Circuito carregador de bateria de íon de lítio de alta corrente

A postagem explica um circuito carregador de bateria de íon de lítio de alta corrente que pode ser usado para carregar qualquer corrente alta, como baterias 2S3P, 3S2P. Ele também pode ser usado para carregar outra bateria de íon-lítio semelhante com alta classificação Ah de uma bateria de carro ou caminhão. A ideia foi solicitada pelo Sr. Neil

Carregar um pacote de íons de lítio de 8800 mAh

Talvez seja muito atrevido da minha parte pedir sua ajuda, mas minhas habilidades de design são limitadas em eletrônica e como voluntário meu orçamento é limitado.

Eu sou um voluntário para uma organização local de Busca e Resgate (Busca e Resgate de Suffolk Lowland), estamos de plantão 24 horas por dia, 365 dias por ano, nosso trabalho envolve encontrar qualquer pessoa que tenha desaparecido em Suffolk (e no condado vizinho).

As buscas costumam acontecer durante as horas de escuridão e temos uma necessidade particular de boas tochas, que precisam estar prontas para a ação a qualquer momento.

Faço parte da equipe de resgate de mountain bike, percorremos o terreno muito rapidamente e podemos pesquisar caminhos muito mais rápido do que as equipes de pedestres, as luzes são novamente muito importantes e espero que você possa ajudar aqui.

Eu comprei recentemente uma luz LED Cree para minha bicicleta, ela é alimentada por uma bateria de íon-lítio 8,4v 8800mAh, eu tenho 2.

Estas unidades vieram com um carregador de rede (240v Reino Unido) e o que eu gostaria é poder carregá-las no carro onde a bicicleta é guardada.

Eu percebi que você já projetou alguns circuitos de carregamento para este tipo de bateria e gostaria de saber se você poderia modificar seu design para poder carregar de um circuito de carro de 12v com essas baterias de especificação.

O circuito do carro será comutado com a ignição. Sou muito capaz de construir o circuito, são apenas minhas habilidades de design que são limitadas!

Agradeço muito sempre que você gastar com isso, vai ajudar não só a mim, mas potencialmente a qualquer linguado perdido em Suffolk.

Atenciosamente,

Neil.

O design

O circuito do carregador de bateria de íon de lítio de alta corrente mostrado é caracterizado para carregar qualquer bateria de íon de lítio de até 5 AH com o IC2 mostrado, ou para baterias de 10AH se o IC2 for substituído adequadamente com um LM396

O LM338 IC2 é um regulador de tensão versátil IC que pode ser configurado especificamente para carregar células de íons de lítio com os recursos essenciais, como corrente e tensão constantes.

O projeto acima é configurado como um carregador de íon-lítio de tensão constante, uma vez que supomos que a alimentação de entrada seja uma corrente constante.

No entanto, caso a alimentação de entrada não seja limitada por corrente, o IC2 pode ser aprimorado com um recurso de corrente constante efetiva. Discutiremos isso no final desta explicação.

O projeto consiste em dois estágios fundamentais, o estágio do regulador de tensão IC2 e o estágio de corte de sobrecarga do IC1.

IC2 é configurado em sua forma de regulador de tensão padrão, onde P1 funciona como o botão de controle e pode ser ajustado para gerar a tensão de carga necessária através da bateria de íons de lítio conectada na saída.

IC1 pino 3 é a entrada de detecção do IC e termina com um P2 predefinido para facilitar o ajuste do nível de tensão de sobrecarga.

O pré-ajuste P2 é ajustado de forma que quando a bateria atinge seu valor de carga total, a tensão no pino 3 torna-se mais alta do que no pino 2, resultando em um instante alto no pino 6 do IC.

Uma vez que isso acontece, a alta do pino 6 trava para o pino 3 com uma alta permanente via R3, D2, congelando o circuito naquela posição. Lembre-se de que essa rede travada é opcional, você pode removê-la se desejar, mas a bateria de íon de lítio não será desligada permanentemente, em vez disso, alterne entre ON / OFF intermitentemente, dependendo do limite de nível de carga total da bateria.

A alta acima também é fornecida na base do BC547, que aterra imediatamente o pino ADJ do IC2, forçando-o a desligar sua tensão de saída, cortando assim a tensão da bateria de íons de lítio.

O LED vermelho agora acende indicando o nível de carga total e as condições de corte do circuito.

Diagrama de circuito

Design PCB

Lista de peças do circuito proposto do carregador de bateria de íon de lítio de alta corrente 12V / 24V

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 Ohms
• P1, P2 = 10 K Predefinições
• R3, R4 = 10K
• D1, D5 = diodo 6A4
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4,7 Vzener diodo 1/2 watt
• IC1 = 741 opamp para entrada de 12 V, LM321 para entrada de 24 V
• IC2 = LM338

Como configurar o circuito.

1. Inicialmente não conecte nenhuma bateria na saída e gire P2 de forma que seu controle deslizante toque a extremidade do solo, em outras palavras, ajuste P2 para fazer o pino 3 zerar ou nível do solo.
2. Alimente a tensão de entrada, ajuste P1 para obter o nível necessário de tensão na saída onde a bateria deve estar conectada, o LED verde acenderá nesta posição.
3. Agora, com muito cuidado, mova P2 para cima até que o LED vermelho apenas acenda e trave nessa posição, pare de mover P2 mais, confirme com o desligamento do LED verde em resposta à iluminação do LED vermelho.
4. O circuito está configurado agora para o carregamento de íon de lítio de alta corrente necessária de uma bateria de carro ou qualquer fonte de 12/24 V ..

Adicionando um recurso de corrente constante no projeto acima

Conforme mostrado abaixo, o design acima pode ser melhorado adicionando um recurso de controle de corrente, o que torna o circuito do carregador de íon-lítio de alta corrente proposto perfeito com os recursos de CC e CV, ou seja, com voltagem constante e atributos de corrente constantes.

Design Simplificado

Embora os circuitos explicados acima sejam ótimos com seus recursos e funcionamento, o uso do LM338 torna o projeto um pouco complexo e caro.

Um pequeno ajuste revela que o aplicativo poderia ser implementado usando apenas um único opamp e um controle de corrente baseado em BJT, conforme mostrado abaixo:

Um capacitor de 1uF é introduzido na entrada inversora do IC, o que garante que o IC sempre comece com sua saída em positivo alto quando energizado. Isso, por sua vez, permite uma ligação garantida do transistor de saída e permite que a bateria conectada trave com o processo de carregamento.

O conceito foi testado exaustivamente, a prova de vídeo pode ser vista aqui.

AVISO: EM TODOS OS CONCEITOS ACIMA, REGULAÇÃO DE TEMPERATURA PARA A BATERIA NÃO ESTÁ INCLUÍDA, ASSEGURE-SE DE AJUSTAR A CORRENTE PARA UM NÍVEL QUE NÃO FAÇA A TEMPERATURA DA BATERIA ALCANÇAR ACIMA DE 35 GRAUS CELSIUS.