Cuándo leer el voltaje de la batería y la corriente de la batería durante la carga

Estoy usando un microcontrolador para conducir un convertidor reductor para cargar la batería de iones de litio (el microcontrolador proporciona PWM al convertidor reductor). Durante la carga, la corriente y el voltaje de la batería deben monitorearse constantemente para supervisar la carga. He usado ADC externos para monitorear el voltaje y la corriente de carga.

Para aprender a cargar celdas de iones de litio, estuve revisando un par de documentos. Estos documentos indican cuándo medir el voltaje de la batería y la corriente de carga durante la carga. El problema es que he leído dos tipos diferentes de métodos en dos documentos diferentes, y no estoy seguro de cuál es el correcto y cuál seguir.

1) Este documento de MicroChip dice medir tanto el voltaje como la corriente durante el ciclo de trabajo de PWM en el tiempo de APAGADO (cuando PWM es bajo)

Esto se puede ver (Pág. 6 "Sensor de voltaje" y Pág. 7 "Sensor de corriente").

2) Sin embargo, este documento de NEC diseña un cargador de batería que mide el voltaje de carga durante el ciclo de trabajo PWM del tiempo de APAGADO y mide la corriente de carga durante el ciclo de trabajo PWM del tiempo de ENCENDIDO.

Esto se puede ver (página 23, 6.3 Monitor de batería, también figura 6-6: Monitor de batería) y (página 37 donde se enumera el código, dentro de la función " void do_adc_conversions (void){ " dice " // mide la corriente de la batería si la salida del cargador está habilitada... // ...de lo contrario, medir el voltaje de la batería ").

Entonces, ¿alguien puede decirme cuál es el camino correcto a seguir?

Sus útiles sugerencias y comentarios serán apreciados.

¡Gracias!

No puede medir la corriente cuando el PWM está apagado porque entonces ... ¡no hay corriente!
No existe un solo método correcto y todos los demás métodos malos, cada inventor afirmará que su método es el mejor. Quizás solo medir el voltaje de la batería no es una buena información. Para determinar el voltaje, un pulso de descarga corto y una medida serían suficientes.
La hoja de datos obviamente tiene un error de copypasta porque está escrita por algún interno
@PlasmaHH como si un ingeniero no cometiera errores de copypasta (sic) ...
Es un error común en el código spaghetti.

Respuestas (2)

Tal vez se esté confundiendo ya que el PWM de ambos sistemas son para funciones diferentes. El PWM del documento Microchip controla el transistor convertidor reductor. Hay 2 PWM en el documento NEC, uno controla el transistor convertidor reductor, pero el otro controla un transistor de control de carga. Este último se utiliza para la decisión de medición de tensión y corriente.

Entonces, en el caso del documento NEC, es como menciona pjc50, no hay flujo de corriente cuando el PWM está apagado (para el transistor de control de carga), por lo que no puede medir la corriente allí. Tiene algunas ventajas de medir el voltaje de la batería cuando no se aplica corriente de carga (o descarga), ya que está más cerca del voltaje de circuito abierto real de la batería. Solo más cerca debido al efecto de relajación de las baterías, que está en una escala de tiempo de segundos a minutos, mucho más lenta que las señales PWM típicas.

¿Por qué exactamente resultaría en una operación errónea si mediría el voltaje y la corriente durante el tiempo de encendido del PIC PWM? No es realmente obvio para mí. La única pista que pude encontrar fue que el PWM se deshabilita y se ajusta después de las mediciones, lo que debe hacerse cuando el PWM es bajo (de lo contrario, obtendrá pulsos de PWM extraños).

Como la solución PIC implica un convertidor reductor pero no utiliza los transistores de control de carga, siempre habrá una corriente fluyendo hacia la batería independientemente del estado del PWM, por lo que no obtendrá el beneficio de acercarse al circuito abierto. Voltaje.

En general, desea obtener sus mediciones lo más cerca posible del voltaje de circuito abierto si está haciendo una indicación del estado de carga basada en el voltaje. Por lo tanto, idealmente, desea medir el voltaje si no entra o sale corriente de la batería y ha esperado algunos minutos para que la batería se asiente (efecto de relajación); por lo general, se omite la espera. La corriente introduciría un error debido a la resistencia interna, por lo que el voltaje que mide sería demasiado alto durante la carga y estimaría que el estado de carga es demasiado alto.

Para estar seguro, aún cambiaría del modo de corriente constante al modo de voltaje constante cuando el voltaje medido alcanza los 4,2 V, principalmente porque no controla la resistencia interna de la batería al mismo tiempo para calcular el voltaje interno de la celda. . (Y creo que ese enfoque de carga rápida se patentó recientemente por alguna razón)

La razón principal para medir el voltaje mientras la corriente de carga está desactivada es eliminar los errores causados ​​por la resistencia del cableado y del conector. Esto es particularmente importante cuando se cargan baterías de Nicad o NiMH, que requieren una medición precisa del cambio de voltaje para la detección de picos. La resistencia del conector puede variar aleatoriamente debido a una presión de contacto insuficiente, oxidación, movimiento de la batería en su soporte, etc.

Además, el cargador Microchip mide el voltaje de la batería en relación con la tierra, por lo que la resistencia de detección de corriente (que se encuentra entre el negativo de la batería y la tierra) también provocaría un error. El circuito NEC usa un amplificador diferencial para medir el voltaje en la batería, por lo que no tiene este problema.

El cargador Microchip puede leer la corriente durante el tiempo de inactividad de PWM para reducir los errores causados ​​por las corrientes de bucle de tierra. La corriente de la batería no cae a cero instantáneamente durante el tiempo de inactividad de PWM porque hay un condensador de filtro de 470 uF en la salida del convertidor reductor. El código fuente de I_SENSE() dice: -

      Notes: This function should be called after the PWM has
             just been turned-off, since this is the point of
             maximum current.

La descripción de la detección de corriente en la página 7 usa la frase 'período de descanso del ciclo de carga' cuando lo que realmente significa es 'período de APAGADO del ciclo PWM' (el 'período de descanso' suele ser un tiempo mucho más largo que permite que el voltaje de la batería para resolver).

En un convertidor reductor, la corriente no cae a cero ya que el inductor sigue impulsando la corriente, el condensador la suaviza aún más. Sin embargo, es una buena captura del comentario de la fuente.