Schema für einen Überladeschutz für einen Lipo-Batterie-Bleeder

OK, also baue ich eine 12 V (wirklich 11,1 V) 10000 mAh Lipo-Batterie. Ich werde es auf Campouts verwenden, um Dinge wie 12-V-Lüfter und Autoladegeräte zu betreiben und andere Hochstromgeräte zu betreiben, die nicht über USB betrieben werden können. Nun habe ich folgendes Problem, wie lade ich den Akku auf?

Mein Ziel ist es, das Ladegerät direkt in das Gerät zu integrieren und den Lipo-Akku mit 4-5 Ampere aus einem einfachen 12-V-Gleichstromnetzteil laden zu können. Dies schließt automatisch die Verwendung eines einfachen 3S-Lipo-Ladegeräts von ebay aus, da diese nur bis zu ~1A laden können. Damit scheidet auch so etwas wie ein imax B6 aus, da ich das Ladegerät in das Gerät integrieren möchte und ein imax b6 zu groß ist. Deshalb habe ich beschlossen, ein DIY-Lipo-Ladegerät zu entwerfen.

Die Grundidee ist folgende. Ich füttere den gesamten Lipo-Akkupack mit einer CC / CV-Gleichstromquelle (ich werde wahrscheinlich einen vorgefertigten Aufwärtswandler von Amazon oder eBay verwenden, um dies zu tun), um den Akku auf 12,6 V aufzuladen. Dann verwende ich drei diskrete Balancer-Schaltungen, die an jede Lipo-Zelle der Serie angeschlossen sind, um die Batterie einfach zu "entlüften", bis sie wieder 4,2 V erreicht. Hier ist ein schrecklich gezeichnetes Blockdiagramm:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was die Balance-Schaltung angeht, plane ich, den TL431-Shunt-Regler von Texas Instruments zu verwenden, um als IC zum Entleeren der Zellen zu fungieren. Hier ist ein Schema, das ich basierend auf dem Hochstrom-Shunt-Regler entworfen habe, der im Datenblatt des Geräts angegeben ist (wenn Sie das Datenblatt googeln, gehen Sie zu Seite 26).

Hier ist die Schaltung, die ich entworfen habe:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

So soll die Schaltung funktionieren. Der TL431 hat eine interne Referenzspannung von 2,5 V. Wenn ich also mindestens 4,2 V in den TL431-Schaltkreis einspeise, senkt der unruhige Teiler ihn auf 2,5 V, der TL431 schaltet sich dann ein und versorgt einen PNP-Leistungstransistor (der TL431 hat einen maximalen Strom von 100 mA), der dann einen Kurzschluss verursacht 22 Ohm 5 Watt Leistungswiderstand, der etwa 200 mA aus der Batterie zieht. Ich habe auch eine LED in die Schaltung eingebaut, damit ich weiß, wann eine einzelne Zelle ausgeglichen wird (anders gesagt, dies ist ein weiterer Grund, warum ich nicht rausgehen und ein vorgefertigtes BMS oder Ladegerät kaufen wollte, weil es selten vorkommt kommen sie mit Anzeige-LEDs jeglicher Art). Wenn die Zelle unter 4,2 V fällt, sieht der TL431 weniger als 2,5 V am Widerstandsteiler, und daher schaltet der TL431 den Leistungstransistor in der Schaltung aus und stoppt das Aufladen des Gleichgewichts.

In meiner Schaltung sind die 3,3-K-, 1,5-K- und 1-K-Trimmpotentiometer vorhanden, um einen 2,5-V-Widerstandsteiler zu bilden (das Poti ist dort, damit ich die Triggerspannung fein einstellen kann). Der 680-Ohm-Widerstand ist nur da, weil das Datenblatt sagte, dass er dort sein musste. Ich habe keine Ahnung, was dieser Widerstand macht, also habe ich einen 680-Ohm-Widerstand dafür gewählt und würde es übrigens gerne wissen). Der 220-Ohm-Widerstand ist für die LED und der 22-Ohm-Leistungswiderstand ist da, um die Dummy-Last zu sein, um die Batterie zu entladen.

Hier sind meine Fragen, die ich habe:

  1. Funktioniert diese Schaltung überhaupt?

  2. Kann ich den PNP-Leistungstransistor durch einen MOSFET ersetzen und wenn ja, welchen?

  3. Sind meine Widerstandswerte korrekt?

Wenn Sie das alles lesen, muss ich nur sagen, dass Sie der wahre MVP sind. Jedenfalls wäre jede Hilfe willkommen.

BEARBEITEN: Wie viele von Ihnen erwähnt haben, zieht der Widerstandsteiler unter 1 mA, selbst wenn die Batterie nicht ausgeglichen ist. Um dieses Problem zu lösen, habe ich mich entschieden, einen 4pdt-Schalter zu verwenden, um gleichzeitig die Ausgleichsschaltungen von der Batterie zu trennen und die Batterie vom Laden zu trennen. Leider muss nach Überprüfung des Datenblatts der Referenzstrom für den tl431 zwischen 0,05 mA und 10 mA liegen (daher können die Widerstände im Teiler nur so hoch sein), weshalb ich diese Widerstandswerte gewählt habe

Das Auswuchten ist möglicherweise nicht wirklich erforderlich, wenn Sie mit identischen Zellen beginnen und beim Zusammenbau des Pakets darauf achten, dass sie ausbalanciert sind. In jedem Fall ist nur ein wenig Blutung erforderlich. Ein BMS sollte auch Schutz vor Überspannungsladung, Überstromladung/-entladung und Unterspannungsentladung bieten. Diese Funktionen können tatsächlich wichtiger sein als die Ausgleichsfunktion. Ich würde auch vorschlagen, eine Sicherung hinzuzufügen, falls das BMS ausfällt. Ich habe mich gefragt, ob ein TL431 ein guter Balancer sein könnte. Aber der Spannungsteiler entleert die Zelle rund um die Uhr, und das wird mit der Zeit ein Problem sein.
Diese Schaltung wird ständig fast 0,9 mA entladen; Sie möchten wahrscheinlich R1, R2 und R3 so hoch wie möglich stoßen. Und erwägen Sie die Verwendung von Niedertempco-Widerständen, da sich die Schaltung beim Betrieb aufheizt.
Bei einem BJT PNP benötigen Sie einen Widerstand von der TL431-Kathode zur Transistorbasis, oder Sie wenden den TL431 vollständig auf die Basis an. | Die Verwendung eines P-Kanal-FET benötigt keinen Widerstand. Verfügbare Von ist dann (4,2 V-2,5) = 1,7 V für FET Vgs gemäß TL431-Datenblatt. Tatsächlich zieht die TL431-Kathode auf etwa 0,6 V unter Vref - hängt aber nicht davon ab. Ein TLV431 hat 1,25 V und gibt Ihnen mehr Hörraum UND beginnt bei weitaus niedrigerem Kathodenstrom zu regeln. R! R@R3-Werte können viel höher sein und somit die Stromentnahme über thgem reduzieren.
... | Wenn die Zellen beim Laden sehr unausgeglichen sind, kann das Ändern des Stapels auf 12,6 V eine Zelle weit über 4,2 V treiben und :-(. Beim Laden sind Klemmen sicherer, da Zellen, die 4 V2 erreichen, zuerst dort sitzen. Möglicherweise langsames Laden, wenn eine LED leuchtet.

Antworten (2)

3 Lipo-Akkus mit einer Marketingaussage von 10.000 mAh sind eigentlich nur 18650 3,7 V 3400 mAh-Akkus. Die meisten Hersteller empfehlen, 0,5 C oder weniger aufzuladen, so dass technisch sicher nur ein maximaler Konstantstrom von 1,7 A verwendet wird.

Was Sie jetzt brauchen, ist:

  1. 15V 2A DC-Versorgung
  2. Lipo-Batterieladegerät mit variablem Strom, das 3 Zellen auflädt
  3. Ein 10.000-mAh-Akku mit 3 Zellen im Inneren.

Hinweis: Laden Sie niemals 3 einzelne Zellen, die Sie separat in Reihe erhalten. Öffnen Sie den Akku nicht und laden Sie ihn separat auf.

Ihre vorgeschlagene Überspannungsschutzschaltung ist wirklich ein verstärkter Zener und könnte auf 4,2 Volt eingestellt werden und funktionieren. Um dies richtig zu tun, müssen Sie das Ladegerät abschalten oder den Ladestrom drastisch reduzieren, wenn eine Ihrer Bleed-off-LEDs zu leuchten beginnt Ich habe mich entschieden, 3 Zellen in Ihrer Batterie zu verwenden, während die meisten anderen in meinem Nacken des Waldes 4 verwenden. Es wäre verlockend, sich zu bücken oder sogar eine einfache lineare Low-Drop-Regulierung durchzuführen, vorausgesetzt, Sie haben 3 Zellen gewählt fet Anstelle eines BJT müssen Sie ein Gerät mit sehr sehr niedriger Schwelle verwenden, um in Ihrer Schaltung korrekt zu funktionieren. Eine PNP-BJT- oder Darlington-Gartensorte wird gut funktionieren. Denken Sie daran, dass nicht alle TL431 gleich sind. Den TL431 finden Sie auf der Website www.badbeetles.com.

Schema für einen Überladeschutz für einen Lipo-Batterie-Bleeder
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