Circuit de chargeur de batterie Li-Ion à courant élevé

L'article explique un circuit de chargeur de batterie Li-Ion à courant élevé qui peut être utilisé pour charger tout courant élevé, tel que les blocs-batteries 2S3P, 3S2P. Il peut également être utilisé pour charger d'autres batteries Li-ion similaires à haute Ah à partir d'une batterie de voiture ou de camion. L'idée a été demandée par M. Neil

Chargement d'un pack Li-Ion 8800 mAh

C'est peut-être très impertinent de ma part de demander votre aide, mais mes compétences en conception sont limitées en électronique et en tant que bénévole, mon budget est limité.

Je suis bénévole pour une organisation locale de recherche et de sauvetage (Suffolk Lowland Search and Rescue), nous sommes sur appel 24 heures sur 24, 365 jours par an, notre travail consiste à retrouver toute personne disparue dans le Suffolk (et le comté limitrophe).

Les recherches ont souvent lieu pendant les heures d'obscurité et nous avons un besoin particulier de bonnes torches, qui doivent être prêtes pour l'action à tout moment.

Je fais partie de l'équipe de secours en VTT, nous couvrons le terrain très rapidement et pouvons rechercher des chemins beaucoup plus rapidement que les équipes à pied, les lumières sont encore très importantes et j'espère que c'est là que vous pouvez aider.

J'ai récemment acheté une lampe LED Cree pour mon vélo, elle est alimentée par une batterie 8,4v Li-ion 8800mAh, j'en ai 2.

Ces unités sont livrées avec un chargeur secteur (240v UK) et ce que je voudrais, c'est pouvoir les charger dans la voiture où le vélo est conservé.

J'ai remarqué que tu as déjà conçu des circuits de charge pour ce type de batterie et je me demande si vous pourriez modifier votre conception pour pouvoir charger à partir d'un circuit de voiture 12v à ces batteries de spécifications.

Le circuit de la voiture sera commuté avec le contact. Je suis très capable de construire le circuit, ce sont juste mes compétences en conception qui sont limitées!

J'apprécie beaucoup chaque fois que vous passez là-dessus, cela aidera non seulement moi, mais potentiellement toute semelle perdue dans le Suffolk.

Meilleures salutations,

Neil.

La conception

Le circuit de chargeur de batterie Li-Ion à courant élevé illustré est conçu pour charger toute batterie Li-ion jusqu'à 5 AH avec l'IC2 illustré, ou pour les batteries 10AH si IC2 est correctement remplacé avec un LM396

Le LM338 IC2 est un circuit intégré de régulation de tension polyvalent qui peut être spécifiquement configuré pour charger des cellules Li-Ion avec les caractéristiques essentielles telles qu'un courant constant et une tension constante.

La conception ci-dessus est configurée comme un chargeur Li-ion à tension constante, car nous supposons que l'alimentation d'entrée est un courant constant.

Cependant, dans le cas où l'alimentation d'entrée n'est pas limitée en courant, l'IC2 peut être amélioré avec une fonction de courant constant efficace. Nous en discuterons à la fin de cette explication.

La conception se compose de deux étapes fondamentales, l'étage de régulation de tension IC2 et l'étage de coupure de surcharge IC1.

IC2 est configuré sous sa forme de régulateur de tension standard, où P1 fonctionne comme bouton de commande et peut être ajusté pour générer la tension de charge requise à travers la batterie Li-ion connectée à la sortie.

IC1 pin3 est l'entrée de détection de l'IC et se termine par un préréglage P2 pour faciliter l'ajustement du niveau de tension de surcharge.

Le préréglage P2 est ajusté de telle sorte que lorsque la batterie atteint sa valeur de charge complète, la tension sur la broche3 devient juste supérieure à la broche2, ce qui entraîne un instant élevé sur la broche6 du circuit intégré.

Une fois que cela se produit, le haut de la broche6 se verrouille sur la broche3 avec un haut permanent via R3, D2, gelant le circuit dans cette position. Rappelez-vous que ce réseau de verrouillage est optionnel, vous pouvez le supprimer si vous le souhaitez, mais la batterie Li-ion ne sera pas coupée en permanence, mais s'allumera / s'éteindra par intermittence en fonction du seuil de niveau de charge complet de la batterie.

Le haut ci-dessus est également délivré à la base du BC547 qui met immédiatement à la terre la broche ADJ de IC2, le forçant à couper sa tension de sortie, coupant ainsi la tension de la batterie Li-ion.

La LED rouge s'allume maintenant pour indiquer le niveau de charge complète et les conditions de coupure du circuit.

Schéma

Conception de PCB

Liste de pièces du circuit de chargeur de batterie li-ion à courant élevé 12V / 24V proposé

• R1, R5 = 4K7
• R2 = 240 Ohms
• P1, P2 = 10 K préréglages
• R3, R4 = 10K
• Diode D1, D5 = 6A4
• D2 = 1N4148
• D3, D4 = 4.7Vzener diode 1/2 watt
• IC1 = 741 ampli op pour entrée 12V, LM321 pour entrée 24V
• IC2 = LM338

Comment configurer le circuit.

1. Au départ, ne connectez aucune batterie à la sortie, et faites pivoter P2 pour que son curseur touche l'extrémité de masse, en d'autres termes ajustez P2 pour mettre la broche3 à zéro ou au niveau du sol.
2. Alimentez la tension d'entrée, ajustez P1 pour obtenir le niveau de tension requis sur la sortie où la batterie est censée être connectée, la LED verte s'allumera dans cette position.
3. Maintenant, déplacez très soigneusement P2 vers le haut jusqu'à ce que la LED rouge s'allume et se verrouille dans cette position, arrêtez de bouger P2 plus loin, confirmez avec la LED verte s'éteignant en réponse à l'éclairage LED rouge.
4. Le circuit est maintenant réglé pour la charge Li-ion à courant élevé requise à partir d'une batterie de voiture ou de toute source 12 / 24V.

Ajout d'une fonction à courant constant dans la conception ci-dessus

Comme indiqué ci-dessous, la conception ci-dessus peut être encore améliorée en ajoutant une fonction de contrôle de courant, ce qui rend le circuit de chargeur Li-ion à courant élevé proposé parfait avec les caractéristiques de CC et CV, c'est-à-dire avec des attributs de tension et de courant constants.

Conception simplifiée

Bien que les circuits expliqués ci-dessus soient excellents avec leurs caractéristiques et leur fonctionnement, l'utilisation du LM338 rend la conception un peu complexe et coûteuse.

Un peu de bricolage révèle que l'application pourrait plutôt être implémentée en utilisant un seul opamp et un contrôle de courant basé sur BJT, comme indiqué ci-dessous:

Un condensateur 1uF est introduit à l'entrée inverseuse du circuit intégré, ce qui garantit que le circuit intégré commence toujours avec sa sortie positive élevée lorsqu'il est alimenté. Cela permet à son tour un interrupteur garanti du transistor de sortie et permet à la batterie connectée de se verrouiller avec le processus de charge.

Le concept a été testé minutieusement, la preuve vidéo peut être vue ici.

AVERTISSEMENT: DANS TOUS LES CONCEPTS CI-DESSUS, RÉGULATION DE LA TEMPÉRATURE POUR QUE LA BATTERIE N'EST PAS INCLUSE, VEUILLEZ ASSURER DE RÉGLER LE COURANT À UN NIVEAU QUI NE CAUSE PAS LA TEMPÉRATURE DE LA BATTERIE AU-DESSUS DE 35 DEGRÉS CELSIUS.