Mạch sạc pin Li-Ion dòng cao

Bài đăng giải thích về mạch sạc pin Li-Ion dòng cao có thể được sử dụng để sạc bất kỳ dòng điện cao nào, chẳng hạn như bộ pin 2S3P, 3S2P. Nó cũng có thể được sử dụng để sạc pin Li-ion có độ Ah cao tương tự khác từ xe hơi hoặc pin xe tải. Ý tưởng do ông Neil yêu cầu

Sạc gói Li-Ion 8800 mAh

Điều này có lẽ rất táo bạo đối với tôi khi yêu cầu sự giúp đỡ của bạn, nhưng kỹ năng thiết kế của tôi có hạn trong lĩnh vực điện tử và là một tình nguyện viên, ngân sách của tôi có hạn.

Tôi là tình nguyện viên của một tổ chức Tìm kiếm và Cứu nạn địa phương (Tìm kiếm và Cứu hộ vùng đất thấp Suffolk), chúng tôi thường trực 24 giờ mỗi ngày 365 ngày một năm, công việc của chúng tôi liên quan đến việc tìm kiếm bất kỳ ai đã mất tích ở Suffolk (và giáp ranh của quận).

Việc tìm kiếm thường diễn ra trong những giờ tối và chúng tôi đặc biệt cần những ngọn đuốc tốt, những ngọn đuốc này cần sẵn sàng hành động ngay lập tức.

Tôi là thành viên của đội cứu hộ xe đạp leo núi, chúng tôi tiếp đất rất nhanh và có thể tìm kiếm đường đi nhanh hơn nhiều so với đội đi bộ, đèn lại rất quan trọng và tôi hy vọng đây là nơi bạn có thể giúp đỡ.

Gần đây tôi đã mua một đèn LED Cree cho xe đạp của mình, nó được cung cấp năng lượng bởi một bộ pin 8,4v Li-ion 8800mAh, tôi có 2 chiếc.

Những thiết bị này đi kèm với một bộ sạc điện chính (240v ở Anh) và những gì tôi muốn là có thể sạc chúng trong ô tô, nơi để xe đạp.

Tôi nhận thấy bạn đã có thiết kế một số mạch sạc cho loại pin này và tôi tự hỏi liệu bạn có thể sửa đổi thiết kế của mình để có thể sạc từ mạch 12v trên ô tô sang các loại pin thông số kỹ thuật này không.

Mạch điện trên xe sẽ được chuyển đổi khi đánh lửa. Tôi rất có khả năng xây dựng mạch, đó chỉ là kỹ năng thiết kế của tôi còn hạn chế!

Tôi rất biết ơn bất cứ lúc nào bạn dành cho việc này, nó sẽ giúp ích không chỉ cho tôi mà còn có thể giúp ích cho bất kỳ người nào bị mất ở Suffolk.

Lòng biết ơn chân thành,

Neil.

Thiết kế

Mạch sạc pin Li-Ion dòng cao được hiển thị được đặc trưng để sạc bất kỳ pin Li-ion nào lên đến 5 AH với IC2 được hiển thị hoặc cho pin 10AH nếu IC2 được thay thế thích hợp với một LM396

IC2 LM338 là một IC điều chỉnh điện áp đa năng có thể được cấu hình đặc biệt để sạc pin Li-Ion với các tính năng thiết yếu như dòng điện ổn định và điện áp không đổi.

Thiết kế trên được cấu hình như một bộ sạc Li-ion điện áp không đổi, vì chúng tôi giả định rằng nguồn cung cấp đầu vào là dòng điện không đổi.

Tuy nhiên, trong trường hợp nguồn cung cấp đầu vào không bị giới hạn, IC2 có thể được tăng cường với tính năng dòng điện không đổi hiệu quả. Chúng tôi sẽ thảo luận về điều này ở phần cuối của lời giải thích này.

Thiết kế bao gồm hai giai đoạn cơ bản, giai đoạn điều chỉnh điện áp IC2 và giai đoạn cắt quá tải IC1.

IC2 được cấu hình ở dạng bộ điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn, trong đó P1 hoạt động như núm điều khiển và có thể được điều chỉnh để tạo ra điện áp sạc cần thiết qua pin Li-ion được kết nối ở đầu ra.

IC1 pin3 là đầu vào cảm biến của IC và được kết thúc bằng một P2 đặt trước để tạo điều kiện cho việc điều chỉnh mức điện áp quá tải.

Giá trị đặt trước P2 được điều chỉnh sao cho khi pin đạt đến giá trị sạc đầy, điện áp tại pin3 chỉ cao hơn pin2, dẫn đến mức cao tức thì tại pin6 của IC.

Khi điều này xảy ra, mức cao từ pin6 chốt vào pin3 với mức cao vĩnh viễn thông qua R3, D2, đóng băng mạch ở vị trí đó. Hãy nhớ rằng mạng chốt này là tùy chọn, bạn có thể tháo nó ra nếu muốn, nhưng khi đó pin Li-ion sẽ không bị ngắt vĩnh viễn, thay vào đó là BẬT / TẮT liên tục tùy thuộc vào ngưỡng mức sạc đầy của pin.

Mức cao trên cũng được cung cấp ở chân đế của BC547, ngay lập tức đặt chân ADJ của IC2 buộc nó phải ngắt điện áp đầu ra do đó cắt điện áp đối với pin Li-ion.

Đèn LED màu đỏ hiện sáng cho biết mức sạc đầy và các điều kiện cắt của mạch ..

Sơ đồ mạch

Thiết kế PCB

Danh sách bộ phận cho mạch sạc pin li-ion 12V / 24V dòng điện cao được đề xuất

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 Ohms
• P1, P2 = 10 K cài đặt trước
• R3, R4 = 10K
• Điốt D1, D5 = 6A4
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 Diode Vzener 1/2 watt
• IC1 = 741 opamp cho đầu vào 12V, LM321 cho đầu vào 24V
• IC2 = LM338

Cách thiết lập mạch.

1. Ban đầu, không kết nối bất kỳ pin nào ở đầu ra và xoay P2 sao cho thanh trượt của nó chạm vào đầu nối đất, nói cách khác là điều chỉnh P2 để làm cho pin3 về 0 hoặc mặt đất.
2. Cung cấp điện áp đầu vào, điều chỉnh P1 để đạt được mức điện áp yêu cầu trên đầu ra nơi pin được cho là được kết nối, đèn LED màu xanh lá cây sẽ sáng ở vị trí này.
3. Bây giờ rất cẩn thận di chuyển P2 lên trên cho đến khi đèn LED màu đỏ chỉ sáng và chốt ở vị trí đó, dừng di chuyển P2 thêm nữa, xác nhận bằng đèn LED màu xanh lá cây tắt để phản ứng với sự chiếu sáng của đèn LED màu đỏ.
4. Hiện tại, mạch được thiết lập để sạc Li-ion dòng điện cao được yêu cầu từ pin ô tô hoặc bất kỳ nguồn 12 / 24V nào ..

Thêm một tính năng dòng điện không đổi trong thiết kế trên

Như hình dưới đây, thiết kế trên có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách thêm tính năng điều khiển dòng điện, giúp mạch sạc Li-ion dòng điện cao được đề xuất trở nên hoàn hảo với các tính năng của CC và CV, tức là với các thuộc tính điện áp không đổi và dòng điện không đổi.

Thiết kế đơn giản

Mặc dù các mạch được giải thích ở trên rất tuyệt vời với các tính năng và hoạt động của chúng, nhưng việc sử dụng LM338 khiến thiết kế hơi phức tạp và tốn kém.

Một chút mày mò tiết lộ rằng ứng dụng có thể được triển khai chỉ bằng một opamp duy nhất và điều khiển hiện tại dựa trên BJT như hình dưới đây:

Một tụ điện 1uF được đưa vào đầu vào đảo ngược của IC, đảm bảo rằng IC luôn bắt đầu với đầu ra của nó ở mức cao dương khi được cấp nguồn. Điều này đến lượt nó cho phép một công tắc đảm bảo BẬT của bóng bán dẫn đầu ra và cho phép pin được kết nối khóa với quá trình sạc.

Khái niệm đã được thử nghiệm kỹ lưỡng, có thể xem bằng chứng video đây.

CẢNH BÁO: TRONG TẤT CẢ CÁC KHÁI NIỆM TRÊN, ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ ĐỐI VỚI PIN KHÔNG ĐƯỢC BAO GỒM, VÌ VẬY VUI LÒNG ĐẢM BẢO ĐIỀU CHỈNH HIỆN TẠI ĐẾN MỨC ĐỘ KHÔNG LÀM NHIỆT ĐỘ PIN ĐẠT TRÊN 35 ĐỘ.