Многоэлементное литий-ионное зарядное устройство

У меня проблема с технологией LI-ION.

Я планирую использовать последовательно четыре элемента 18650 и хочу построить схему для их зарядки. Последнее приложение представляет собой своего рода небольшой ИБП; Я должен держать батареи 18650 заряженными и, когда основное питание отключится, переключиться на батареи 18650; когда питание возвращается, питание переключается обратно на основной адаптер, и батареи можно снова заряжать.

Насколько мне известно, четыре элемента всегда должны быть сбалансированы, но я не нашел ни одного производителя микросхем (TI, Analog, Maxim, Linear, Microchip), который бы предлагал зарядное устройство с балансировкой элементов.

Итак, вот мои вопросы:

  1. Есть ли какая-нибудь микросхема, способная последовательно заряжать четыре литий-ионных элемента, поддерживая их баланс?
  2. Я нашел дешевое сбалансированное зарядное устройство на ebay (просто ищите BC-4S15D). Будет ли это соответствовать моим потребностям (так что заряжайте и балансируйте четыре батареи 18650 и держите их заряженными до тех пор, пока они не понадобятся)?

Спасибо

РЕДАКТИРОВАТЬ: Мне пришла в голову еще одна идея: можно ли использовать «плавающие» основания для зарядки каждой батареи отдельно? Я имею в виду, что одна батарея в сборе

  • одна батарея 18650
  • одно литий-ионное зарядное устройство на 5 В (например, на базе TP4056)
  • преобразователь на один шаг вниз (например, этот )

Затем эти сборки соединяются последовательно, и все плюсы (только плюсы) понижающих преобразователей подключаются к источнику питания 24 В.

Я имею в виду что-то вроде этого

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Поскольку максимальное напряжение на «последней земле» составляет 12,6 В, на входе 24 В достаточно места для генерирования напряжения 5 В.

Как вы думаете, у этой конструкции могут быть проблемы?

Ответы (2)

Ваша идея заземлить понижающий регулятор на ячейку, которую он заряжает, довольно умна, но она не будет работать должным образом, потому что его питающий ток также протекает через все ячейки под ним. Это приведет к тому, что нижние 3 ячейки будут получать разное количество неконтролируемого зарядного тока, от которого не могут избавиться связанные с ними зарядные устройства, что в конечном итоге приведет к их разбалансировке и, возможно, к перезарядке (что потенциально очень опасно).

Чтобы сделать это правильно, вам нужно 4 полностью изолированных источника питания или используйте одно зарядное устройство на 4 элемента и подключите балансир к аккумулятору. Дешевые балансировочные платы с 4 ячейками легко доступны на eBay и в других местах. Они часто также имеют защиту от перезаряда и переразряда.

введите описание изображения здесь

Если вы используете плату защиты, то зарядное устройство может быть просто регулятором с регулируемым током и напряжением, как здесь .

введите описание изображения здесь

Зарядное устройство, построенное из этих компонентов, может быть эффективнее, надежнее и, возможно, даже дешевле, чем набор понижающих регуляторов и зарядных устройств TP4056.

Спасибо .. Так что мне просто нужно добавить схему баланса (не только защитную, верно?), а затем использовать любое литий-ионное зарядное устройство, поддерживающее батареи 4s, или блок питания напряжение-ток, забыв о балансировке и защите, верно?
Да. Балансировка необходима, чтобы гарантировать, что все элементы имеют одинаковое напряжение, поэтому зарядное напряжение делится между ними поровну, а схема защиты защищает от неправильных настроек зарядного устройства или слишком низкого разряда батареи. Зарядное устройство тогда просто должно ограничивать ток и напряжение (напряжение зарядного устройства с разомкнутой цепью должно быть установлено на 16,8 В или ниже, чтобы избежать срабатывания схемы защиты от перенапряжения).
Извини, что опять тебя беспокою. У меня есть еще пара вопросов. Какое напряжение и ток я должен установить? Если балансное напряжение составляет 4,25 В на ячейку, то для 4S я должен установить 17 В, верно? Тогда ток может быть, например, 1 А (нет необходимости в быстрой зарядке), но тогда балансировочный ток составляет 100 мА, поэтому я должен уменьшить ток, когда начинается фаза балансировки? И... Что происходит в конце заряда? Должен ли я вручную отключить источник питания или я могу оставить его подключенным? Спасибо
Номинальное напряжение полного заряда 16,8В. Вы можете перейти на 17 В, если это необходимо для точного баланса, но зарядный ток не упадет до нуля, потому что при этом напряжении балансировщик будет постоянно обходить каждую ячейку (при условии, что схема баланса точна!). Ток автоматически уменьшается при приближении к полному заряду из-за сопротивлений в цепи, поэтому балансировщик должен уметь корректировать небольшие дисбалансы. Если дисбаланс слишком велик, он не сможет удерживать все напряжения на ячейках, и сработает схема защиты, отключив зарядное устройство.
Вы должны периодически проверять напряжение элемента с помощью вольтметра и заряжать с низкой скоростью, если есть значительный дисбаланс (более +-0,05 В при полной зарядке). Если вы хотите, чтобы зарядный ток автоматически уменьшался раньше, добавьте небольшое сопротивление (например, 0,2 Ом) последовательно.
@BruceAbbott, не могли бы вы рассказать подробнее, почему предложенная изначально схема не работает? Я не понимаю, почему дополнительный заряд должен попасть в нижние ячейки в стеке.
@KennSebesta, например, верхний преобразователь имеет входное напряжение ~ 24 - (4 + 4 + 4) = 12 В. Он снижает напряжение до 5 В, а TP4056 потребляет 1 А, поэтому входной ток преобразователя составляет ~ 5 Вт / 12 В = ~ 0,4 А. Этот ток должен пройти через нижние ячейки, чтобы вернуться к источнику питания. Теперь представьте, что одна из других ячеек приближается к полному заряду. зарядное устройство на этой ячейке снижает выходной ток до 0 А, но сверху все еще поступает 0,4 А. Зарядное устройство не может поглотить этот ток, поэтому ячейка будет перезаряжена.

Имеет ли смысл сделать ту же настройку, что предложил Брюс Эббот (сначала регулятор, а затем плата балансировки/защиты), но использовать схему зарядки, такую ​​как BC3770, вместо регулятора?

BC3770 (насколько я понял) будет иметь достаточную мощность для зарядки всех 4 элементов, и он будет намного «умнее», чем просто регулятор (подзарядка для глубоко разряженных батарей, подзарядка и т. д.)

Вот ссылка на даташит MC32BC3770

Добро пожаловать на Stack Exchange по электротехнике. Пожалуйста, пройдите экскурсию по адресу electronics.stackexchange.com/Tour , чтобы получить максимальную отдачу от этого сайта.
Многоэлементное литий-ионное зарядное устройство
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v