Schema ontlader 200W tot 2000W

[Sleurhutje]

Voor een hobbyprojectje m.b.t. mijn modelbouw, wil ik een ontlader voor LiPo accu's maken. Er zijn wel wat ontladers op de markt maar er zijn er weinig tot geen die 6S of meer (serie geschakelde cellen) aankunnen bij enorm hoge stromen, waarbij het gedissipeerde vermogen 2000W of misschien meer moet zijn. Met microcontrollers etc. knutselen is geen enkel probleem, ik zoek echter een schakeling om via (meerdere parallelschakelingen) wat dikke FETs dit vermogen kwijt te raken. De accu's zelf en de maximale stroom worden gecontroleerd d.m.v. resp. een battery monitor chip (Texas Instruments BQ76920) en stroomsensor van 100A (Allegro ACS756). Het gedeelte van de microcontroller, monitor en sensor werkt prima maar momenteel gebruik ik passieve weerstanden wat het vermogen (300W max.) behoorlijk beperkt. Zoveel vermogen kwijtrijken is een zeer kostbare hobby dan.

Wanneer een stukje circuit bijvoorbeeld 200W kan dissiperen, kan ik meerdere schakelingen parallel schakelen om makkelijker de warmte kwijt te raken op een enorm koellichaam met geforceerde koeling. Bijkomend voordeel is gelijk dat kleinere accu's niet overbelast raken maar gewoon door het gebruik van minder actieve circuits een lager vermogen dissiperen.

Ik zoek dus een schakeling om door middel van een constante stroom (ca. 8A tot 15A) veel warmte te produceren. Dit aangestuurd via een microcontroller, gewoon aan/uit (eventueel via PWM). Suggesties, ontwerpen of linkjes zijn zeer welkom.

[loudwig]

Sleurhutje schreef op donderdag 11 augustus 2016 @ 12:58:
...
Het gedeelte van de microcontroller, monitor en sensor werkt prima maar momenteel gebruik ik passieve weerstanden wat het vermogen (300W max.) behoorlijk beperkt. Zoveel vermogen kwijtrijken is een zeer kostbare hobby dan.
...

Waarom dan?
Ik ken je budget niet, maar een elektrische kachel is toch niet zo duur? Dan zit je zo boven de 1kW.

Vrij gedacht zou ik (gedempt) een condensator opladen om deze vervolgens te ontladen met een PWM gestuurde halfgeleider aangesloten op een weerstand (kachel).

[Sleurhutje]

loudwig schreef op donderdag 11 augustus 2016 @ 13:27:
[...]

Waarom dan?
Ik ken je budget niet, maar een elektrische kachel is toch niet zo duur? Dan zit je zo boven de 1kW.

Vrij gedacht zou ik (gedempt) een condensator opladen om deze vervolgens te ontladen met een PWM gestuurde halfgeleider aangesloten op een weerstand (kachel).

Een weerstand, dus ook een elektrische kachel, heeft als grootste nadeel dat het vermogen evenredig is met de spanning. Als de spanning daalt omdat de accuspanning lager wordt, daalt ook de stroom. Ik wil vooral de stroom constant houden. Dit vanwege het opmaken van meetgegevens/grafieken. Ook het gebruik van (halogeen) lampen is niet ideaal, ook dat is een Ohmse belasting en geen constante stroom.

Het idee van de condensator ontgaat mij iets. Waarom zou je dat doen als je toch al een Ohmse belasting hebt om te ontladen? Voor de accu maakt het niet echt veel uit of deze met PWM ontladen wordt. Op 200Hz tot 4kHz gaat dat op zich uitstekend zonder extra toeters en bellen.

[Juup]

De (gemiddelde) ontlaadstoom van de condensator regel je met PWM?

[loudwig]

Sleurhutje schreef op donderdag 11 augustus 2016 @ 13:54:
[...]

Een weerstand, dus ook een elektrische kachel, heeft als grootste nadeel dat het vermogen evenredig is met de spanning. Als de spanning daalt omdat de accuspanning lager wordt, daalt ook de stroom. Ik wil vooral de stroom constant houden. Dit vanwege het opmaken van meetgegevens/grafieken. Ook het gebruik van (halogeen) lampen is niet ideaal, ook dat is een Ohmse belasting en geen constante stroom.

In je openingspost staat dat de schakeling al (gedeeltelijk) werkt. Ik veronderstel dat de stroomregeling dan al werkt. Is dat niet zo?

Er staat ook in de openingspost dat de beperking in je weerstanden zit. Dat deed me vermoeden dat de vermogensweerstanden de enige beperking waren.

Dus rest me de vraag: wat werkt er nu wel? Waarom is een aanpassing van de weerstanden zelf geen oplossing?

Voor wat betreft de condensator, deze kan doorgaans beter tegen schakelflanken dan een batterij. Misschien zijn LiPo's wel tegen dit soort geweld bestand, dat weet ik niet.

[memphis]

Koop een Icharger waarop je een externe ontlaadbank kan plaatsen, dan kan je tot een 40A ontladen.

Meer info:
http://www.rctech.net/for...arger-discharge-help.html
http://www.rctech.net/for...ge-off-external-bank.html

YouTube: Icharger 3010b external resistor load
YouTube: Icharger 3010b at 30amp discharge....hooottt resistors!


Oh wacht, je wilt geen weerstanden of lampen maar je wilt FET's als belasting gebruiken.
Hier wordt er ook over gepraat: http://www.circuitsonline.net/forum/view/106925

[ Voor 13% gewijzigd door memphis op 11-08-2016 15:13 ]

[Flake]

Mijn mening, wat je nu vraagt is geen hobbyprojectje meer. Als het een lineaire belasting in de vorm van een kachel kon zijn, okay, maar je vraagt nu om niet lineair gedrag met compensatie, dus een regeling. Dat is niet iets wat je met een microcontrollertje even in elkaar zet, je zult vermogen en precisiecomponenten nodig hebben met daarnaast het nodige aan protectie, en componenten in dat vermogensgebied worden doorgaans nergens op voorraad gehouden omdat er maar een beperkt aantal applicaties voor zijn. Dat betekent bestellen volgens made to order, en dan mag je een behoorlijke MOQ afnemen, veel meer dan dat je nodig hebt, en dat loopt behoorlijk in de papieren. Als je dit betrouwbaar wilt engineeren, dan is dit een projectje van minimaal een jaar. Met de nodige prototypes.

Binnen test and measurement bestaan elektronische belastingen, dat is eigenlijk precies wat je zoekt, en BK Precision is qua prijs/kwaliteit wel erg sterk daarin. Maar een 2400W load heeft een MSRP van $5500, ik betwijfel of je hobbyproject zoiets waard is. Er zijn bedrijven waar je test en meetapparatuur kunt huren/leasen, wellicht is dat een idee.

[memphis]

Even gezocht op active load:

http://www.sdi-12products...red-Active-Load_p_59.html
http://www.tradeofic.com/...ECTIONAL_ACTIVE_LOAD.html
https://www.crowdsupply.com/arachnid-labs/re-load-pro
https://www.flickr.com/photos/linux-works/7108687563

[Sleurhutje]

Flake schreef op vrijdag 12 augustus 2016 @ 12:34:
Mijn mening, wat je nu vraagt is geen hobbyprojectje meer. Als het een lineaire belasting in de vorm van een kachel kon zijn, okay, maar je vraagt nu om niet lineair gedrag met compensatie, dus een regeling. Dat is niet iets wat je met een microcontrollertje even in elkaar zet, je zult vermogen en precisiecomponenten nodig hebben met daarnaast het nodige aan protectie

Met 27 jaar ervaring met programmeren van microprocessoren, microcontrollers, DSP-processoren, FPGA's en wat voor bijbehorende omgevingen te hebben gewerkt, is dat geen enkel probleem. Evenals de juiste beveiligingen, metingen, regelingen etc. die zonder problemen zijn te programmeren.

Flake schreef op vrijdag 12 augustus 2016 @ 12:34:...componenten in dat vermogensgebied worden doorgaans nergens op voorraad gehouden omdat er maar een beperkt aantal applicaties voor zijn.

Vandaar de vraag naar opdelen in meerdere parallelle schakelingen om aan het totale vermogen te komen. Bij de start van het ontlaadproces eerst circuit 1 terwijl de overige nog inactief zijn. Als dat proces goed loopt, circuit 2 bijschakelen etc. etc. Het is niet in één keer voluit. Onderdeel van de veiligheid eerst procedure. Elk circuit zal zijn eigen meting hebben en daarmee ook individueel geregeld worden. Afwijkingen in kwaliteit van de componenten en verschillen door temperatuur kunnen zo prima afgevangen worden door de regeling per circuit. Daarnaast is er nog een "hoofdschakelaar" die moet voldoen aan bepaalde voorwaarde om de ontlaadcircuits te kunnen voorzien van spanning. De kans op spontaan volle kortsluiting of maximale belasting bij inschakelen is dus nagenoeg uitgesloten. Ik heb echt al heel wat vermogenselectronica uit elkaar zien spatten door slechte beveiligingen. Werken met dit soort enorm hoge stromen vraagt om verantwoording en bewustzijn van de risico's.

Daarnaast is dit geen commercieel doel of dergelijke, gewoon een hobbyprojectje dat zoals zoveel van dit soort projectjes steeds verder uitgebreid wordt met meer toeters en bellen.

[itcouldbeanyone]

Flake schreef op vrijdag 12 augustus 2016 @ 12:34:
Mijn mening, wat je nu vraagt is geen hobbyprojectje meer. Als het een lineaire belasting in de vorm van een kachel kon zijn, okay, maar je vraagt nu om niet lineair gedrag met compensatie, dus een regeling. Dat is niet iets wat je met een microcontrollertje even in elkaar zet, je zult vermogen en precisiecomponenten nodig hebben met daarnaast het nodige aan protectie, en componenten in dat vermogensgebied worden doorgaans nergens op voorraad gehouden omdat er maar een beperkt aantal applicaties voor zijn. Dat betekent bestellen volgens made to order, en dan mag je een behoorlijke MOQ afnemen, veel meer dan dat je nodig hebt, en dat loopt behoorlijk in de papieren. Als je dit betrouwbaar wilt engineeren, dan is dit een projectje van minimaal een jaar. Met de nodige prototypes.

Binnen test and measurement bestaan elektronische belastingen, dat is eigenlijk precies wat je zoekt, en BK Precision is qua prijs/kwaliteit wel erg sterk daarin. Maar een 2400W load heeft een MSRP van $5500, ik betwijfel of je hobbyproject zoiets waard is. Er zijn bedrijven waar je test en meetapparatuur kunt huren/leasen, wellicht is dat een idee.

nou nou nou zeg,

je kan gewoon een linieare belasting gebruiken hoor, pak een warmte spiraal van de kachel zet er een paar parralel, om zo een laag ohmige weertand te maken.

schakel deze met FETS PWM. sluit deze aan op een arduino bijvoorbeeld.
en gebruik vervolgens een shunt, om je stroom te meten, dan kun je die op basis van je spanning aan passen, dan heb je een continu stroom ondakns dat je spanning van je lipo inzakt.

ik zal die 2000W niet in je fets laten opwarmen, dat geeft nogal wat probleempjes omdat ze daar niet voor bedoelt zijn.
wat er met condensator bedoelt is, je hebt per 100AMP laat maar zeggen zo'n 5000 uF nodig met lage ESR (dus beter 5x 1000uf dan 1x 5000uf) parralel aan je lippo, maar de condensators zo dicht mogelijk bij je FETS plaatsen.

en die componenten zijn gewoon voorradig hoor, ik bestel dagelijk vermogens componenten op me werk,(njah laat ik bestellen)

en een jaar ? goh dat moet ik niet tegen me baas zeggen, dit zijn van die projectjes waar ff tijdens de koffie een plan word neergezet, en na 2 dagen is het klaar en grondig getest.

[ Voor 7% gewijzigd door itcouldbeanyone op 12-08-2016 23:27 ]

[memphis]

Waarom een warmtespiraal van een kachel? TS wilt een paar laagspanningsaccu's ontladen. Dan kan je beter zelf een rol weerstandsdraad regelen en een aantal stukken draad tussen 2 rails spannen. Ben je duidelijk nog goedkoper uit ook.

[ThaHandy]

gecoat Koperdraad in een bak met water? zo kan je enorm veel vermogen dissiperen Zie mike's kanaal

[ Voor 14% gewijzigd door ThaHandy op 13-08-2016 18:20 ]

[Boudemaniak]

Wat is er mis met een vermogensweerstand met relais ertussen. Het relais moet dan aangestuurd worden door een comparator met hysterese, maar dat heb je zo gemaakt.



Moet ik een schemaatje uittekenen/rekenen?

[evilution]

Je zoekt een constant current dummy load. Bijvoorbeeld: http://paulorenato.com/index.php/about?id=91. Lijkt me betrekkelijk simpel aan te passen voor een hogere belasting...

[itcouldbeanyone]

evilution schreef op maandag 15 augustus 2016 @ 15:55:
Je zoekt een constant current dummy load. Bijvoorbeeld: http://paulorenato.com/index.php/about?id=91. Lijkt me betrekkelijk simpel aan te passen voor een hogere belasting...

er zit daar dus totaal geen veiligheid in, zodra die FET sluiting gaat maken heb je een probleem.
aangezien de topic starter ervaring heeft met het programeren van IC's zie ik ook geen erdene om het allemaal analoog te regelen.

ik zal gewoon een line contactor gebruiken, en deze af laten schakelen waneer een voltage reference te veel stroom meet over je shunt, op deze manier ben je veilig van sluiting, stop er nog een 80AMP zekering tussen voor het geval dat je contactor ook nog blijft plakken.

als load gebruik je dan een spoel, aantal wikkelingen afhankelijk van je schakel frequency.
dan hoef je minder warmte af te voeren.