Circuit de carregador de bateria d’ions de gran corrent

A la publicació s’explica un circuit de carregador de bateria de ions de gran corrent que es pot utilitzar per carregar qualsevol corrent elevat, com ara els paquets de bateries 2S3P, 3S2P. També es pot utilitzar per carregar altres bateries de ions de lió de gran valor Ah similars des d’un cotxe o un camió. La idea va ser sol·licitada pel senyor Neil

S'està carregant un paquet de ions de Li de 8800 mAh

Potser és una cosa descarada demanar-vos la vostra ajuda, però les meves habilitats de disseny són limitades en electrònica i, com a voluntari, el meu pressupost és limitat.

Sóc voluntari d’una organització local de cerca i rescat (Suffolk Lowland Search and Rescue), estem de guàrdia les 24 hores del dia els 365 dies de l’any, la nostra feina consisteix a trobar qualsevol persona que hagi desaparegut a Suffolk (i al comtat limítrof).

La cerca sovint es fa durant les hores de foscor i tenim una necessitat particular de bones torxes, que han d’estar preparades per a l’acció en un moment.

Formo part de l’equip de rescat de la bicicleta de muntanya, cobrim terreny molt ràpidament i podem cercar camins molt més ràpid que els equips de peu, les llums tornen a ser molt importants i espero que sigui aquí on pugueu ajudar.

Recentment he comprat una llum LED Cree per a la meva bicicleta, funciona amb un paquet de bateria de 8,4 v Li-ion 8800mAh, en tinc 2.

Aquestes unitats venien amb un carregador de corrent (240 V Regne Unit) i el que voldria és poder carregar-les al cotxe on es guarda la bicicleta.

He notat que ja ho heu fet va dissenyar alguns circuits de càrrega per a aquest tipus de bateria i em pregunto si podríeu modificar el vostre disseny per poder carregar des d'un circuit de 12v per a aquestes bateries d'especificació.

El circuit del cotxe es commutarà amb l’encesa. Sóc molt capaç de construir el circuit, només són limitades les meves habilitats de disseny.

Agraeixo molt que invertiu en això, no només m'ajudarà, sinó també qualsevol sola perduda a Suffolk.

Salutacions cordials,

Neil.

El disseny

El circuit de carregador de bateria de ions de gran corrent que es mostra es mostra per carregar qualsevol bateria de ions de Li fins a 5 AH amb l'IC2 mostrat, o per a bateries de 10AH si IC2 es substitueix adequadament amb un LM396

El LM338 IC2 és un regulador de voltatge versàtil que es pot configurar específicament per carregar cèl·lules de ions de Li amb les característiques essencials, com ara el corrent constant i el voltatge constant.

El disseny anterior es configura com un carregador de ions Li de tensió constant, ja que suposem que el subministrament d’entrada és un corrent constant.

Tanmateix, en cas que el subministrament d'entrada no estigui limitat de corrent, l'IC2 es pot millorar amb una característica eficaç de corrent constant. En parlarem al final d’aquesta explicació.

El disseny consta de dues etapes fonamentals, l’etapa de regulador de voltatge IC2 i l’etapa de tall de sobrecàrrega IC1.

IC2 es configura en la seva forma de regulador de voltatge estàndard, on P1 funciona com el botó de control i es pot ajustar per generar la tensió de càrrega necessària a través de la bateria de ions de Li connectada a la sortida.

IC1 pin3 és l'entrada de detecció de l'IC i s'acaba amb un P2 predefinit per facilitar l'ajust del nivell de tensió de sobrecàrrega.

El P2 predefinit s’ajusta de manera que, quan la bateria assoleix el seu valor de càrrega total, el voltatge al pin3 arriba a ser superior al pin2, cosa que resulta en un moment instantani al pin6 del CI.

Una vegada que això passa, el màxim del pin6 es fixa al pin3 amb un màxim permanent mitjançant R3, D2, congelant el circuit en aquesta posició. Recordeu que aquesta xarxa de bloqueig és opcional, podeu eliminar-la si voleu, però la bateria d’ion Li no es tallarà permanentment, sinó que s’encendrà / apagarà de manera intermitent en funció del llindar del nivell de càrrega complet de la bateria.

L'altura anterior es lliura també a la base del BC547, que posa a terra immediatament el pin ADJ de l'IC2 obligant-lo a apagar el voltatge de sortida, tallant així el voltatge de la bateria d'ió Li.

El LED vermell s’il·lumina ara indicant el nivell de càrrega complet i les condicions de tall del circuit.

Esquema de connexions

Disseny de PCB

Llista de peces del circuit de carregador de bateria de ions de lió de 12V / 24V d’alta corrent

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 ohms
• P1, P2 = 10 K predefinits
• R3, R4 = 10K
• D1, D5 = díode 6A4
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 Diodo de benzè 1/2 watt
• IC1 = 741 opamp per a entrada de 12V, LM321 per a entrada de 24V
• IC2 = LM338

Com configurar el circuit.

1. Inicialment, no connecteu cap bateria a la sortida i gireu P2 de manera que el control lliscant toqui l'extrem de terra, és a dir, ajusteu P2 per fer el pin3 a zero o al nivell de terra.
2. Alimentar la tensió d’entrada, ajustar P1 per obtenir el nivell de tensió requerit a la sortida on se suposa que està connectada la bateria, el LED verd s’encendrà en aquesta posició.
3. Ara, mireu amb molta cura el P2 cap amunt fins que el LED vermell només s’il·lumini i es fixi en aquesta posició, deixeu de moure el P2 més, confirmeu amb el tancament del LED verd en resposta a la il·luminació del LED vermell.
4. El circuit està configurat ara per a la càrrega necessària d’ion de Li de corrent elevat des d’una bateria de cotxe o qualsevol font de 12 / 24V ..

Afegir una característica de corrent constant al disseny anterior

Com es mostra a continuació, el disseny anterior es pot millorar encara més afegint una característica de control de corrent, que fa que el circuit de carregador d’ions de gran corrent proposat sigui perfecte amb les característiques de CC i CV, és a dir, amb atributs de corrent i voltatge constant.

Disseny simplificat

Tot i que els circuits explicats anteriorment són excel·lents amb les seves funcions i funcionament, l’ús de LM338 fa que el disseny sigui una mica complex i costós.

Una mica de bricolatge revela que l'aplicació es podria implementar utilitzant només un sol opamp i un control de corrent basat en BJT, tal com es mostra a continuació:

S'introdueix un condensador 1uF a l'entrada d'inversió de l'IC, que garanteix que l'IC sempre comenci amb la seva sortida a màxima positiva quan s'alimenta. Al seu torn, això permet un encès garantit del transistor de sortida i permet que la bateria connectada es bloquegi amb el procés de càrrega.

El concepte s’ha provat a fons, es pot veure la prova del vídeo aquí.

ADVERTÈNCIA: EN TOTS ELS CONCEPTES ANTERIORS, REGULACIÓ DE LA TEMPERATURA PERQUÈ LA BATERIA NO ESTÀ INCLOSA, PER FAVOR, ASsegureu-vos d'ajustar el corrent a un nivell que no faci que la temperatura de la bateria arribi a superar els 35 graus CELSIUS.