Lítium polimer (Lipo) akkumulátortöltő áramkör

A bejegyzés egy egyszerű lítium-polimer (Lipo) akkumulátort ismertet, amely a túltöltés funkcióval rendelkezik. Az ötletet Arun Prashan úr kérte.

Egyetlen Lipo Cell töltése CC-vel és CV-vel

A saját készítésű áramkörtervező blogban találkoztam a „Bicycle Dynamo Battery Charger Circuit” című munkájával. Tényleg informatív volt.

Szeretnék kérdezni valamit a cikk kapcsán. Hatlapú roboton dolgozom, elemkapcsoló mechanizmussal. Amint az elsődleges akkumulátor túllépi az előre beállított feszültséget, a másodlagos akkumulátor bekapcsolja a robot rendszerét. Aggodalmam nem a kapcsoló áramkörrel kapcsolatos.

Ezzel együtt az energiatermelésen dolgozom, egy-egy generátort csatlakoztatva minden motorhoz. A keletkezett áramot 30C 11.1V 2200mAh 3 cellás LiPo akkumulátor feltöltésére tervezték.

Tisztában vagyok azzal, hogy a „Bicycle Dynamo akkumulátortöltő áramkörben” említett áramkör nem lesz hasznos a célomhoz. Tudna nekem adni bármilyen más lehetőséget a kérdésemmel kapcsolatban. Csak tudnom kell, hogyan módosítsam az áramkört, hogy az LiPo kompatibilis legyen az állandó feszültséggel és az állandó árammal vagy a CC és CV sebességgel. Köszönöm, várom a választ.

Üdvözlettel,

Arun Prashan

Malaysia

A dizájn

A lítium polimer akkumulátor vagy egyszerűen a lipo akkumulátor a legnépszerűbb lítium-ion akkumulátor fejlett fajtája, és ugyanúgy, mint régebbi társa, szigorú töltési és kisütési paraméterekkel van megadva.

Ha azonban részletesen megnézzük ezeket a specifikációkat, azt találjuk, hogy meglehetősen engedékenyek a díjak tekintetében, pontosabban egy Lipo akkumulátort 5 ° C-os sebességgel tölthetünk, és még ennél is sokkal nagyobb mértékben is lemeríthetjük, itt 'C 'az akkumulátor AH besorolása.

A fenti specifikációk valójában megadják nekünk a szabadságot arra, hogy sokkal nagyobb áramerősségű bemeneteket használjunk, anélkül, hogy aggódnánk az akkumulátor túlzott jelenlegi helyzete miatt, ami általában akkor fordul elő, ha ólom-sav akkumulátorokról van szó.

Ez azt jelenti, hogy a bemenet erősítőjének a legtöbb esetben figyelmen kívül hagyható, mivel a legtöbb esetben a névleges érték nem haladhatja meg az akkumulátor 5x AH specifikációját. Ennek ellenére mindig jobb és biztonságos ötlet ilyen kritikus eszközöket olyan sebességgel tölteni, amely alacsonyabb lehet, mint a megadott maximális szint, a C x 1-et lehet az optimális és a legbiztonságosabb töltési sebességnek tekinteni.

Mivel itt egy lítium-polimer (Lipo) akkumulátortöltő áramkör megtervezésére vagyunk kíváncsiak, többet fogunk erre összpontosítani, és megnézzük, hogyan lehet egy lipo akkumulátort biztonságosan, ugyanakkor optimálisan tölteni, olyan alkatrészek felhasználásával, amelyek esetleg már az elektronikus szemétdobozban ülnek.

A bemutatott Lipo akkumulátortöltő kapcsolási rajzára hivatkozva a teljes kivitel látható az IC LM317 körül konfigurálva, amely alapvetően egy sokoldalú feszültségszabályozó chip, és minden védelmi funkcióval rendelkezik. Nem enged 1,5 kimenetnél többet a kimenetein és biztosítja az akkumulátor biztonságos erősítőjének szintjét.

Az itt található IC-t alapvetően a lipo akkumulátor pontos szükséges feszültségszintjének beállításához használják. Ez úgy érhető el, hogy beállítja a mellékelt 10k potot vagy egy előre beállított értéket.

Kördiagramm

A jobb szélső rész, amely magában foglal egy opampot, a túltöltés szakasza, és gondoskodik arról, hogy az akkumulátor soha ne legyen túltöltve, és amint elérte a túltöltési küszöböt, megszakítja az akkumulátor ellátását.

Áramkör működtetése

Az opamp 3. tűjén elhelyezett 10 k előre beállított értéket a túltöltési szint beállítására használják, egy 3,7 V-os li-polimer akkumulátor esetében ez úgy állítható be, hogy az opamp kimenete magas legyen, amint az akkumulátort 4,2 V-ra töltik. (egyetlen cellához). Mivel egy dióda az akkumulátor pozitív helyzetében van elhelyezve, az LM 317 kimenetet kb. 4,2 + 0,6 = 4,8 V-ra kell állítani (egyetlen cellára) a kísérő dióda előrefeszültség-esésének kompenzálásához. 3 soros cellánál ezt az értéket 4,2 x 3 + 0,6 = 13,2 V értékre kell beállítani

Az áramellátás első bekapcsolásakor (ezt meg kell tenni, miután az akkumulátort a bemutatott helyzeten keresztül csatlakoztattuk), amikor az akkumulátor lemerült állapotban az LM317-ből a feszültségszintjének meglévő szintjére húzza a tápellátást, tegyük fel, hogy 3,6 V .

A fenti helyzet az opamp pin3-át jóval az IC2-nél rögzített referenciafeszültség szint alatt tartja, alacsony logikát hozva létre a pin6-on vagy az IC kimenetén.

Amint az akkumulátor elkezd töltődni, a feszültség szintje addig növekszik, amíg el nem éri a 4,2 V jelet, amely az opamp pin3 potenciálját közvetlenül a pin2 fölé húzza, és az IC kimenetét azonnal magasra vagy tápszintre kényszeríti.

A fentiek arra figyelmeztetik a jelző LED-et, hogy kapcsolja BE az BC 315 tranzisztort, amely az LM 317 ADJ tűjére csatlakozik.

Amint ez megtörténik, az LM 317 ADJ csapja megalapozódik, arra kényszerítve, hogy állítsa le a lipo akkumulátor kimeneti tápellátását.

Azonban ezen a ponton a teljes áramkör reteszelődik ebben a kikapcsolt helyzetben, az 1K ellenálláson keresztül az opamp 3-as érintkezőjének visszacsatolási feszültsége miatt. Ez a művelet biztosítja, hogy az akkumulátor semmilyen körülmények között ne kapja meg a töltési feszültséget, ha a túltöltési határértéket elérte.

A helyzet zárva marad mindaddig, amíg a rendszert kikapcsolják és visszaállítják, hogy esetleg új töltési ciklust indítsanak.

Állandó áramú CC hozzáadása

A fenti kivitelben láthatunk állandó feszültségszabályozó berendezést az LM338 IC segítségével, azonban úgy tűnik, hogy az állandó áram hiányzik. Annak érdekében, hogy engedélyezzük a CC-t ebben az áramkörben, elegendő lehet egy kis változtatás ahhoz, hogy ezt a funkciót belefoglaljuk, amint azt a következő ábra mutatja.

Mint látható, egy áramkorlátozó ellenállás és egy diódacsatlakozás egyszerű hozzáadása a kialakítást hatékony CC vagy állandó áramú Lipo cellatöltővé alakítja. Most, amikor a kimenet megpróbálja az áramot a megadott CC határérték fölé húzni, az Rx-en keresztül kiszámított potenciál alakul ki, amely áthalad az 1N4148 diódán, kiváltva a BC547 bázist, amely viszont vezeti és földeli az LM338 IC ADJ-tűjét, kényszerítve az IC-t hogy kikapcsolja a töltőt.

Az Rx a következő képlettel számítható:

Rx = a BC547 és az 1N41448 előrefeszültség-határértéke / az akkumulátor maximális áramkorlátja

Ezért Rx = 0,6 + 0,6 / Maximális akkumulátor áramkorlát

Lipo akkumulátor 3 sorozatú cellákkal

A fentiekben javasolt 11,1 V-os akkumulátorcsomagban 3 cella van sorozatban, és az akkumulátor pólusai külön-külön vannak lezárva egy csatlakozón keresztül.
Javasoljuk, hogy az egyes elemeket külön-külön töltse fel, úgy, hogy a pólusokat megfelelően helyezze el a csatlakozóból. A diagram a csatlakozóval ellátott cellák alapvető vezetékezési részleteit mutatja:

FRISSÍTÉS: A többcellás Lipo akkumulátor folyamatos automatikus feltöltésének elérése érdekében olvassa el az alábbi cikket, amely felhasználható minden típusú Lipo akkumulátor töltésére, függetlenül az abban található cellák számától. Az áramkört úgy tervezték, hogy figyelje és automatikusan továbbítsa a töltési feszültséget a lemerülő cellákba, amelyeket fel kell tölteni:

Lipo akkumulátor mérleg töltő áramkör