Re: Znovu aktivní balancery s trafem - limit

Pondělí Duben 17 15:09:52 CEST 2023

Tahle konference má zajímavou vlastnost, že když se něco probírá déle, 
začne se to opakovat:-)
(ale tentokrát to vedlo k nečekanému závěru, vlastně dvěma)
(a finální shrnutí je, že asi neexistuje jednoduché řešení pro velký 
balanční proud u více článků a může za to pan Ohm)

Elegance toho klasického řešeni s trafem je, že v propustném režinu se 
dá jedním MOSFETem přenášet energie v obou směrech. Všechno zapnu a 
proudy choděj jak chtěj. Jen tam pak zbyde magnetizační energie. Té se 
dá buď zbavit přes rekuperační vinutí, nebo, u jádra s vysokým Al, kde 
magnetizační proud tvoří malou část pracovního, jí prostě obětovat. 
Takhle si myslím, že to je v těch čínských, protože jsem na obrázcích 
neviděl rekuperační vinutí.

A když chcete to původní řešení použít na velký výkon, nastanou problémy 
s malou magnetizací. Trafo pro propustný režim se navrhuje tak, aby 
magnetizační pole projelo velkou část lineární oblasti. Když tohle 
ošidíme, trafo je měkké. Při kombinaci malé napětí + velký výkon tak 
narazíme na limit, že pro požadovaný f je méně než 1 závit na požadované U.

Pokud byste to chtěl provozovat jako flyback v režimu ze silnějších do 
slabších článků, nastane problém s polaritou napětí, protože v obou 
krocích je stejná polarita proudu vinutíma. Takže buď dvojitý vinutí a 
2x víc MOSFETů, nebo H-můstky. A velmi přesně časovat, aby byla jen 
krátká doba, kdy proud prochází diodama. Tím elegance původního řešení padá.

Flyback v režimu výměny mezi celou baterií a některými články bude 
náročnej. V podstatě tomu nic nebrání, jen to vyžaduje kombinaci 
parametrů trafa, která se fyzicky blbě realizuje pro velký počet článků. 
Flyback vyžaduje vysokou vazbu a k tomu ještě velkou akumulovanou 
energii. To se dobře realizuje v E jádře, které má vysokou permeabilitu, 
aby pole chtělo přednostně jít přez něj a mezeru, kam se ukládá většina 
energie. A vinutí s větším počtem závitů, vhodně promíchaná v prostoru 
jádra. Nakonec ještě vnější opatření snižující rozptylovou indukčnost, 
jako třeba zkratovaný závit z fólie přez velkou část plochy.

Když takové trafo prakticky realizujete s patřičným počtem vinutí, 
můžete ho použít pro obě řešení:-)

Teď mě napadlo, že možná ten*flyback je pro větší balanční proudy 
výhodnější*:
Při propustném řešení je ten balanční proud dán rozdílem napětí a 
součtem všech odporů zdrojové i cílové strany. Když chceme např. 20 A a 
100 mV, musíme ten součet narvat pod 5 mΩ. To je v podstatě mimo realitu:-)
S flybackem se odstraní vliv těch odporů na proud, protože ten prochází 
při celém napětí. Tedy zůstane vliv všech R na ztráty, ale aspoň tam 
bude moct procházet požadovaný I.

Takže závěr je, že pokud se dá takové trafo realizovat, tak s ním dělat 
ten flyback, protože*ani správné trafo neumožní propustný přenos velkého 
balančního proudu*.

PH

Dne 17.04.2023 v 6:59 Martin Záruba napsal(a):
> Souhlasím s "Použití L k akumulaci má velké výhody". Proč to tedy 
> nejde udělat tak, že je tam tolik vinutí jako článků, jeden snadno 
> ovladatelný mosfet pro každý článek a jedno vinutí s počtem závitů 
> rovným součtu ostatních.
>
> 1) V prvním kroku se sepnou všechny spínače článků a pracuje princip 
> paralelního spojení. Současně se ale akumuluje část energie v jádře. 
> Pak se všechny rozepnou a sepne se spínač celé baterie do cívky pro 
> celou baterii. Naakumulovaná energie se přelije do celé baterie. To 
> bude nejlépe fungovat při nabíjení, kdy jeden článek je již téměř 
> czela nabit.
>
> 2) A naopak když je jeden skoro vybit:  Sepne se spínač celé baterie a 
> v jádře se nahromadí, co je možné. Spínač rozepne a sepnou spínače 
> článků. Nahromaděná energie půjde především do článku s nejmenším 
> napětím.
>
> Samozřejmě mohlo by to být tak, že v 1) je sepnutý jen mosfet nejvíce 
> nabitého článku a v 2) mosfet nejvíce vybitého článku. Vyžaduje to ale 
> inteligentnější řízení. Tam je to pro mě tenký led, dovedu si to 
> představit pomocí mikroprocesoru, který jen ovládá, který článek se 
> bude nabíjet nebo vybíjet. Rychlost není podstatná, nikdy není 
> současně nabíjení i vybíjení (v rychlosti, která je v možnostech 
> procesoru).
>
> Pokud tedy nejsou podstatné spínací ztráty, viz Váš příspěvekz 16.4. 
> 14:16, co brání tento krok opakovat mnohokrát za vteřinu, jinak řečeno 
> pracovat na dostatečně vysoké frekvenci? Kde je ďáblík?
>
> Martin Záruba
>
> Dne 16.4.2023 v 18:46 Pavel Hudeček napsal(a):
>> Momentálně je řeč o transformování v propustném režimu. Tam je 
>> akumulovaná energie pouze nutné zlo. (A taky se to nehodí do 
>> koloběžky, je to jen odbočka od původního tématu)
>> Podstata je, že se udělá trafo s tolika vinutími, kolik je článků, 
>> třeba 10, nebo víc. V jeden okamžik se všechny vinutí zapnou a 
>> prochází proudy, jako kdyby bylo všecho paralelně. Je to úžasně 
>> jednoduchý a krásně to funguje, prodávaj to na Ali, ..., dokud není 
>> požadován výkon větší než hranice, kdy velikost trafa neumožní 
>> správné nasycení za rozumné frekvence. Pak nastanou problémy tady 
>> popisované, vedoucí na trafo jak kráva.
>>
>> Kondenzátory:
>> Při přenosu vznikne ztráta E = Q*dU a protože dU je malé k U, tak to 
>> nevadí. Když ale dojde na větší proudy, tak T=RC při třeba 20F a 50 
>> mΩ vede na v podstatě kontinuální proud. Hlavní problém je, že když 
>> ten proud má bejt třeba 20 A tak při 50 mΩ to prostě moc nefunguje, 
>> rozdíl by byl 1 V. Zdrojem toho velkýho R je, že je potřeba 
>> obousměrné spínače na obou pólech. A v obou krocích přenosu, takže 
>> 8*Rds.
>> Indukčnost:
>> Použití L k akumulaci má velké výhody, ale jednoduše jde realizovat 
>> jen mezi sousedními články, říká se tomu posměšně kyblíková brigáda. 
>> Nereálné je použití v konfiguraci jako s C, protože ty 4 MOSFETy je 
>> vůbec problém řídit, natož rychle. Reálný je přenos z jakéhokoli 
>> článku na svorky celé baterie, jde to i z více ks najednou, to jsem 
>> chtěl udělat, o tom je většina tohoto vlákna. Jenže na 20A je moc 
>> ďáblíků  vdetailech.
>>
>> Ve finále tohle vlákno obsahuje odpověď na otázku, proč se do 
>> koloběžek nedávají pořádné aktivní balancery a ta odpověď není "aby 
>> zlý výrobce vydělal na nových baterkách" :-)
------------- další část ---------------
HTML příloha byla odstraněna...
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20230417/0b0e04c0/attachment-0001.htm>