Obvod nabíječky baterií s vysokým proudem Li-Ion

Příspěvek vysvětluje vysokonapěťový obvod nabíječky Li-Ion baterií, který lze použít k nabíjení jakéhokoli vysokého proudu, jako jsou akumulátory 2S3P, 3S2P. Lze jej také použít k nabíjení jiných podobných lithium-iontových baterií s vysokým hodnocením Ah z baterie automobilu nebo nákladního vozidla. Nápad požadoval pan Neil

Nabíjení 8800 mAh Li-Ion sady

To je možná velmi drzé, abych vás požádal o pomoc, ale moje designové dovednosti jsou omezené v elektronice a jako dobrovolník můj rozpočet je omezený.

Jsem dobrovolníkem místní organizace pro vyhledávání a záchranu (Suffolk Lowland Search and Rescue), jsme v pohotovosti 24 hodin denně 365 dní v roce, naše práce zahrnuje hledání kohokoli, kdo zmizel v Suffolku (a sousedí s krajem).

Hledání se často odehrává v hodinách temnoty a my zvlášť potřebujeme dobré pochodně, které musí být připraveny k akci ve chvíli.

Jsem součástí týmu pro záchranu horských kol, velmi rychle pokrýváme terén a dokážeme mnohem rychleji prohledávat cesty než týmy pro nohy, světla jsou opět velmi důležitá a doufám, že zde můžete pomoci.

Nedávno jsem si koupil světlo Cree LED pro své kolo, je napájeno 8,4V Li-ion 8800mAh baterií, mám 2.

Tyto jednotky byly dodány s nabíječkou napájenou ze sítě (240 V UK) a chtěl bych je nabíjet v autě, kde je motocykl uložen.

Všiml jsem si, že už jsi navrhl některé nabíjecí obvody pro tento typ baterie a zajímalo by mě, jestli byste mohli upravit svůj design, aby bylo možné nabíjet z 12v automobilového obvodu na tyto specifikace baterií.

Obvod vozidla se přepne se zapalováním. Jsem velmi schopný konstrukci obvodu, jsou to jen moje konstrukční schopnosti, které jsou omezené!

Velmi oceňuji, kdykoli to budete trávit, pomůže to nejen mně, ale potenciálně i jakékoli ztracené podrážce v Suffolku.

Nejlaskavější pozdravy,

Neil.

Design

Zobrazený vysokonapěťový Li-Ion nabíjecí obvod baterie je vybaven pro nabíjení jakékoli Li-ion baterie až do 5 AH se zobrazeným IC2, nebo pro 10AH baterie, pokud je IC2 vhodně vyměněn s LM396

LM338 IC2 je univerzální IC regulátor napětí, který lze speciálně konfigurovat pro nabíjení článků Li-Ion se základními vlastnostmi, jako je konstantní proud a konstantní napětí.

Výše uvedený design je konfigurován jako Li-ion nabíječka s konstantním napětím, protože předpokládáme, že vstupní zdroj bude konstantní proud.

V případě, že vstupní napájení není omezeno proudem, lze IC2 rozšířit o efektivní funkci konstantního proudu. Budeme o tom diskutovat na konci tohoto vysvětlení.

Konstrukce se skládá ze dvou základních stupňů, stupně regulátoru napětí IC2 a stupně odpojení IC1 při nabíjení.

IC2 je konfigurován ve své standardní formě regulátoru napětí, kde P1 funguje jako ovládací knoflík a lze jej upravit tak, aby generoval požadované nabíjecí napětí přes připojenou Li-ion baterii na výstupu.

IC1 pin3 je snímací vstup IC a je zakončen přednastavenou P2 pro usnadnění nastavení úrovně přepětí.

Přednastavená P2 je upravena tak, že když baterie dosáhne své plné hodnoty nabití, napětí na pin3 se jen zvýší než pin2, což má za následek okamžité maximum na pin6 IC.

Jakmile k tomu dojde, maximum z pin6 se zablokuje na pin3 s trvalým high přes R3, D2, čímž zmrazí obvod v této poloze. Pamatujte, že tato západková síť je volitelná, můžete ji, pokud chcete, odstranit, ale Li-ion baterie nebude trvale odpojena, spíše přerušovaně zapíná / vypíná v závislosti na prahu plné úrovně nabití baterie.

Výše uvedená výška je také dodávána na základně BC547, která okamžitě uzemňuje kolík ADJ IC2 a nutí jej, aby vypnul své výstupní napětí, čímž odpojí napětí na Li-ion baterii.

Červená LED nyní svítí, což indikuje úroveň plného nabití a podmínky odpojení obvodu.

Kruhový diagram

Design PCB

Seznam náhradních dílů pro navrhovaný obvod nabíjení lithium-iontových baterií s vysokým proudem 12V / 24V

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 ohmů
• P1, P2 = 10 K předvoleb
• R3, R4 = 10K
• D1, D5 = dioda 6A4
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 Venerova dioda 1/2 watt
• IC1 = 741 operační zesilovač pro vstup 12V, LM321 pro vstup 24V
• IC2 = LM338

Jak nastavit obvod.

1. Zpočátku nepřipojujte na výstup žádnou baterii a otáčejte P2 tak, aby se jeho posuvník dotýkal konce země, jinými slovy upravte P2 tak, aby pin3 byl na nule nebo na úrovni země.
2. Přiveďte vstupní napětí, upravte P1 tak, aby se na výstupu, kde má být připojena baterie, dosáhlo požadované úrovně napětí, v této poloze se rozsvítí zelená LED.
3. Nyní velmi opatrně posuňte P2 nahoru, dokud se červená LED jen nerozsvítí a nezaskočí v této poloze, zastavte další pohyb P2, potvrďte zelenou LED zhasnutím v reakci na červené LED osvětlení.
4. Okruh je nyní nastaven na požadované vysoce aktuální nabíjení Li-ion z autobaterie nebo jiného zdroje 12 / 24V.

Přidání prvku s konstantním proudem do výše uvedeného návrhu

Jak je ukázáno níže, výše uvedený design lze dále vylepšit přidáním funkce řízení proudu, díky níž je navrhovaný obvod pro vysokonapěťovou Li-ion nabíječku dokonalý s vlastnostmi CC a CV, tedy s vlastnostmi konstantního napětí a konstantního proudu.

Zjednodušený design

Zatímco výše vysvětlené obvody jsou skvělé svými vlastnostmi a fungováním, použití LM338 činí design trochu složitým a nákladným.

Trochu vrtání odhaluje, že aplikace by mohla být spíše implementována pouze pomocí jediného operačního zesilovače a proudového ovládání založeného na BJT, jak je znázorněno níže:

Na invertující vstup IC je zaveden kondenzátor 1uF, který zajišťuje, že IC při napájení vždy začíná s výstupem na kladné hodnotě. To zase umožňuje zaručené zapnutí výstupního tranzistoru a umožňuje zablokování připojené baterie v procesu nabíjení.

Koncept byl důkladně otestován, lze vidět video důkaz tady.

UPOZORNĚNÍ: U VŠECH VÝŠE UVEDENÝCH KONCEPCÍ REGULACE TEPLOTY BATERIE NENÍ ZAHRNUTA, PROSÍM SE PROSÍM SEŘAĎTE AKTUÁLNĚ NA ÚROVNI, KTERÉ NEZPŮSOBUJE TEPLOTU BATERIE, KTEROU DOSÁHNE NAD 35 STUPNŮ Celsia.