Obwód ładowarki akumulatora litowo-jonowego wysokoprądowego

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





W poście wyjaśniono obwód ładowarki akumulatorów litowo-jonowych o wysokim prądzie, który może być używany do ładowania dowolnego zestawu akumulatorów o wysokim prądzie, np. 2S3P, 3S2P. Może być również używany do ładowania innych podobnych akumulatorów litowo-jonowych o wysokiej wartości Ah z akumulatora samochodowego lub ciężarówki. Pomysł został zgłoszony przez pana Neila

Akumulator litowo-jonowy 12,6 V.

Ładowanie pakietu litowo-jonowego 8800 mAh

To być może bardzo bezczelne z mojej strony, aby poprosić o pomoc, ale moje umiejętności projektowe są ograniczone w elektronice i jako wolontariusza mój budżet jest ograniczony.



Jestem wolontariuszem w lokalnej organizacji poszukiwawczo-ratowniczej (Suffolk Lowland Search and Rescue), jesteśmy pod telefonem 24 godziny na dobę, 365 dni w roku, nasza praca polega na znalezieniu każdego, kto zaginął w Suffolk (i sąsiednim hrabstwie).

Poszukiwania często odbywają się w godzinach ciemności i szczególnie potrzebujemy dobrych pochodni, które muszą być gotowe do działania w jednej chwili.



Jestem częścią ekipy ratunkowej na rowerach górskich, pokonujemy teren bardzo szybko i możemy przeszukiwać ścieżki znacznie szybciej niż drużyny piesze, światła są znowu bardzo ważne i mam nadzieję, że tutaj możesz pomóc.

Niedawno kupiłem światło LED Cree do mojego roweru, jest zasilane przez akumulator 8,4 V Li-ion 8800 mAh, mam 2.

Jednostki te były dostarczane z ładowarką zasilaną z sieci (240 V, Wielka Brytania) i chciałbym móc je ładować w samochodzie, w którym przechowywany jest rower.

Zauważyłem, że już to zrobiłeś zaprojektował niektóre obwody ładowania dla tego typu baterii i zastanawiam się, czy mógłbyś zmodyfikować swój projekt, aby móc ładować z obwodu samochodowego 12 V do tych specyfikacji akumulatorów.

Obwód samochodu zostanie przełączony za pomocą zapłonu. Jestem bardzo zdolny do zbudowania obwodu, tylko moje umiejętności projektowe są ograniczone!

Jestem bardzo wdzięczny za każdą straconą podeszwę w Suffolk, która pomoże nie tylko mnie, ale także.

Z wyrazami szacunku,

Neil.

Projektowanie

Pokazany obwód ładowarki akumulatorów litowo-jonowych o wysokim natężeniu prądu służy do ładowania dowolnego akumulatora litowo-jonowego do 5 AH z pokazanym układem IC2 lub akumulatorów 10 Ah, jeśli IC2 jest odpowiednio wymieniony z LM396

LM338 IC2 to wszechstronny regulator napięcia, który może być specjalnie skonfigurowany do ładowania ogniw litowo-jonowych z podstawowymi cechami, takimi jak stały prąd i stałe napięcie.

Powyższa konstrukcja jest skonfigurowana jako ładowarka litowo-jonowa o stałym napięciu, ponieważ zakładamy, że zasilanie wejściowe jest stałym prądem.

Jednak w przypadku, gdy zasilanie wejściowe nie jest ograniczone prądowo, IC2 można rozszerzyć o efektywną funkcję prądu stałego. Omówimy to na końcu tego wyjaśnienia.

Konstrukcja składa się z dwóch podstawowych etapów, stopnia regulatora napięcia IC2 i stopnia odcięcia nadmiernego ładowania IC1.

IC2 jest skonfigurowany w standardowej formie regulatora napięcia, w którym P1 działa jako pokrętło sterujące i może być regulowane w celu wygenerowania wymaganego napięcia ładowania na podłączonym akumulatorze litowo-jonowym na wyjściu.

Styk 3 IC1 jest wejściem czujnikowym układu scalonego i jest zakończony wstępnie ustawionym P2 w celu ułatwienia regulacji poziomu napięcia nadmiernego naładowania.

Wstępnie ustawione P2 jest regulowane w taki sposób, że gdy bateria osiągnie pełną wartość naładowania, napięcie na styku 3 staje się po prostu wyższe niż styk 2, co skutkuje natychmiastowym wzrostem na styku 6 układu scalonego.

Gdy to się stanie, wysoki z pinu 6 zatrzaskuje się na pinie 3 ze stałym wysokim przez R3, D2, zamrażając obwód w tym położeniu. Pamiętaj, że ta sieć zatrzaskowa jest opcjonalna, możesz ją usunąć, jeśli chcesz, ale wtedy bateria litowo-jonowa nie zostanie trwale odcięta, a raczej sporadycznie włącza się / wyłącza w zależności od progu pełnego naładowania baterii.

Powyższy wysoki jest również dostarczany do podstawy BC547, która natychmiast uziemia pin ADJ układu IC2, zmuszając go do odcięcia napięcia wyjściowego, odcinając tym samym napięcie do akumulatora litowo-jonowego.

Teraz zaświeci się czerwona dioda LED, wskazując pełny poziom naładowania i stan odcięcia obwodu.

Schemat obwodu

Projektowanie PCB

Lista części dla proponowanego obwodu ładowarki akumulatorów litowo-jonowych 12 V / 24 V.

  • R1, R5 = 4K7
  • R2 = 240 omów
  • P1, P2 = 10 K. Presetów
  • R3, R4 = 10K
  • Dioda D1, D5 = 6A4
  • D2 = 1N4148
  • D3, D4 = 4,7V dioda zenera 1/2 wata
  • IC1 = 741 opamp dla wejścia 12 V, LM321 dla wejścia 24 V.
  • IC2 = LM338

Jak skonfigurować obwód.

  1. Początkowo nie podłączaj żadnej baterii do wyjścia i obróć P2 tak, aby jego suwak dotknął końca masy, innymi słowy wyreguluj P2, aby pin3 był ustawiony na zero lub poziom masy.
  2. Podaj napięcie wejściowe, wyreguluj P1 tak, aby uzyskać wymagany poziom napięcia na wyjściu, do którego ma być podłączony akumulator, zielona dioda LED będzie się świecić w tej pozycji.
  3. Teraz bardzo ostrożnie przesuń P2 do góry, aż czerwona dioda LED zaświeci się i zatrzaśnie w tym położeniu, przestań przesuwać dalej P2, potwierdź zgaszeniem zielonej diody LED w odpowiedzi na zaświecenie się czerwonej diody LED.
  4. Obwód jest teraz ustawiony na wymagane ładowanie litowo-jonowe wysokoprądowe z akumulatora samochodowego lub dowolnego źródła 12/24 V.

Dodanie funkcji prądu stałego w powyższym projekcie

Jak pokazano poniżej, powyższy projekt można dodatkowo ulepszyć poprzez dodanie funkcji kontroli prądu, która sprawia, że ​​proponowany obwód ładowarki litowo-jonowej o wysokim natężeniu prądu jest doskonały z cechami CC i CV, to znaczy ze stałym napięciem i stałymi prądami.

Uproszczony projekt

Chociaż wyżej wyjaśnione obwody są świetne ze swoimi funkcjami i działaniem, użycie LM338 sprawia, że ​​projekt jest nieco skomplikowany i kosztowny.

Trochę majsterkowania ujawnia, że ​​aplikacja mogłaby być raczej zaimplementowana przy użyciu tylko jednego wzmacniacza operacyjnego i kontroli prądu opartej na BJT, jak pokazano poniżej:

Kondensator 1uF jest wprowadzany na odwracającym wejściu układu scalonego, co zapewnia, że ​​układ scalony zawsze zaczyna się z dodatnim stanem wyjściowym po zasileniu. To z kolei umożliwia gwarantowane załączenie tranzystora wyjściowego i umożliwia zablokowanie podłączonego akumulatora podczas procesu ładowania.

Koncepcja została gruntownie przetestowana, można zobaczyć dowód wideo tutaj.

OSTRZEŻENIE: WE WSZYSTKICH POWYŻSZYCH KONCEPCJACH REGULACJA TEMPERATURY AKUMULATOR NIE JEST W ZESTAWIE, NALEŻY więc USTAWIĆ PRĄD DO POZIOMU, KTÓRE NIE POWODUJE TEMPERATURY AKUMULATORA POWYŻEJ 35 STOPNI CELSIUSA.




Poprzedni: Obwód światła LED na 220V / 120V z pojedynczym kondensatorem Dalej: MPPT vs Solar Tracker - zbadane różnice