Силна верига на зарядно устройство за литиево-йонна батерия

Публикацията обяснява верига за зарядно устройство Li-Ion с висок ток, която може да се използва за зареждане на всякакъв силен ток, като например батерии 2S3P, 3S2P. Може да се използва и за зареждане на други подобни литиево-йонни батерии с висока мощност от Ah от автомобил или акумулатор на камион. Идеята е поискана от г-н Нийл

Зареждане на Li-Ion пакет от 8800 mAh

Това е може би много нахално от моя страна да помоля за вашата помощ, но моите дизайнерски умения са ограничени в електрониката и като доброволец бюджетът ми е ограничен.

Аз съм доброволец в местна организация за търсене и спасяване (Suffolk Lowland Search and Rescue), дежурим 24 часа в денонощието 365 дни в годината, нашата работа включва намирането на всеки, който е изчезнал в Съфолк (и граничещ окръг).

Търсенето често се извършва в часовете на тъмнината и ние имаме особена нужда от добри факли, които трябва да бъдат готови за действие в даден момент.

Аз съм част от екипа за спасяване на планински велосипеди, ние покриваме земята много бързо и можем да търсим пътища много по-бързо от краката, светлините отново са много важни и се надявам, че тук можете да помогнете.

Наскоро си купих светодиодна лампа Cree за мотора, захранва се от 8,4v Li-ion 8800mAh батерия, имам 2.

Тези устройства бяха снабдени с мрежово зарядно устройство (240v UK) и това, което бих искал, е да мога да ги зареждам в колата, където се съхранява мотора.

Забелязах, че вече сте го направили проектира някои вериги за зареждане за този тип батерии и се чудя дали бихте могли да модифицирате своя дизайн, за да можете да зареждате от 12v верига за кола към тези спецификации на батериите.

Веригата на автомобила ще бъде включена със запалването. Аз съм много способен да конструирам веригата, само моите дизайнерски умения са ограничени!

Много ценя всеки път, когато похарчите за това, това ще помогне не само на мен, но и на потенциално загубена подметка в Съфолк.

Най-сърдечни поздрави,

Нийл.

Дизайнът

Показаната верига за зарядно устройство Li-Ion с висока сила на тока е предназначена за зареждане на всяка Li-ion батерия до 5 AH с показания IC2, или за батерии 10AH, ако IC2 е подходящо заменена с LM396

LM338 IC2 е универсален стабилизатор на напрежение IC, който може да бъде специално конфигуриран за зареждане на Li-Ion клетки с основните характеристики като постоянен ток и постоянно напрежение.

Горният дизайн е конфигуриран като Li-ion зарядно с постоянно напрежение, тъй като приемаме, че входното захранване е постоянен ток.

Въпреки това, в случай че входното захранване не е ограничено по ток, IC2 може да бъде подобрен с ефективна функция с постоянен ток. Ще обсъдим това в края на това обяснение.

Дизайнът се състои от два основни етапа, етап на регулатора на напрежение IC2 и етап на прекъсване на заряда IC1.

IC2 е конфигуриран в стандартната си форма на регулатор на напрежение, където P1 функционира като копче за управление и може да се регулира, за да генерира необходимото напрежение за зареждане през свързаната литиево-йонна батерия на изхода.

IC1 pin3 е сензорният вход на IC и се прекратява с предварително зададена P2 за улесняване на настройката на нивото на напрежението над зареждането.

Предварително зададената P2 се настройва така, че когато батерията достигне пълната си стойност на зареждане, напрежението на pin3 просто става по-високо от pin2, което води до мигновено високо на pin6 на IC.

След като това се случи, максимумът от pin6 се фиксира до pin3 с постоянен максимум чрез R3, D2, замразява веригата в това положение. Не забравяйте, че тази заключваща мрежа не е задължителна, можете да я премахнете, ако желаете, но тогава Li-ion батерията няма да бъде окончателно прекъсната, а по-скоро периодично включва / изключва в зависимост от прага на пълното ниво на зареждане на батерията.

Горният максимум също се доставя в основата на BC547, което веднага основава ADJ щифта на IC2, принуждавайки го да изключи изходното си напрежение, като по този начин прекъсва напрежението към литиево-йонната батерия.

Червеният светодиод сега свети, показващ пълното ниво на зареждане и изключените условия на веригата.

Електрическа схема

Дизайн на печатни платки

Списък на частите за предложената схема на зарядно устройство за литиево-йонна батерия с 12V / 24V

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 ома
• P1, P2 = 10 K предварителни настройки
• R3, R4 = 10K
• D1, D5 = 6A4 диод
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 Vzener диод 1/2 вата
• IC1 = 741 opamp за 12V вход, LM321 за 24V вход
• IC2 = LM338

Как да настроите веригата.

1. Първоначално не свързвайте никаква батерия на изхода и завъртете P2 така, че нейният плъзгач да докосва края на земята, с други думи регулирайте P2, за да направите pin3 на нула или ниво на земята.
2. Захранвайте входното напрежение, регулирайте P1 за получаване на необходимото ниво на напрежение през изхода, където батерията трябва да бъде свързана, зеленият светодиод ще свети в това положение.
3. Сега много внимателно преместете P2 нагоре, докато червеният светодиод просто светне и се заключи в това положение, спрете да движите P2 повече, потвърдете със изключване на зеления светодиод в отговор на червено LED осветление.
4. Веригата е настроена сега за необходимото високотоково Li-ion зареждане от автомобилна батерия или който и да е източник 12 / 24V.

Добавяне на функция с постоянен ток в горния дизайн

Както е показано по-долу, горният дизайн може да бъде допълнително подобрен чрез добавяне на функция за управление на тока, което прави предложената схема на високотоково литиево-йонно зарядно устройство перфектна с характеристиките на CC и CV, т.е. с атрибути на постоянно напрежение и постоянен ток.

Опростен дизайн

Докато обяснените по-горе схеми са страхотни със своите характеристики и работа, използването на LM338 прави дизайна малко сложен и скъп.

Малко бърникане разкрива, че приложението по-скоро би могло да бъде приложено, като се използва само един opamp и BJT базиран текущ контрол, както е показано по-долу:

Кондензатор 1uF е въведен при инвертиращия вход на IC, което гарантира, че IC винаги започва със своя изход при положително високо при захранване. Това от своя страна позволява гарантирано включване на изходния транзистор и позволява свързаната батерия да се заключи с процеса на зареждане.

Концепцията е тествана щателно, видео доказателството може да се види тук.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ПРИ ВСИЧКИ ГОРИ КОНЦЕПЦИИ, РЕГУЛИРАНЕ НА ТЕМПЕРАТУРАТА ЗАЩО АКУМУЛАТОРЪТ НЕ Е ВКЛЮЧЕН, ТАКА, МОЛЯ, НЕОБХОДИМО ДА РЕГУЛИРАМЕ ТОКА НА НИВО, КОЕТО НЕ ПРИЧИНЯВА ТЕМПЕРАТУРАТА НА АКУМУЛАТОРА, ЗА ДА ДОСТИГНЕ НАД 35 СТЕПЕНЦЕЛИЗМА.