Страница 1 из 1

Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 14 авг 2016 17:49
hardlock
Озадачился я быстрой и простой зарядкой 2х банок лития от USB порта (5 Вольт). На просторах Aliexpress нашлась вот такая забавная штука. Brand New 7.4V Lipo Battery USB Charger Cable for WLtoys V912 V913 V915 V262 V323 V333 V666 RC Toys Part. Позиционируется как зарядка для Ли-Полек для вертолётиков и коптеров. Цена копеечная, даже если не будет работать - не обидно. Заказал две: $3,36 за пару.

Приехало в двух пакетиках в общем чёрном пакете без пупырки.

Что я делаю со всеми покупками? Правильно - разбираю )))

Плата поближе.

Нарисовать схему не составило труда. Единственный вопрос по микросхеме. Это либо что-то специализированное, либо простой PIC контроллер типа PIC16F688 - по распиновке подходит. Резисторы R1, R4, R6 и R2, R5, R7 распаяны бутербродом.

Самое интересное - испытание.
Поставил на зарядку 2S2P аккумулятор (убитый из ноута). Зелёный светодиод замигал с частотой приблизительно 1 Гц. Судя по схеме банки заряжаются по одной, подключаясь через пары полевых транзисторов (VT2 + VT4 - одна банка, VT3 + VT5 - другая банка). Судя по пульсации тока банки чередуются приблизительно с частотой 1 Гц. Ток заряда не контролируется и ограничен сопротивлением открытых ключей и резистором R3. Про реальный ток заряда - чуть ниже. Через несколько часов моя сборка зарядилась и зелёный светодиод загорелся на постоянно. Замер напряжения на банках 2 мультиметрами - 4,20 В + 4,20 В... Большего мне не надо.

ВНИМАНИЕ!
Схема не подходит для заряда аккумуляторов и одновременной работы вашего устройства с USB портом, т.к. в этой схеме НЕ должно быть связи земли USB порта и минуса аккумулятора.

Ток заряда.
Как я и говорил ток заряда ограничен только падением на проводах, транзисторах, резисторе R3 и разъёмах.
Собираем тестовый "стенд")))

Вот для примера при разных входных напряжениях (мультиметр включен в разрыв одной из банок):

В конце заряда (на банках около 4,1 Вольта):

В конце заряда зелёный светодиод загорается на постоянно. В убитые аккумы (2S2P) залито 7000мА/ч без учёта потерь:

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 17 май 2017 21:02
pollstar
Поясните плиз, зачем VT1 в схеме?

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 18 май 2017 13:56
hardlock
pollstar, могу только предполагать.
Между циклами заряда ячеек есть цикл измерения напряжений на банках. Вот как раз в этом цикле VT1 открывается и притягивает батарею к земле, а через делители (R1, R4, R6) / R21 и (R2, R5, R7) / R20 происходит замер напряжений банок.

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 18 май 2017 20:20
pollstar
Что им помешало использовать VT5 для этой же цели.
На Али кстати уже цена на сей девайс более 4$
Вот теперь и думаю сделать на STM32

СообщениеДобавлено: 18 май 2017 20:35
hardlock
Там диод VD2 ещё стоит. Надо учитывать падение напряжения на нем. А оно может быть нелинейно...

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 18 май 2017 20:37
pollstar
Логично. Ну тогда за дело:)

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 25 июн 2017 19:16
pollstar
Прошел месяц и родился девайс :)


Прошивка тестовая
https://drive.google.com/open?id=0BwEdSTnNo9GWNWNWa29JSTRUV00

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 25 июн 2017 19:27
pollstar
У девайса конечно есть косяки и в схеме и в прошивке, но задачу выполняет и будет "допиливаться".

СообщениеДобавлено: 25 июн 2017 22:59
hardlock
Мельком глянул схему. Не совсем ясен выбор контроллера. Зачем аж stm32? Или что было под рукой?
Суммарная стоимость дэвайса? Хоть ориентировочно...

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 25 июн 2017 23:19
pollstar
Розница будет порядка 90-100 грн(3,5$). Данный контроллер стоит 16 грн. Ни один AVR или PIC не дотягивает до цены, при данных возможностях

СообщениеДобавлено: 26 июн 2017 06:25
hardlock
Нда... Посмотрел цены... В Украине в вороне 15,90грн., т.е. около $0,60, в РБ цена от 2,60р., т.е. от $1,35.... Но контроллер интересный, согласен.

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 26 июн 2017 09:25
pollstar
Можно сделать еще дешевле на STM8S003, там цена будет 10 грн и еще уйдет микросхема LDO, и стоимость вообще упадет до 70-80 грн

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 26 июн 2017 11:35
hardlock
pollstar, всё равно китайцев не переплюнешь по цене )))

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 26 июн 2017 12:22
pollstar
дешевле 3$ на текущий момент не нашел в Китае. При большом заказе, цена еще упадет, вот китайцы и лупят их тысячами

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 26 июн 2017 12:41
hardlock
pollstar, 18,36 за 10 штук с бесплатной доставкой. Но не суть - своя разработка всегда в приоритете. За это огромный плюс!

ЗЫ: От себя просьба, начинаю осваивать СТМ, можно мне поглядеть исходники? В ЛС, или на почту. Нераспространение гарантирую )))

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 26 июн 2017 23:39
pollstar
В схеме выявил косяки.
1.Питание МК 3,3В. Поэтому при отключении вывода USB от аккумулятора через диод MOSFETа течет ток, достаточный для работы МК, хоть и со сбоем. Программно решается как контроль за напряжением питания. Но еще не реализовано.
Но лучше бы добавить еще диод.
2. При разводке не учел величину тока под дорожками диодов и ограничительного резистора - греются.
3. R20, R21 - заменить на 5К1
4. R3 - 0,5R (2x1R типоразмер 1210) - ограничить ток. будет греться все равно, но не критично.
5. Развести питание VDD и VDDA через дроссель
6. LDO U1 использовать более дешевый и распространенный
7. Перевернуть USB разъем, а то приходится паять снизу

Из программных необходимостей:
1.Сделать контроль питания
2.Фильтр сдвиговый накопительный, для измерения напряжения на АКБ.

Об индикации
- мигают все три светодиода - отключена батарея или сильно разряжен АКБ (заряд идет попеременно все равно)
- горит красный и поочередно мигают зеленые - происходит попеременная зарядка банок
- горит красный и мигает один зеленый - происходит выравнивание банки до напряжения перезаряженной банки
- горит красный, мигает один зеленый, горит один зеленый - одна банка заряжена, происходит выравнивание банки до напряжения заряженной банки
-горят оба зеленых - банки заряжены

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 28 июн 2017 23:53
pollstar
Версия прошивки 0.02
-добавлен программный фильтр
-поднята частота переключения заряда банок

https://drive.google.com/open?id=0BwEdS ... UxjTnVQZDQ

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 29 июн 2017 10:06
hardlock
pollstar, спасибо, в ЛС получил. У меня вопрос по заряду. Насколько оптимален заряд лития импульсами, да ещё и
pollstar писал(а):поднята частота переключения заряда банок

Не исследовали вопрос?

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 29 июн 2017 17:39
pollstar
Нет. Не критично. Просто АЦП успевает отработать и можно еще поднять немного.
Основной проблемой являются переходные процессы при отключении MOSFETов и включении Q1 для замера напряжений на банках. Там нужна задержка.

Что касается заряда лития импульсами - не исследовал данный вопрос. Пока ответить нечего.
Но я не стремился идеализировать зарядную характеристику. Иначе бы делал контроль тока, напряжения, температуры.

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 02 июл 2017 09:50
Denis_K
http://www.ixbt.com/mobile/battery-charge.html
Контроль напряжения очень важен при заряде акб...

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 02 июл 2017 10:53
hardlock
Denis_K, блин, а мы тут думали что можно не контролировать ))) :lol:

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 02 июл 2017 11:07
Denis_K
hardlock, это был ответ на
Но я не стремился идеализировать зарядную характеристику
.

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 02 июл 2017 14:12
pollstar
Denis_K писал(а):http://www.ixbt.com/mobile/battery-charge.html
Контроль напряжения очень важен при заряде акб...

Спасибо за ссылку.
Контроль заряда в данной зарядке идет только по напряжению.
Но поскольку зарядное напряжение от USB на каждую банку поступает примерно 4,7 В, для ограничения тока заряда установлен резистор R3 = 0,5 Ома (кстати у меня два в параллель на 1 Ом типоразмера 1206)

Зарядку делал в основном для заряда АКБ для МД Квазар АРМ. Использую четыре АКБ NCR18650 из старого ноута. Подключение - два параллельно в банке и потом обе банки последовательно.
R3 греется наверное до 50-60 градусов. Заряжается АКБ до 8,4 В. Полный цикл от полного разряда 3В до заряда 4,2В на банку, по времени пока не измерял
https://drive.google.com/open?id=0BwEdSTnNo9GWbmZOb0pELV9kNWs

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 11 июл 2017 20:01
pollstar
Прошивка с исправленным фильтром
при отключении/подключении батареи зарядка четко определяет её наличие.
фильтр стал с лучшим сглаживанием помех
https://drive.google.com/open?id=0BwEdSTnNo9GWQ1hzRmlJbmNXZUk

Re: Зарядное устройство 7,4V (2S) Li-Ion от USB порта (5V)

СообщениеДобавлено: 29 июл 2017 21:37
pollstar
Последняя редакция прошивки.
При подключенной батареи , без подключения к USB, контроллер пытался запустится, при этом слабо мигали индикаторы.
Теперь исправлено
https://drive.google.com/open?id=0BwEdSTnNo9GWcEtyZXFnUmhXcmM