15 Iulie 2018
Am gasit in shack-ul meu un alimentator produs de chinezi cu circuitul LM2596 ADJ care este foarte versatil d.p.d.v. a performantelor. Este un alimentator in comutatie si este capabil de o eficienta de ~95%. Asta il face deosebit de util in alimentarea cu curenti mari, unde altfel s-ar cere radiatoare mari de racire a elementului regulator serie.
Eu l-am adaptat la un incarcator de baterii Li-Ion care se gaseste deja construit de chinezi pe Ebay si este conceput dupa urmatoarea schema:
La mine este folosit vechiul modul cu LM2596 ADJ pe post de stabilizator de tensiune, iar schema adaugata este un controler de curent si un indicator de incarcare. Am testat schema pe bread-board si se comporta excelent. Limitarea curentului se face citind caderea de tensiune de pe o rezistenta serie de 0,22 Ohmi si comparata cu o referinta. Astfel se comanda terminalul de Feed-Back al regulatorului LM2596, si implicit curentul debitat pe sarcina, simultan cu scaderea tensiunii pe aceasta.
Montajul se preteaza excelent pentru incarcarea elementelor de acumulatori Li-Ion. Tensiunea de intrare este furnizata de un cub de aproximativ 15V DC la un curent de 2A.
Reglajul acestui incarcator decurge astfel:
Astfel sursa de incarcare este pusa la punct si este gata de utilizare pentru alte acumulatoare.
Acest circuit regulator de tensiune este unul deosebit de bun si surprinzator in performantele pe care le ofera:
Nu vi se pare un circuit minune? Eu zic ca da. Sa vedem schema de principiu:
Eu am recuperat doua astfel de integrate din diferite placi recuperate din calculatoare sau alte aparate si m-am bucurat ca au terminatia ADJ deoarece numai acest tip este cu posibilitate de reglaj a tensiunii de iesire. Celelalte care au inscrise terminatia 5.0 sau altceva sunt cu tensiune fixa de iesire si nu ofera reglaj. Deci se urmaresc modelele cu sufixul ADJ.
Bobina am recuperat-o deasemenea de pe placi de surse de calculator dar este foarte simpla de executat. Torul este unul miniatura de culoare verde cu dunga albastra, din acelea folosite in sursele SMPS in comutatie. Se bobineaza 25-30 de spire CuEm 0,5mm. Rezulta o inductanta de aprox. 30uH. Am folosit acest regulator pentru a incarca acumulatori Li-Ion de 2200mA la care curentul de incarcare este de 650mA. Nici nu simte si nici nu se incalzeste deloc. Un veritabil charger! Merita incercat.
De curand am gasit un alimentator portabil vechi pe care am hotarat sa-l modific si sa-mi fac din el un charger universal pentru bateriile Li-Ion care sunt amplasate in diferitele mele aparate: lanterna, SWR-meter, ANTAN, Radio portabil. Marea incercare a fost adaptarea sursei de tensiune care necesita o tensiune de minim 19-20V pentru a putea sa incarce 4 elemente de acumulatori Li-Ion. Am trecut la modificarea unei surse de 5V-2A folosita in trecut la routere de retea. Pentru modificarea ei am desfacut transformatorul si am modificat nr.de spire din secundar si totodata am schimbat dioda de redresare si condensatoarele de filtrare. A iesit o sursa de 19,8V-0,7A care rezista sustinut la acest curent fara sa se incalzeasca.
Placuta controlerului am realizat-o separat, si am montat componente smd pentru a nu ocupa prea mult spatiu.
Pentru a putea sa utilizez charger-ul la mai multe acumulatoare, a trebuit sa confectionez o placuta cu un comutator cu 4 pozitii cu autorul caruia sa schimb tensiunea de iesire a chargerului conform cu tensiunile de incarcare ale acumulatoarelor Li-Ion:
Tensiunea Max/ element = 4,2V Schema controlerului a suferit mici modificari, in locul LED-ului care indica supra-curent am montat o dioda simpla iar LED-urile indicatoare le-am inlocuit cu un LED dublu rosu/verde.
Asamblarea intregului charger a fost simpla deoarece am utilizat plastik topit pentru fixare.
Pentru a putea sa adaptez mufa chargerului la diferitele aparate am confectionat un adaptor prelungitor pentru mufa Jack.
Pentru cei care doresc sa construiasca acest charger le pun la dispozitie cablajul imprimat al controlerului care se poate descarca din arhiva de fisiere a clubului.
Copyrigt(R)-YO6PIR
Controllerul acestui incarcator pentru bateriile Li-Ion, l-am conceput cu un circuit integrat PIC16F627A pe care il tineam in cutiile mele si nu aveam ce sa-i dau de lucru. Iata ca am gasit o solutie de a-l pune la treaba! Sa controleze incarcarea intr-un charger modern pentru bateriile bormasinii portabile care in trecut functiona cu baterii NiMh, deja depasite. Am putut face inlocuirea deoarece circuitele PIC16F627A si PIC16F628A contin doua comparatoare foarte bune care pot fi programate sa execute operatii de comparare a tensiune din charger. Iata noua schema de principiu a controlerului bazat pe aceste circuite:
Acest controller are un singur LED care indica functionarea. Este un lucru care simplifica mult adaptarea la o carcasa. Am scris codul sursa al PIC-ului care este diferit pentru cele doua feluri de cipuri PIC16F627 si PIC16F628
Pentru a adapta acest controller la diferitele tipuri de incarcatoare este nevoie de modificarea rezistentelor marcate in schema: R5, R6, R7 si R8. Deasemenea trebuie luata in calcul si rezistenta de SUNT-R1 pentru masurarea curentului de incarcare Ic.
Calculele pleaca de la curentul maxim de incarcare pe care dorim sa-l controlam. In exemplul meu curentul de incarcare:
Ic = 2A .Cunoscand rezistenta de SUNT, R1 se calculeaza caderea de tensiune pe aceasta:
U_sunt = Ic * R1 = 2A * 0,1 = 0,2V ; U_sunt = U_comp1 = 0,2V
Unde U_comp1 este tensiunea de basculare pt. comparatorul Comp1. Ca sa produca bascularea si implicit protectia la curentul maxim, primul comparator are nevoie de o cadere de tensiune pe intrarea [PIN17] egala cu U_sunt. Raportul rezistentelor se calculeaza cu relatia:
Rap1 = Uref / U_comp1 = 5V / 0,2V = 25
Daca se ia o valoare R8 = 82K rezulta pentru R7 = 82K / Rap1 = 82 / 25 =3,28K.
Se poate rotunji la o valoare cunoscuta de 3,3K. Deci R7 = 3,3K.
Divizorul rezistiv R5-R6 se calculeaza pentru bascularea comparatorului Comp2 pentru a indica sfarsitul incarcarii. Tensiunea de referinta este caderea de tensiune pe R1 cand curentul de incarcare scade la o valoare nesemnificativa Ic ~ 50 mA. Se calculeaza tensiunea pe rezistenta in acel moment:
U_sunt50 = Ic_min * R1 = 0,05 * 0,1 = 0,005 mV
Raportul rezistentelor se calculeaza cu relatia :
Rap2 = U_comp1 / 0,005V = 0,2V / 0,005 = 40 ; Rap2 = 40
Daca se ia o valoare pentru R5 = 10K rezulta pentru R6 o valoare de 400K, se poate rotunji la cea mai cunoscuta valoare disponibila R6 = 390K. S-au ales valori mai mari ale rezistentelor din acest raport ca sa nu influenteze semnificativ raportul Rap1 de pe primul comparator, fiind un grup de rezistente in paralel. Cu acestea datele componentelor pentru controllerul nostru sunt:
Ic_max = 2A ; Ic_min = 0,005A
R_sunt = 0,1 Ohmi ; R5 = 10K ; R6 = 390K ; R7 = 3K3 ; R8 = 82K
In mod normal in locul acestor calcule se pot monta semireglabile si se pot face ajustari in timp real pentru a stabili pragurile corecte de basculare ale comparatoarelor in momentul incarcarii. Fiecare se poate adapta cum doreste. Eu am preferat calcule si rezistente fixe.
Pentru alimentarea chargerului am folosit un circuit LT1074 care este o sursa de alimentare in comutatie de maxim 5A la o frecventa de 100KHz. Foarte bun circuitul pt.asa ceva!
Vechiul incarcator de acumulatori a primit un cablaj nou si un charger modern destinat noilor baterii Li-Ion de 16,8V, adaptat in carcasa originala.
Bibliografie: SHdesigns.org
Am achizitionat de curand un aspirator de mana la care i-am inlocuit bateriile originale cu un set de doua baterii Li-Ion de 3,7V in paralel. Dar nu am avut cu ce sa le incarc deoarece incarcatorul original era unul nepotrivit pentru incarcarea bateriilor Li-Ion. Asa ca am recurs la modificarea acestuia pentru a servi la noile necesitati. Iata schema noului incarcator:
Schema este pe cat de simpla pe atat de buna si economica. Foloseste ca element de baza un stabilizator integrat de tip LM317 in configuratie de stabilizator de tensiune. Tranzistorul de pe terminalul ADJ este folosit pentr a intrerupe incarcarea in momentul atingerii tensiunii maxime de incarcare care este, in cazul bateriilor Li-Ion, de maxim 4,2V . Este recomandat, pentru a prelungi viata bateriilor, sa nu le incarcam la tensiunea maxima, ci doar la 4,1V. Tensiunea se regleaza in gol din semireglabilul de 1K. Curentul de incarcare este stabilit la 0,1C unde [C] este capacitatea elementelor acumulatoare. In cazul meu am doua elemente de 2200mA, de laptop, in paralel si atunci curentul de incarcare l-am stabilit la 0,4A. Curentul de incarcare este stabilit de rezistenta R3 care se calculeaza cu relatia:
R3 = 0,95 /Ic
In cazul meu am gasit valoarea de 2,33 Ohmi. In practica am montat o rezistenta de 2,7 Ohmi. Valoarea de 4,7 Ohmi din schema, este pentru un singur element de acumulator.
La terminarea perioadei de incarcare, adica atingerea valorii de 4,1V pe element, LED-ul indicator se stinge avertizand ca s-a terminat incarcarea.
Elementul regulator de tensiune, LM317, trebuie montat neaparat pe radiator!