Obvod nabíjačky batérií s vysokým prúdom Li-Ion

Príspevok vysvetľuje vysokonapäťový obvod nabíjačky batérií Li-Ion, ktorý je možné použiť na nabíjanie ľubovoľného vysokého prúdu, ako sú napríklad akumulátory 2S3P, 3S2P. Môže sa tiež použiť na nabíjanie iných podobných lítium-iónových batérií s vysokým Ah, z batérií osobných alebo nákladných automobilov. Túto myšlienku požadoval pán Neil

Nabíjanie 8800 mAh Li-Ion Pack

Je odo mňa možno veľmi drzé požiadať vás o pomoc, ale moje dizajnérske schopnosti sú obmedzené v elektronike a ako dobrovoľník môj rozpočet je obmedzený.

Som dobrovoľníkom miestnej organizácie na pátranie a záchranu (Pátranie a záchrany v nížinách v Suffolku), sme v pohotovosti 24 hodín denne, 365 dní v roku, naša práca spočíva v hľadaní každého, kto sa stratil v Suffolku (a susedí s krajom).

Pátranie sa často deje v hodinách tmy a osobitne potrebujeme dobré baterky, ktoré musia byť pripravené na akciu v čo najkratšom čase.

Som súčasťou tímu na záchranu horských bicyklov. Pokrývame pôdu veľmi rýchlo a dokážeme oveľa rýchlejšie vyhľadávať chodníky ako pešie tímy, svetlá sú opäť veľmi dôležité a dúfam, že tu môžete pomôcť.

Nedávno som si na bicykel kúpil Cree LED svetlo, je napájané z 8,4V Li-ion 8800mAh akumulátora, mám 2.

Tieto jednotky sa dodali so sieťovou nabíjačkou (240 V UK) a rád by som ich mohol nabíjať v aute, kde je bicykel uskladnený.

Všimol som si, že už si navrhol niekoľko nabíjacích obvodov pre tento typ batérie a zaujímalo by ma, či by ste mohli upraviť svoj dizajn tak, aby bol schopný nabíjať z 12V automobilového obvodu na tieto batérie.

Okruh vozidla sa prepne so zapaľovaním. Som veľmi schopný zostrojiť obvod, sú to iba moje dizajnérske schopnosti, ktoré sú obmedzené!

Veľmi si vážim kedykoľvek, keď to strávite, pomôže to nielen mne, ale aj potenciálne akejkoľvek stratenej podrážke v Suffolku.

S laskavym pozdravom,

Neil.

Dizajn

Zobrazený obvod nabíjania vysokonapäťových Li-Ion batérií slúži na nabíjanie ľubovoľných Li-ion batérií so zobrazeným IC2 až do 5 AH, alebo pre 10AH batérie, ak je IC2 vhodne vymenený s LM396

LM338 IC2 je univerzálny regulátor napätia IC, ktorý je možné špeciálne nakonfigurovať na nabíjanie článkov Li-Ion so základnými vlastnosťami, ako sú konštantný prúd a konštantné napätie.

Vyššie uvedená konštrukcia je nakonfigurovaná ako Li-ion nabíjačka s konštantným napätím, pretože predpokladáme, že vstupným zdrojom bude konštantný prúd.

Avšak v prípade, že vstupné napájanie nie je prúdovo obmedzené, môže byť IC2 vylepšený o efektívnu funkciu konštantného prúdu. Budeme o tom diskutovať na konci tohto vysvetlenia.

Konštrukcia pozostáva z dvoch základných stupňov, stupňa regulátora napätia IC2 a stupňa prerušenia nabíjania IC1.

IC2 je nakonfigurovaný v štandardnej forme regulátora napätia, kde P1 funguje ako ovládací gombík a môže byť nastavený tak, aby generoval požadované nabíjacie napätie cez pripojenú lítium-iónovú batériu na výstupe.

IC1 pin3 je snímací vstup IC a je ukončený prednastavenou P2 na uľahčenie nastavenia úrovne nadmerného napätia.

Prednastavená hodnota P2 je nastavená tak, že keď batéria dosiahne svoju hodnotu úplného nabitia, napätie na kolíku 3 sa stane len vyšším ako kolík 2, čo má za následok okamžité zvýšenie na kolíku 6 IC.

Akonáhle sa to stane, maximum z pin6 zapadne na pin3 s permanentným high cez R3, D2, čím zmrazí obvod v tejto polohe. Pamätajte, že táto západková sieť je voliteľná. Ak si prajete, môžete ju odpojiť. Li-ion batéria však nebude trvale odpojená. Radšej ju prerušujte zapínaním a vypínaním v závislosti od prahovej hodnoty úplného nabitia batérie.

Vyššie uvedená výška je dodávaná aj na základni BC547, ktorá okamžite uzemňuje kolík ADJ na IC2 a núti ho, aby vypol svoje výstupné napätie, čím preruší napätie lítium-iónovej batérie.

Červená dióda LED sa teraz rozsvieti a indikuje úroveň úplného nabitia a podmienky prerušenia obvodu.

Schéma zapojenia

Dizajn DPS

Zoznam náhradných dielov pre navrhovaný obvod nabíjania vysokonapäťových Li-ion batérií 12V / 24V

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 ohmov
• P1, P2 = 10 K predvolieb
• R3, R4 = 10K
• Dióda D1, D5 = 6A4
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 Venerova dióda 1/2 wattu
• IC1 = 741 operačný zosilňovač pre vstup 12V, LM321 pre vstup 24V
• IC2 = LM338

Ako nastaviť obvod.

1. Spočiatku na výstup nepripájajte žiadnu batériu a otáčajte P2 tak, aby sa jeho posúvač dotýkal konca zeme, inými slovami upravte P2 tak, aby bol pin3 na nule alebo na úroveň zeme.
2. Napájajte vstupné napätie, upravte P1 tak, aby sa na výstupe, na ktorý sa má pripojiť batéria, dostala požadovaná úroveň napätia, v tejto polohe sa rozsvieti zelená LED.
3. Teraz veľmi opatrne posuňte P2 smerom hore, až kým sa červená LED dióda iba nerozsvieti a nezaskočí v tejto polohe, prestaňte P2 ďalej posúvať, potvrďte zhasnutím zelenej LED v reakcii na rozsvietenie červenej LED.
4. Okruh je teraz nastavený na požadované vysokoprúdové Li-ion nabíjanie z autobatérie alebo z ľubovoľného zdroja 12 / 24V.

Pridanie funkcie konštantného prúdu do vyššie uvedeného dizajnu

Ako je uvedené nižšie, vyššie uvedený dizajn je možné ďalej vylepšiť pridaním funkcie riadenia prúdu, vďaka ktorej je navrhovaný vysokoprúdový Li-ion nabíjací obvod dokonalý s vlastnosťami CC a CV, to znamená s vlastnosťami konštantného napätia a konštantného prúdu.

Zjednodušený dizajn

Zatiaľ čo vyššie vysvetlené obvody sú vynikajúce svojimi vlastnosťami a funkciou, použitie LM338 robí dizajn trochu zložitým a nákladným.

Trochu šťuchania odhaľuje, že aplikáciu je možné lepšie implementovať iba pomocou jediného operačného zosilňovača a riadenia prúdu založeného na BJT, ako je uvedené nižšie:

Na invertujúci vstup IC je zavedený kondenzátor 1uF, ktorý zaisťuje, že IC pri napájaní vždy začína výstupom na kladne vysokej hodnote. To zase umožňuje zaručené zapnutie výstupného tranzistora a umožňuje pripojenej batérii zablokovať proces nabíjania.

Koncept bol dôkladne otestovaný, videozáznam je viditeľný tu.

UPOZORNENIE: VO VŠETKÝCH VÝŠE UVEDENÝCH POJMOCH, REGULÁCIA TEPLOTY BATÉRIA NIE SÚ ZAHRNUTÁ, TAK SA PRESVEDČTE PRISPÔSOBIŤ ÚROVEŇ NA ÚROVNI, KTORÁ NEPOSKYTUJE TEPLOTU BATÉRIE, ABY DOSAHOVALA NAD 35 OCEL.