Обявления

Для полноценной работы рекомендуется пройти регистрацию.

Рекламные сообщения будут удаляться вместе с пользователем. Что есть реклама - буду решать я.

Крона Li-ion 8,4V без преобразователей с зарядкой от microUSB

Обсуждение радиолюбительских технологий. Пайка, платы, слесарка...

Крона Li-ion 8,4V без преобразователей с зарядкой от microUSB

Сообщение hardlock » 06 сен 2020 00:15

Эту тему можно было бы объединить с темой "Питание мультиметра от Li-ion аккумулятора.", но я решил сделать отдельно, т.к. эта конструкция может успешно использоваться не только в мультиметрах. Использоваться планируется в мультиметре Unit UT61E. У него минимальное напряжение питания 6,05V (включается индикатор разряженной батареи). И идея сделать нечто подобное родилась несколько месяцев назад, как раз, когда села батарейка в этом мультиметре. Вроде бы у меня было пара штук в запасе на такой случай. Но одну я давно использовал в другом приборе, а вторая оказалась дохлой (ниже на фото она - срок годности 07.2020). В итоге я осталсь на ночь глядя без одного мультиметра... Поэтому родилось такое ТЗ:
1) Без повышающего преобразователя (2S li-ion).
2) Зарядка внутри корпуса через стандартный microUSB.
3) Балансировка (при необходимости).
4) Размер - стандартная "крона".

Идея.
Очень долго ходил вокруг заряда 2S li-ion, рассматривал различные варианты преобразователей, но всё что-то не то... Нет компактного недорогого решения. И тут в голову пришла мысль: "а почему бы не переключать батарею на время заряда из 2S1P в 1S2P?". Изображаем!
sch_2s-2p.gif
sch_2s-2p.gif (5.75 КБ) Просмотров: 41

Пока нет питания от microUSB, батарея подключена последовательно (2S1P) и напряжение на выходе 7,4V. Когда подключаем питание от microUSB, реле коммутирует батарею параллельно (1S2P) и напряжение на выходе становится 3,7V. Это недостаток этой конструкции - при зарядке устройство работать не будет. С другой стороны, заряжать батарею в мультиметре очень неудобно - быстрого доступа в отсек батарейки нет.

Пробуем изобразить полную схему с зарядкой и балансировкой. Хотя при таком способе заряда балансировка то и не нужна, но для перфекционизма прилепим. Ведь не факт, что ячейки будут разряжаться одинаково и при коммутации в режим зарядки возможно перетекание больших токов из банки с большим зарядом в банку с меньшим зарядом. Поэтому сделаем активный балансир на ICL7660.

Схема:

В качестве зарядника всеми любимый и крайне дешёвый TP4056. В качестве балансира - ICL7660, не совсем в стандартном для неё применении. О том как она балансирует - описано отлично в этой статье, я лишь скажу, что проверил на практике с батареей 3S1P остаточной ёмкостью 4500мАч. Банки были умышленно разбалансированы 4,15 - 4,0 - 3,8. Через некоторое продолжительное время (вначале я вёл ЛОГ, но потом забыл/забил и вспомнил через месяц) напряжение на всех банках уровнялось на уровне 4,03 ± 0,01В. Поэтому для мелких банок с малыми токами разряда - самое то. Единственное скользкое место этой конструкции - когда банки подключены последовательно, на 5 вывод TP4056 (выход BAT) поступает напряжение 8,4 Вольта. По даташиту там должно быть не более 8 Вольт. Долго ли выдержит микросхема - не известно, но при экспериментах она вела себя нормально, а ток разряда полностью заряженной батареи не превышал 0,02 мА, т.е. около 20мкА. Собственно, это и есть ток саморазряда всей схемы в сборе - думаю очень неплохо.

Плата.
Лень. Разводить и заказывать плату ради эксперимента мне лень. Поэтому откусил кусок платы от Lipower v2, навесом припаял ICL7660 с конденсатором, с торца припаял реле РЭС80 - готово! Кстати, если кто подскажет, чем заменить столь миниатюрные реле РЭС80, я буду очень благодарен. Найти их по вменяемой цене практически невозможно, а платит по 6 баксов за новое реле я не готов.

Отдельно зарисовал как реле подключается к контактам на плате - не совсем очевидно...
res80_connections.gif
res80_connections.gif (3.54 КБ) Просмотров: 41

Осталось заизолировать плату и можно запихивать в корпус.


Боялся, что не влезет в отведённое место в мультиметре, но потом вспомнил, что корпус стал немного короче, после спиливания завальцованной части. Поэтому всё влезло отлично.

Вот так батарейка заряжается:

Ну и напоследок покажу напряжение на контактах при зарядке (в конце) и в рабочем состоянии.


Теперь, даже если батарейка села "внезапно", достал, подзарядил (а пока можно выпить кофе :drink: ) и продолжил работать)))

ЗЫ: на Али продаются готовые батарейки с 2S литием внутри. Вот тут есть хороший обзор на такую батарейку. У таких батареек есть один существенный недостаток - они заряжаются без балансира и из-за этого банки выходят из строя. Кстати, про это есть даже в обзоре - после окончания заряда, на одной банке 4,23В, на второй 4,17В. Знакомый купил такую для мультиметра. Она вздулась после первого заряда. При разборке выяснилось, что вздулась одна банка, видимо та, которая имела сильно меньшую ёмкость. Как вариант - покупать и ставить хотя бы простой балансир.
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3860
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: Minsk - zp.ua

Вернуться в Технологии



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3