LiPo-Nutzung während des Ladevorgangs: zwei Zellen (eine beim Laden, eine unter Last)

Die von Ihnen gezeigte Schaltung ist im allgemeinen Betrieb im Wesentlichen in Ordnung, hat jedoch den erheblichen Nachteil, dass sie, wie beschrieben, beide Batterien tiefzyklisiert und die Batterielebensdauer verkürzt, selbst wenn Sonnenenergie verfügbar ist > erforderliche Lastenergie. Sie können dies weitgehend überwinden, indem Sie radeln, wenn Vbat nur leicht fällt. Der Umschalter kann mit 2 x MOSFETs und einem Komparator automatisiert werden.

Wenn Sie manuell umschalten, erhalten Sie einen Umschalt-"Blip", den die 50 uF nicht viel begrenzen werden. 50 uF fallen 1 Volt in 50 Mikrosekunden bei 1A ab, also in 25 uS bei 2A. Ihr Schalter müsste "ziemlich schnell" sein, um dies zu erreichen. Der Komparator plus zwei MOSFETs als Schalterlösung „behebt“ dies durch eine entsprechend schnelle Umschaltung. Es gibt jedoch möglicherweise bessere Möglichkeiten.

Wenn Sie die Batterie über einen Ein-Aus-Schalter an die Last und das Ladegerät direkt an die Batterie anschließen (unter der Annahme einer internen Diode oder eines Äquivalents), funktioniert die Schaltung in den meisten Fällen einwandfrei. Probleme können auftreten, wenn Sie ein fortschrittliches Ladesystem verwenden (z. B. MPPT einiger Geschmacksrichtungen), aber in den meisten Fällen sollte es kein Problem geben. Es kann einige interessante "Randbedingungen" geben (siehe unten).

Halten:

Annehmen:

• Ladegerät in der Lage > 2A - sagen wir 2,5A.
• Batterie max. Icharge = 2,5 A (vom Ladegerät eingestellt)
• Belastung = 2A.
• Akku sagt 50% geladen.
• Das Ladegerät ist in der Lage, CC/CV-LiPos richtig aufzuladen, mit Vmax = sagen wir 4,2 V und Schwanz, sagen wir 20 % von Imax = 20 % x 2,5 A = 500 mA.
• Das Solarladegerät sollte in der Lage sein, eine im schlimmsten Fall entladene Batterie sicher aufzuladen - aber das liegt wirklich außerhalb des Bereichs der Frage.

Ladegerät sieht Ladung halbgeladener Batterie + 2,5 A = > 2,5 A. Ladegerät "macht was es kann" und liefert 2,5A.
Batterie lädt im CC-Modus bei 2,5-5 = 0,5 A.
Systemspannung = Batteriespannung steigt an, wenn die Batterie aufgeladen wird.
Wenn / wenn die Batterie die maximale Spannung erreicht (dh Vbattery = sagen wir 4,2 V), kehrt sie zum CV-Schwanz (4,2 V) zurück.

Randbedingung: Wie oben erwähnt, verbirgt das Vorhandensein des Laststroms den "Schweifstrom"-Zustand der Batterie vor dem Ladegerät. Wie folgt:
Das Ladegerät sieht jetzt 2 A Laststrom + Batterie-CV-Schwanzstrom.
Da der Laststrom den Batterieschwanzstrom überschwemmt, wird das Ladegerät niemals „auslösen“, das Laden der Batterie und das Laden wird unbegrenzt fortgesetzt, solange der Batterieschwanzstrom + Laststrom > 500 mA ist. Wenn Sie den Akku in diesem Modus "den ganzen Tag, jeden Tag" laden und ich immer > 500 mA lade, würde der Akku Schaden nehmen. Wird die Last jedoch gelegentlich entfernt oder auf << 500 mA reduziert, schaltet das Ladegerät ab.

Wie wichtig dies ist, hängt von den Last- und Ladeeigenschaften ab, und ein Blick auf die typischen Last-Zeit-Situationen ermöglicht es Ihnen zu beurteilen, was zu tun ist.

Es gibt verschiedene "Workarounds". Eine einfache Möglichkeit besteht darin, den Ladevorgang bei Vmax mit einem CV-Stromschwanz zu stoppen. Dies reduziert die verfügbare Akkukapazität auf etwa 80 % bis 90 % dessen, was Sie sonst erhalten würden – und verlängert die Lebensdauer des Akkus.

Das Umschaltsystem ist nicht ohne negative Auswirkungen auf die Batterien.
Wenn Sie sich auf beispielsweise 3,3 V entladen, führen Sie effektiv mehrere Tiefentladungszyklen durch, und die Lebensdauer der Batteriezyklen ist gering.

Wenn Iload < Icharger_available ist, KÖNNTEN Sie die Last auf dem Solarladegerät betreiben, ohne dass die Batterie beteiligt ist. Das Wechselschaltersystem berücksichtigt dies jedoch nicht und zykliert die Batterie unnötigerweise und verkürzt ihre Lebensdauer.

Das Folgende ist nur ein "Ideenstarter".
Wenn Vp[v hoch genug ist, versorgt es die Last direkt.
Wenn Vpv hoch genug ist und die Batterie geladen werden muss, wird sie auch geladen.
Die Diode D1 ist als 1n5819 dargestellt, wäre aber idealerweise ein MOSFET, der als Diode mit "Nullspannungsabfall" angeordnet ist. Wenn das Panel nicht genug Strom für die Last liefert, trägt der Akku bei.
Diese Schaltung "braucht Arbeit", hat aber das Zeug zu einem nützlichen System.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

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