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Zwei parallele Lipos mit zwei Verbrauchern und Schutzschaltung

Dieses Thema im Forum "allgemeine Elektronik" wurde erstellt von Flammodo, 16.06.2019.

  1. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo,
    ich habe vor, folgende Schaltung mit zwei parallel geschalteten Lipos, einem Einplatinencomputer mit integrierter Ladeschaltung und einem zweiten Verbraucher mit vorgeschaltetem Step up zu bauen.
    Ich möchte die Akkus gerne über den Einplatinencomputer laden.
    Ergibt das irgendwie Sinn, oder habe ich da einen Fehler gemacht?
    Ich bin mir nicht sicher, ob ich für jeden Akku einzeln ein Protection board benötige.
    Kann mir da jemand helfen?
    LG
    Joscha
     

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  2. Gael

    Gael

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    Hallo Flammodo,

    vielleicht könntest du genauer beschreiben was du vor hast. Warum zwei Batterien? Redundanz?
    Was ist rechts im Bild?

    Die Lipo kann man parallel schalten. Allerdings müssen die gleich Eigenschaften haben und ungefähr so viel Ladeziklus gesehen haben (kein neu mit alt parallel schalten). Beim erste parallelschalten müssen die zwei Spannungen gleich sein +/- 50mV. Falls nicht vorhanden mit vorwiderstand ausgleichen.

    LiPo sind besonders leistungsfähig also sehr gefährlich. Kannst du nicht das ganz mit Li-Ion oder noch sicherer NiMH realisieren. Ich habe früher viel mit LiPo Batterie gespielt und würde prinzipiell die Finger davon weglassen solang ich die Leistung nicht brauche. Auch wenn du alles richtig macht, sind zahlreichen China LiPo Batterie einfach Zeitbomben.

    Für ein Proof of concept würde ich sofort NiMH kaufen bevor ich es mit LiPo probiere.

    Vg, Gael
     
  3. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo Gael,
    Danke für die Antwort!

    Ich möchte zwei Akkus verwenden, da ich eben mehr Kapazität brauche.
    Ich muss die parallel schalten, damit ich sie über den Einplatinencomputer aufladen kann, der direkt einen 3,7V Akku lädt.
    Sonst würde ich sie mit einem BMS in Reihe schalten und einen Step down verwenden.

    Rechts im Bild ist ein Displaycontroller, der mit 5V arbeitet.

    Die Akkus müssen Lipos sein, da ich in dem Gehäuse nicht viel Platz habe. (Ich verwende sehr flache, ca. 3mm)
    Die Gefahr ist mir durchaus bewusst, allerdings sind das keinen billigen Chinaakkus sondern Akkus aus einem Lenovo Tablet.
    Sie waren da auch irgendwie parallel, daher haben sie exakt die gleiche Spannung und auch die gleiche Zyklenanzahl, dürfte also kein Problem sein, oder?
    Gleiche Kapazität ist sowieso klar.

    Meine Frage wäre aber noch, ob es einfach möglich ist die rechte "Verbrauchergruppe" einfach parallel anzuschließen wie es im Bild gezeigt ist, oder ob es da irgendwie Probleme gibt?

    Vielen Dank für die Hilfe
    Joscha
     
  4. Gael

    Gael

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    Hallo Flammodo,

    wenn die Batterie parallel geschalten waren, würde ich einfach so lassen. In Reihe schalen und ein BMS für 2 Elemente verwenden ist ein bisschen übertrieben.
    Wenn ich es richtig verstehe, machst du ein Powerbank für dein Display: 5V auf 5V mit Puffer dazwischen?

    Es gibt "ultra slim" Powerbank auf der Mark falls es für dich eine Lösung wäre (mit Gehause unter 6mm). Die Elemente drin sind auch sehr flasch. Es wäre sicherlich die schnellste und zuverlässigste Lösung.

    Prinzipiell wäre möglich die Verschaltung am laufen zu bekommen. Allerdings ist das MP2637 für sowas nicht komzipiert worden:
    Normalerweise übernimmt das MP2637 die Schutzfunktion deine LiPo und die T-Verbindung zwischen LiPo, MP2637 und Schutzplatine sollte im MP2637 stattfinden und nicht von dir extern verkabelt.
    Schaumal im Datenblatt, das MP2637 hat 5V Eingang VIN (bei dir Einplatinencomputer), 5V Ausgang SYS (dein Displaycontroller) und Vbatt SW (die parallelen LiPo) getrennt. Ich habe eine Skizze beigefügt. Alle Elemente haben die selbe Masse also ist nicht gezeichnet.

    Das Step-up ist schon im MP2637 drin integriert. Die Schutzfunktion ist auch drin integriert. Du wiederholst mit extra Elemente die Funktionen des MP2637 (mehr Platz und Strombedarf).
    Falls das "einplatinencomputer" der 5V Ausgang bekommt, sollte dein "Displaycontroller" direkt damit verbunden sein (siehe Skizze).

    Zum Ein und auschalten des Systems kannst du das MODE Pin verwenden. Ich würde der Pin "VB" des MP2637 auf High/Float lassen wenn möglich, da es kaum Energie über 4,2V bei Lipo gibt und weil es das Lebensdauer denn LiPo Elemente bemerkbar reduziert.

    Ich gehe davon aus, dass du das MP2637 aus ein vorhandene Platine hast (QFN24 kann man nicht von hand löten). Mach einfach ein Bild mit Eingang, Ausgang und Batterieanschluss.

    Das Thema könnte vielleicht ein Moderator auf "allgemeine Elektronik" verschieben, da es eingentlich beim Akku nicht zu suchen hat.

    Vg, Gael
     

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  5. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo Gael,
    danke für die schnelle Hilfe.
    Der mp2637 ist auf dem Einplatinencomputer integriert.
    Daher kann ich ihn nicht gut erreichen und belegen.
    Der Einplatinencomputer liefert zwar 5v und auch über USB, allerdings ist es wichtig, dass ich Einplatinencomputer und Display getrennt ein und ausschalten kann.
    Die Akkus waren auch parallel, allerdings ist das eben ein Tablet Akku, der auch ein BMS hat und daher nicht nur + und - sondern auch viele weitere spezielle Pins hat.
    Aber schon als gut zu wissen, dass das alles so funktionieren kann.
    Was genau sollte ich als Bild schicken?

    Lg
    Joscha
     
  6. Gael

    Gael

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    Hallo Flammodo,

    ich wollte verstehen wie du auf die Eingang und Ausgangsspannung greifen kannst.
    Das MP2637 hat nur ein 5V Ausgang und ich gehe davon aus dass es die 5V sind für der Einplatinencomputer.

    Das ist wichtig zu wissen. Jetzt verstehe ich warum du auf diese Idee kommst. Wo findet die Trennung statt? Kippschalter an der LiPo?

    Wenn du das 5V des MP2637 von der Einplatinencomputer trennen kannst (Jumperverbindung?), würde ich mein Vorschlag bevorzugen. Wenn du es nicht trennen kannst, sehe ich kein Alternative zu deine Lösung. In dem Fall muss die "protection board" unter 2,7V unbedingt sich selbst ausschalten (oder in "sleep mode" wechseln wenn die Ausschaltung elektronisch realisiert wird). Sonst besteht die Gefahr dass die LiPo sterben. Man kann auch bei 3V ausschalten um eine Nummer sicher zu gehen.
    Ich weiß nicht wie der MP2637 reagiert wenn etwas aktives an der Batterieleitung rumfummelt. Muss man probieren.

    Die andere Leitung am BMS sind bestimmt für Temperaturüberwachung.

    Wenn du ein Bild postest mit dem Einplatinencomputer, LiPo und Display, würde man schnell verstehen um was es sich handelt. Ein Bild sagt mehr als...

    Fg, Gael
     
  7. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo Gael,
    Ich kann den nicht trennen.
    Woher weiß ich, ob die das kann?
    Link: https://www.ebay.de/itm/1S-3A-3-7V-...792246?hash=item1ca0703436:g:mgEAAOSwWKhcvIwS
    so einen habe ich dafür vorgesehen.

    ich habe vor hinter dem step up einen schalter anzubringen (Grafik von weiter oben). Der Einplatinencomputer hat einen Schalter integriert.

    Ich mache noch mal ein Bild und lade es hoch

    Vielen Dank für die Hilfe
    Joscha
     
  8. Gael

    Gael

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    Hallo Flammodo

    In der Beschreibung steht es dass es bei 2,54V ausgeht. Es ist sehr tief aber besser als nicht.

    Der Schalter würde ich zwischen die "protection board" und der step-up platzieren da sonst der step-up die Batterie ständig belastet. Alternative, man kann ein step-up mit "enable" verwenden. Es hat den Charme dass man kein Stromspitze beim Einschalten bekommt (der step-up hat ein Elko am Eingang).

    Fg, Gael
     
  9. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo,
    auf der kleinen Schutzplatine sitzt ein 8205a IC. Ich habe mal nachgeguckt und meine, dass der auch ab 2,5V abschaltet.

    Wie sieht so ein Modul aus?

    die Bilder sind leider zu groß, wenn ich sie konvertiere werden komplett unbrauchbar.
    Wie groß dürfen die den sein?

    Danke
    Joscha
     
  10. Gael

    Gael

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    Hallo Flammodo,

    Beispiel Step-up 5V mit enable:
    Such nach Pololu U1V11F5.

    Fg, Gael
     
    Zuletzt bearbeitet: 30.06.2019
  11. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo,
    Was kann der pin shdn?
    Joscha
     
  12. Gael

    Gael

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    !Shut-down = invertierte (!) Ausschalten (shdn)...also enable.
     
  13. Flammodo

    Flammodo

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    und was schließe ich dann da an?
     
  14. Gael

    Gael

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    Anleitung lesen:
    Schalter zwischen Masse und !shdn. Wenn zu, ist der step-up aus, wenn auf lauft er (intern 100k pull-up).
     
  15. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo Gael,
    hab jetzt doch ein Bild hochladen können.
    Das ist der Plan des gesamten Systems.
    Kannst ja mal einen Blick draufwerfen, ob da nicht bei der Stromversorgung irgendwo ein großer Fehler ist.

    Das wäre nett
    Joscha

    DSC_1941.JPG
     
  16. Gael

    Gael

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    Hallo Flammodo,

    kannst du mir sagen ungefähr welsche Niveau du hast in Elektronik? eher Anfanger oder schon vorgeschrieten (also mehrere solche komplexere Projekt schon gemacht?).
    Weil, was du vor hast hier ist für Profis (USB Umleitung, hoch Frequenzen und Funk). Da muss man eine Menge betrachten (Stromverbrauch, Spannungsniveau, Impedanz, EMV!). Sowas kann man nicht fliegen verdrahten und offen dass es irgendwie geht. Selbst mit einer ordentlichen Layout funktioniert selten beim ersten Versuch.
    Ich sehe mehrere Fehler hier und ich sehe wenig Sinn es durch Forumposten alle Probleme und Betrachtungen durchzugehen. Es müsste auch viel mehr Information stehen: Stromverbrauch, Signalfrequenzen, Signalart, Leitungslänge uzw.

    Mein Vorschlag: Fang man an mit etwas einfach und realistisch. Versuchst mal bis es gut funktioniert und dann kannst du die verschiedene Teil Stück für Stück einbringen und testen. Man muss aber sich realistische Ziel geben. Sonst kommt schnell die Frustration. Vielleicht irre ich mich aber da sehe kaum Chance dass es irgendwie funktionieren wird.

    fg, Gael
     
  17. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo
    danke für die Antwort!
    Ich habe schon mehrere solcher Projekte gemacht. Ich mach sowas als Hobby seit ein paar Jahren.

    Es sind fast alle fertige Komponenten. Ich muss nichts an Funkfrequenz etc. verändern.
    Stromverbrauch habe ich eigentlich auch beachtet.
    Es geht nur darum, wie ich die einzelnen Komponenten verkable. Eigentlich sollte das kein Problem sei, ich mach dafür jetzt keine eigene Platine. Oder täusche ich mich da?

    Ich werde also erstmal nacheinander alles aufbauen und testen und dann das andere Zeugs integrieren, ok.

    Was für Fehler meinst du noch?
    Irgendwas im Stromversorgungsbereich?

    Danke erstmal
    Joscha
     
  18. Gael

    Gael

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    Hallo Flammodo,

    was mich aufgefallen ist ist:
    -USB mit Umschalter: selbst mit USB 1 glaube ich kaum dass es funktionieren kann (Impedanzproblem). Auf eine eigene Platine mit Impedanzkontrolle ist noch 12Mbit/s möglich. Schneller kann man vergessen. Warum nicht einfach zwei getrennten USB?
    -Auch wenn USB eine differentiale Signal Übertragung hat, kann man nicht die USB Versorgung irgendwo anschliessen und die Datenleitung an einer andere Stelle. Du wird durch den Step-up ordentlich Gleichtakt Störung bekommen. USB ist nicht wie RS485 gegend sollche Störungen robust.
    - Nach dem Step up sind beide Leitungen +5V. Irgendeine müss Masse sein.
    -Das HDMI Display mit Kontroller frisst bestimmt viel Strom. Die 2x2,5W Lautsprecher auch. Dafür muss der step-up stark sein (wesentlich stärker als was ich dir früher empfohlen habe). Was hast du gerechnet? Kann die Schutzplatine auch so viel Strom?
    -Funk Keyboard an LiPo fest verdrahtet: Warum? Wenn es nur mit der Odvoid CO kommunizieren sollte aber am Batterie verkabelt ist, würde ich gleich per USB ohne Funk an der Hub anschliessen. Funk Tastatur macht nur Sinn mit eingebauter Batterie, also ohne Kabel.
    - Funk Tastatur, WLAN und fliegende Schaltregler (step-up)... Da soll man aufpassen (Frequenz, Schirmung und Abstände). Billige China Schaltnetzteile sind nicht die ruhigsten.

    Probiere es einfach Stück für Stück, Murphy wird so wie so selber entscheiden...

    Viel spass beim Basteln,
    Fg, Gael
     
  19. Flammodo

    Flammodo

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    Hallo Gael,
    danke für die vielen Antworten!

    Ich versteh noch nicht ganz, welchen USB du beim ersten Punkt meinst.

    Was müsste ich denn dann machen, die 5V stabilisieren? Das geht eigentlich nur so, da ich für die Touchfunktion zwei wechselbare Eigänge benötige. Müsste ich sonst einen vierfach Umschalter auch für Masse und 5V nutzen?

    Ja das ist klar, das habe ich nicht so klar beschriftet.

    Naja, max. 1A benötigt das und die Lautsprecher lasse ich wohl weg. Das hab ich gerechnet und da der Odroid auch nichtmal 1A zieht müsste das reichen.

    Das ist mir klar, allerdings kann ich hier auf Grund der Größe nur diese Tastatur verwenden und die hat nunmal einen Funkempfänger. Sonst hätte ich das anders gemacht. Mit der Funkfrequenz und so muss ich mich aber nicht beschäftigen, das ist ja alles fertig.

    Ok. ich werde es ausprobieren, Stück für Stück...


    Danke für die Hilfe
    Joscha Kah
     
  20. Gael

    Gael

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    Fur Punkt 1 meine ich der USB mit Umschalter. Ein 4 Fach währe ja besser. Mass, +5V und die zwei Datenleitungen mussen zusammen bleiben und die Datenleitungen verdrillt sein. Am besten probieren.

    Die 5V Stabilisieren bringt beim Gleichtaktstörung nicht. Einfach die vier USB Leitungen zusammen beibehalten und so kurz wie möglich lassen (also < 1 m). Normalerweise muss den USB Schirm auf beide Seite liegen. Mit der Umschalter wird nicht so einfach sein.

    Wenn das Display nur 5W braucht, wäre noch im Ordnung. Es ist aber etwas klein oder?
     


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