Цепь зарядного устройства сильноточного литий-ионного аккумулятора

В сообщении объясняется схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с высоким током, которая может использоваться для зарядки любого сильноточного аккумулятора, например аккумуляторных блоков 2S3P, 3S2P. Его также можно использовать для зарядки других аналогичных литий-ионных аккумуляторов с высоким номиналом Ач от аккумулятора автомобиля или грузовика. Идея была предложена г-ном Нилом.

Зарядка литий-ионного аккумулятора 8800 мАч

Возможно, я очень дерзко просить вас о помощи, но мои дизайнерские навыки ограничены в электронике, а мой бюджет ограничен как волонтер.

Я волонтер местной поисково-спасательной организации (поисково-спасательная служба Саффолкской низменности), мы на связи 24 часа в сутки, 365 дней в году, наша работа включает в себя поиск всех, кто пропал без вести в Саффолке (и приграничных округах).

Поиски часто проводятся в темное время суток, и нам особенно нужны хорошие фонарики, которые должны быть готовы к действию в любой момент.

Я являюсь частью спасательной команды на горных велосипедах, мы очень быстро покрываем землю и можем искать тропы намного быстрее, чем пешие команды, свет снова очень важен, и я надеюсь, что здесь вы можете помочь.

Недавно я купил светодиодный светильник Cree для своего велосипеда, он питается от литий-ионного аккумулятора 8,4 В, 8800 мАч, у меня их 2.

Эти устройства поставлялись с зарядным устройством с питанием от сети (240 В для Великобритании), и я бы хотел иметь возможность заряжать их в машине, где хранится велосипед.

Я заметил, что ты уже разработал некоторые схемы зарядки для этого типа аккумулятора, и мне интересно, можете ли вы изменить свою конструкцию, чтобы иметь возможность заряжать от автомобильной цепи 12 В до этих аккумуляторов.

Электрическая цепь автомобиля будет переключена с зажиганием. Я очень способен построить схему, ограничены только мои дизайнерские навыки!

Я очень ценю ваше время, которое вы тратите на это, это поможет не только мне, но и любой потерянной подошве в Саффолке.

С наилучшими пожеланиями,

Нил.

Дизайн

Показанная схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с высоким током предназначена для зарядки любых литий-ионных аккумуляторов до 5 Ач с показанным IC2 или для аккумуляторов 10 Ач при надлежащей замене IC2. с LM396

LM338 IC2 - это универсальная микросхема стабилизатора напряжения, которая может быть специально сконфигурирована для зарядки литий-ионных элементов с такими основными функциями, как постоянный ток и постоянное напряжение.

Вышеупомянутая конструкция сконфигурирована как литий-ионное зарядное устройство с постоянным напряжением, поскольку мы предполагаем, что входной источник питания является постоянным током.

Однако в случае, если входной источник питания не ограничен по току, IC2 может быть расширен функцией эффективного постоянного тока. Мы обсудим это в конце объяснения.

Конструкция состоит из двух основных ступеней: ступени регулятора напряжения IC2 и ступени отключения перезарядки IC1.

IC2 сконфигурирован в своей стандартной форме регулятора напряжения, где P1 функционирует как ручка управления и может быть отрегулирован для создания необходимого зарядного напряжения на подключенной литий-ионной батарее на выходе.

Вывод 3 IC1 является входом датчиков ИС и заканчивается предварительно установленным P2 для облегчения регулировки уровня перенапряжения.

Предварительная установка P2 регулируется таким образом, что, когда батарея достигает значения полного заряда, напряжение на выводе 3 становится выше, чем на выводе 2, что приводит к мгновенному высокому уровню на выводе 6 ИС.

Как только это произойдет, высокий уровень от контакта 6 фиксируется на контакте 3 с постоянным высоким уровнем через R3, D2, замораживая цепь в этом положении. Помните, что эта блокирующая сеть не является обязательной, вы можете удалить ее, если хотите, но тогда литий-ионный аккумулятор не будет отключаться навсегда, а будет периодически переключаться в положение ВКЛ / ВЫКЛ в зависимости от порогового уровня полного заряда аккумулятора.

Вышеупомянутый высокий уровень также подается на основание BC547, которое немедленно заземляет вывод ADJ IC2, вынуждая его отключить выходное напряжение, тем самым отключая напряжение на литий-ионной батарее.

Красный светодиод теперь загорается, указывая на полный уровень заряда и состояние отключения цепи.

Принципиальная электрическая схема

Дизайн печатной платы

Перечень деталей для предлагаемой схемы зарядного устройства литий-ионных аккумуляторов высокого тока 12 В / 24 В

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 Ом
• P1, P2 = 10 тыс. Предустановок
• R3, R4 = 10 К
• D1, D5 = диод 6A4
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 В, зенерный диод 1/2 Вт
• IC1 = 741 операционный усилитель для входа 12 В, LM321 для входа 24 В
• IC2 = LM338

Как настроить схему.

1. Первоначально не подключайте аккумулятор к выходу и поверните P2 так, чтобы его ползунок касался заземляющего конца, другими словами, отрегулируйте P2, чтобы установить контакт 3 на ноль или на уровень земли.
2. Подайте входное напряжение, отрегулируйте P1 для получения требуемого уровня напряжения на выходе, к которому предполагается подключить аккумулятор, в этом положении загорится зеленый светодиод.
3. Теперь очень осторожно переместите P2 вверх, пока красный светодиод не загорится и не зафиксируется в этом положении, прекратите перемещение P2 дальше, подтвердите выключение зеленого светодиода в ответ на загорание красного светодиода.
4. Теперь схема настроена на требуемую сильноточную литий-ионную зарядку от автомобильного аккумулятора или любого источника 12/24 В.

Добавление функции постоянного тока в вышеуказанный дизайн

Как показано ниже, вышеуказанная конструкция может быть дополнительно улучшена путем добавления функции контроля тока, которая делает предлагаемую схему сильноточного литий-ионного зарядного устройства идеальной с функциями CC и CV, то есть с постоянным напряжением и постоянным током.

Упрощенный дизайн

Хотя описанные выше схемы хороши своими функциями и работой, использование LM338 делает конструкцию немного сложной и дорогостоящей.

Небольшая работа показывает, что приложение может быть реализовано с использованием только одного операционного усилителя и текущего элемента управления на основе BJT, как показано ниже:

Конденсатор емкостью 1 мкФ вводится на инвертирующий вход ИС, что гарантирует, что ИС всегда запускается с положительным высоким уровнем на выходе при питании. Это, в свою очередь, обеспечивает гарантированное включение выходного транзистора и позволяет подключенной батарее синхронизироваться с процессом зарядки.

Концепт тщательно протестирован, на видео видно здесь.

ВНИМАНИЕ: ВО ВСЕХ ВЫШЕ КОНЦЕПЦИЯХ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ БАТАРЕЯ НЕ ВКЛЮЧАЕТСЯ, ПОЖАЛУЙСТА, УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ТАКОЕ УРОВЕНЬ ТОКА НЕ ВЫЗЫВАЕТ ТЕМПЕРАТУРУ АККУМУЛЯТОРА ВЫШЕ 35 ГРАДУСОВ Цельсия.