尝试自制独立平衡充记录帖

Tira

楼主是论坛里的新人，由于公司的需求。需要做一个独立平衡充出来。2个月了走了不少的弯路。
最初楼主做了一个串充出来，使用的是TI的BQ24610芯片。又使用TIP42以及TL431搭了一个被动balance出来。
楼主没那么忙的时候会另开一贴，详细讲讲BQ24610这个串充芯片。以及电路详解。

第一个方案做的平衡充虽然可行，但是balance调试太麻烦。出产品的话不可能一个个调试。所以放弃了使用TIP42以及TL431做分压分流的balance方案。
所以，目前有几个想法：
1.将balance电路更改为CUK电路做平衡。这个方法的好处就是可以不用调节每节锂电池对应的TL431稳压。（材料还在路上）
2.走A6充电器的独立平衡充方案。A6使用的是TL494C做的推挽逆变电路来给锂电池单个芯片独立充电的（具体原理楼主还没深入研究）
3.无论哪一种方案，都需要一个锂电池放电板，因为一般的航模动力锂电池的使用电压，单芯是4.2V。但是电池长时间保持在4.2V电压都电池的寿命会有一定的影响。所以，锂电池每个电芯需要放电到3.7~3.85V来进行存储。（手头可以做这个）

这里要感谢一下 yjy4420 大神的A6拆机贴： http://www.shoudian.org/forum.ph ... page%3D1&page=1

由于孤军奋战，进度会很慢，论坛各位大神就将就看看吧。
最先做的是放电板，这个相对简单，而且无论哪种方案都基本通用。

Tira

锂电池放电需要用到电阻，普通的小型绕线色环等电阻不适用。所以这里我选择使用了水泥电阻，A6的方案采用的是 RX21-10W 1R4J(绿色) 绕线电阻。
但是由于这个型号的电阻不好买，可以使用普通的水泥电阻来代替。
楼主使用的是 20W3Ω 的水泥电阻(实测3.4~3.6Ω)。4.2V对应放电电流是1.2A左右。

先简单的测试。一节锂电池对应一颗水泥电阻。看是否会发热很厉害。
电路拓扑图如下。只是简单的一对一串联而已。

电池连接上30S也仅是温热，感觉可行。但是需要控制每一节电芯的放电。需要将这个电路改造一下。测试了很多器材，后面还是选用了A6的放电电路。

Tira

A6的放电方案图如下：

手头做了一个单节锂电池的测试使用通过。下午会找时间搭个3芯的出来进行测试。
由于贪方便，换了几个器件，光耦以及三极管，一度导致电路开关不可控。所以器件的选型很重要。
接下来我会详细的讲解我遇到的问题。

Tira

放电测试板_单节_正面：

放电测试板_单节_反面：


由于部分器件还在路上，所以这里我的光耦使用的并不是A6方案中的CT817C光耦
这里开关控制电路的主要器件有两个：
1.NEC2501
2.SS8050三极管
测试及选择原因我下一楼会写

Tira

首先我们先来对比一下  CT817C光耦  以及  NEC2501（PS2501）光耦  的参数。由于电路中，光耦仅仅起到了一个隔离的作用，所以对耐压及过流方面的参数并不是非常的敏感，所以这里主要对比的就是光耦的开关频率。
NEC2501（PS2501）：

CT817C光耦：

大概一看，NEC2501好像要比CT817C要好。
那么我们就搭出实际电路来测试一下。

Tira

由于手头没有函数信号发生器，所以我们拿一个单片机来模拟输出方波信号，控制光耦的开关。我选取了两个频率 13KHz 以及 5Hz。测试结果如下：
1.13KHz：

上面直线是光耦出来的信号，一直为高电平，说明光耦一直被导通。
下面是单片机模拟的方波信号。
按理来说，这不应该发生。因为，从数据手册上看一个周期只需要 3 + 5 = 8us
于是继续加大周期。
2.5Hz

加大到200ms一个周期的时候，光耦才正常工作。

具体原因楼主也不是很清楚为什么。但是这并不是太影响电池的放电。但是放电电流就没法高精度控制了。
等CT817C到了我会再做一个测试，看看是否还是有相同的情况发生。

Tira

三极管选用的是SS8050，主要原因是其过流最大能够达到1.5A。满足当前单芯1.2A的基本要求。需要注意的是，千万不要把SS8050以及S8050弄混了。由于楼主的粗心，导致了一度电路测试没法通过。
SS8050以及S8050的参数和引脚位置都是不同的！大家要小心了。

飞去来也UFO

先顶着

shk_136

Tira 发表于 2017-8-1 13:51
三极管选用的是SS8050，主要原因是其过流最大能够达到1.5A。满足当前单芯1.2A的基本要求。需要注意的是，千 ...

看你发的图，引脚定义并没有不同啊。

L555T_007

支持

8050 是相同封装啊。  
这种只考虑开关状态的，更建议使用NMOS，常用SI2302 .  



公司做产品，要看产品定位。 不差钱上专用前端，  差钱就只能单片机出多一点力。

Tira

shk_136 发表于 2017-8-1 15:44
看你发的图，引脚定义并没有不同啊。

奇怪了，昨天才看到不同的

Tira

L555T_007 发表于 2017-8-1 15:53
支持

8050 是相同封装啊。  

多谢大神指导，昨天我试过 NMOS 以及 PMOS 了但是都没法正常的开关，我不太清楚原因。我感觉在这个地方应该用 PMOS ，因为源极接的 4.2V 。
我用的 SIS4401 。 但是没法正常开关。
无可奈何，只能用三极管了，不过也好，便宜很多。

Tira

L555T_007 发表于 2017-8-1 15:53
支持

8050 是相同封装啊。  

好棒！能过2.5A！  我下单买了点回来，到时候测一测。

L555T_007

Tira 发表于 2017-8-1 16:43
多谢大神指导，昨天我试过 NMOS 以及 PMOS 了但是都没法正常的开关，我不太清楚原因。我感觉在这个地方应 ...

你参考A6的电路的话，是用NMOS ，封装跟 三极管兼容

SI2302 很常用，不贵的。

Vgs=2.5V   0.060欧@2A

锂电均衡时是 4.2V/3.65V，完全满足驱动要求
1.2A时，压降才 72mV ,功耗<100mW ,SOT23散热足够。 比三极管好。     发热都转移到功率电阻上

QQ535025

牛人

L555T_007

SI4401 是PMOS ，你把线路改一改 也行啊。
只是40V耐压，所以需要高VGS。 你测量一下光耦输出的电压幅度(  接MOS G极 )，我怀疑驱动电压过低。


SI2301/2302是20V耐压，所以驱动方便



纯开关的话，用SOP8单MOS太浪费

SOP8双MOS 都有点浪费

SOT23满足要求且layout方便

Tira

L555T_007 发表于 2017-8-1 17:05
SI4401 是PMOS ，你把线路改一改 也行啊。
只是40V耐压，所以需要高VGS。 你测量一下光耦输出的电压幅度(  ...

大神不愧是大神，的确。SI4401他的Vgs要比较高。4.2V是没法正常关断这个管子的。
而且sop-8是浪费了。要正常使用还要做个自举升压电路，也复杂了。
只是我手头有做BQ24610剩下的管子想拿来测试一下。也发现不好，且还贵。

Tira

3Cell的放电电路今天也做出来并测试了。
控制方面完全是没问题的。可以随意放任何一个电芯的电并且对邻近的两个电芯没有太大的影响。
也可以放任意两个电芯的电。
也可以三个电芯同时放电。
说明这个电路比较稳了。

至于为什么使用Arduino来控制。
那是因为简单啊！！比STM32简单的不要太多太多！

Tira

很迷了！今天新的光耦到了，但是无论我外围电路如何配置，光耦的开关频率一直都很低，和我昨天发的测试图差不多，下降沿曲线非常的长。

L555T_007

Tira 发表于 2017-8-2 15:08
很迷了！今天新的光耦到了，但是无论我外围电路如何配置，光耦的开关频率一直都很低，和我昨天发的测试图差 ...

关断速度跟光耦关系不大，是外部电阻的放电速度。  规格书都是按100欧测试的

在能驱动MOS的前提下用低阻值电阻， 反正均衡本来就是要耗电的。