"Schakeling" om lipo's op spanning op te slaan

Nu gaan bij mij alle lipo's stuk omdat ik ze lange tijd niet gebruik (soms vele maanden)
Met een beetje mazzel heb ik ze eerst nog geladen en leg ik ze vol weg (weet ik, is ook niet goed), maar leeg komt ook voor.
Hoe dan ook, het komt regelmatig voor dat ik een accu pak die ik zo de kliko in kan kieperen omdat die geheel leeg en dus stuk is.

Volgens mij is voor mij de beste remedie om ze continu onder een spanning te bewaren. Als hier zo'n beetje lees moet dat zo ongeveer 3,8V per cel zijn.

Het idee is om de accu's allemaal parallel aan de "schakeling" te hangen.
Deze moet er dan voor zorgen dat de spanning per cel niet onder de 3,8V komt.
Meest simpele is om hier de LM317 voor te gebruiken als instelbare spanningsbron.
Meer dan 6S heb ik niet, dus met 5 stuks kom ik al ver.

Om te voorkomen dat er grote stromen tussen de diverse accu's of onderlinge cellen kunnen gaan lopen, komt er per cel een weerstand van 3,9 Ohm tussen.
Bij een toch wel lege cel met een spanning van 3V kan er dan een maximale stroom gaan lopen van ca 200mA.
En een volle cel met een spanning van 4,2V kan dan ca 100mA proberen te slijten aan de andere cellen.
Dat is allemaal wel te overzien.

Eenmaal alles vereffend loopt er dus ook nagenoeg geen stroom meer en staat er 3,8V per cel.
Het is dus niet de bedoeling hiermee te gaan laden, tenzij je erg veel geduld hebt.




Om de accu's aan de "lader" te hangen wil ik een aantal printjes uit HK gaan verbouwen (gaat mij om de connectors).
Ik denk dat ik het praktischer vind om een paar "doorlus"printjes te maken die elk één type accu ondersteunen ipv een mix.
En die weerstandjes moet ik toch ook nog ergens kwijt.



Als ik iets over het hoofd zie hoor ik het graag natuurlijk.

 

Erwin: opslaan op 80% capaciteit en om de maand even controleren...
That's it.
Ja, dat vereist enige discipline, maar een briefje in je werkplaats of op de lipo's wanneer ze voor het laatste zijn gecontroleerd is voldoende.
Nog nooit een lipo bij mij overleden.

 

En mooi ontwerp en je hebt i.d.d.zo ongeveer overal aan gedacht.

 

NIET DOEN!!!!!

Als je dit schema gaat gebruiken wordt het één grote kortsluiting. Dit kan ALLEEN als je elke LM317 een eigen voeding inclusief trafo geeft. Je kan met één trafo werken maar dan moet je voor elke voeding een eigen secondaire wikkeling hebben zodat die voedingen allemaal van elkaar gescheiden zijn en blijven!

 

Ik weet het niet.... Regelaars vinden het niet fijn dat er stroom de andere kant op gaat en die kans is aanwezig bij het schuin prikken van een stekker of een slecht contactje.
Ook is de connector van 2S maar een 1S en de 3S is een 2S etc...

Mijn idee is om per cel een gescheiden voedingscircuit te maken. 3x een dubbelspoels trafo

 

Stom natuurlijk. Waar 2S staat moet 1S zijn, waar 3S.. 2S etc. (zo was het ook bedoelt hoor).
(Pas ik aan zodra we er over uit zijn)
Instelwaarden van de potmeters (wel inregelen natuurlijk) zijn daar ook op berekend en het 6S gedeelte moet er nog worden bij getekend.
Of een 24V trafo dat nog redt betwijfel ik, maar er ligt hier keus genoeg om te proberen.

Het voordeel van verschillende secundaire wikkelingen zie ook nog niet direct.

@Ernst.
Die grote kortsluiting of overbelasting zie ik niet. Kun je dat uitleggen?

Indien ik uit ga van een volle 6S en een lege 1S is er een groot verschil in spanning (6S=25V & 1S (schandalig leeg) 2V) geeft 23V over 6 leds.
Een gangbare huis tuin en keuken LED trekt bij 3,6V ongeveer 20mA.
6 x 3,6 = 22V, dus dan gebeurd er nog niets.
Ik heb er best even over zitten denken, maar ik kon geen reden bedenken om voor de leds een serieweerstand op te nemen.

@ Roel, Dat van die papiertjes en zo heb ik al wel eens geprobeerd, maar soms gaan er maanden voorbij dat ik naar die dingen omkijk. Kun jij niets bij voorstellen natuurlijk, maar bij mij komt de hobby in fases.
Dus een tijdlang veel activiteit, weinig, niets, weer meer etc. Dat zal wel niet anders worden denk ik, da's al van voor mijn pubertijd. ;-)

 

Dat stomme foutje komt natuurlijk omdat ik geen 1S accu's gebruik, maar daar natuurlijk wel op moet bewaren. ;-)

 

Het gaat om de stroomkring. Als er nu 1 cel zichtbaar wordt welke aangesloten zit tussen de spanningen van 2 regelaars Zal de stroom bij 1 van de regelaars de andere kant op willen stromen, dat is killing voor de regelaar.

Als je 6 gescheiden wikkelingen hebt en aan het eind de spanningen in serie zet zal iedere wikkeling zijn eigen stroomkring voor zijn rekening nemen zonder een andere stroomkring te beïnvloeden. Zo zullen er nooit verkeerde stromen gaan vloeien.

 

Een LM317 is een lineare step-down regelaar. Als de spanning van een bepaald accu-punt hoger ligt dan de ingestelde spanning, kan de regelaar dit niet actief corrigeren (hij heeft geen manier om de spanning naar beneden te trekken) en zal de spanning langzaam weglekken middels de weerstandsdeler. Dus niet je accupack volladen (naar 4.2V per cell) en dan rekenen op je schakeling om het naar storage mode te trekken.

De stroombegrenzing ziet er wel OK uit (en nodig!). Stel je hangt er een accu aan waarbij 1 cel op 3.4V staat, dan levert je schakeling (3.8V-3.4V)/3.9Ohm = ca. 100mA aan de accu. Wel heb je weerstanden van minimaal 0.5W nodig. (3.8V*0.1A)
Een puntje van verbetering zie ik wel: over iedere regelaar staat 3.8V en dan zul je toch wel een weerstandje voor iedere LEDje moeten zetten (de spanning over een brandende LED ligt tussen de 1.5V-2.0V - daarboven geeft ie maar heel even (véél) licht). Bovendien vind ik de serieschakeling van de LEDjes niet zo handig: als 1 regelaar het niet doet, blijven ze toch alle 5 gezellig branden.
Over het aansluiten (Roelof) maak ik me niet zo'n zorgen: bij schuin aansluiten ziet de accu die eerst aangesloten wordt een zwevende bron met klemspanning tussen de 2 polen van 3.8V (gelimiteerd door 2 x 3.9 Ohm weerstanden). Wel zorgen dat je eerst spanning op de schakeling zet en dan je accus aankoppelen.
Je moet wel afvragen wat er gebeurt als om wat voor reden dan ook, de netspanning wegvalt. Het lijkt me safe, maar alle foutmechanismes checken kost me wat teveel tijd

Zoals door andere foraleden al gemeld: ik vraag me alleen af of het de moeite loont je accus 3-5 maanden permanent aan deze schakeling te hangen. Je kunt ook een reminder in je kalender prikken om 1 keer tijdens de winter je accus wat bij te spijkeren.

 

Zal wel aan mij liggen, maar dit lijkt me een ingewikkelde oplossing voor iets wat al bestaat.
Bijna iedere lader heeft een storage functie. Als je nou je lipo's eens gewoon via de storage functie tot 3.8V/cel brengt en dan netjes weglegt, is het probleem al opgelost. Nu leg je ze of leeg of volgeladen weg, geen wonder dat ze stukgaan. Als je nou gewoon die paar minuten aandacht aan je lipo's geeft, ben ik er zeker van dat ze een stuk langer meegaan.

Deze schakeling zou je als ik je goed begrijp voor iedere lipo die je hebt moeten maken? En wat gebeurt er als er 1 cel slecht wordt en eigenlijk geen lading meer aan wil nemen? Je opslaglader blijft er dan energie in pompen, ik vraag me af of het wel zo veilig is een lipo permanent aan een laadcircuit te laten hangen..


Gerben

 

Die kortsluiting was te snel van mij maar verder zal deze schakeling toch NIET werken.
Kijk de schakeling nog maar eens heel goed na en volg elke draad. Bedenk je dan goed welke spanning te opzichte van de 0 er op elke draad van de balans stekker staat. Dat is echt steeds één celspanning meer. Alleen TUSSEN twee balans draden staat de celspanning.
Jouw regelaars zijn ALLEMAAL ten opzichte van de 0 geschakeld en staan parallel. Jij wilt nu parallel geschakelde regelaars over in serie geschakelde accucellen zetten en dat zal dus niet goed KUNNEN gaan! Tenzij je dus de uitgangsspanningen van die regelaars op de zelfde spanningen afstelt als de in serie staande cellen. Dat is nogal nutteloos want één regelaar over de hele accu zal precies hetzelfde doen!

Wat ik denk dat je wilt doen is elke regelaar op 3,8V afregelen omdat je denkt dan elke cel op 3,8V te kunnen houden. Heb ik dat fout? Als mijn gedachte klopt zal er toch een vorm van kortsluiting optreden. Dat zal waarschijnlijk niets vernielen maar de regelaars zullen het niet lekker vinden als er op de uitgang een veel hogere spanning komt te staan dan waar de regelaar op is afgesteld.

Stel je sluit een 4S accu aan.
De eerste cel wordt verbonden met U5 De uitgang van die regelaar zal je dus op 3,8V willen afstellen. Led D1 zal even heel fel oplichten en dan de geest geven. Een spanning van 3,8V is ruim hoog genoeg om de led in geleiding te sturen en omdat er geen stroombegrenzing aanwezig is zal de stroom door de led snel zo hoog oplopen dat hij de geest geeft. Een simpele weerstand in serie met de led is voldoende om dat te voorkomen. Nee, die weerstandjes die je op de adapterbordjes hebt zitten vervullen die functie NIET.

Klopt niet. Een gewone HTK led (rood, groen,oranje en geel) gaat geleiden en licht geven bij om en nabij de 2V. Alleen de blauwe en witte leds gaan ergens tussen de 3,2 tot 3,8V geleiden en licht geven. Die spanning hangt af van de gebruikte materialen. Verder moet je ALTIJD een stroombegrenzingsweerstand gebruiken bij een led. Waarom heb ik, en anderen met mij, in andere draadjes al uitgelegd. Met de zoek functie kan je dat wel vinden. Bijvoorbeeld HIER en HIER en HIER en zo zijn er nog meer.

De tweede cel wordt aangesloten op U4. De uitgang van die regelaar zal op 7,6V moeten staan (2x 3,8V). Ook de led op deze uitgang zal voorzien moeten worden van een serie weerstand want ook over die led komt 3,8V te staan en dan is het "flits".
De derde cel is aangesloten op U1 en moet op 11,4V afgesteld worden (3x 3,8V) en de led heeft weer een weerstand nodig. Dat geldt ook voor de volgende regelaars en leds.
Waarom neem je al die moeite om een regelaar voor elke cel te gebruiken. Één regelaar ingesteld op de spanning van het aantal cellen x 3,8V is voldoende.

Wil je toch elke cel een eigen regelaar afgesteld op 3,8V geven dan ontkom je er niet aan die regelaars volledig van elkaar te scheiden. Je kan dus niet één gemeenschappelijke secundaire trafo wikkeling gebruiken. Zoals je het hier getekend hebt KAN het niet werken zoals ik denk dat jij wilt.

 

Fout ik was te snel en Ernst heeft helemaal gelijk.
De cellen van de lipos staan in serie dus dan moeten voedingsspanningen ook in serie staan.
De voedings spanningsregelaars staan echter parallel op 1 voedings bron.
Ook t.a.v.de leds moet de schakeling aangepast worden zoals genoemd door Ernst.
Het simpelste lijkt me elke regelaar met een eigen voedings adapter uit te rusten.
Dat kan omdat de secundaire wikkeling een zwevend potentiaal heeft en zich dus aanpast aan het niveau van de te voeden cel.

 

Ok Ernst, je hebt gelijk het zal amper/niet werken (al zal er mijns inziens niets serieus misgaan - op de LEDs na, die ben je zonder voorschakelweerstand zo kwijt)

Zoals al eerdelijk vermeld, dit type regelaar kan alleen een belasting omhoog regelen tot de gewenste spanning.

Ter illustratie: neem een 3S met celspanningen 3.8V, 3.8V en 3.6V. Er staat dan vanaf de GND respectievelijk 3.8V, 7.6V en 11.2V. Bij aansluiten moet dus enkel cel 3 bijgeladen worden. Stel dat de regelaar gaat laden met 50mA, dan hoort die stroom enkel door cel 3 te lopen (input via pin 4, return via pin 3 (pin 1 = GND)). De regelaar voor cel 3 kan die stroom wel leveren (source), maar de regelaar voor cel 2 kan die stroom niet opnemen (sink). Wat er dus zal gebeuren is dat regelaar 3 de spanning wel naar 11.4 zal trekken, de stroom loopt naar GND via alle 3 de cellen en de spanning zal zich verdelen over alle 3 de cellen.

Je zou dus net zo goed uit zijn met 1 regelaar en vervolgens een weerstandsladder naar iedere individuele cel.

 

In principe kan dat maar het balancerend vermogen is beperkt tenzij er een flinke stroom door de ladder loopt wat weer veel energie verspilt.
Bovendien is dat moeilijk af te stemmen op de lipo capaciteit en als de voedingsspanning uit valt lopen alle lipos leeg.
Dan heb ik het nog niet eens over de situatie als er alleen maar 3S en/of 2S lipos aan hangen.

 

Als je apparte voedingspanningen gebruikt kan je ook single chip LiFe laders gebruiken.

 

Er zal inderdaad weinig of niets mis gaan, behalve de led's, maar werken zoals gewenst (gedacht) zal het echt niet.

Dat is precies wat ik al eerder bedoelde toen ik schreef:

Alleen was ik wel die weerstanden over de cellen vergeten, die zijn dan natuurlijk noodzakelijk.

Dat is dan inderdaad het grote nadeel van een dergelijke schakeling. Je kan daarom ook flink gaan twijfelen aan het nut van zo iets.

Dat kan zeker maar ik denk dat de LM317 schakeling dan toch simpeler zal blijken te zijn. De spanning van elke voeding hoeft dan maar een volt of 5 misschien 6 te zijn. Dat scheelt ook weer in de verliezen.

 

Toch maar even reageren, want anders is het net of ik er niet meer mee bezig ben.

De Lm317 doet helemaal niets met een hogere spanning op de uitgang dan wat er is ingesteld. De stroom kan zeker niet verkeerd om gaan lopen want de ingangsspanning is hoger dan welke spanning ook op de uitgang kan komen te staan.
De enige stroom die "verkeerd om" kan lopen is de stroom door de weerstandsdeler bij de LM317. maar dan hebben we het over enkele mA en die gaan niet eens door de LM317.

Dat je de schakeling net zo goed kan vervangen door een ladder van weerstanden is niet waar.
Dat gaat alleen op als je gelijke accupakketten aansluit.
Stel dat je een 6S ( 6x 3.8V = 22,8V ) aansluit op de weerstandsladder op een 2S pakket ( 2x 3,8V = 7,6V ) dan komt er toch een ongezonde spanning over het kleinste pakket te staan.

Wel kan er een relatief grote stroom door de LM317 gaan lopen als er grote verschillen in de cellen onderling zijn. Zeker als je er een leeg 6S pakket aanhangt. De LM317 kan maximaal 1,5A aan. Dus ik ben oa even aan het kijken of het zinvol is om er één extra te gebruiken als stroom begrenzer.
De stroom die wordt gebruikt om één van de tussen liggende cellen op te laden wordt wel verdeelt over LM317 die de cellen "er boven" van spanning voorzien. De mate waarin hangt af van de de spanning en capaciteit van die cellen. (als de overige spanning en capaciteit overeenkomen, zou dat recht evenredig zijn).

De led's waren bedoeld om de cellen te ontladen (met 10 - 30 mA) maar daarvoor ben ik naar een eenvoudig alternatief aan het zoeken.
Waarschijnlijk wordt dat gewoon een zenerdiode van 3,9V tussen de cellen aan de zijde van de "lader". Lastige is dat de tolerantie van 5% nu net een beetje in de marge is. Als ik niets anders weet te bedenken zal dat wel dmv experimenteren moeten worden bepaald.

Wordt vervolgt.

 

Heb je het nu over het zelfde schema zo als getekend in post 1?
Wat is de spanning van gelijkrichter aan de linker kant?
Gaan we even uit van 5V dan kan je maar 1 cel op niveau houden namelijk de onderste cel door de onderste LM317.
De rest van de LM317 uitgangen staan allemaal op 3.8V zo als ingesteld terwijl ze op een volgend een veelvoud van 3.8V moeten leveren.
Gaan we uit van b.v.30V dan moeten alle LM317 ingesteld worden op verschillende spanningen.
Namelijk 3.8V en de volgende steeds een veelvoud daar van.
Dat kan allemaal de bedoeling niet zijn dus lees de reacties nog eens goed door.

 

Klopt maar echt "lekker" is het niet voor de regelaar.

Sorry maar hier kan ik je niet volgen. Je bent van plan om één schakeling voor alle typen accu gebruiken? Een schakeling met een weerstandsladder zal je voor elke accu apart moeten maken!

Ook hier ben ik je een beetje kwijt. Ik ben bang dat dat je iets vergeet. Echt elke cel een eigen regelaar zoals jij hebt getekend is nutteloos en kan zelfs "gevaarlijk" zijn.
De eerste regelaar (U5) staat parallel aan de eerste cel. De tweede regelaar (U4) staat parallel aan de tweede EN de eerste cel die in serie staat met de eerste cel. De derde regelaar (U1) staat parallel aan de derde cel maar ook aan de tweede en de eerste die er mee in serie staan. En dat geldt voor alle volgende regelaars.
De eerste regelaar laad de eerste cel op. De tweede regelaar laad de tweede maar ook de eerste cel op! De derde regelaar laad de derde, de tweede en de eerste cel op. In theorie kan het dus gebeuren dat er bij een 3S accu drie keer zo veel laadstroom door de eerste cel loopt als door de derde cel!
In de praktijk zal het wel meevallen maar ik hoop dat je hier door begrijpt waardoor elke cel een eigen regelaar zoals jij het hebt getekend nutteloos is. Één regelaar over alle cellen tegelijk doet feitelijk hetzelfde. Om zeker te zijn dat de spanning zich netjes verdeeld over elke cel is het noodzakelijk dat er precies gelijke weerstanden parallel worden gezet aan elke cel. Als je het goed uitrekent kan je het zo regelen dat de stroom die de regelaar levert precies 3,8V over elke weerstand produceert. Is er één cel bij die iets lager is dan zal er minder stroom door de weerstand gaan en daar voor in de plaats door de cel en laad hem iets op. Is de spanning van de cel iets hoger dan zal er iets meer stroom door de weerstand gaan lopen waardoor de cel iets wordt ontladen. Dat extra laden of ontladen is slechts heel gering en zal geen problemen opleveren voor de cellen.

Leds zijn daar totaal ongeschikt voor en een weerstand in serie met de leds is en blijft noodzakelijk. Het meest eenvoudige onderdeel wat een belasting kan vormen is een weerstand. Een zenerdiode kan je net als een Led daar niet voor gebruiken want ook een zenderdiode heeft een serieweerstand als stroombegrenzing nodig. Zonder zo´n weerstand is de diode al bij een kleine "overspanning" kapot doordat er te veel stroom door zal lopen.
Zoals al eerder beschreven heb je slechts één regelaar met een weerstandsladder nodig dat is echt de simpelste en goedkoopste oplossing. En ja dan heb je voor elk type accu een aparte schakeling nodig. Wil je toch één schakeling dan moet je elke regelaar een eigen wikkeling op de trafo geven zodat ze allemaal van elkaar gescheiden zijn. Parallel aan die regelaar een weerstand als "belasting" voor de cel en klaar. Als je dan een schakeling voor 6S hebt gemaakt en je sluit er een 3S op aan dan is er niets aan de hand want de schakelingen die niet aangesloten zijn doen helemaal niets. Je kan er dan zelfs 2 3S accu's op aansluiten zonder dat die twee elkaar beïnvloeden. Maar ja zo'n schakeling is wel bewerkelijk en lastig te maken. Een trafo met 6 secundaire wikkelingen zal je waarschijnlijk wel zelf moeten maken of je moet elke regelaar een eigen (kleine) trafo geven.

 

+1

Is het uberhaupt wel zinvol zo'n schakeling? Iedere lader met storage mode kan dit. Lipo's hebben toch geen noemenswaardige zelfontlading waardoor je ze continue op een soort druppellader zou moeten aansluiten? ik zie het nut er niet van in.

Het schema met de regelaars is parallel gevoed en kan dus nooit seriegeschakelde cellen opladen.