¿Cambiar de una batería a otra cuando una está descargada/desconectada?

Estoy tratando de descubrir cómo cambiar la fuente de alimentación de una batería a otra cuando una está muerta o desconectada. el circuito debe poder detectar la pérdida de energía en la batería descartada y cambiar a la batería principal . y tener un tiempo de conmutación rápido o un condensador para alimentar el dispositivo durante la conmutación.

Para qué sirve: Quiero poder llevar baterías externas en mi avión RC y usar estas baterías primero. Cuando se descarguen, quiero dejarlos caer (cuando sea seguro y sí, es legal dejar caer cosas desde una embarcación RC cuando se garantice la seguridad adecuada. Planeo dejarlos caer cerca de mí con pequeños paracaídas para que puedan recuperarse y reutilizarse) el El interruptor debe ser rápido para no reiniciar el controlador de vuelo o el controlador electrónico de velocidad (ESC) y así no perder la señal GPS.

El voltaje más bajo en la batería (droppable) sería de 12,2 V y el ESC y el controlador de vuelo pueden funcionar hasta 7 V. El sistema con el motor al 0% del acelerador consume alrededor de 700 mA (el OSD generoso muestra 600 mA).

actualización: en respuesta a la respuesta de @DonJoe. ¿El circuito se vería así?ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Puedes hacer arreglos para acelerar y planear por una fracción de segundo durante el cambio? De esa forma, el cambio ocurrirá a un nivel de corriente modesto en lugar de a 50A. Esto hará que sea mucho más fácil mantener el voltaje durante el cambio.
Eso es muy factible, pero me gustaría tener algo de margen de error en caso de que necesite acelerar por algún motivo (no WOT). Puedo ver el consumo actual en mi visualización en pantalla.
De todos modos, el avión tiene que llevar todo el peso de todas las baterías, entonces, ¿cuál es el punto de dejarlas caer? ¿Por qué no usar una batería más grande?
¿Va a utilizar uno de los canales de su receptor para realizar la conmutación? Quiero decir, ¿tiene la capacidad de generar una señal en el momento en que desea que ocurra el cambio? No tenemos que resolver esa parte, ¿verdad?
Defina el tiempo de conmutación "rápido"... ¿qué necesita?
@Bruce Abbott: sí, al principio el avión tendrá que transportar la carga completa, pero una vez que las baterías que se pueden desechar están agotadas, son solo peso muerto. Siento que si los dejo caer, ahorraré peso y usaré menos acelerador para volar.
@mkeith: Mi plan era usar un servo para liberar las baterías y tener un conector que fuera fácil de separar y que se desconectara cuando la batería se cayera. cuando el circuito detectaba una pérdida de energía, cambiaba a la batería principal interna.
@SolarMike: no tengo idea de cómo definir "rápido". Supongo que dependería del sorteo actual en esa instancia específica. cuanto mas rapido mejor
Bien, entonces tiene que detectar la pérdida de energía en la primera batería y luego habilitar la segunda batería en respuesta. Por favor agregue eso a la pregunta. Y dos cosas más. ¿Cuál es el voltaje más bajo al que dejará que la batería vaya antes de desecharla? Y a partir de ese voltaje, ¿cuánto más puede caer el voltaje sin restablecer potencialmente el ESC? Esto ayudará a determinar qué tan rápido debe ser el cambio usando un tamaño de condensador razonable.
"Siento que si los dejo caer, ahorraré peso y usaré menos aceleración para volar", pero inicialmente necesitará más aceleración para volar porque está manejando un avión pesado con una batería pequeña. Después de tener en cuenta el peso adicional del mecanismo de eyección, los paracaídas y la electrónica de control, apuesto a que la mejora de la resistencia será marginal.
actualizado el OP. @BruceAbbott, tal vez sea cierto, pero tengo carga de sobra y estoy limitado en el almacenamiento interno. son como tanques de caída en un jet real, toma más combustible para mover el combustible extra...
Necesita un paracaídas grande y una batería bien protegida para obtener una velocidad de descenso segura, las baterías eyectables deben colocarse directamente sobre/debajo del centro de gravedad y, a pesar de que no encajan internamente, aún necesita un lugar para colocarlas (no en las alas porque necesitaría expulsar dos baterías simultáneamente para mantener el centro de gravedad lateral). Los mecanismos de lanzamiento de paracaídas y los circuitos de cambio de batería son puntos potenciales de falla que reducirán la confiabilidad. Es una idea que parece buena, hasta que consideras todos los detalles.
Me gustan tus comentarios Bruce. Estas son definitivamente cosas a considerar, pero me gusta jugar :)
Será muy difícil hacerlo de esta manera. Sería mucho mejor si se pudiera usar una señal para activar el cambio de batería. Entonces la celda gastada podría caerse. Tendría que usar un umbral de bajo voltaje como evento desencadenante. Eso sería algo así como un comparador y una referencia. Y tendría que estar diseñado para que una vez que cambie, no pueda volver a cambiar hasta que se reinicie manualmente o algo así. Y luego hay que tener en cuenta el ruido. Bastante desafiante, diría yo, para conseguir algo que funcione bien.
Pensé un poco anoche, ¿no podría simplemente usar un relé DPDT, con sus comunes conectados a la posición positiva y negativa del ESC/FC y un condensador en paralelo con ellos? el lado NC de los contactos iría a la batería principal y el lado NO iría a la batería desechada. la bobina se apagará de la batería desechada hasta que le indique al servo que deje caer la batería, en ese momento la inercia de la batería que cae desconectaría el conector, lo que permitiría que el relé cambie al lado NC.

Respuestas (2)

Desea investigar un poco sobre los circuitos de respaldo de batería construidos alrededor de un SCR (un rectificador controlado por silicio).

El principio básico será algo como el siguiente diagrama, pero incorporando dos baterías en lugar de una batería de respaldo de una fuente de alimentación de CA rectificada:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Estudié este circuito en un curso de electrónica de potencia en la universidad. La lámpara se ilumina inicialmente por la CC rectificada del transformador, y la batería se carga simultáneamente con esa misma corriente CC. Si hay una interrupción en la señal de CA que impulsa el transformador, la batería se descargará a través de R2, activando la compuerta del SCR y permitiendo que la corriente de la batería fluya a través del SCR hacia la lámpara.

Sé que esto no es exactamente lo que está buscando, pero creo que debería ser un buen punto de partida para su solución. Solo necesitará hacer algunos prototipos/experimentación con circuitos SCR.

¿Cuál es la caída de voltaje en SCR1 cuando conduce 50A? Con esa caída de voltaje, ¿cuánta potencia disipará?
¿R1 es la carga? el motor y el sistema tirarán de unos 40 amperios a máxima potencia.
La lámpara es la carga en este circuito; R1 está actuando para limitar la corriente de carga extraída a través de D3 hacia la batería. La caída directa en el SCR dependerá del SCR específico elegido, pero cerca de 1 V es una aproximación razonable, por lo que se debe esperar una disipación de 50 W por parte del SCR.
¿Puedes explicar cómo funciona este circuito? Sé que cuando se pierde la alimentación de CA, la batería se activa, pero eso es solo porque dijiste que era una batería de respaldo.
En este circuito, XFMR1 reduce la CA de alto voltaje y D1/D2 la rectifica. En su aplicación, esta sección sería reemplazada por su batería principal.
La corriente CC rectificada es suavizada por C1 y fluye a través de LAMP1 (la carga principal). Simultáneamente, esta CC rectificada fluye a través de D3 hacia el terminal positivo de la batería. En este momento, no se extrae corriente de la batería ya que existe un potencial mayor después de D3 que los 9V de la batería.
Si se interrumpe la fuente de CA, la batería queda repentinamente libre para generar corriente. La corriente continua pasará a través de R2 y activará la compuerta del SCR, lo que le permitirá conducir de ánodo a cátodo. La batería ahora está suministrando corriente a través de SCR1 para impulsar la lámpara.
Bastante seguro de que no encontrará un SCR que pueda manejar la corriente sin disipar una cantidad irrazonable de energía.
Creo que el elemento de conmutación tendrá que ser un MOSFET.
Es cierto que MOSFET podría ser una mejor solución para minimizar la disipación de energía, pero me arriesgo a que aún vea una buena cantidad con una corriente continua de 50 A.
Sí. De manera realista, probablemente tendrá que haber varios MOSFET en paralelo, como se hace en los BMS de alta corriente.

Si ya tiene algún tipo de microcontrolador programable a bordo, algo como un PMIC OR-ing podría ser otra posible solución. Si usó un LM5050-1 con un MOSFET de canal N externo, podría salirse con pérdidas mucho menores que las que tendría un diodo. La programación sería tan simple como escribir el pin de apagado alto en su batería principal hasta que quisiera usarla, momento en el que escribiría el pin de apagado bajo y la corriente comenzaría a fluir fuera de él. El LM5050-1 de la batería secundaria la protegería contra la corriente inversa hasta que se le caiga.

Simplemente usaría sus dos baterías en lugar de las fuentes de alimentación que se muestran aquí

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