Постійне навантаження струму при різній вхідній напрузі

Я будую систему розряду акумуляторів для акумуляторів LiPo, яка приймає заряджений акумулятор і розряджає його при постійному потоці незалежно від напруги акумулятора, до досягнення порогу. Поріг - напруга акумулятора LiPo.

Метою системи є вимірювання фактичної поданої потужності в умовах змінних умов батареї.

Питання, яке я маю, стосується самого навантаження та системи зворотного зв’язку, необхідної для зміни навантаження для задоволення постійної потреби в струмі.

То яке рекомендоване навантаження? наприклад, мотор або нагрівач

Як можна змінити опір навантаження, прямо пропорційне напрузі акумулятора?

Будь-які посилання на схеми були б цінними.

(вибачте, що я МЕ не ЕЕ)

electrical-engineering

— Дональд Гібсон
джерело

Це напрочуд легко, якщо вам потрібно лише навантаження для роботи між 3 і 50 В. Залежно від потрібної точності ви могли просто зробити це з одним діодом стабілітрона, одним транзистором npn та двома резисторами. Шукайте "мийку постійного струму". Мотор чи обігрівач цього не робитимуть!

— CL22

Чи можете ви пояснити накопичувальну напругу LiPo - яка це напруга? Який діапазон прийнятний? Про які течії ми говоримо? Сам навантаження мав би переважно транзистор, будь то NPN, MOSFET або подібне. Якщо ви говорите про розсіювання більше 50 Вт, то це стане складніше, оскільки вам знадобляться циркуляції, щоб збалансувати навантаження на кілька. Якщо ви хочете точність 1% або вище, то це також стає важким. Але зворотний зв'язок підсилювача досяг би цього.

— CL22

Ще кілька подробиць про тестувану систему: Системи акумуляторів LiPo зібрані з однієї або декількох батарейних батарей, з'єднаних послідовно з номінальною напругою від номінально 3,7 В (1 комірка) до типово 22,6 В (6 комірок). Між кожною коміркою є з'єднання, яке використовується для врівноваження заряду акумулятора та для контролю окремих опорів осередку. Акумулятор 6s спочатку заряджається до 25,2 В, а повністю розряджається до 19,2 В. Щоб поліпшити термін служби акумуляторів, батареї LiPo акумулюються частково зарядженими при 3,8 В на клітинку або в цьому випадку 22,8 В - це напруга порогу для закінчення випробування.

— Дональд Гібсон

Ємність LiPo - це параметр, що перевіряється - тобто, скільки часу займає акумулятор, щоб повністю розрядитися від 100% заряду до напруги накопичувача. Навантаження розсіюватиметься приблизно на 5 ампер - 110 Вт, тому знадобляться радіатори.

— Дональд Гібсон

Якщо ви хочете постійного струмового навантаження, спроектуйте постійне струм навантаження. Як ви кажете, це схема, яка проводить однаковий струм у деякому діапазоні прикладеної напруги. Це ваша специфікація саме там.

Існують різні способи досягнення цього. Концептуально простим є отримання вимірювання струму, а потім використання зворотного зв’язку, який регулює прохідний елемент, щоб підтримувати постійний струм. Деякі поточні раковини працюють таким чином, особливо якщо для живлення керуючої електроніки доступний окремий блок живлення. Наприклад:

Весь поточний вхід на SINK йде через R1. Тому напруга на R1 пропорційно поточному потоку. Завдяки тому, як влаштовано зворотний зв'язок, підсилювач налаштовує ворота Q1 для підтримки такої ж напруги в R1, що і Vref. Таким чином, Vref є керуючим входом, який встановлює, скільки струму потрібно пропустити.

Тут є деталі стабільності, пропускної здатності та точності, що виходять за рамки простої відповіді. Однак такі схеми дійсно працюють і використовуються в реальності. У цьому випадку в більшості випадків ви хочете отримати окремий блок живлення для підсилювача.

Вибір R1 - компроміс. Ви хочете, щоб воно було великим для хорошого співвідношення сигнал / шум, розглядаючи напругу зміщення опмпаму як одне джерело шуму. З іншого боку, ви хочете, щоб R1 був низьким для нижчої мінімальної напруги, на яку може працювати мийка струму.

Ще одна менш точна, але набагато простіша струмова мийка:

Це використовує властивість біполярного перехідного транзистора, де струм колектора значною мірою не залежить від напруги колектора над пристойним діапазоном напруг колектора. Як і раніше, весь струм мийки протікає через R1. У цьому випадку базовий струм також протікає через R1, але це мало в порівнянні з струмом колектора через посилення транзистора. Наприклад, якщо транзистор має коефіцієнт підсилення 50, то приблизно 98% струму через R1 - струм потоку, а інші 2% - базовий струм.

Напруга на R1 буде Vref мінус падіння BE транзистора. При першому наближенні, що можна вважати постійним, близько 700 мВ. Цей тип мийки поточного струму використовується також у реальному житті, коли кілька відсотків точності та деякого навантаження на Vref добре. Це трапляється досить часто, щоб зробити це корисним ланцюгом.

— Олін Латроп
джерело