Выбор аккумуляторов для полевого питания

[GoBlin]

Коллега, а можно чуть поподробнее про напряжение? Я пол-темы переживал за превышение, вон людей обидел зазря

Как получилось зацепить банки, чтоб вышло 12+? Только медленно и поэтапно, как гуманитарию

[Слесарь]

Да как бы просто. Дело в том, что 3,7 вольт - это номинальное напряжение. А полностью заряженный Li-ion аккумулятор имеет напряжение 4,2 +/- 0,05 вольт. Т.е., 4,2 х 3=12,6 вольт. Но! Это напряжение полностью заряженного аккумулятора. Если взять номинальные 3,7х3=11,1вольт. Если нужно ровные 12 вольт, тогда ещё одну, четвертую банку добавлять+стабилизатор какой нибудь.

[GoBlin]

А, ага, примерно понял, спасибо.
Всё-таки без "контроллера" никак, хоть в самой зачаточной форме.

[Слесарь]

Всё-таки без "контроллера" никак, хоть в самой зачаточной форме.

Это про какой контроллер говоришь?

[GoBlin]

Вот про это:

Если нужно ровные 12 вольт, тогда ещё одну, четвертую банку добавлять+стабилизатор какой нибудь.

У меня была мысль получать стабильные 12 В, чтобы не было просадки по мощности, когда сборка разрядится. И что важнее, чтоб не спалить радио, когда акумы будут свежезаряженные

[Сергей]

Борис, контроллер нужен для устройства заряда Li-pol аккумуляторов, ты же говоришь об опасности спалить потребитель (радио). Слесарь же тебе пишет, что если есть сомнение в том, что твой потребитель (радио) выдержит напряжение более 12,6 вольта, то нужно применить стабилизатор напряжения, ограничивающий эту величину на требуемом уровне. Просто ставим КРЕНку вольт на 11-12 и спокойно эксплуатируем наше "нежное" радио.
Если интересует точный подбор напряжения стабилизации, пиши в личку.
Вообще, если говорить о часто применяемых герметичных кислотных аккумуляторах, то у них тоже напряжение свеже заряженного отнюдь не 12,6. Может быть и 13,8 вольта, однако под нагрузкой начинает падать и опять же не особенно задерживаясь на 12,6. Разряжать кислотный аккум ниже 10,5 вольт не стоит - начинаются необратимые процессы, ведущие к потере емкости и выходу из строя. Мой аккум (свинцовый) под нагрузкой через 15 минут показывает 12,3. А через час 11,5. Так что стабильных 12,6 ты не получишь нигде. Более стабильно под нагрузкой себя ведут никель-кадмиевые. У них разрядная характеристика имеет очень продолжительный участок в рабочей зоне. Как ведут себя Li-pol я не знаю, но и стабилизировать выходное напряжение для них тоже не вариант. В случае стабилизации излишек уходит в тепло и ценное электричество греет атмосферу. Если для стабилизации использовать КРЕНку, то падение напряжения на ней будет 2 вольта и при токе даже в 0,5 ампера мы теряем 1 ватт электричества. Так что лучше иметь радио с достаточно высоким верхним допуском по напряжению, нежели чем иметь головняк со стабилизацией и потерей эффективной мощности источника.

[GoBlin]

Ага, Сергей, попробую уложить это в голове
А вот то, как user5201 тут http://cianet.info/viewtopic.php?p=53490#p53490 формулировал - для будущего трансивера какие значения предполагаются? Хотя считать надо не только радио, а и тюнер, если он автоматический. Или он потребляет только в момент перестройки?

[Слесарь]

Поделюсь своими размышлениями по теме.
Никель-кадмий из плюсов имеет хорошую морозоустойчивость, большое кол-во циклов разряд-заряд. Но пресловутый эффект памяти сводит на нет его плюсы. Да и в продаже его практически не видно уже.
Никель-металгидрид. Эффект памяти "смазан" до 10-15% (источники в цифрах разнятся) по сравнению с никель-кадмием. Представляет интерес серия ENELOOP, у которой очень низкий саморазряд и увеличено кол-во циклов разряд-заряд. Емкость не превышает 1900. Есть серия Pro. Емкость увеличена до 2500, но кол-во циклов снижено. Сам сейчас жду партию из Китая для экспериментов. Отмечу еще, что зарядку аккумуляторов данного типа довольно легко осуществляется, скажем так - "на коленке".
Свинец. Из плюсов - цена. Остальное минусы.
Li-ion. Написано уже много, потому много писать не буду В типоразмере 18650 максимальная емкость не превышает 3400 на данный момент. Все что свыше - от лукавого. Часть аккумуляторов идет с защитой от переразряда и перезаряда. Это такая маленькая плата на аккумуляторе, немного увеличивающая его высоту. Продлевает жизнь аккумулятору. После экспериментов с АКБ от ноутбука в случае положительного результата буду заказывать в Китае партию. Вообще же литий по ряду причин (в подробности не буду углубляться) считаю наиболее подходящим для данного дела.
Теперь конкретно по делу. Для питания р/аппаратуры требуется номинальные 13,8 вольт (+/-15%). Вроде как лучше подходит сборка из 4S (4 последовательно). Но максимальное напряжение тут 16,8, что выше "положенного" на 1 вольт. К тому же тот же FT-817 по отзывам такого перебора по напряжению не любит. Первая мысль - поставить в цепь последовательно гасящие диоды. Сколько - надо подбирать. В среднем один диод "гасит" 0,1-1,2 вольта. Из минусов - теряем часть мощности на диодах, напряжение не стабилизировано, как того требует ТУ заказчика .
Второй вариант. Найти какой нибудь стабилизатор напряжения, желательно импульсный (КПД больше). Это надо "шарится" в Интернете по магазинам. Может что отыщется. Можно из аналоговых стабилизаторов что нибудь посмотреть. Из минусов - падение напряжения, как правильно отметил Сергей.
Есть еще такой момент. Как выше я писал, для питания р/аппаратуры требуется номинальные 13,8 вольт (+/-15%). По факту для большинства р/аппаратуры фактический нижний порог еще ниже. Это я к тому, что в ряде случаев можно обойтись 3S (три последовательно Li-ion). В этом случае избавляемся от стабилизатора напряжения (или "гасителя"), что повышает КПД и надежность системы. Да, возможно теряем часть мощности р/аппаратуры, но насколько это падение будет критично?
Есть третий вариант: Power Bank на 12 вольт. Т.е., сборка аккумуляторов на номинальные 3,7 вольта + преобразователь до 12 вольт. В итоге стабилизированные 12 вольт, низкая надежность (теоретически), возможная дополнительная помеха.
Вообщем, мыслей гора

[Сергей]

То GoBlin.
Автоматические тюнеры потребляют только в момент настройки, потом почти не жрут (только на поддержание спящего режима процессора).
Слесарь все грамотно расписал и под каждой его строчкой я готов расписаться . Проблема с питанием пока не решена однозначно, да и навряд ли в ближайшее время стоит ждать чего-то из ряда вон.
Пока писал свой опус, Слесарь все изложил и добавить мне особо нечего. Позже просто выложу примеры подхода.

[user5201]

Чтобы не тратить много электричества «на обогрев Сибири», можно подцепить вместо БМС пищалку (ссылки ниже), она будет мониторить и сигналить о падении/превышении напряжения на каждой банке. Границы программируются. Подключение параллельное, т.е. нет никаких ключей и нечему там падать, но пищит громко, а это может демаскировать… хотя паяльник Вам в руки :)

Сами же банки могут быть в кроватках, при разряде просто меняются на свежую банку. И не надо ничего балансировать и подбирать. Это очень удобно, если трансивер запитывается разными напряжениями, ну чтобы уйти от линейных стабов внутри трансивера. Например: украинский самодельный трансивер (забыл название), там несколько лин. стаб-ов, вот их можно цеплять к другим банкам, на меньшее напряжение. В результате падает потребляемая мощность.

http://www.aliexpress.com/item/wholesal ... 90843.html
http://www.aliexpress.com/item/AOK-5-In ... 24588.html
По типу таких, но можно найти дешевле у других продавцов.

[GoBlin]

Спасибо большое всем отписавшимся, но пока толком не допёр, как что к чему. Буду вникать. Подвернулась ещё статейка на английском (я ищу за океаном мудрости, как всегда ), переведу - покажу.

[Слесарь]

Ну что могу сказать еще по данной теме... Ту сборку, про которую я писал выше (см. от 17.07.2016, 23:59), я испытал. Работает все прекрасно. Хватает на 8-9 часов работы 817-го в режиме приема. При ТХ конечно меньше получается. Максимальное напряжение - 12,6 вольт(это при зарядке). При подключении к р/станции падает до 12,1-12,3 вольт (RX). Минимальное напряжение при разрядке АКБ - примерно 9,5 вольт, что все равно больше минимального рабочего напряжения 817-го.
Вывод. Слышал-читал и раньше, что Li-ion-ые АКБ применяются в для питания любительской р/аппаратуры. Но одно дело про это слышать, другое самому попробовать. Скажу, что остался доволен. Сейчас рассматриваю варианты приобретения Li-ion для сборки более емкого АКБ. Примерно на 10-12 Ач. При этом будет предусматриваться возможность питания другой р/аппаратуры. К примеру - некоторые портативки.
Из недостатков - требуется "хитрая" зарядка в виде IMAX B6.

[GoBlin]

Финская самоделка тоже на 18650: http://www.survivaltechnology.net/qrp-u ... k-project/

[Слесарь]

Только вот фейс у дядьки (того что на видео) не финно-угорский что-то...
У меня тоже есть соблазн соединить по схеме 4S. Только единственное препятствует - напряжение при полной зарядке тут 16,4 вольта. 817-му же (под него создаю "схему") больше 16 вольт и больше противопоказано. А это для меня критерий... Но делать собрался как и у того "дядьки" - в кейсах для аккумуляторов (несколько штук). Думаю, что в них, соединительных проводах, разъемах сумеется погасить лишние пол-вольта. Если же нет, то остается 3S. BMS-плата будет отсутствовать - думаю применять защищенные аккумуляторы. Вообщем, посмотрим...

[user5201]

Лень писать длинную портянку "почему защищённые аккумы - не гуд". Скажу кратко: если есть возможность их не применять - лучше не применять. Если Вы делаете последовательное соединение Х аккумов, то BMS или пищалка будет лучше в Х раз.
Почему? Потому что защита одного аккума состоит из BMS`а на один элемент, а там есть ключ, на котором падает напруга, КПД и так на каждом последовательном элементе... клёва, да? У одного BMS`а на несколько банок только один ключ, который отрубает сразу всё, поэтому КПД больше в разы.

[Слесарь]

В том то и дело, что BMS из-за отказа одного аккумулятора отключает всю батарею. И это если и актуально, то лишь при последовательном подключении. При параллельно-последовательном подключении не вижу в этом смысла. Если откажет в одном блоке параллельно-подключенных аккумуляторах один аккумулятор, то его собственная защита и отключит. Другие будут продолжать работать штатно. Просто уменьшится общая емкость. А такие минусы как ограничение разрядного тока и чуть больший габарит в данном случае не актуальны. Потери будут, но и то незначительные.

[user5201]

Ну как же так? Ведь у Вас наверняка есть позывной, что намекает на некоторую осведомлённость в физике, электротехнике и т.д. Ну как же два аккума с разным напряжением, включенные параллельно, будут отдавать одинаковый ток на нагрузку?
Если это не так (т.е. самый высоковольтный аккум будет отдавать больший ток, пока не просядет по напряжению до соседей), то все параллельные аккумы разрядятся до одинакового напряжения, вне зависимости от ёмкости. Т.е. отрубятся примерно в один и тот же момент, ну плюс минус пару секунд. Следовательно, необходимость в BMS для каждого аккума отпадает.

Теперь про КПД: как считали, то его падение незначительно? На ключе падает от 0.3 до 0.6 В, что почти 10% от напряжения аккума. Это при разряде, а при заряде ещё минус 10%, ведь заряжать собрались в полевых условиях, так? А там электричество килограммами не валяется. Получается минус 20% на обогрев Сибири своими силами и ношение 20% лишнего веса аккумов . Это при низковольтных ключах, а при 0.6В в тепло уйдёт около 40%, без учёта нагрева аккума, шестерёнок редуктора и генератора, и зарядник тоже поест немного.

Вы всё ещё хотите ёмкую батарею? Носить её на себе? Заряжать ручной динамкой?

[Слесарь]

Ведь у Вас наверняка есть позывной

Есть

Следовательно, необходимость в BMS для каждого аккума отпадает.

Считаю, что защита в данном случае лишней не будет. Пускай при медленном неравномерном разряде от неё толку не будет, но при повреждении какого то одного аккумулятора, или другой причины его преждевременного выхода из строя будет хоть какая то надежда и может быть даже гарантия того, что он не "утащит" за собой другие аккумуляторы.

Теперь про КПД: как считали, то его падение незначительно? На ключе падает от 0.3 до 0.6 В, что почти 10% от напряжения аккума...

Вы наверное пропустили моё предыдущее сообщение от 04.09.2016, 22:05. Там я упоминал, что мне нужно получить падение напряжения при соединении 4S специально, чтоб не усложнять конструкцию какими либо ограничителями и стабилизаторами. Если же соединение будет 3S, то тут действительно падение напряжение будет ощущаться, но опять таки лишь в конце разряда. Что по поводу потери емкости. Согласен, она будет. Вообще же, если на то пошло, я сам ещё не определился до конца с вариантом изготовления батареи. А определюсь, когда их (аккумуляторы) получу и поэкспериментирую, замерю по факту и напряжения и токи и емкость. Пока же еще вопрос этот на стадии сроков заказа аккумуляторов. С этим у меня более серьезная проблема - работа в тайге месяц через месяц.

Вы всё ещё хотите ёмкую батарею? Носить её на себе? Заряжать ручной динамкой?

Да, хочу Разница в весе незначительная (по мне), а возможность работать дольше уже возрастает. К тому же работа батареи предусматривается и на холоде. А это уже заведомое уменьшение емкости. Что касательно зарядки, заряжать собираюсь от сети: промышленная, автомобильная или иная. Возможно появятся еще какие либо варианты.

[user5201]

заряжать собираюсь от сети: промышленная, автомобильная или иная. Возможно появятся еще какие либо варианты.

А почему сразу не записаться от сети, без запар с аккумами?

[GoBlin]

user5201, тут суть в подходе к использованию оборудования. Насколько я понимаю, у Слесаря задача именно работать в эфире из полевых условий, без дополнительных вводных типа автономности вообще.