Strömbegränsning 30A (Till LiPo batteri)

[squiz3r]

Tjena. Jag ska bygga ihop en LiPo acc, 24v och några tusen mAh, sen ska jag använda det till min robot. Roboten kommer ha motorer som kan dra väldigt mycket ström (kanske 50A med lite belastning) och då även väldigt höga startströmar antar jag. Batteripacket kommer bara klara ~36A och är oskyddat. Därför tänkte jag bygga en strömbegränsning som gör att vad som än händer (tex om motorerna fastnar, eller kortslutning) så ska det inte kunna gå mer än drygt 30A ur batteriet.

Detta är något som jag är helt obekant av (lika så H-bryggor, har bara använt färdiga) men efter lite googlande lyckades jag slänga ihop ett schema så som jag fattar att man borde kunna göra.


Regler transistorn är den som styr strömmen, den får väll vara en MOSFET antar jag om jag ska köra 30A, FETar har jeg heller tyvärr alldrig använt... Men den har då ett pull-up motstånd som gör att den nornmaltsett leder. Då går strömen genom feedback resistorn, skapar ett spänningsfall, då spänningsfallet överstiger 0,6v (vid 30A) kommer feedback transistorn börja leda och dra ner basen (gaten) på reglertransistorn som då slutar leda.

Har jag tänkt rätt? Kommer det fungera? Blir det inte problem när man har en NPN (N-channel) transistor på "high-side" om lasten??

Vilka komponenter hade varit lämpliga, till feedback transistorn bör det väll fungera med en BC547B??

[xxargs]

Som principlösning är det ok - för några 100 mA - men för dom strömmarna du tänker dig så blir det en hel del praktiska problem...

En sådan lösning kommer att ge fruktansvärt mycket värme på transistorn i fallet låst rotor, så där kanske man måste lägga till en grej som norpar basströmmen från drivtrissan och dra strömmen till noll efter några sekunder pga. värmen eller liknande styrmedel

Sedan kommer din feedbackmotsånd att avge runt 20 Watt vid maxström

det är heller inte helt lätt att hitta effektrissor i den klassen, vilket innebär paralellkoppling av flera stycken och i regel vill dom också ha ganska mycket basström om de skall jobba nära bottning för låg spänningsfall i normaldriftläge.

skall du köra vidare på denna enkla koppling så förreslår jag simulering i någon Spice-simulator på tänkta trissor innan du börja bränna upp riktiga sådana

Jag gissar att du måste styra motorn på något sätt då jag förmodar att det inte är ON/OFF-styrning via relä, Välj motorstyrning som också kan styra motorströmmen iom. ström = vridmoment och du den vägen får strömbegränsning i motorns styrdon (oftast av switchad modell) och strömmen rusar inte ens om rotorn är låst och du kan alltid starta med låg moment för att undvika strömrusning vid start - tänk hur truckar, varvtalsstyrning till sladdlösa borrmaskiner mm. fungerar - där styr man momentet genom att just styra strömmen med hjälp av en potentiometer eller liknande - inte spänningen till motorn, och med ganska låg förlust och därmed låg värmebildning i styrdonet

[bearing]

Lithiumbatterier behöver generellt skyddas av mer intelligens än strömbegränsning. Jag skulle byggt eller köpt en sk. BMS (Battery management system). De ser vanligtvis till att inte någon cell hamnar under lägsta rekommenderade spänningen, inte överladdas, samt stänger av batteriet om strömmen blir för hög.

Strömbegränsningen brukar funka så att spänningsfallet över en shunt känns av och stänger av en FET som sitter i serie med batteriet.

FETen stängs även av om någon cell hamnar på för låg spänning. Det kan t.ex. göras med en IC som normalt används för att resetta processorer när spänningen blir för låg. Istället för att resetta en processor tänder de en optokopplare som är kopplad så att FETen stängs av.

[Calle]

Vadför inte en helt vanlig säkring? Eller det är aldeles för avancerat?

[v-g]

Calle:Finurlig lösning må jag säga, den ska jag använda i nästa projekt

[Electricguy]

en automatsäkring som löser ut, och om det inte är något fel så kan man ju alltid sätta ett servo på den som resetar automagiskt

[danielr112]

Säkring bör man ha oavsett vilket. Men i ditt fall skulle jag också letat efter någon strömbegränsare. så att man slipper att den löser ut om robotten behöver arbeta med tyngre uppgifter. Har för mig det ligger sådanna på de LiPo acket jag har till min pannlampa. Hmm. ska kolla efter om jag fick med några papper på den.


fast hmm.. Det var nog någon typ av termosäkring bara.

[Mindmapper]

Smart FET som t.ex BTS555 borde gå att använda.

[Norpan]

Det är väl enklast att mäta strömmen och strömbegränsa med h-bryggan som jag antar ska vara pwmstyrd ändå.

[squiz3r]

Självklart kommer jag ha en säkring på den, men det löser ju inte mitt problem!

Att mäta strömmen med uC'n och anpassa PWMen till motorerna efter det är ju ett alternativ.. Tänkte bara att det kanske gick att göra en enklare lösning såhär, och då skulle det ju bli en mer användbar strömbegränsare som man kunde använda till alla liknande batteri. Jag gillar inte riktigt idén med att motorernas PWM sköter allt, om man tex blockerar motorerna, hinner den med då innan säkringen går? Lämplig PWM frekvens runt 3-5kHz.

[Norpan]

Det är "bara" att bestämma vilken ström som behövs för att börja snörpa åt tilltiden på din processor eller vad du nu ska styra h-bryggan med.
Om man ponerar att du börjar minska tilltiden vid 25A och vid 30A är den helt avstängd så kommer du ju aldrig över 30A, och om den ligger kvar över 25A en bestämd tid så stängs den av en längre tid eller efter återställning.
Regleringen lär ju bli ganska mycket snabbare än en säkring då det handlar om sekunder vid dubbla strömmen på en trög säkring.

[hakank22]

Moderna liposar klarar minst av 20C kontinuerligt och 30C momentant. (30-40C är inte ovanliga idag) Anta att du skaffar ett 3000mAh 20C = 60A kont. så ser jag inga problem med för hög ström förutsatt att du avsäkrar för ev. kortslutningar/låsta motorer).

/Håkan

[squiz3r]

Nu tänkte jag återuppta detta projektet igen! Det smartaste verkar nästan vara att begränsa strömmen i H-bryggan, men om vi säger att jag tänker vara lat, finns de då några färdiga moduler/kretsar som gör jobbet? (Utan att kosta förmögenheter) Jag tycker att man borde kunna få tag på skyddskretsen till ett liknande LiPo batteri (6s1p 2400mAh, = 2x DX batteri)

Den där intelligenta FET'en (BTS555), den fattar jag det som att den stänger av lasten helt vid "over current"? Så vill jag inte ha det, utan roboten ska fortsätta fungera även om motorerna drar för mycket ström, den ska bara begränsa så att den inte drar mer än 30A (dvs sänka utspänningen). Finns det något liknande annars som uppfyller detta kravet?

[LaRdA]

Det tar du och programerar din pic/avr som styr H-bryggan att göra.

[bearing]

Precis. Mät strömmen och minska pulsbreddsförhållandet om strömmen är högre. Ifall avkänningen (ADC:n) är snabb i förhållande till motorns induktans fungerar antagligen enkla algoritmer liknande

Kod: Markera allt

if (current > (max+hysteris))
	duty--;
else if (current < (max-hysteris))
	duty++;

Om avkänningen är trögare behövs antagligen P/PI/PID.