Nagy áramú Li-Ion akkumulátor töltő áramkör

A bejegyzés egy nagy áramú Li-Ion akkumulátortöltő áramkört ismertet, amely bármilyen nagyáramú áram, például 2S3P, 3S2P akkumulátorok töltésére használható. Használható más hasonló, magas Ah besorolású Li-ion akkumulátorok autóból vagy teherautóból történő feltöltésére is. Az ötletet Neil úr kérte

8800 mAh-s Li-Ion csomag töltése

Talán nagyon pofátlan tőlem kérni a segítségét, de tervezői képességeim korlátozottak az elektronikában, és önkéntesként a költségvetésem korlátozott.

Önkéntes vagyok egy helyi kutató és mentő szervezetnél (Suffolk Lowland Search and Rescue), az év 365 napján a nap 24 órájában ügyeletet tartunk, munkánk során felkutatunk bárkit, aki eltűnt Suffolkban (és a szomszédos megyében).

A keresésre gyakran a sötétség óráiban kerül sor, és különös szükségünk van a jó fáklyákra, amelyeknek pillanatok alatt készen kell állniuk a cselekvésre.

A hegyikerékpár-mentő csapat tagja vagyok, nagyon gyorsan lefedjük a talajt, és sokkal gyorsabban tudunk keresni az utakon, mint a gyalogos csapatok, a lámpák ismét nagyon fontosak, és remélem, hogy itt tudsz segíteni.

Nemrég vettem egy Cree LED-es lámpát a motoromhoz, egy 8.4v Li-ion 8800mAh akkumulátorral működik, nekem 2 van.

Ezeket az egységeket hálózati töltővel látták el (240 V Egyesült Királyság), és azt szeretném, ha tölthetnék őket abban az autóban, ahol a kerékpárt tartják.

Észrevettem, hogy már megtette tervezett néhány töltőáramkört az ilyen típusú akkumulátorokhoz, és kíváncsi lennék arra, hogy módosíthatná-e a tervét, hogy képes legyen egy 12 V-os autós áramkörről tölteni ezeket a specifikációjú akkumulátorokat.

Az autó áramköre a gyújtással kapcsolódik. Nagyon képes vagyok megépíteni az áramkört, csak a tervezési ismereteim korlátozottak!

Nagyon értékelem, amikor erre költenek, ez nem csak nekem, hanem a Suffolkban esetlegesen elveszett talpnak is segít.

Szivélyes üdvözlettel,

Neil.

A dizájn

A bemutatott nagyfeszültségű Li-Ion akkumulátortöltő áramköre bármelyik 5 AH-ig terjedő Li-ion akkumulátor töltésére szolgál a bemutatott IC2-vel, vagy 10AH-os akkumulátorokhoz, ha az IC2 megfelelően cserélődik egy LM396-tal

Az LM338 IC2 egy sokoldalú feszültségszabályozó IC, amely speciálisan konfigurálható a Li-Ion cellák töltésére az alapvető jellemzőkkel, például az állandó árammal és az állandó feszültséggel.

A fenti kialakítás állandó feszültségű Li-ion töltőként van konfigurálva, mivel feltételezzük, hogy a bemeneti tápfeszültség állandó áram.

Ha azonban a bemeneti ellátás nincs áramkorlátozva, akkor az IC2 hatékony állandó áramerősséggel javítható. Ezt a magyarázat végén tárgyaljuk.

A tervezés két alapvető szakaszból áll, az IC2 feszültségszabályozó fokozatból és az IC1 töltéskorlátozó szakaszból.

Az IC2 a szokásos feszültségszabályozó formájában van konfigurálva, ahol a P1 vezérlőgombként működik, és beállítható a kimeneten a csatlakoztatott Li-ion akkumulátoron a szükséges töltési feszültség előállításához.

Az IC1 pin3 az IC érzékelő bemenete, és egy előre beállított P2-vel van lezárva a túlfeszültség-szint beállításának megkönnyítése érdekében.

Az előre beállított P2-t úgy állítják be, hogy amikor az akkumulátor eléri a teljes töltöttségi értékét, a feszültség a pin3-on éppen magasabb lesz, mint a pin2, ami azt eredményezi, hogy az IC pillanatban magasan van a pin6-on.

Amint ez megtörténik, a 6-os érintkezőtől a 6-os reteszeken át a 3-as érintkezőig magas marad, állandóan magas, R3, D2-en keresztül, ezzel az állással lefagyasztva az áramkört. Ne feledje, hogy a reteszelő hálózat opcionális, ha szeretné, eltávolíthatja, de akkor a Li-ion akkumulátor nem lesz állandóan levágva, inkább szakaszosan kapcsolja be / ki az akkumulátor teljes töltöttségi küszöbétől függően.

A fenti magas értéket a BC547 tövében is szállítjuk, amely azonnal megalapozza az IC2 ADJ-tűjét, arra kényszerítve, hogy állítsa le a kimeneti feszültséget, ezzel elvágva a lítium-ion akkumulátor feszültségét.

A piros LED világít, jelezve az áramkör teljes töltöttségi szintjét és kikapcsolási körülményeit.

Kördiagramm

NYÁK tervezés

Alkatrészlista a javasolt nagyáramú 12V / 24V li-ion akkumulátor töltő áramkörtől

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 Ohm
• P1, P2 = 10 K Presetek
• R3, R4 = 10K
• D1, D5 = 6A4 dióda
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 Vzener dióda, 1/2 watt
• IC1 = 741 opamp 12V bemenethez, LM321 24V bemenethez
• IC2 = LM338

Az áramkör beállítása.

1. Kezdetben ne csatlakoztasson akkumulátort a kimenethez, és forgassa el a P2-t úgy, hogy a csúszkája a föld végéhez érjen, más szóval állítsa be a P2-t úgy, hogy a pin3 nulla vagy földszint legyen.
2. Táplálja a bemeneti feszültséget, állítsa be a P1 értéket, hogy a kimeneten elérje a szükséges feszültségszintet, ahol az akkumulátort feltételezhetően csatlakoztatni kell, a zöld LED világítani fog ebben a helyzetben.
3. Most nagyon óvatosan mozgassa felfelé a P2-t, amíg a piros LED csak meg nem gyullad és reteszelődik ebben a helyzetben, hagyja abba a P2 mozgatását tovább, erősítse meg a zöld LED kikapcsolásával a piros LED-es megvilágításra adott válaszként.
4. Az áramkör be van állítva a szükséges nagyáramú Li-ion töltésre autó akkumulátorából vagy bármely 12 / 24V-os forrásból.

Állandó áramellátás hozzáadása a fenti tervhez

Amint az alábbiakban látható, a fenti kialakítás tovább javítható egy áramszabályozási funkció hozzáadásával, amely a javasolt nagyáramú Li-ion töltő áramkört tökéletesvé teszi a CC és a CV jellemzőivel, vagyis állandó feszültséggel és állandó áram jellemzőkkel.

Egyszerűsített tervezés

Míg a fentiekben ismertetett áramkörök kiválóak jellemzőikkel és működésükkel, az LM338 használata kissé összetetté és költségessé teszi a kialakítást.

Egy kis bütykölésből kiderül, hogy az alkalmazást inkább egyetlen opamp és egy BJT alapú áramvezérlő segítségével lehetne megvalósítani, az alábbiak szerint:

Az IC inverter bemenetén egy 1uF kondenzátort vezetnek be, amely biztosítja, hogy az IC mindig pozitív magas kimenettel indul, amikor táplálják. Ez viszont garantálja a kimeneti tranzisztor garantált bekapcsolását, és lehetővé teszi a csatlakoztatott akkumulátor rögzítését a töltési folyamat során.

A koncepciót alaposan tesztelték, a videó bizonyíték látható itt.

FIGYELMEZTETÉS: A FELTÉT FELTÉTELEKBEN HŐMÉRSÉKLET-SZABÁLYOZÁS HOGY AZ AKKUMULÁTOR NEM TARTALMAZIK, HOGY GYŐZIK meg arról, hogy az áramot olyan szintre állítsák be, amely nem okozza az akkumulátor hőmérsékletét, hogy elérje a 35 fokot.