Circuito del cargador de batería de iones de litio de alta corriente

Circuito del cargador de batería de iones de litio de alta corriente

La publicación explica un circuito de cargador de batería de iones de litio de alta corriente que se puede usar para cargar cualquier corriente alta, como paquetes de baterías 2S3P, 3S2P. También se puede utilizar para cargar otra batería de iones de litio similar de alta clasificación Ah desde una batería de automóvil o camión. La idea fue solicitada por el Sr. Neil

Batería de iones de litio de 12,6 V

Carga de un paquete de iones de litio de 8800 mAh

Quizás sea muy descarado de mi parte pedir su ayuda, pero mis habilidades de diseño son limitadas en electrónica y como voluntario mi presupuesto es limitado.

Soy voluntario de una organización local de búsqueda y rescate (Suffolk Lowland Search and Rescue), estamos de guardia las 24 horas del día los 365 días del año, nuestro trabajo consiste en encontrar a cualquier persona que haya desaparecido en Suffolk (y los condados fronterizos).



La búsqueda a menudo se lleva a cabo durante las horas de oscuridad y tenemos una necesidad particular de buenas antorchas, que deben estar listas para la acción en cualquier momento.

Soy parte del equipo de rescate de bicicletas de montaña, cubrimos terreno muy rápido y podemos buscar caminos mucho más rápido que los equipos a pie, las luces nuevamente son muy importantes y espero que sea aquí donde puedas ayudar.

Recientemente compré una luz LED Cree para mi bicicleta, funciona con una batería de iones de litio de 8,4 v y 8800 mAh, tengo 2.

Estas unidades venían con un cargador de red (240v Reino Unido) y lo que me gustaría es poder cargarlas en el coche donde se guarda la bicicleta.

Noté que ya lo has hecho diseñé algunos circuitos de carga para este tipo de batería y me pregunto si podría modificar su diseño para poder cargar desde un circuito de automóvil de 12v a estas baterías de especificación.

El circuito del automóvil se cambiará con el encendido. Soy muy capaz de construir el circuito, ¡son solo mis habilidades de diseño las que son limitadas!

Aprecio mucho el tiempo que dediques a esto, no solo me ayudará a mí, sino también a cualquier suela perdida en Suffolk.

Saludos cordiales,

Neil.

El diseño

El circuito del cargador de batería de iones de litio de alta corriente que se muestra se incluye para cargar cualquier batería de iones de litio de hasta 5 AH con el IC2 que se muestra, o para las baterías de 10 AH si el IC2 se reemplaza adecuadamente con un LM396

El LM338 IC2 es un IC regulador de voltaje versátil que se puede configurar específicamente para cargar celdas de iones de litio con las características esenciales como corriente constante y voltaje constante.

El diseño anterior está configurado como un cargador de iones de litio de voltaje constante, ya que asumimos que el suministro de entrada es una corriente constante.

Sin embargo, en caso de que el suministro de entrada no tenga limitación de corriente, el IC2 se puede mejorar con una característica de corriente constante efectiva. Discutiremos esto al final de esta explicación.

El diseño consta de dos etapas fundamentales, la etapa del regulador de voltaje IC2 y la etapa de corte de sobrecarga IC1.

IC2 está configurado en su forma de regulador de voltaje estándar, donde P1 funciona como la perilla de control y se puede ajustar para generar el voltaje de carga requerido a través de la batería de iones de litio conectada en la salida.

IC1 pin3 es la entrada de detección del IC y termina con un P2 preestablecido para facilitar el ajuste del nivel de voltaje de sobrecarga.

El P2 preestablecido se ajusta de manera que cuando la batería alcanza su valor de carga completo, el voltaje en el pin3 se vuelve más alto que el pin2, lo que resulta en un alto instantáneo en el pin6 del IC.

Una vez que esto sucede, el alto del pin 6 se engancha al pin3 con un alto permanente a través de R3, D2, congelando el circuito en esa posición. Recuerde que esta red de enganche es opcional, puede quitarla si lo desea, pero entonces la batería de iones de litio no se cortará permanentemente, sino que se encenderá / apagará intermitentemente según el umbral de nivel de carga completo de la batería.

El alto anterior también se entrega en la base del BC547, que inmediatamente conecta a tierra el pin ADJ de IC2, lo que lo obliga a apagar su voltaje de salida, cortando así el voltaje a la batería de iones de litio.

El LED rojo ahora se ilumina indicando el nivel de carga completo y las condiciones de corte del circuito.

Diagrama de circuito

Diseño de PCB

Lista de piezas del circuito de cargador de batería de iones de litio de alta corriente de 12 V / 24 V propuesto

  • R1, R5 = 4K7
  • R2 = 240 ohmios
  • P1, P2 = 10 K preajustes
  • R3, R4 = 10 K
  • D1, D5 = diodo 6A4
  • D2 = 1N4148
  • D3, D4 = 4.7Vzener diodo 1/2 vatio
  • IC1 = 741 opamp para entrada de 12V, LM321 para entrada de 24V
  • IC2 = LM338

Cómo configurar el circuito.

  1. Inicialmente, no conecte ninguna batería en la salida y gire P2 para que su deslizador toque el extremo del suelo, en otras palabras, ajuste P2 para hacer que el pin3 esté a cero o al nivel del suelo.
  2. Alimente el voltaje de entrada, ajuste P1 para obtener el nivel requerido de voltaje a través de la salida donde se supone que debe estar conectada la batería, el LED verde se iluminará en esta posición.
  3. Ahora mueva P2 con mucho cuidado hacia arriba hasta que el LED rojo se ilumine y se bloquee en esa posición, deje de mover P2 más, confirme con el LED verde apagándose en respuesta a la iluminación del LED rojo.
  4. El circuito está configurado ahora para la carga requerida de iones de litio de alta corriente desde una batería de automóvil o cualquier fuente de 12/24 V.

Agregar una característica de corriente constante en el diseño anterior

Como se muestra a continuación, el diseño anterior se puede mejorar aún más agregando una función de control de corriente, lo que hace que el circuito del cargador de iones de litio de alta corriente propuesto sea perfecto con las características de CC y CV, es decir, con voltaje constante y atributos de corriente constante.

Diseño simplificado

Si bien los circuitos explicados anteriormente son excelentes con sus características y funcionamiento, el uso de LM338 hace que el diseño sea un poco complejo y costoso.

Un pequeño retoque revela que la aplicación podría implementarse usando solo un solo opamp y un control de corriente basado en BJT como se muestra a continuación:

Se introduce un condensador de 1uF en la entrada inversora del IC, lo que garantiza que el IC siempre comience con su salida en positivo alto cuando se alimenta. Esto, a su vez, permite un encendido garantizado del transistor de salida y permite que la batería conectada se bloquee con el proceso de carga.

El concepto ha sido probado a fondo, la prueba de video se puede ver. aquí.

ADVERTENCIA: EN TODOS LOS CONCEPTOS ANTERIORES, REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA PARA LA BATERÍA NO ESTÁ INCLUIDA, ASÍ QUE ASEGÚRESE DE AJUSTAR LA CORRIENTE A UN NIVEL QUE NO HAGA QUE LA TEMPERATURA DE LA BATERÍA SUPERE LOS 35 GRADOS CELSIUS.




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