מעגל מטען סוללות זרם גבוה

הפוסט מסביר מעגל מטען סוללות Li-Ion הנוכחי אשר יכול לשמש לטעינה של כל זרם גבוה, כגון ערכות סוללות 2S3P, 3S2P. זה יכול לשמש גם לטעינה של סוללת ליתיום יון דומה גבוהה אחרים ממכונית או מצבר משאית. הרעיון התבקש על ידי מר ניל

טעינת חבילת Li-Ion של 8800 מיליאמפר / שעה

זה אולי מאוד חוצפן לבקש את עזרתך, אבל כישורי העיצוב שלי מוגבלים באלקטרוניקה וכמתנדב התקציב שלי מוגבל.

אני מתנדב בארגון חיפוש והצלה מקומי (Suffolk Lowland Search and Rescue), אנו נמצאים בכוננות 24 שעות ביממה 365 יום בשנה, העבודה שלנו כוללת מציאת מי שנעלם בסופוק (וגובל במחוז).

חיפוש מתרחש לעיתים קרובות בשעות החשיכה ויש לנו צורך מיוחד בלפידים טובים, שצריכים להיות מוכנים לפעולה בהתראה רגעית.

אני חלק מצוות ההצלה של אופני הרים, אנו מכסים את הקרקע מהר מאוד ויכולים לחפש שבילים הרבה יותר מהר מאשר צוותי כף הרגל, האורות שוב חשובים מאוד ואני מקווה שכאן תוכלו לעזור.

קניתי לאחרונה נורת LED של קרי לאופניים שלי, היא מופעלת באמצעות חבילת סוללה של 8.4 v Li-ion 8800mAh, יש לי 2.

יחידות אלה הגיעו עם מטען מופעל לרשת החשמל (240 וואט בבריטניה) ומה שהייתי רוצה הוא להיות מסוגל להטעין אותן ברכב שבו האופניים מוחזקים.

שמתי לב שכבר עשית זאת תכנן כמה מעגלי טעינה עבור סוג זה של סוללה ואני תוהה אם תוכל לשנות את העיצוב שלך כך שתוכל לטעון ממעגל רכב 12V לסוללות המפרט האלה.

מעגל הרכב יועבר עם ההצתה. אני מסוגל מאוד לבנות את המעגל, רק כישורי העיצוב שלי מוגבלים!

אני מאוד מעריך בכל עת שתבזבז על זה, זה יעזור לא רק לי, אלא לכל סוליה אבודה בסאפוק.

ברכות חמות,

ניל.

העיצוב

מעגל מטעי הסוללה הנוכחי הגבוה המוצג ליתיום מוצג לטעינה של כל סוללת ליתיום עד 5 AH עם IC2 המוצג, או עבור סוללות 10AH אם IC2 מוחלף כראוי. עם LM396

ה- LM338 IC2 הוא ויסות מתח רב-תכליתי אשר ניתן להגדיר באופן ספציפי לטעינת תאי Li-Ion עם התכונות החיוניות כגון זרם קבוע ומתח קבוע.

התכנון שלעיל מוגדר כמטען ליתיום במתח קבוע, מכיוון שאנו מניחים כי אספקת הקלט תהיה זרם קבוע.

עם זאת, אם אספקת הקלט אינה מוגבלת בזרם, ניתן לשפר את ה- IC2 באמצעות תכונת זרם קבוע יעילה. נדון בכך בסוף הסבר זה.

התכנון מורכב משני שלבים בסיסיים, שלב ויסות המתח IC2 ושלב חיתוך ה- IC1.

IC2 מוגדר בצורה הרגולטורית של המתח הרגיל שלו, כאשר P1 מתפקד ככפתור הבקרה וניתן לכוונן אותו כדי ליצור את מתח הטעינה הנדרש על פני סוללת הלי-יון המחוברת ביציאה.

IC1 pin3 הוא קלט החישה של ה- IC ומסתיים עם P2 מוגדר מראש כדי להקל על התאמת רמת מתח יתר.

P2 המוגדר מראש מוגדר כך שכאשר הסוללה מגיעה לערך הטעינה המלא שלה, המתח ב- pin3 פשוט הופך להיות גבוה יותר מאשר pin2, וכתוצאה מכך גבוה מיידי ב- pin6 של ה- IC.

ברגע שזה קורה הגבוה מ- pin6 נועל ל pin3 עם גבוה קבוע דרך R3, D2, ומקפיא את המעגל במצב זה. זכור שרשת תפס זו אופציונלית, תוכל להסיר אותה אם תרצה בכך, אך אז סוללת הליון-יון לא תנותק לצמיתות, אלא לסירוגין להדליק / לכבות בהתאם לסף רמת הטעינה המלאה של הסוללה.

השיא הנ'ל מסופק גם בבסיס ה- BC547 שמבסס באופן מיידי את סיכת ADJ של IC2 מכריחה אותו לכבות את מתח המוצא שלו ובכך לנתק את המתח לסוללת הליון-יון.

הנורית האדומה נדלקת כעת ומציינת את רמת הטעינה המלאה ואת תנאי הניתוק של המעגל.

תרשים מעגל

עיצוב PCB

רשימת חלקים לקראת מעגל מטען הסוללה ליתיום-יון 12V / 24V הנוכחי

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 אוהם
• P1, P2 = 10 K הגדרות קבועות מראש
• R3, R4 = 10K
• D1, D5 = 6A4 דיודה
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4.7 דיודת Vzener 1/2 וואט
• IC1 = 741 אופמפ לכניסת 12 וולט, LM321 לכניסת 24 וולט
• IC2 = LM338

כיצד להגדיר את המעגל.

1. בתחילה אל תחבר שום סוללה ביציאה, וסובב את P2 כך שהמחוון שלה ייגע בקצה הקרקע, במילים אחרות התאם את P2 כך שהפינה 3 תהיה לאפס או לקרקע.
2. הזן את מתח הכניסה, התאם את P1 להשגת רמת המתח הנדרשת על פני הפלט שבו אמורה להיות מחוברת הסוללה, הנורית הירוקה תידלק במצב זה.
3. עכשיו בזהירות רבה הזז את P2 כלפי מעלה עד שהנורית האדומה רק תידלק ותנעלת במצב זה, הפסק לזוז עוד P2, אשר עם כיבוי נורית ירוק של בתגובה לתאורת LED אדומה.
4. המעגל מוגדר כעת לטעינת ליתיום יון הנוכחית הנדרשת מסוללת רכב או מכל מקור 12 / 24V.

הוספת תכונה של זרם קבוע בתכנון לעיל

כפי שמוצג להלן, ניתן לשפר עוד יותר את העיצוב הנ'ל על ידי הוספת תכונה לבקרת זרם, מה שהופך את המעגל של מטען ליתיום זרם גבוה המוצע למושלם עם התכונות של CC ו- CV, כלומר עם תכונות מתח קבוע וזרם קבוע.

עיצוב פשוט

המעגלים שהוסברו לעיל אמנם נהדרים עם התכונות והעבודה שלהם, אך השימוש ב- LM338 הופך את העיצוב למורכב מעט ויקר.

התעסקות קטנה מגלה כי ניתן ליישם את היישום באמצעות אופמפ יחיד בלבד ובקרת זרם מבוססת BJT כמוצג להלן:

קבל 1uF מוצג בכניסה ההפוכה של ה- IC, מה שמבטיח שה- IC תמיד מתחיל עם הפלט שלו בגובה חיובי כאשר הוא מופעל. זה בתורו מאפשר הפעלה מובטחת של טרנזיסטור הפלט ומאפשר לנעילה של הסוללה המחוברת בתהליך הטעינה.

הרעיון נבדק ביסודיות, ניתן לראות את הוכחת הווידיאו כאן.

אזהרה: בכל המושגים הנ'ל, תקנת טמפרטורה שכן הסוללה אינה כלולה, לכן אנא דאגו להתאים את הזרם לרמה שאינה גורמת לטמפרטורת הסוללה להגיע ל -35 מעלות צלזיוס.