이 게시물은 과충전 차단 기능이있는 간단한 리튬 폴리머 (Lipo) 배터리에 대해 설명합니다. 이 아이디어는 Arun Prashan 씨가 요청했습니다.

CC 및 CV로 단일 Lipo 셀 충전

수제 회로 설계 블로그에서 '자전거 다이나모 배터리 충전기 회로'에 대한 작업을 보았습니다. 정말 유익했습니다.

그 기사에 대해 물어보고 싶습니다. 저는 배터리 전환 메커니즘이있는 육족 로봇을 연구하고 있습니다. 기본 배터리가 미리 설정된 전압을 초과하면 보조 배터리가 로봇의 시스템에 전원을 공급합니다. 내 관심사는 스위칭 회로에 관한 것이 아닙니다.

이와 함께 각 모터에 발전기를 부착하여 에너지 생산에 임하고 있습니다. 생성 된 전류는 30C 11.1V 2200mAh 3 셀 LiPo 배터리를 충전하는 데 사용됩니다.

'자전거 Dynamo 배터리 충전기 회로'에 언급 된 회로가 제 목적에 유용하지 않다는 것을 알고 있습니다. 내 문제와 관련된 다른 옵션을 주실 수 있습니까? LiPo가 정전압 및 정전류 또는 CC 및 CV 속도와 호환되도록 회로를 수정하는 방법 만 알고 싶습니다. 감사합니다. 답장을 기다리겠습니다.

문안 인사,

“제어 장치는 ”

아룬 프라 샨

말레이시아

디자인

리튬 폴리머 배터리 또는 단순히 리포 배터리는 더 많이 사용되는 리튬 이온 배터리의 고급 유형이며, 구형 배터리와 마찬가지로 엄격한 충전 및 방전 매개 변수로 지정됩니다.

그러나 이러한 사양을 자세히 살펴보면 속도에 관한 한 다소 관대하다는 것을 알 수 있습니다.보다 정밀하게 Lipo 배터리를 5C 속도로 충전하고 훨씬 더 높은 속도에서도 방전 할 수 있습니다. '는 배터리의 AH 등급입니다.

위의 사양은 실제로 배터리의 과전류 상황에 대해 걱정하지 않고 훨씬 더 높은 전류 입력을 사용할 수있는 자유를 제공합니다. 이는 일반적으로 납축 배터리가 관련된 경우입니다.

이는 대부분의 경우 정격이 배터리의 5 x AH 사양을 초과 할 수 없기 때문에 대부분의 경우 입력의 암페어 정격을 무시할 수 있음을 의미합니다. 즉, 이러한 중요한 장치를 지정된 최대 수준보다 낮을 수있는 속도로 충전하는 것이 항상 더 좋고 안전한 아이디어입니다. C x 1이 최적의 안전한 충전 속도로 간주 될 수 있습니다.

여기서 우리는 리튬 폴리머 (Lipo) 배터리 충전기 회로를 설계하는 데 관심이 있으므로 이에 더 집중하고 전자 정크 박스에 이미있을 수있는 구성 요소를 사용하여 리포 배터리를 안전하게 충전하는 방법을 살펴 보겠습니다.

표시된 Lipo 배터리 충전기 회로도를 참조하면 기본적으로 다목적 전압 레귤레이터 칩이며 모든 보호 기능이 내장 된 IC LM317을 중심으로 전체 설계가 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 출력 전체에서 1.5A 이상을 허용하지 않습니다. 배터리의 안전한 앰프 레벨을 보장합니다.

“DIY 태양열 배터리 충전기 12v ”

여기서 IC는 기본적으로 리포 배터리에 필요한 정확한 충전 전압 레벨을 설정하는 데 사용됩니다. 이것은 동봉 된 10k 포트 또는 프리셋을 조정하여 수행 할 수 있습니다.

회로도

opamp를 통합하는 맨 오른쪽 섹션은 과충전 차단 단계이며 배터리가 과충전되지 않도록하고 과충전 임계 값에 도달하자마자 배터리에 대한 공급을 차단합니다.

회로 작동

opamp의 pin3에 위치한 10k 사전 설정은 과충전 수준을 설정하는 데 사용되며 3.7V 리튬 폴리머 배터리의 경우 배터리가 4.2V로 충전되는 즉시 opamp의 출력이 높아지도록 설정할 수 있습니다. (단일 셀의 경우). 다이오드가 배터리의 양극에 위치하므로 LM 317 출력은 수반되는 다이오드 순방향 전압 강하를 보상하기 위해 약 4.2 + 0.6 = 4.8V (단일 셀의 경우)로 설정되어야합니다. 연속 된 3 개 셀의 경우이 값을 4.2 x 3 + 0.6 = 13.2V로 조정해야합니다.

전원이 처음 켜질 때 (표시된 위치에서 배터리를 연결 한 후 수행해야 함) 방전 상태에있는 배터리는 LM317의 전원을 기존 전압 레벨 레벨로 끌어 올립니다. 3.6V라고 가정하겠습니다. .

위의 상황은 opamp의 pin3을 IC의 pin2에 고정 된 기준 전압 레벨보다 훨씬 낮게 유지하여 pin6 또는 IC의 출력에서 낮은 로직을 생성합니다.

이제 배터리가 충전을 축적하기 시작하면 전압 레벨이 4.2V 마크에 도달 할 때까지 상승하기 시작하여 핀 2 바로 위 opamp의 핀 3 전위를 끌어내어 IC의 출력이 즉시 높거나 공급 레벨로 이동합니다.

위의 내용은 표시 LED가 LM 317의 ADJ 핀 pf에 연결된 BC547 트랜지스터의 스위치를 켜도록 프롬프트합니다.

“양방향 스위치를 연결하는 방법 ”

이런 일이 발생하면 LM 317의 ADJ 핀이 접지되어 리포 배터리에 대한 출력 공급을 차단합니다.

그러나이 시점에서 전체 회로는 1K 저항을 통해 opamp의 pin3에 대한 피드백 전압으로 인해이 차단 위치에서 래치됩니다. 이 작업은 과충전 한계에 도달하면 어떤 상황에서도 배터리가 충전 전압을받을 수 있도록합니다.

상황은 시스템이 꺼지고 새로운 충전주기를 시작하기 위해 재설정 될 때까지 잠겨 있습니다.

정전류 CC 추가

위의 설계에서 LM338 IC를 사용하는 정전압 제어 시설을 볼 수 있지만 여기서 정전류가 누락 된 것 같습니다. 이 회로에서 CC를 활성화하려면 다음 그림과 같이이 기능을 포함시키기에 약간의 조정만으로도 충분할 수 있습니다.

알 수 있듯이 전류 제한 저항과 다이오드 링크를 간단히 추가하면 설계가 효과적인 CC 또는 정전류 Lipo 셀 충전기로 변환됩니다. 이제 출력이 지정된 CC 한계 이상으로 전류를 끌어 오려고하면 Rx에서 계산 된 전위가 발생하여 BC547베이스를 트리거하는 1N4148 다이오드를 통과하여 IC LM338의 ADJ 핀을 전도하고 접지하여 IC를 강제합니다. 충전기로의 공급을 끄십시오.

Rx는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

Rx = BC547 및 1N41448의 순방향 전압 제한 / 최대 배터리 전류 제한

따라서 Rx = 0.6 + 0.6 / 최대 배터리 전류 제한

3 시리즈 셀이있는 Lipo 배터리

위에서 제안한 11.1V 배터리 팩에는 직렬로 3 개의 셀이 있으며 배터리 극은 커넥터를 통해 별도로 종단됩니다.
커넥터에서 극을 올바르게 배치하여 개별 배터리를 별도로 충전하는 것이 좋습니다. 다이어그램은 커넥터가있는 셀의 기본 배선 세부 사항을 보여줍니다.

업데이트 : 다중 셀 Lipo 배터리의 연속 자동 충전을 달성하려면 포함 된 셀 수에 관계없이 모든 유형의 Lipo 배터리를 충전하는 데 사용할 수있는 다음 문서를 참조 할 수 있습니다. 이 회로는 방전 될 수 있고 충전이 필요한 셀에 충전 전압을 모니터링하고 자동으로 전송하도록 설계되었습니다.