем остальным группам точно такого заряда.
Топология зарядных устройств совершенно не принципиальна. Так что это работа скорее для программиста.
После заряда выводи результат на экран ПК и решай, то ли заменить дефектные банки или смириться с частичной потерей емкости.
Просто...

Вот у меня вопрос: а заряд - это нечто взвешиваемое? Как убедиться, что все группы приняли и усвоили одинаковый заряд? А не просто им было передано равное количество ампер-часов?

Коль будет пироги пекти сапожник, а сапоги тачать пирожник...

Суть вопроса ошибочно излагаете. Не группа, а каждый отдельный аккумулятор может резко повлиять на работу составной батареи.
Вы что, перекачивая одинаковый заряд, обеспечите рост общей емкости составной батареи? Нет, она останется как и была, на уровне самой худшей по емкости или по заряду банки.
Вы что, считаете, что проблема в сообщении одинакового заряда? Похоже, считаете , что дополнительного заряда, поскольку нам никогда не известно с какой степени исходной заряженности банок мы начинаем заряд. Абсолютно точно, что с разной, но какой - невозможно определить разумными способами.
Вы что, полагаете, что проблема балансировки вообще возникла из стремления уравнять заряд? Да кому интересно что там за заряд в отдельных банках, проблема в том, что появляются перезаряженные банки и начинают кипеть, разрушаться.
Вы делали зарядники реально? Тогда умножьте аппаратные затраты на шесть (или даже на 20, реальный случай) и посмотрите на этого слона. Сразу передумаете. И рассуждения о сравнительной надежности отложите на дальнюю полку.

Топология тут - ключевой момент и оценку этому не программистам давать. У них свой, часто достаточно важный, кусок работы, но аппаратура, формулировка и решение общих задач - вообще не их профессия.
Дадут, если нужно, готовый алгоритм, аккуратно набить это и отладить. Как конструктору - развести плату по готовой схеме, закрепить болтами в корпусе, обеспечить тепловые режимы, доступ инструмента и кучу иных, чисто его профессии, вопросов.

А если подумать и попытаться опровергнуть мое предложение по сути ? Не получится, однозначно.
Если вы сообщили аккумулятору определенный заряд, то энергия из него не может испариться ...

А вообще, есть простой способ собрать долговечный аккумулятор.
Сначала вы приводите банки в одинаковое состояние, например разрядив их до минимального напряжения.
Затем заряжаете и контролируете емкость каждой банки. Сделаете разбраковку по емкости с точностью 1-2 % собранный аккумулятор будет работать несколько лет. Соберите без разбраковки-3-4 месяца и аут.
Удачи.

Александр, трудно по сути там, где сути нет, нет реалистичного видения картины.
Дело же не в сообщении определенного заряда и не в испарении оного. Кто, как и чем оперативно определит этот заряд перед тем как его сообщить? И как сообщить в составной батарее каждому аккумулятору определенный заряд, не разбирая батарею? Это же, по сути, и есть тема.
Простой Ваш способ собрать долговечный аккумулятор вовсе не так прост для подавляющего большинства практических пользователей.
Нет времени и возможности разряжать банки до одного уровня и контролировать их емкость. Оборудования и персонала нет.
Нет лишнего вагона 100-200Ач банок чтобы отобрать понравившихся тачку с точностью 1-2%, а остальное выбросить. Это не авиамодельное хобби, стоимость одного такого аккумулятора достаточна, чтобы за него побороться до последнего. И даже после такой процедуры разбраковки надеяться на многолетнюю стабильную работу составной батареи - достаточно наивно.
За пожелание удачи - спасибо. Добьемся обязательно.

" трудно по сути там, где сути нет, нет реалистичного видения картины" Согласен, очень трудно.

Мне известны несколько попыток сделать "балансиры". Одну из них предприняли в России, лет двадцать тому обратно, пытаясь решить проблему балансировки АКБ на грузовиках и автобусах. Как вы знаете, там две 12В батареи. Не прижилось. Дорог и не очень надежно.
Несколько лет тому назад итальянцы сделали балансир для уборочной техники. Стоит он как три комплекта самых крутых аккумуляторов. Оно нам надо?
Для московских автопарков мы делали зарядные устройства и устройства тестового разряда, которые определяют сообщенный АКБ заряд и позволяли подбирать их в пары.
Эффект был очень большой.
Если в автобусном парке на 500 машин эта задача решается и достаточно просто, то и вы вполне можете справиться с разбраковкой.
Делов-то -подсчитать ампер*часы.
Можно занять другую позицию и надеяться, что можно исправить уже выпущенные по непродуманной технологии аккумуляторы некими мифическими внешними устройствами.
Но у американцев есть присказка-"пытаться исправить уже изготовленную вещь -занятие безнадежное".
Удачи.

Александр, у Вас просто другой подход к решению задачи потому новый путь просто отторгается с первого прочтения.
Формулировка задачи неверная, потому и все известные способы решения неудачны. Нужно просто решать другую задачу, уметь увидеть ее на фоне привычных, традиционных решений.
Если атаковать в лоб - да подбор аккумуляторов попарно. В условиях автопарка с 500 единицами техники возможно. Садим Васютку или дядю Васю с тестером и задачей: перемерять раз в месяц все грузовики и спаровать. Задача решена, думать на шаг в сторону просто незачем. Можно обучить Васютку за месяц даже осмысленно считать ампер-часы. Априорно считается, что Васютка предельно внимательно и добросовестно всю смену глядит в тестер.

А если батарей всего-то 2-5 в хозяйстве и содержать аккумуляторщика на выезде в поле вообще нереально? Если это не автомобильная 50-60Ач, а гелевая на 200Ач? Или штук 20 батарей по 50Ач последовательно? Или 20-40 штук лития?
Тут не в один день, но найдено более удачное решение (решения). Васютка- автомат.

Разбалансированная составная батарея - не брак изготовителя. Это нарастающее в ходе эксплуатации объективное явление. С ним нужно и можно бороться. Внешние устройства отнюдь не мифические и не такие уж дорогие. Просто, пока мало кто знает о самой проблеме и еще меньше - что она решаема относительно просто.

Ну как - получилось? Не знаю почему, но народ отходит от этой темы. Сейчас сам штудирую этот вариант. На выходе, в качестве импульсного стабилизатора, можно использовать контроллеры с обратной связью, на которой сделать стабилизацию по току, с синхронным преобразованием, с двумя мосфетами внутри. Лучшего, пока не нашёл.

Например:

partocat.ru

Но там чёрт ногу сломит.

TPS63060 например (2А, надо поискать на 5А).
LM2588
LM2677
LM2678
LM2679

Это на вскидку.

Прошу мнений по этому поводу.

Вы что делаете? Балансировщик заряда или стабилизатор некоторого напряжения?
Осмысленный ответ на этот вопрос - главное в этой задаче.

Стабилизатор некоторого напряжения. Конкретней - 4.2В. Со стабилизацией по току - 5А. С отключением при силе тока ниже 0.5А. С маленькими габаритами, простотой, хорошим КПД и стоимостью.

Так а какое это отношение имеет к балансировке? Это просто мощный стабилитрон с излишествами.
Уравнивать нужно не какое-то определенное напряжение, а РАЗНОСТЬ напряжений. Это принципиально другая задача.
Непонимание этой важной мелочи порождает массу сложных и совершенно непработоспособных схем.

А какое отношение имеете вы к моему высказыванию? Или вопрос о погоде вас тоже настраивает на тему балансировки?

У меня вопрос, по моему, ясен - каждому аккумулятору свой зарядник. Вот вам и решение проблемы балансировки.

Вопрос остаётся актуальный - на каком импульсном контроллере можно собрать зарядку на 4.2В, 5А, с регулировкой?

Вроде бы балансировка в названии темы. Потому я и настроился.
Для источника с постоянным выходным напряжением-постоянным током стоило бы Вам открыть другую тему.
Ладно, делайте свое.

Уважаемый Егоров, Вы не могли бы описать подробнее Ваш вариант балансировщика?

куда уж подробнее?..

Видимо, тому, кто разработал уже не один десяток преобразователей, достаточно одного предложения. Очень рад за Вас.

а какое отношение имеют преобразователи к простому механическому коммутированию батарей, из последовательного соединения в параллельное и обратно. причем, вообще без подключения внешнего источника энергии?

Не думаю, что Егоров в готовом изделии предлагает механически балансировать батареи Скорее всего, там одновременное параллельное соединение ячеек через магнитное поле и последовательное соединение - проводами.

Ну вот! До реализации осталось пару шагов Дальше уже схемотехника - на чём будем делать ячейки? А включать и выключать их можно и вручную, постоянная работа слишком много жрать будет.

разве это не механическая коммутация для балансировки?

Да такой способ может работать, но я не об этом. Я отвечал на пост, который цитировал.
Каждая батарея подключена к транзисторному ключу (какой-нибудь, только не флай ) нагруженному на обмотку многообмоточнго трансформатора, обмотки которого включены согласно. Преобразователи работают синхронно (например управляются с одного управляющего трансформатора).
Если напряжения на обмотках равны, но токи нагрузки каждого преобразователя отсутствуют (конечно кроме тока намагничивания), если есть разбаланс батарей, то появится ток, который потечёт в сторону меньшего напряжения (конечно если преобразователи выполнены на МОП-транзисторах), поскольку преобразователь на меньшей стороне превратится в синхронный выпрямитель. Пойдёт ток заряда пока не выравняются напряжения.
Ну а дальше дело техники - создать "хороший" трансформатор и обеспечит очень маленькие падения на открытых ключах, чтобы обеспечить необходимую погрешность баланса, что сегодня - реальность.
Работать постоянно такому устройству не обязательно - КПД меньше 100% Батареи будут потихоньку разряжаться. Можно по своему вкусу создать алгоритм включений. Можно и в ручную например раз в день или в неделю.
Если ещё немножко подумать, можно совместить это устройство с зарядником. Ну!?

Идея интересная, спасибо Но это решение, наверно, больше подходит для малой мощности, до 50 Вт? А если через батарею 3S2P перекачивается около 10-15 А, Ваше идея подойдет?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Косой при прямом ходе так и работает, а при обратном намагничивание сбрасывается туда, где меньше напряжение.
Хорошо бы сделать модель на МОП и с внешним управлением, балансировщик, наверное, получится посерьёзнее

Еще и если вместо диодов ключи, то получатся полные мосты, хорошо бы сделать модель, кому интересно.

Это уже ваше дело - решать как делать
Предложенное решение производит валансировку "вслепую", и выравнивает напряжения на банках независимо от напряжения на них, важно только наличие разницы. Для мощных и дорогих батарей необходимо следить за состоянием банок, прогнозируя отказы. Посмотрите как транспортники "холят и лелеют" тяговые аккумуляторы на сотни и тысячи Ач. Там элемент облеплен датчиками, и мониторится всё. Даже есть водогенератор (не помню точно как называется), в котором кислород и водород выделяемые на электродах соединяются и образуют воду, которая возвращается в банку. Мои знакомые занимаются мощным литием (100-200Ач), так они на каждую банку ставят своё ЗУ. Сосед занимается моделями самолётов, так там балансировка делается только при заряде. Время работы очень коротко, некогда балансировать .
10 -15 А? Не вижу препятствий. Зависит от элементной базы.


Косой мост как самоцель? Зачем сильно тратиться? Хорошо бы по-проще: одночный или пуш-пульный ключ. Хватит и одиночного Главное синхронность управления!

Одиночный - тоже прямоход. В прямом ходе. В обратном ходе - нужна обратная обмотка. Тогда тратиться на обратную обмотку, - каждому. Либо одну на всех. Но тогда и обратный ход адресован всем, а с косыми - конкретно, где меньше.

Чтоб сэкономить лишнюю работу вслепую - нужно узнать приемлем ли разбаланс.
Может быть, включать с некой периодичностью балансировщик, а выключать когда разбаланс уменьшится под некий порог.
Эээ, по трансформатору тока на каждую ячейку, со вторичных обмоток выпрямить и сравнить. Для операционников референс - среднее со всех, и пока выход какого-либо зашкаливает за порог - балансировщик остаётся включен.
Ну, или надо подумать

Возможно, Вы не с того начали, потому что чаще подходящее решение то, которое дешевле, проще и быстрее реализуемо — например, рассеивать разбаланс в тепло, или обратноходовый балансировщик на стандартных двухобмоточных дросселях.

На картинке предлагается по одному косому мосту на банку - слишком много элементов получается. Может, лучше поставить один косой мост и раскидать вторички трансформатора по банкам?

Собрать все известные варианты в таблицу и сравнивать что по чём и как куда годится

Задачи - балансировка литиевых аккумуляторов, зарядное устройство мощностью 300 Вт + балансировка свинцовых аккумуляторов для ветряков мощностью 1-3 кВт. Хотелось бы принцип балансировки одинаковый Резисторный балансировщик не подходит, а стандартные дроссели было бы неплохо, но для больших мощностей трудно найти, в любом случае придется самому мотать.

Делал я активные балансировщики на Attiny13A (обратноход).
Сердечник из желтой распыленки назмером как ноготь большого пальца.
Частота ШИМ с контроллера ~20кгц (мало, при среднем токе с элемента 0.8А сердечник уже начинает грется сваливаясь в насыщение).
Ключи такие как в платах защиты батарей от мобилок, там 2 в одном корпусе по 25мОм с полным открытием 2.5в и емкостью затвора ~600 пикух. Затворы с такой ёмкостью нормально качают выходы самой тиньки (один апаратный выход ШИМ на один затвор ключа), итого 13мОм на сдвоеном ключе.
Контроллер впринципе успевает менять скважность ШИМ (обратноход ошибки прощает, тем более скважность ограничена 60%, а обратноходовый транс расчитан под максимальный ток на этой скважности). КПД незнаю, но если не вгонять распыленку в насыщение, то транс еле теплый, и ключ практически не греются. Все пока на этапе макетирования.
Хочется больше тока, увеличивать сердечники нехочу, поэтому хочу попробовать задрать частоту путем замены контроллера на Attiny25V (у него есть пара очень шустрых аппаратных ШИМов).

Однако что еще хочу сказать. Баловство все это с мощными балансирами.
Есть у меня заводские китайские БМС. Есть батареи из таких же банок которые тоже заряжаю за 25 минут. Сделал вывод, что балансировка большими токами нафик мне не нужна, достаточно оставлять LiFePo4 на длительную балансировку слабым током один раз через 10-20 зарядок. Более важны отсечки по перезаряду и переразряду. К примеру напряжение отсечки в БМС 3.9в на банку, многовато, и даже минимальный разбаланс в течении обной зарядки (из за ровной зарядной полки LiFePo4 с резким выбросом в конце за доли процента емкости) ведет к срабатыванию отсечки по заряду самой шустрой ячейки (балансир который бы этому восприпятствовал должен быть на 50А, утопия). Я просто напаял оптронов на балансирные сопротивления (они подключаются-оключаются у меня с гистерезисом 3.65 - 3.55), и выход с запаралеленых оптронов вывел на выключение зарядки. А все потому, что пускать на ключи БМС ток 50А с зарадки мне боязно. А на балансировку ставлю раз в месяц с резистором 100 Ом последовательно с слабенькой зарядкой, чтобы ток был чуть ниже балансировочного и напряжение на быстрых банках не допрыгивало до отсечного.