دائرة شاحن بطارية ليثيوم أيون عالية الحالية

جرب أداة القضاء على المشاكل





يشرح المنشور دائرة شاحن بطارية Li-Ion عالية الحالية والتي يمكن استخدامها لشحن أي تيار عالٍ ، مثل حزم بطاريات 2S3P و 3S2P. يمكن استخدامه أيضًا لشحن بطارية Li-ion الأخرى المماثلة ذات التصنيف العالي من Ah من سيارة أو بطارية شاحنة. الفكرة طلبها السيد نيل

بطارية ليثيوم أيون 12.6 فولت

شحن بطارية ليثيوم أيون بسعة 8800 مللي أمبير

ربما يكون هذا أمرًا صريحًا جدًا مني لطلب مساعدتك ، لكن مهاراتي في التصميم محدودة في مجال الإلكترونيات وكمتطوع ، فإن ميزانيتي محدودة.



أنا متطوع في منظمة البحث والإنقاذ المحلية (Suffolk Lowland Search and Rescue) ، ونحن على اتصال 24 ساعة في اليوم 365 يومًا في السنة ، ويتضمن عملنا العثور على أي شخص فقد في سوفولك (والمقاطعة المجاورة).

غالبًا ما يتم البحث خلال ساعات الظلام ولدينا حاجة خاصة إلى مشاعل جيدة ، والتي يجب أن تكون جاهزة للعمل في غضون لحظات.



أنا جزء من فريق إنقاذ الدراجات الجبلية ، ونحن نغطي الأرض بسرعة كبيرة ويمكننا البحث عن المسارات بشكل أسرع ثم فرق المشاة ، والأضواء مرة أخرى مهمة جدًا وآمل أن يكون هذا هو المكان الذي يمكنك المساعدة فيه.

لقد اشتريت مؤخرًا مصباح Cree LED لدراجتي ، وهو مدعوم من بطارية 8.4v Li-ion 8800mAh ، ولدي 2.

تأتي هذه الوحدات مزودة بشاحن يعمل بالطاقة الكهربائية (240 فولت في المملكة المتحدة) وما أرغب فيه هو أن أتمكن من شحنها في السيارة حيث يتم الاحتفاظ بالدراجة.

لقد لاحظت أن لديك بالفعل صمم بعض دوائر الشحن بالنسبة لهذا النوع من البطاريات ، وأتساءل عما إذا كان بإمكانك تعديل تصميمك لتتمكن من الشحن من دائرة سيارة بجهد 12 فولت إلى بطاريات المواصفات هذه.

سيتم تبديل دائرة السيارة بالإشعال. أنا قادر جدًا على بناء الحلبة ، إن مهاراتي في التصميم فقط محدودة!

إنني أقدر كثيرًا في أي وقت تقضيه على هذا ، فلن يساعدني هذا فقط ، ولكن من المحتمل أن يفقد أي نعل في سوفولك.

أطيب التحيات،

نيل.

التصميم

تتميز دائرة شاحن بطارية Li-Ion عالية الحالية الموضحة لشحن أي بطارية Li-ion حتى 5 أمبير في الساعة مع IC2 الموضح ، أو لبطاريات 10AH إذا تم استبدال IC2 بشكل مناسب مع LM396

LM338 IC2 عبارة عن IC منظم جهد متعدد الاستخدامات يمكن تهيئته خصيصًا لشحن خلايا Li-Ion مع الميزات الأساسية مثل التيار المستمر والجهد الثابت.

تم تكوين التصميم أعلاه كشاحن Li-ion ذو الجهد المستمر ، نظرًا لأننا نفترض أن مصدر الإدخال هو تيار ثابت.

ومع ذلك ، في حالة عدم محدودية إمداد المدخلات حاليًا ، يمكن تحسين IC2 بميزة تيار مستمر فعال. سنناقش هذا في نهاية هذا الشرح.

يتكون التصميم من مرحلتين أساسيتين ، مرحلة منظم الجهد IC2 ومرحلة إيقاف الشحن IC1.

تم تكوين IC2 في شكل منظم الجهد القياسي الخاص به ، حيث يعمل P1 كمقبض تحكم ويمكن ضبطه لتوليد جهد الشحن المطلوب عبر بطارية Li-ion المتصلة عند الإخراج.

IC1 pin3 هو مدخل الاستشعار للدائرة المتكاملة ويتم إنهاؤه بـ P2 محدد مسبقًا لتسهيل ضبط مستوى الجهد الزائد.

يتم ضبط الإعداد المسبق P2 بحيث عندما تصل البطارية إلى قيمة الشحن الكامل ، يصبح الجهد في pin3 أعلى من pin2 ، مما يؤدي إلى ارتفاع فوري عند pin6 من IC.

بمجرد أن يحدث هذا ، فإن ارتفاع المزالج من pin6 إلى pin3 مع ارتفاع دائم عبر R3 ، D2 ، مما يؤدي إلى تجميد الدائرة في هذا الموضع. تذكر أن شبكة الإغلاق هذه اختيارية ، ويمكنك إزالتها إذا كنت ترغب في ذلك ، ولكن لن يتم قطع بطارية Li-ion بشكل دائم ، بل قم بتشغيل / إيقاف التشغيل بشكل متقطع اعتمادًا على عتبة مستوى الشحن الكامل للبطارية.

يتم تسليم الارتفاع أعلاه أيضًا في قاعدة BC547 والذي يؤسس على الفور دبوس ADJ الخاص بـ IC2 مما يجبره على إيقاف جهد الخرج الخاص به وبالتالي قطع الجهد عن بطارية Li-ion.

يضيء مؤشر LED الأحمر الآن مشيرًا إلى مستوى الشحن الكامل وظروف قطع الدائرة ..

مخطط الرسم البياني

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

قائمة أجزاء من دائرة شاحن بطارية ليثيوم أيون عالية الحالية المقترحة 12V / 24V

  • R1 ، R5 = 4K7
  • R2 = 240 أوم
  • P1، P2 = 10 ك إعدادات مسبقة
  • R3 ، R4 = 10 ألف
  • D1 ، D5 = ديود 6A4
  • D2 = 1N4148
  • D3، D4 = 4.7 فولت الصمام الثنائي 1/2 واط
  • IC1 = 741 opamp لإدخال 12V ، LM321 لإدخال 24V
  • IC2 = LM338

كيفية إعداد الدائرة.

  1. في البداية ، لا تقم بتوصيل أي بطارية عند الخرج ، وقم بتدوير P2 بحيث يلامس شريط التمرير الطرف الأرضي ، وبعبارة أخرى ، اضبط P2 لجعل pin3 على صفر أو مستوى الأرض.
  2. قم بتغذية جهد الدخل ، واضبط P1 للحصول على المستوى المطلوب من الجهد عبر المخرج حيث من المفترض أن تكون البطارية متصلة ، وسيضيء مؤشر LED الأخضر في هذا الموضع.
  3. الآن حرك P2 بعناية لأعلى حتى يضيء المصباح الأحمر ويغلق في هذا الموضع ، توقف عن تحريك P2 أكثر من ذلك ، قم بالتأكيد بإغلاق LED الأخضر استجابة لإضاءة LED الحمراء.
  4. تم تعيين الدائرة الآن لشحن Li-ion عالي التيار المطلوب من بطارية السيارة أو أي مصدر 12 / 24V.

إضافة ميزة تيار مستمر في التصميم أعلاه

كما هو موضح أدناه ، يمكن تحسين التصميم أعلاه عن طريق إضافة ميزة التحكم الحالية ، مما يجعل دائرة شاحن Li-ion المقترحة عالية الحالية مثالية مع ميزات CC و CV ، أي بجهد ثابت وخصائص تيار مستمر.

تصميم مبسط

في حين أن الدوائر الموضحة أعلاه رائعة في ميزاتها وعملها ، فإن استخدام LM338 يجعل التصميم معقدًا بعض الشيء ومكلفًا.

يكشف القليل من الترقيع أنه يمكن تنفيذ التطبيق بدلاً من ذلك باستخدام opamp واحد والتحكم الحالي القائم على BJT كما هو موضح أدناه:

يتم إدخال مكثف 1 فائق التوهج عند الإدخال المقلوب للدائرة المتكاملة ، مما يضمن أن الدائرة المتكاملة تبدأ دائمًا بإخراجها عند ارتفاع إيجابي عند التشغيل. وهذا بدوره يسمح بمفتاح تشغيل مضمون للترانزستور الناتج ، ويمكّن البطارية المتصلة من الإغلاق مع عملية الشحن.

تم اختبار المفهوم بدقة ، ويمكن رؤية دليل الفيديو هنا.

تحذير: في جميع المفاهيم المذكورة أعلاه ، تنظيم درجة الحرارة نظرًا لعدم تضمين البطارية ، يرجى التأكد من تعديل التيار إلى مستوى لا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية إلى ما يزيد عن 35 درجة مئوية.




السابق: 220V / 120V LED سلسلة ضوء الدائرة باستخدام مكثف واحد التالي: MPPT vs Solar Tracker - استكشاف الاختلافات