Rangkaian Pengisi Daya Baterai Lithium Polymer (Lipo)

Posting tersebut menjelaskan baterai lithium polymer (Lipo) sederhana dengan fitur pemutusan muatan berlebih. Ide tersebut diminta oleh Bapak Arun Prashan.

Mengisi Sel Lipo Tunggal dengan CC dan CV

Saya menemukan pekerjaan Anda tentang 'Sirkuit Pengisi Daya Baterai Dynamo Sepeda' di blog desain sirkuit buatan sendiri. Itu sangat informatif.

Saya ingin menanyakan sesuatu tentang artikel itu. Saya sedang mengerjakan robot heksapedal dengan mekanisme peralihan baterai. Setelah baterai utama melampaui voltase yang telah ditetapkan, baterai sekunder akan memberi daya pada sistem robot. Perhatian saya bukan tentang sirkuit switching.

Bersama dengan ini, saya sedang mengerjakan pembangkit energi dengan memasang generator ke setiap motor. Arus yang dihasilkan dimaksudkan untuk digunakan untuk mengisi ulang baterai LiPo 3 sel 30C 11.1V 2200mAh.

Saya menyadari bahwa sirkuit yang disebutkan dalam “Sirkuit Pengisi Baterai Dinamo Sepeda” tidak akan berguna untuk tujuan saya. Dapatkah Anda memberi saya opsi lain yang berkaitan dengan masalah saya. Saya hanya perlu tahu tentang cara memodifikasi rangkaian agar LiPo kompatibel dengan tegangan konstan dan arus konstan atau laju CC dan CV. Terima kasih, menunggu balasan.

Salam,

Arun Prashan

Malaysia

Desain

Baterai polimer Lithium atau hanya baterai lipo adalah jenis lanjutan dari baterai lithium ion yang lebih populer, dan seperti baterai yang lebih tua, baterai tersebut ditentukan dengan parameter pengisian dan pemakaian yang ketat.

Namun jika melihat spesifikasi ini secara mendetail, kami merasa agak lunak sejauh menyangkut tarif, lebih tepatnya baterai Lipo dapat diisi pada kecepatan 5C dan dikosongkan bahkan pada tingkat yang jauh lebih tinggi, di sini 'C 'adalah rating AH baterai.

Spesifikasi di atas sebenarnya memberi kita kebebasan untuk menggunakan input arus yang jauh lebih tinggi tanpa mengkhawatirkan situasi arus berlebih untuk baterai, yang biasanya terjadi saat baterai asam timbal terlibat.

Ini berarti peringkat amp dari input dapat diabaikan dalam banyak kasus karena peringkat tidak boleh melebihi spesifikasi baterai 5 x AH, dalam banyak kasus. Karena itu, selalu merupakan ide yang lebih baik dan aman untuk mengisi daya perangkat kritis seperti itu dengan tingkat yang mungkin lebih rendah dari tingkat maksimum yang ditentukan, C x 1 dapat dianggap sebagai tingkat pengisian optimal dan teraman.

Karena di sini kami tertarik untuk merancang rangkaian pengisi daya baterai lithium polymer (Lipo), kami akan lebih berkonsentrasi pada hal ini dan melihat bagaimana baterai lipo dapat diisi dengan aman namun secara optimal menggunakan komponen yang mungkin sudah ada di kotak sampah elektronik Anda.

Mengacu pada diagram rangkaian pengisi daya baterai Lipo yang ditunjukkan, seluruh desain dapat dilihat dikonfigurasi di sekitar IC LM317 yang pada dasarnya adalah chip pengatur tegangan serbaguna dan memiliki semua fitur perlindungan bawaan. Ini tidak akan memungkinkan lebih dari 1,5 amp di outputnya dan memastikan level amp yang aman untuk baterai.

IC di sini pada dasarnya digunakan untuk mengatur level voltase pengisian yang dibutuhkan untuk baterai lipo. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan pot 10k yang menyertai atau preset.

Diagram Sirkuit

Bagian paling kanan yang menggabungkan opamp adalah tahap pemutusan muatan berlebih dan memastikan bahwa baterai tidak pernah dibiarkan terlalu mahal, dan memutus pasokan ke baterai segera setelah ambang pengisian berlebih tercapai.

Operasi Sirkuit

Preset 10 k yang diposisikan pada pin3 opamp digunakan untuk mengatur level pengisian berlebih, untuk baterai li-polimer 3,7 V ini dapat disetel sedemikian rupa sehingga output opamp menjadi tinggi segera setelah baterai diisi hingga 4,2 V (untuk satu sel). Karena dioda diposisikan pada positif baterai, output LM 317 harus diatur ke sekitar 4,2 + 0,6 = 4,8 V (untuk sel tunggal) untuk mengkompensasi penurunan tegangan maju dioda yang menyertai. Untuk 3 sel secara seri, nilai ini perlu disesuaikan menjadi 4,2 x 3 + 0,6 = 13,2 V.

Ketika daya pertama kali dinyalakan (ini harus dilakukan setelah menghubungkan baterai melintasi posisi yang ditunjukkan), baterai dalam keadaan kosong menarik suplai dari LM317 ke level level voltase yang ada, anggap saja itu 3,6 V .

Situasi di atas membuat pin3 opamp jauh di bawah level tegangan referensi tetap pada pin2 IC, menciptakan logika rendah pada pin6 atau output IC.

Sekarang ketika baterai mulai mengumpulkan muatan, level voltase mulai naik hingga mencapai tanda 4.2 V yang menarik potensi pin3 dari opamp tepat di atas pin2 memaksa output IC untuk langsung tinggi atau pada level suplai.

Perintah di atas meminta LED indikator untuk menyalakan sakelar ON transistor BC547 yang terhubung melalui pin ADJ pf LM 317.

Setelah ini terjadi, pin ADJ dari LM 317 di-ground-kan memaksanya untuk mematikan suplai outputnya ke baterai lipo.

Namun pada titik ini seluruh rangkaian terkunci dalam posisi cut off ini karena tegangan umpan balik ke pin3 dari opamp melalui resistor 1K. Operasi ini memastikan bahwa baterai dalam keadaan apa pun tidak diizinkan untuk menerima tegangan pengisian setelah batas pengisian berlebih tercapai.

Situasi tetap terkunci sampai sistem dimatikan dan disetel ulang untuk kemungkinan memulai siklus pengisian baru.

Menambahkan CC Arus Konstan

Pada desain di atas kita dapat melihat fasilitas kontrol tegangan konstan menggunakan IC LM338, namun arus konstan tampaknya hilang di sini. Untuk mengaktifkan CC di sirkuit ini, sedikit perubahan mungkin cukup untuk memasukkan fitur ini, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Seperti yang dapat dilihat, penambahan sederhana dari resistor pembatas arus dan link dioda mengubah desain menjadi CC efektif atau pengisi daya sel Lipo arus konstan. Sekarang ketika output mencoba menarik arus di atas batas CC yang ditentukan, potensi yang dihitung dikembangkan melintasi Rx, yang melewati dioda 1N4148 yang memicu basis BC547, yang pada gilirannya menjalankan dan membumikan pin ADJ dari IC LM338, memaksa IC untuk mematikan pasokan ke pengisi daya.

Rx dapat dihitung dengan rumus berikut:

Rx = Batas tegangan maju BC547 dan batas arus baterai 1N41448 / Max

Oleh karena itu Rx = 0.6 + 0.6 / Batas arus baterai maks

Baterai Lipo dengan 3 Seri Sel

Dalam paket baterai 11.1V yang diusulkan di atas, ada 3 sel secara seri dan kutub baterai diakhiri secara terpisah melalui konektor.
Disarankan untuk mengisi baterai individu secara terpisah dengan menempatkan kutub dengan benar dari konektor. Diagram menunjukkan detail kabel dasar dari sel dengan konektor:

PEMBARUAN: Untuk mencapai pengisian otomatis terus menerus dari baterai Lipo multi-sel, Anda dapat merujuk ke artikel berikut, yang dapat digunakan untuk mengisi semua jenis baterai Lipo terlepas dari jumlah sel yang termasuk di dalamnya. Sirkuit ini dirancang untuk memantau dan secara otomatis mentransfer tegangan pengisian ke sel yang mungkin kosong dan perlu diisi:

Rangkaian Pengisi Daya Baterai Lipo