Unterspannungsschutz für LiPo-Akku

Ich habe eine 3-Zellen-LiPo-Batterie, die ich mit einem RC-Car verwenden werde, und ich möchte eine Schaltung entwerfen, um die Batteriezellen davor zu schützen, unter jeweils ~ 3,3 V zu fallen. Was halten Sie von diesem Design?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie Sie im Schaltplan sehen können, verwende ich den MCP111-315, der einen Spannungsabfall unter 3,08 V (Aktiv-Niedrig, Open-Drain) erkennt.

Dioden werden verwendet, um den erkannten Spannungspegel zu erhöhen, sodass die Leistung bei 3,08 + Vf erkannt wird (3,3 ist mein bevorzugter Wert). Der MCP111 zeichnet jedoch nur 1,75 uA (max.) Und die meisten Datenblätter liefern nur Vf für nur 1 mA. Gibt es einen zuverlässigeren Weg, um diesen Spannungsabfall von ~ 0,2 bei einem so niedrigen Strom zu erhalten? vielleicht ein Spannungsteiler?
Ich verwende Optokoppler, da ich keine gemeinsame Basis zwischen Zelle 1 und 2 und der MCU habe
Jede Zelle, die unter 3,3 V fällt, sollte den MCU-Pin nach unten ziehen (der interne Pull-up-Widerstand der MCU ist an diesem Pin eingeschaltet).
C1, C2 und C3 sind Bypass-Kondensatoren für den MCP111, während R1 und R2 Vorwiderstände für die Optokoppler-LED sind.

Irgendwelche Vorschläge zu diesem Design oder haben Sie eine einfachere Idee?

batteries protection lipo undervoltage Fahad Alduraibi
quelle

Kein direkter Kommentar zu Ihrem Design, aber ich fand diesen Teil von linear tech cds.linear.com/docs/Datasheet/4071fc.pdf ziemlich cool. Sieht aus, als wäre es sowohl ein Ladegerät als auch ein Batterieschutz, und später zeigen sie, dass Sie stapeln können sie für mehrere Zellen. Nur ein Gedanke, wenn es dir hilft.

Einige Hardware Guy

@Einiger Hardware-Typ, ich denke, LTC4071 eignet sich am besten zum Laden des Akkus und auch für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und ist etwas teuer (~ 5 x 3 Zellen).

Fahad Alduraibi

Ja, linear ist immer teuer :) Ihre Schaltungen sind überhaupt nicht schlecht. Tatsächlich habe ich mir das Diagramm angesehen, wie der MCP111 funktioniert, und es sieht sehr ähnlich aus, wie Sie es mit Opamps machen würden. Seiko hat auch eine ganze Reihe von Schutz-ICs für LI-Poly-Batterien hergestellt. Es gibt eine mit drei Zellen, ich habe eine mit einer Zelle auf Digikey für weniger als einen Dollar gesehen.

Einige Hardware Guy

Wie wäre es, wenn ich einen Spannungsteiler mit R1 = 71,5 K und R2 = 1 M verwende? Ich denke, das wird mir ~ 3,08 V von 3,3 V und ein Maximum von 4 uA

Stromleck

@SomeHardwareGuy Seikos IC sind wirklich gut, wenn ich das Ladegerät auch in mein Design integrieren möchte. Der Nachteil ist, dass es 2 FETs und eine zusätzliche Komponente benötigt, die mein Design komplizieren. Auch die Überentladungsspannungswerte sind niedriger als für Lipo-Batterien empfohlen! Sie haben jedoch einen Spannungsdetektor S-80833C ähnlich dem MCP111, der jedoch 3,3 V erkennt, sodass ich keinen Spannungsteiler oder eine Diode benötige 3,3 V erkennen

Fahad Alduraibi

Antworten:

Es gibt Batterieüberwachung und Batterieschutz. Es sind zwei verschiedene Dinge, und für jedes gelten unterschiedliche Designüberlegungen. Das Senden eines Signals an einen Mikrocontroller ist ein gutes Design für die Überwachung. Sie können den Benutzer alarmieren und ihm mitteilen, dass die Batterie schwach ist.

Das Erzeugen eines digitalen Signals stoppt jedoch nicht die Entladung und bietet daher keinen Schutz für die Zellen. Sie können Ihr digitales Signal nur lesen, indem Sie den Mikrocontroller mit Strom versorgen ... der den Akku weiter entlädt und beschädigt.

Ben Voigt
quelle

@ FAD: Diese Antwort oben ist wichtig. Es ist auch SEHR wahrscheinlich, dass in Ihrem LiPo bereits eine Unterspannungsabschaltung eingebaut ist. Wenn Sie jedoch verhindern möchten, dass es überhaupt in den Bereich mit tiefer Erschöpfung gelangt, müssen Sie sich daran erinnern, dass der LiPo aufgrund seines eigenen Selbst wahrscheinlich trotzdem in ihn eindringt -erfüllen. Wenn Sie also die Stromaufnahme Ihres Mikrocontrollers klein genug halten (vergleichbar mit der Selbstentladung von LiPo oder niedriger), ist es möglicherweise sogar sinnlos, eine Unterspannungsüberwachung / -abschaltung hinzuzufügen. (Sie können die meisten Mikrocontroller schlafen, um den Stromverbrauch für Mikroampere zu minimieren.)

OrCa

Was ihr sagt, ist für allgemeine Anwendungen richtig, aber ich verwende dies in einem ferngesteuerten Auto, das ich auf Lipo aufgerüstet habe. Der Lipo, den ich habe, hat keine Schutzschaltung und ich denke, dass dies bei den meisten Batterien für RC-Spielzeug der Fall ist. In Handybatterien ist jedoch eine solche Schaltung eingebaut. Mein Anliegen ist es auch, die Batterie während des Betriebs des Autos zu entladen, sodass mein Stromkreis den Mikrocontroller unterbricht, um die Stromversorgung des Automotors durch Ausschalten der H-Brücke zu unterbrechen und mich mit einem Signal zu benachrichtigen, damit ich ihn vollständig ausstecken kann.

Fahad Alduraibi

@FAD: Dann haben Sie eine Batterieüberwachungsschaltung zusammen mit einem softwaregesteuerten Leistungsunterbrecher. Entwerfen Sie also eine gute Batterieüberwachungsschaltung. Hat Ihre MCU nicht verwendete ADC-Pins?

Ben Voigt

@ Ben Voigt, ja, ich verwende den ATmega328, der einen 8-Kanal-10-Bit-ADC hat und alle nicht verwendet werden. Ich habe nur die digitalen Pins verwendet. Ich würde gerne Ihren Vorschlag kennen, aber warum möchten Sie den MCU ADC anstelle dessen verwenden, was ich oben vorschlage? Ist es besser Wie viel Strom wird es verbrauchen?

Fahad Alduraibi