LiPo Unterspannungsabschaltung

Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#1
#1
Hallo zusammen,

es gibt schon einige Themen zu meinem vorhaben jedoch so richtig hat mir das noch nicht weiter geholfen. Ich befasse mich jetzt schon ca. 2-3 Wochen Theoretisch mit folgendem Vorhaben:

Ich habe vor einen 6S LiPo vor Unterspannung mithilfe eines µC und eines MOSFET´s zu schützen, indem ich die einzelnen Zellen des/eines LiPo´s mit Fünf Hochohmigen Spannungsteiler über einen OP-Verstärker auf die Analogen Eingänge eines µC lege diese Werte dann auswerten lasse und sobald eine Zelle unter 3,25 V fällt alle Verbraucher abschaltet. Diese Messung soll ca. alle 20s erfolgen, Zykluszeit steht aber noch nicht fest. Dies wird sich dann in der Praxis herausfinden lassen.

Einen Digitalen Ausgang des µC´s würde ich zur Basis Steuerung des MOSFET nehmen.

Zusätzlich kommt an dem µC noch ein Display, auf dem man Komfortabel die einzelnen Spannungen ablesen kann.

Bevor die Vermutung aufkommt, dass ich diese Schaltung in ein Modell einbaue, NEIN dies habe ich nicht vor... . Diese Schaltung kann eure LiPo´s z.B. in der Bodenstation vor dem Tod bewahren, wenn man diese einmal mehr vergessen hat abzuklemmen etc. .

Falls ich etwas vergessen habe oder sich ein Denkfehler eingeschlichen hat, bitte darauf hinweisen :engel:.


Gruß Frosch (Quark)
 
schnellmaleben

schnellmaleben

Erfahrener Benutzer
#2
#2
Super Plan! Bitte bedenke, das so eine Schaltung in der einfachen Variante Massenware ist und selbst in der Apotheke Conrad für 0,67ct pro Zelle zu bekommen ist (integrierte spezielle ICs mit den passenden Schaltschwellen für Lipos einem Bauteil, kein uC/OpAmp/VRef nötig). Selbstbau in allen Ehren, aber ob das lohnt? Bei Mehrwert-Funktion Display, natürlich schon :)
 
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#4
#4
Ui Danke für die Info(Link), dass es soetwas geben sollte war ich mir schon sicher ABER als ich danach suchte fand ich nur unpraktikable Lösungen zudem waren diese extremst überteuert.

Deshalb der Eigenbau Gedanke, dies wird höchstwahrscheinlich auch zu keiner Doktorarbeit ausarten :engel: Hoff.

Ich habe bisher in meinem Studium noch nüscht mit OP-Verstärkern gemacht vllt. kann mir da einkleinwenig unter die Arme greifen, das Grundprinzip ist mir durchaus bekannt nur es gibt ja Zig verschiedene, worauf muss ich bei meinem Vorhaben explizit achten?


Gruß Frosch (Quark)
 
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#5
#5
Hm... kann oder will mich niemand bei meinem Vorhaben unterstützen?

Mir stellt sich die Frage ob ich 5 einzelne Spannungsteiler verwenden soll [Variante 1] oder einen der von der Größtmöglichen Spannung ausgeht und diese auf 4,20V aufgeteilt [Variante 2], bei der ersten Zelle wäre die Spannung sehr gering (Siehe Stromlaufpläne/Schaltpläne)... .:confused:

Variante [1]


Variante [2]
3,2V pro Zelle


3,7V pro Zelle


4,2V pro Zelle
 
Zuletzt bearbeitet:
Stoschek

Stoschek

Dirk
#6
#6
Variante 1
Wenn du schon ein Display einbaust, dann könntest du noch einen Stromsensor vorsehen und eine Kapazitätsberechnung machen.
Für Messung und Auswertung kannst du dir auch mal Telemetrieprojekte ansehen, als Referenz.
 
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#7
#7
Hm Danke für die Antwort, könntest du auch noch kurz erläutern weshalb du mir zur Variante 1 rätst?

Den Strom könnte ich doch so schon berechnen, indem ich I=Uges/RL Rechne U=Die gemessenen Teilspannungen durch den Verbraucherwiderstand (RL=Uges/200mA) und die Kapazität indem ich das alles in Abhängigkeit mit der Zeit bringe... .
 
Zuletzt bearbeitet:
Stoschek

Stoschek

Dirk
#8
#8
Die zweite Variante wird im unteren Bereich relativ ungenau, für eine reine Unterspannungsabschaltung eignen sich aber beide Varianten. Dafür machst du es am besten so, wie es am einfachsten für dich ist, also doch eher Variante 2. Wobei, wenn du schon Einzelspannungen anzeigen willst, dann wäre es doch sinnvoll, eine möglichst genaue Messung zu haben, die nicht in der zweiten Nachkommastelle größere Sprünge macht.
Wenn RL konstant ist, kannst du die Kapazität natürlich berechnen, davon war ich nicht ausgegangen.
 
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#9
#9
Ein Riesen Dank an dich, hast mir durchaus geholfen.

Damit die Messung sehr wenig Strom zieht hab ich überlegt sehr Hochohmige Spannungsteiler auszulegen und diese dann mit einem OP-Verstärker wiederum auf ein messbares Level für den µC zu ziehen... .
Hab da noch eine Frage bzgl. des zu schaltenden Transistors welchen würdest du mir empfehlen Ggf. ein MOSFET, bei den ganzen Typen sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr?!
 
MarenB

MarenB

Runter kommen sie immer!
#11
#11
Stoschek hat gesagt.:
Würde irgendeinen Logic Level N-Kanal verwenden, der muss dann aber in die Masseleitung der Last.
Zum Vergrößern anklicken....
Aber besser prüfen, ob nicht über die Spannungsteiler noch Strom abfließt! In meiner Groundstation wollte ich einen Lipo-Piepser fest verbauen und dachte zunächst auch, dass es reichen würde, die Masse zu trennen - das war aber in diesem Fall ein Irrtum. Über den Mittelabgriff der Spannungsteiler flossen immernoch ein paar mA ab, so dass ich am Ende zwei kleine SMD-Signalrelais (je 2xUM) verbaut habe, um die 3 Zellen auf den Piepser zu schalten, wenn der Hauptschalter auf EIN steht.
 
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#12
#12
MarenB hat gesagt.:
Aber besser prüfen, ob nicht über die Spannungsteiler noch Strom abfließt! In meiner Groundstation wollte ich einen Lipo-Piepser fest verbauen und dachte zunächst auch, dass es reichen würde, die Masse zu trennen - das war aber in diesem Fall ein Irrtum.
Zum Vergrößern anklicken....
Danke für deinen Hinweis, da ich den LiPo nach Benutzung eh trenn bzw. spätestens nach automatischen Abschaltung ists eig. egal ob da dann noch was an mA fließt/fließen würde, allerdings wenn ich ggf. ein Multiplexer dazwischen setze dürfte eig. kein Strom mehr fließen. Dank Multiplexer bräuchte ich dann auch nur noch ein OP-Amp am Ausgang des Multiplexers, welchen OP-Amp könnt ihr für mein Anwendungsfall empfehlen?
 
A

ab_ovo

Benutzer
#13
#13
hallo, da ich mir grade etwas ähnliches bau habe ich mal ne frage zu variante 1
ist es ratsam die zelle direkt auf den eingang des MC zu schalten oder ist es besser wenn man da noch etwas zur strombegrenzung einbaut?
 
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#14
#14
ab_ovo hat gesagt.:
hallo, da ich mir grade etwas ähnliches bau habe ich mal ne frage zu variante 1
ist es ratsam die zelle direkt auf den eingang des MC zu schalten oder ist es besser wenn man da noch etwas zur strombegrenzung einbaut?
Zum Vergrößern anklicken....
Entweder verstehe ich deine Frage falsch oder du versuchst Birnen mit Äpfel zu vergleichen, wenn du wirklich den Strom begrenzen möchtest dann benutze doch einfach eine Sicherung. Oder aber einen sehr Hochohmigen Spannungsteiler aber ein µC benötigt einen gewissen Stromfluss damit er korrekt messen kann.

Der Strom wird vom Verbraucher bestimmt du kannst höchstens die Spannung verringern denn I = U/R, da R konstant ist (schau mal hier Das ist ein Spannungsregler mit einstellbarer Strombegrenzung.
Wenn du den Pin für die Ausgangsspannung direkt auf Masse legst, kannst du mit einem einzigen Widerstand den Strom einstellen. Noch einfacher dürfte es kaum gehen).
 
Zuletzt bearbeitet:
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#16
#16
Stoschek hat gesagt.:
Da würde ich mir keine Sorgen machen, kannst aber auch sowas wie 1k in Reihe vorschalten.
Zum Vergrößern anklicken....
Diesen Tipp kann ich überhaupt nicht nachvollziehen... wo ist da der Sinn? Er würde so doch (nur) den Spannungsteiler verändern... .
 
Frosch2006

Frosch2006

Konstruktions-Freak
#19
#19
Also an der ersten Zelle können ja nur max. 4,22V anliegen und ein max. Strom fließen den der µC benötigt aber sinnigerweise könnte man 2 Schutzmaßnahmen treffen 1. Dioden an den einzelnen Zellen und 2. je Zelle eine kleine Sicherung.
 
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FPV1

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