Как сделать сбалансированный аккумулятор?

Поскольку это для моего рабочего места, я не хочу использовать LiPo, потому что они очень нестабильны.

Литий-ионные элементы БОЛЕЕ восприимчивы к событиям «выход пламени» / «магический дым», чем LiPo (литий-полимерный), а не меньше.

Если вам нужна гораздо более безопасная химическая ячейка на основе лития, используйте LiFePO4.
(LiFePO4 = феррофосфат лития).
Вы можете вонзить кол в их сердца (металлические или нет, на перекрестках и в полночь по желанию), и они не будут производить больших энергетических разрядов. После этого они (вероятно) не будут работать очень хорошо.

Я хотел бы сделать для этого литиевую батарею, так как 3 литиевых элемента были бы идеальными. ... Может кто-нибудь, пожалуйста, скажите мне, как это сделать? Кроме того, могу ли я использовать зарядное устройство LiPo для Li-Ion или мне нужно сделать собственное зарядное устройство?

LiPo и LiIon имеют схожие потребности в зарядке.
LiPo обычно допускает большую скорость зарядки, но, по сути, имеет тот же химический состав.
Зарядное устройство должно «соответствовать» максимальному напряжению батареи и максимальному току зарядки — обычно их можно выбрать. Напряжение на клемме для LiIon или LiPo обычно составляет 4,2 В при 25 градусах Цельсия. Использование немного более низкого напряжения снижает емкость, но значительно увеличивает срок службы ячейки.

LiPo или литий-ионный элемент обеспечивает от 3,0 до 4,2 В на элемент (от разряженного до полностью заряженного), и элементы рассчитаны на номинальное напряжение 3,6 В или 3,7 В. Элементы LiFePO4 обеспечивают от 2,8 до 3,6 В элемента и рассчитаны на номинальное напряжение 3,2 или 3,3 В. . (Можно и меньше, но в «хвосте» мало емкости и его использование сокращает срок службы). Ячейка NimH производит от 1,0 до 1,3 В на ячейку и рассчитана на номинальное напряжение 1,2 В.

Таким образом, ваш пакет NimH 10,6 В = 10,6/1,2 = 9 ячеек.

Во всем диапазоне заряда:

• 9 x NimH = 9 В - 11,7 В, среднее значение 10,8 В
• 3 x LiIon = 9 В - 12,6 В, среднее значение 10,8 В
• 3 x LiFePO4 = 8,4–10,8 В, среднее значение 9,6 В
• Свинцово-кислотный = 12+ В среднее значение

Вы можете прекратить разряжать элементы LiFePo4 при напряжении несколько выше 2,8 В, чтобы диапазон составлял, скажем, 9–10,8 В.

Вам нужно будет определить, при каком низком напряжении сервоприводы будут нормально работать, но элементы LiFePO4, вероятно, будут приемлемыми и намного лучше с точки зрения безопасности. Тем не менее, правильная работа LiPo вызывает достаточно мало проблем.
Можно рассмотреть возможность использования 4 ячеек LiFePO4.

Вы можете рассмотреть возможность использования 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи. Они дешевы, доступны в широком диапазоне мощностей и легко доступны зарядные устройства.

Вы можете использовать повышающий преобразователь от более низкого напряжения или понижающий преобразователь от более высокого напряжения, чтобы получить хорошую работу при постоянном напряжении.

Сбалансированная зарядка

Аккумуляторы LiPo можно заряжать с помощью легкодоступных «балансирующих зарядных устройств» или заряжать отдельно параллельно, или вы можете сделать свое собственное зарядное устройство. Ряд балансировочных ИС зарядных устройств можно приобрести, например, у Digikey .
Простой метод обеспечения балансировки состоит в том, чтобы поместить на каждую ячейку фиксатор-стабилизатор, который шунтирует ток, когда напряжение достигает точки заряда при постоянном напряжении. Существуют различные способы сделать это, но один из них показан ниже. Это отсюда . На этой странице приведены полезные примечания по эксплуатации и регулировке.
Микросхема контролирует напряжение батареи, и когда достигается напряжение срабатывания, полевой МОП-транзистор включается для шунтирования тока. ИС содержит внутренний источник опорного напряжения и обеспечивает программируемый гистерезис напряжения фиксации. Использование одной из этих цепей на каждой ячейке позволяет использовать несимметричное зарядное устройство до тока, допустимого для клещей.

Только обладатели черного пояса На самом деле, хотя это и не рекомендуется, вы, вероятно, могли бы использовать простое 12-вольтовое свинцово-кислотное зарядное устройство с выходным током, не превышающим способность цепей зажима заряжать 3 ионно-литиевых или литий-полимерных аккумулятора. Это не обеспечивает некоторых тонкостей зарядки LiIon/LiPo, но должно работать.

Даташит на MAX921 . Это слишком дорого — 4,60 доллара за 1 Digikey.
Тот же результат можно получить с TL431 и, возможно, с несколькими транзисторами. Работающая схема может быть получена, если это достаточный интерес.