Litiumpolymeeriakun (Lato) laturipiiri

Postissa selitetään yksinkertainen litiumpolymeeriakku (Lipo), jossa on ylilatauksen katkaisutoiminto. Idean pyysi Arun Prashan.

Yhden liposolun lataaminen CC: llä ja CV: llä

Löysin työsi 'Polkupyörän Dynamo-akkulaturin piiri' kotitekoisessa piirisuunnittelublogissa. Se oli todella informatiivinen.

Haluaisin kysyä jotain kyseisestä artikkelista. Työskentelen kuusikulmaisen robotin paristokytkentämekanismilla. Kun ensisijainen akku ylittää ennalta asetetun jännitteen, toissijainen akku käynnistää robotin järjestelmän. Huoleni ei koske kytkentäpiiriä.

Yhdessä tämän kanssa työskentelen energiantuotannossa liittämällä generaattorin kuhunkin moottoriin. Syntyvä virta on tarkoitettu käytettäväksi 30C 11.1V 2200mAh 3-kennoisen LiPo-akun lataamiseen.

Tiedän, että ”Polkupyörän Dynamo-akkulaturipiirissä” mainittu piiri ei ole hyödyllinen tarkoitukseeni. Voitteko antaa minulle minkä tahansa muun ongelmani koskevan vaihtoehdon. Minun on vain tiedettävä, kuinka muuttaa piiriä, jotta se olisi LiPo-yhteensopiva vakiojännitteen ja vakiovirran tai CC- ja CV-nopeuksien kanssa. Kiitos, odotan vastausta.

Terveiset,

Arun Prashan

Malesia

Muotoilu

Litiumpolymeeriakku tai yksinkertaisesti lipoakku on edistyneempi suosituimman litiumioniakun rotu, ja aivan kuten se on vanhempi vastine, määritetään tiukat lataus- ja purkausparametrit.

Jos tarkastelemme näitä eritelmiä yksityiskohtaisesti, havaitsemme kuitenkin, että hinnat ovat melko lieviä, tarkemmin sanottuna Lipo-akku voidaan ladata 5 C: n nopeudella ja tyhjentää jopa paljon korkeammalla nopeudella, tässä 'C 'on akun AH-luokitus.

Yllä olevat tekniset tiedot antavat meille vapauden käyttää paljon suurempia virtatuloja huolimatta akun ylitilanteesta, mikä normaalisti tapahtuu lyijyhappoakkujen ollessa kyseessä.

Se tarkoittaa, että tulon vahvistimen luokitus voidaan jättää huomiotta useimmissa tapauksissa, koska nimellisarvo ei useimmissa tapauksissa voi ylittää akun 5 x AH-arvoa. Tämän sanottuaan on aina parempi ja turvallisempi ajatus ladata tällaisia ​​kriittisiä laitteita nopeudella, joka voi olla pienempi kuin määritetty enimmäistaso, C x 1: tä voidaan pitää optimaalisena ja turvallisimpana latausnopeutena.

Koska täällä olemme kiinnostuneita suunnittelemaan litiumpolymeeriakun (Lato) akkulaturi-piirin, keskitymme enemmän tähän ja katsomme, kuinka lipo-akku voidaan ladata turvallisesti mutta optimaalisesti käyttämällä komponentteja, jotka saattavat jo istua sähköisessä roskakorissa.

Viitaten esitettyyn Lipo-akkulaturin kytkentäkaavioon, koko muotoilu voidaan nähdä konfiguroituna IC LM317: n ympärille, joka on pohjimmiltaan monipuolinen jännitteen säätimen siru ja jossa on kaikki suojausominaisuudet. Se ei salli yli 1,5 ampeeria sen ulostuloissa ja varmistaa akun turvallisen vahvistintason.

Tässä olevaa IC: tä käytetään periaatteessa tarkan vaaditun latausjännitetason asettamiseen lipoakulle. Tämä voidaan saavuttaa säätämällä mukana olevaa 10k potia tai esiasetusta.

Piirikaavio

Äärimmäisen oikeanpuoleinen osa, joka sisältää opampin, on ylilatauksen katkaisuvaihe ja varmistaa, että akkua ei koskaan saa ladata yli, ja katkaisee virran akulle heti, kun ylilatauskynnys on saavutettu.

Piirin käyttö

Opampin nastalle 3 asetettua 10 k: n esiasetusta käytetään ylilataustason asettamiseen, 3,7 V: n litiumpolymeeriakulle tämä voidaan asettaa siten, että opampin teho nousee korkealle heti, kun akku on ladattu 4,2 V: iin (yhdelle solulle). Koska diodi on sijoitettu pariston positiiviseen paikkaan, LM 317 -lähtö on asetettava arvoon 4,2 + 0,6 = 4,8 V (yksittäiselle kennolle) mukana tulevan diodin eteenpäin suuntautuvan jännitehäviön kompensoimiseksi. Kolme sarjaa olevaa solua varten tämä arvo on säädettävä arvoon 4,2 x 3 + 0,6 = 13,2 V

Kun virta kytketään ensimmäisen kerran PÄÄLLE (tämä on tehtävä sen jälkeen, kun akku on kytketty näytetyn asennon poikki), tyhjentyneessä tilassa oleva akku vetää virtalähteen LM317: stä sen nykyiselle jännitetasolle, oletetaan sen olevan 3,6 V .

Yllä oleva tilanne pitää opampin nastan 3 selvästi alle IC: n nastalle 2 kiinnitetyn vertailujännitetason, mikä luo matalan logiikan nastalle 6 tai IC: n lähdölle.

Kun akku alkaa latautua, sen jännitetaso alkaa nousta, kunnes se saavuttaa 4,2 V -merkin, joka vetää opampin pin3-potentiaalin juuri pin2: n yläpuolelle pakottaen IC: n lähdön menemään välittömästi korkealle tai syöttötasolle.

Yllä oleva kehottaa LED-merkkivaloa syttymään kytkemään BC547-transistorin PÄÄLLE, joka on kytketty ADJ-nastan poikki LM 317: stä.

Kun tämä tapahtuu, LM 317: n ADJ-tappi maadoitetaan pakottaen sen sammuttamaan ulostulonsyöttö lipoakkuun.

Tässä vaiheessa koko piiri lukkiutuu kuitenkin tähän katkaisuasentoon takaisinkytkentäjännitteen takia opampin nastalle 3 1K-vastuksen kautta. Tämä toimenpide varmistaa, että akku ei missään olosuhteissa saa vastaanottaa latausjännitettä, kun ylilatausraja on saavutettu.

Tilanne pysyy lukittuna, kunnes järjestelmä sammutetaan ja nollataan uuden latausjakson aloittamiseksi.

Vakiovirran CC lisääminen

Edellä olevassa suunnittelussa voimme nähdä vakiojännitteen säätölaitteen, joka käyttää LM338 IC: tä, mutta vakiovirta näyttää siltä puuttuvan täältä. CC: n ottamiseksi käyttöön tässä piirissä saattaa olla tarpeeksi pieni säätö tämän ominaisuuden sisällyttämiseksi, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty.

Kuten voidaan nähdä, virtaa rajoittavan vastuksen ja diodilinkin yksinkertainen lisäys muuttaa rakenteen tehokkaaksi CC- tai vakiovirtaiseksi Lipo-kennolaturiksi. Nyt kun lähtö yrittää vetää virtaa määritetyn CC-rajan yläpuolelle, kehitetään laskettu potentiaali Rx: n yli, joka kulkee 1N4148-diodin läpi, joka laukaisee BC547-emäksen, joka puolestaan ​​johtaa ja maadoittaa IC LM338: n ADJ-nastan pakottaen IC: n katkaise virta laturista.

Rx voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

Rx = BC547: n ja 1N41448: n eteenpäin suuntautuvan jännitteen raja / Akun maksimivirran raja

Siksi Rx = 0,6 + 0,6 / Akun maksimivirran raja

Lipo-akku 3-sarjan kennoilla

Edellä mainitussa 11,1 V: n akkupaketissa on 3 kennoa sarjassa ja paristojen navat päätetään erikseen liittimen kautta.
On suositeltavaa ladata yksittäiset akut erikseen sijoittamalla navat oikein liittimestä. Kaavio näyttää liittimellä varustettujen solujen johdotuksen perustiedot:

PÄIVITYS: Monisoluisen Lipo-akun jatkuvan automaattisen latauksen saavuttamiseksi voit viitata seuraavaan artikkeliin, jota voidaan käyttää kaiken tyyppisten Lipo-akkujen lataamiseen riippumatta siihen sisältyvistä soluista. Piiri on suunniteltu seuraamaan ja siirtämään latausjännitettä automaattisesti purkautuviin kennoihin, jotka on ladattava:

Lipo-akun tasapainolaturi