В общем для тех кому надоело греть мощными балансирами воздух (и прочее), и дружат с электроникой и паяльником, дарю прошивку на attiny13 для схемы балансира, которая не в резистор энергию стравливает, а в общее напряжение батареи. Для электромобилей это должно быть особенно актуально, поскольку емкости большие и балансировка должна быть мощной.

Габариты получаются маленькие, нагрев минимален.

Делал давно, поэтому сейчас даже схемы не нашел. Так что пока на пальцах и в симуляторе.

На амперметры в схеме симулятора не смотрите, они там от импульсного характера тока тупо возле нуля дуркуют.
Для работы нужно поставить подстроечное сопротивление с 3 ноги тиньки на минус, пойдет подстроечник на 47к, им выставляется напряжение срабатывания балансира. На месте этого подстроечника в симуляторе там подстроечник последовательно с постоянным, это только для удобства эксперимента.
С 5 и 6 ноги снимаются одинаковые сигналы ШИМ на затворы полевиков, в смуляторе взял первый как мне показалось подходящий полевик, в реале полевики брал 8205 (не помню точное название, они стоят в платках защиты батреек от мобильников). В одном корпусе 2 транзистора с общими стоками, сопротивления каналов у них 25 мОм.

Я эти два внутренних полевика полностью запаралеливал, и использовал два таких сдвоенных.У каждого такого сдвоенного транзистора получалась общая затворная емкость около 1 нанофарада, её нормально тянет один вывод тиньки, по даташиту они полностью открыты при 2.5 вольта, между завторами и истоками (минусом) ставим резисторы на ~10к (ВНИМАНИЕ, В СХЕМЕ С СИМУЛЯТОРА ИХ НЕТ), нужны они чтобы при спящей тиньке транзисторы не дай бог не пооткрывались. Истоки полевиков садим на минус, а стоки все вместе на первичку трансформатора, второй конец первички трансформатора подключается на + ячейки. Первичка мотается проводом 0,5мм индуктивностью около 20 микроГенри (это приблизительно на средний балансировочный ток около 1 ампера, чем меньше индуктивность, тем больше ток, и наоборот). В симуляторе индуктивность 10 микроГенри, и получилось пиковый ток пилы 6А, средний ток пилы 3А, а ток балансировки 1,8А (поскольку максимальное заполнение ШИМ 60%). Это обратноход, поэтому вторичка по виткам берется приблизительно в 2 раза меньше на каждый вольт чем первичка (например, первичка вышла 10 витков на 4.2 вольта, вторичка будет 10витков умножить на количество последовательных элементов 4S и разделить на 2 раза = 20 витков), сечение провода вторички берется меньше пропорционально разнице витков. Если расчетное количество витков не влазит, значит сердечник нужен чуть больше. Я в качестве сердечников использовал маленькие колечки из распыленного железа 52й марки. Вторичка подключается к напряжению всей батареи через выпрямительный диод шотки( или быстрый простой типа sf28), у вторички начало и конец перевернуто по сравнению с направлением намотки первички (потому что обратноход). Я не научился еще в симуляторе делать трансформаторы, поэтому съем энергии берется на обратном ходе с той же катушки на удвоенное напряжение (помним про 2 раза).

Саму тиньку обязательно запитывать от ячейки через фильтр, это небольшой дросселек в разрыв плюсового питанияи тиньки и после него конденсатор паралельно ножкам питания тиньки, если этого не сделать, может дурковать, и стабильности напряжения балансировки не будет.
Схема рабочая, прошла испытания на макетке, стравливала 0.8А с лифера 3,65в, и 1А с липолей 4.2в.
Измерения тинька делает десятки раз в секунду, при этом ШИМ (балансировку) ненадолго каждый раз отключает, на глаз не заметно.

Заполнение ШИМ меняется плавно, поэтому ток балансировки начинается с минимума и повышается по мере необходимости. Т.е. если максимальный ток балансировки не нужен, он будет его уменьшать уменьшая скважность ШИМ.

Особое внимание было уделено потреблению в режиме когда балансировка не нужна и помехоустойчивости, поэтому циклы измерения штатно работают по ватчдогу, каждый раз сбрасывая контроллер и первым делом делая замер напряжения, и если балансировка не нужна, то снижается частота пробуждений, а вместо балансировки уходит в спячку до следующего сброса (замера напряжения).

_________________
2 моноколеса, 2 электровела, 2 подводных буксира, надувной электро-каяк.

Активная балансировка - очень интересная тема. Особенно для лиферов. Ждём оформленную принципиальную схему.

Помнится что где то год назад мы обсуждали данный способ рекуперативной балансировки ))) Рад что хоть у кого то из нас дошли руки до макетирования.

P.S.
Вот бы еще драйвер на столь низкое напряжение придумать, полевичек посерьезнее да ампер 10 балансировочку качнуть

_________________
Знание приумножает скорбь и увеличивает размер исходного кода.

Я к сожалению не нашел бюджетных драйверов на такие малые напряжения.
И эту то схему решил попробовать только потому что между делом померял затворную емкость у своих полевичков, и удивился малой емкости, ~500 пикух. Тинька их как раз тянет. У тех что имеют меньше сопротивление канала (больше ток), и затворная емкость больше, с такими без драйвера действительно уже ни как. Кому сильно надо больше токи - пусть сам драйвера изобретает.

Что касаемо схемы, то вот максимум на что я способен, из симулятора.

Для схемы 2S трансформатор имеет одинаковые обмотки.
А чертить правильно оформленные схемы это не ко мне, не обучен.

_________________
2 моноколеса, 2 электровела, 2 подводных буксира, надувной электро-каяк.

Для розрахунку трансформаторів імпульсних перетворювачів можу порекомендувати програми Старичка. Для захисту транзистора від викидів бажано поставити снаббер або супрессор. В польових транзисторах виводи можна паралелити між собою (сток-сток, исток-исток, затвор-затвор). Піни одного порта в мікроконтролерах також можна паралелити для підвищення струму, але не забувати про максимальний струм порта і переключати піни синхронно командою portb=0xff.

Апаратний ШИМ особо запаралелити не вийде...

_________________
Знание приумножает скорбь и увеличивает размер исходного кода.

А диод D1 будет открываться именно при максимальном импульсе первичной обмотки? Я предполагаю, что импульсы в первичке будут неравнозначны по продолжительности и амплитуде.

Извините, если что, за невежество, но для меня обратноходовые преобразователи всегда были неким шаманством

Завжди можна зробити програмний ШИМ.



Схема робоча, але правильніше буде виглядати так:
+ бажано поставити низькоімпедансні конденсатори по входу і виходу

Для меня самого еще десяток лет назад индуктивность и её вариации были таким же шаманством, но по мере накопления критической массы информации, в голове вдруг резко все стало на свои места.

В данном случае в начале цикла ШИМ идет накачка дросселя (я не оговорился, обратноходовый трансформатор это ни что иное как накопительный дроссель, только с вторичной обмоткой) максимально 60% времени цикла ШИМ (максимум в 60% заполнение ограничено специально), За это время в зависимости от индуктивности первички и напряжения балансировки, ток в первичке успевает линейно нарасти до определенного значения (по осцилограмме симулятора с первого поста до 6А), после закрывания ключей накопленная в дросселе энергия выбрасывается через диод, при этом можно сказать, что дроссель работает в режиме "трансформатора тока". Поясню - Если количество витков первички и вторички одинаково, то ток через диод начнется ровно с той величины на которой прекратился течь через ключи, (и будет спадать линейно до нуля тока пока все не отдаст), а если у вторички витков меньше, то ток будет бОльше, и наоборот, больше виктов - меньше ток (тут все наоборот по сравнению с трансформаторами напряжения). Поскольку я рекомендовал на вторичке уменьшить отношение количества витков к напряжению вдвое, то время протекания тока через вторичку будет вдвое короче времени накачки, т.е. 30% всего цикла, оставшиеся 10% это запас чтобы не выпрыгнуть из режима разрывных токов. На осцилограмме симулятора так и видно, 60% накачка, 30% отдача через диод, и 10% затухающие колебания резонансной чатоты (собственно пауза).

Резюмируя, разное время между импульсом зарядки трансформатора и его разрядки 2/1 было сделано специально, чтобы увеличить время открытия ключей, тем самым уменьшив протекаемый через них импульсный ток (облегчив им жизнь уменьшив потери на них). При этом импульс на вторичке имеет в двое выше импульсную мощность(разряд ведь идет вдвое меньше по времени).


В принципе очень верное замечание, и мысли про супрессор или снаббер были, но поскольку полевиком управляет дрыщавая тинька, а не быстрый мощный драйвер, то время закрытия полевика немного затянуто, и этого "немного" должно быть достаточно для того чтобы сожрать по времени возможный выброс (который возникает из за ненулевого времени рекции трансформаторной связи между обмотками). В принципе кашу маслом не испортить, и можно их ставить, с супрессором проще, а вот снабберы я правильно считать еще не умею (и подковыватся в этом вопросе сейчас нет времени), если вы умеете, то велкам, дополняйте схему (у вас это неплохо получается).

_________________
2 моноколеса, 2 электровела, 2 подводных буксира, надувной электро-каяк.

"и эти люди запрещают мне ковыряться в носу" (с)
и смеют комментировать что я не разбираюсь в электронике и "застрял в прошлом"

BC817-40 погуглите что такое.
и решений полно, например вот:

в моем МикроЗУ такое решение "с драйвером на биполярных" применяется уже лет 6.
работает и на 2V режимах.

Alex_Soroka, выходной размах амплитуды на эмиттерном повторителе будет на 1,2-1,4В меньше, чем входной. А в данном случае это не допустимо.

прежде, чем советовать, скажу вашими словами:

_________________
моя Smart BMS

Для управления полевиками лучше подходит комплементарная пара BD139-140, либо наши КТ972-973. Но опять же, на биполярном транзисторе много теряем. В данном случае им не место.

У меня ШИМ выходы с контроллера, которые идут на затворы двух полевиков и так программно запаралелены (Оба ШИМ канала работают синхронно от одного таймера), но поскольку у меня в одном корпусе было два полевика, то паралелить затворы не было смысла.

_________________
2 моноколеса, 2 электровела, 2 подводных буксира, надувной электро-каяк.