Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Ładowarka Li-Ion Li-Poly na MCP73833

Dar.El 04 Wrz 2013 14:14 48675 53
  • Ładowarka Li-Ion Li-Poly na MCP73833

    Miniaturowa w pełni automatyczna ładowarka akumulatorów Li-Ion i Li-Poly do 1A i końcowym napięciu ładowania 4,2V zasilana z 5V.
    Coraz więcej jest dostępnych akumulatorów Li-Ion i Li-Poly a nadal jest mało ładowarek do nich, więc postanowiłem skonstruować.
    Płytka jest bardzo mała: 16,9mm x 22,4mm (bez wyprowadzeń). Wysokość: 10,8mm z radiatorem i 6,5mm bez radiatora, bez montowania wyprowadzeń (goldpinów) 5mm. Wyprowadzenia są w rastrze 2,54mm, więc można montować ładowarkę na płytkach uniwersalnych i stykowych. Prąd można regulować w zakresie 0,1A do 1,2A potencjometrem SMD, ale nie ma problemów ze zrobieniem na mniejszy prąd.
    Jest bardzo dużo zabezpieczeń:
    -odwrotnym podłączeniem zasilania,
    -odwrotnym podłączeniem akumulatora,
    -pomyleniem zasilania z akumulatorem,
    -zbyt niską i zbyt wysoką temperaturą akumulatora,
    -przed przegrzaniem ładowarki,
    - zbyt długim ładowaniem (niektóre wersje układu scalonego),
    -brak zabezpieczenia przed zbyt wysokim napięciem zasilania.
    Diody LED sygnalizują: podłączenie zasilania (czerwona PWR), ładowanie (czerwona Charg) i naładowanie akumulatora (zielona END).
    Prąd maksymalny, z powodu przegrzewania się ładowarki, jest mniejszy od deklarowanego 1A, tyle to pewnie tylko ze scalakiem w obudowie DFN-10 mającym pad termalny. Szkoda że nie robią w SO8 z takim padem :cry: .
    Zmierzyłem maksymalny prąd, dla różnych napięć akumulatora, przy 5V zasilania i swobodnym dostępie powietrza 22°C do płytki (bez żadnej obudowy).
    Ładowarka bez radiatora: 3V - 0,35A, 3,3V - 0,45A, 3,6V - 0,57A, 3,8V - 0,7A, 4V - 1A, 4,1V - 1,2A, 4,2V - 0A
    Ładowarka z przyklejonym radiatorem: 3V - 0,52A, 3,3V - 0,61A, 3,6V - 0,78A, 3,8V - 0,95A, 4V - 1,2A, 4,1V - 1,2A, 4,2V - 0A
    Ładowarka ładuje akumulatory mające poniżej 3V prądem 10% ustawionego a kończy ładowanie gdy prąd spadnie do 10%.
    Zabezpieczenie termiczne nie pozwoli ładować akumulatora gdy jego temperatura jest poniżej 0°C lub powyżej 50°C. Oczywiście trzeba zamontować na akumulatorze termistor 10k a jak tej funkcji nie używa się to wystarczy między wejście T a GND dolutować rezystor 10k.
    Ładowarki można łączyć równolegle w celu zwiększenia prądu ładowania. Można też poprawić ich wydajność, wymuszając ruch powietrza wentylatorem, który może też chłodzić przy okazji akumulatory, przy szybkim ładowaniu.
    Do ładowania akumulatorów połączonych szeregowo, można użyć wielu ładowarek, ale każda musi mieć swoje własne zasilanie. Obecnie można bardzo tanio kupić ładowarki 5V do telefonów, więc nie stanowi to większego problemu.





    Ładowarka z radiatorem.
    Ładowarka Li-Ion Li-Poly na MCP73833

    Bez radiatora.
    Ładowarka Li-Ion Li-Poly na MCP73833

    Schemat i PCB można znaleźć w PDF producenta: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22005b.pdf
    Mojej płytki nie mogę udostępnić, praktycznie tylko w celach komercyjnych mogła by być użyta a ja nie zgadzam się na to.

    Musiałem też skonstruować narzędzie do uruchamiania ładowarek, podłączanie akumulatorów do niesprawdzonych płytek może kończyć się na różne sposoby a muszę sprawdzić dość szybko wszystkie funkcje ładowania. Jest to regulowany stabilizator równoległy napięcia który musi brać na siebie prąd wypływający z ładowarki.
    Ładowarka Li-Ion Li-Poly na MCP73833
    Schemat stabilizatora równoległego udostępnię później, jak go narysuję, bo tak proste układy mam w pamięci. Radzę go wykonać nawet gdy będziecie robić jedną ładowarkę, nie wiadomo jak się skończy próba ładowania akumulatora, źle działającą.


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • #2 04 Wrz 2013 16:26
    mkpl
    Poziom 37  

    Fajna sprawa i z tego co widzę to nawet tanio :D

    Jak realizujesz odprowadzanie ciepła z układu? Termopad?

  • #3 04 Wrz 2013 21:26
    kundzios
    Poziom 19  

    Robiłem ładowarkę na tym układzie, jeśli nie chcemy radiatora to ścieżki Vdd i Vbat należy powiększyć, robią częściowo za radiator. Faktem jest to że nieźle się grzeje.
    Schemat jest prosty ciężko zbudować go niepoprawnie. Polecam układ MCP prosty i skuteczny.

  • #4 05 Wrz 2013 06:31
    XAX
    Poziom 21  

    Ładny mały przydatny projekt :)
    A teraz pytania:
    1) jak umocowałeś radiator??? Przykleiłeś go?
    2) Jak można i gdzie zamów twoje płytki? Jaki koszt byłby? Parę sztuk chętnie by kupił.

  • #5 05 Wrz 2013 09:10
    outside wear
    Poziom 12  

    Czy ładowarka umożliwia podłączenie pakietu np 6 baterii 2 szeregowo po 3 równolegle?
    Jakiej pojemności baterie można ładować? Czy np Akumulatorki 18650 3.7V 3800mAh w połączeniu w/w da radę ?

  • #6 05 Wrz 2013 09:17
    zackass1
    Poziom 15  

    Jest wersja tego układu ładująca niezależnie dwa kanały, czyli raczej nie powinno być problemu z ładowaniem 2s, ale będzie ładować bardzo długo. Wydajność 1A można uzyskać tylko przy dobrym odprowadzaniu ciepła, zabezpieczenie termiczne wewnątrz scalaka automatycznie obniża prąd ładowania.

  • #7 05 Wrz 2013 12:54
    maciex1993
    Poziom 14  

    outside wear napisał:
    Czy ładowarka umożliwia podłączenie pakietu np 6 baterii 2 szeregowo po 3 równolegle?
    Jakiej pojemności baterie można ładować? Czy np Akumulatorki 18650 3.7V 3800mAh w połączeniu w/w da radę ?


    Pewnie można by było wykorzystać ten układ, ale potrzeba 2 takie układy i 2 osobne odseparowane źródła zasilania.
    Przy wydajności tego układu na poziomie 1A taki pakiet będzie się strasznie długo ładował. Piszesz o akku 18650 3.7V 3800mAh, zapewniam Cie że nie mają one takiej pojemności, jak mają połowę z tego to będzie dobrze! Jedyne ogniwa o takiej realnej pojemności produkuje panasonic, dokładnie 18650 3400mAh, samsung ze swoimi ogniwami zbliża się do magicznych 3000mAh. Tylko po firmowych ogniwach można się spodziewać deklarowanej pojemności, no i ceny też mają takie ogniwa konkretne 35zł i więcej (nowe)
    Ale zakładając taki pakiet z ogniw o poj 2600mAh to by się ładował nieco ponad 8 godzin.

  • #8 05 Wrz 2013 15:26
    Dar.El
    Poziom 40  

    Radiator jest przyklejony klejem termo-przewodzącym. Jak pisałem wcześniej, scalak nie ma padu odprowadzającego ciepło, dlatego ma problem osiągnięcia 1A, przy niskim napięciu na akumulatorze. Z udostępnieniem płytek będzie problem, bo trzeba wtedy jeszcze dostarczyć dokumentację montażową a wiem jakie są problemy z KITami AVT.

  • #9 05 Wrz 2013 16:02
    manekinen
    Poziom 29  

    Czyli można bezpiecznie ładować ogniwa niezabezpieczone, czy lepiej nie ryzykować? Czy można podnieść napięcie końcowe do np 4.25 lub 4.30V?

  • #10 05 Wrz 2013 18:34
    krzycho123
    Poziom 31  

    MCP73833 oczywiście ładuje ogniwa unprotected bez problemu .

    Jeśli chodzi o chłodzenie to zdecydowanie lepsza jest obudowa QFN która ma pad termalny i taką ładowarkę mam zbudowaną , kupiłem jednak tą ładowarkę od kolegi Darka ze względu na miniaturyzację , potrzebna mi do zabudowy w układzie.

    Jednak przy tej obudowie o 1A można kompletnie zapomnieć nawet z dużym radiatorem - mierzone.

    Co do napięć , układ ma je na stałe i tak mamy wersje na 4,2V i 4,35V .

  • #11 05 Wrz 2013 20:04
    tomiok
    Poziom 33  

    krzycho123 napisał:
    ...
    Jeśli chodzi o chłodzenie to zdecydowanie lepsza jest obudowa QFN która ma pad termalny i taką ładowarkę mam zbudowaną ...

    A nie obudowa DFN-10 ?

  • #12 05 Wrz 2013 20:12
    krzycho123
    Poziom 31  

    Dokładnie , DFN-10 . Pisałem z pamięci teraz sprawdziłem w PDFie.

  • #13 06 Wrz 2013 07:31
    nouki
    Poziom 25  

    Witam.

    Od jakiegoś czasu stosuję układ MCP73832T który też spisuje się b.dobrze lecz jest zdecydowanie mniejszy . Minus 500mA ale zazwyczaj wystarcza.

    Pozdrawiam

  • #14 06 Wrz 2013 21:05
    outside wear
    Poziom 12  

    maciex1993 napisał:
    outside wear napisał:
    Czy ładowarka umożliwia podłączenie pakietu np 6 baterii 2 szeregowo po 3 równolegle?
    Jakiej pojemności baterie można ładować? Czy np Akumulatorki 18650 3.7V 3800mAh w połączeniu w/w da radę ?


    Pewnie można by było wykorzystać ten układ, ale potrzeba 2 takie układy i 2 osobne odseparowane źródła zasilania.
    Przy wydajności tego układu na poziomie 1A taki pakiet będzie się strasznie długo ładował. Piszesz o akku 18650 3.7V 3800mAh, zapewniam Cie że nie mają one takiej pojemności, jak mają połowę z tego to będzie dobrze! Jedyne ogniwa o takiej realnej pojemności produkuje panasonic, dokładnie 18650 3400mAh, samsung ze swoimi ogniwami zbliża się do magicznych 3000mAh. Tylko po firmowych ogniwach można się spodziewać deklarowanej pojemności, no i ceny też mają takie ogniwa konkretne 35zł i więcej (nowe)
    Ale zakładając taki pakiet z ogniw o poj 2600mAh to by się ładował nieco ponad 8 godzin.


    Odseparować masz na myśli 2 dodatkowe ładowarki czy np 2 x LM7805 by starczył na wejściu? Można zrobić takie odseparowanie na uzwojeniach transformatora? np 2 x 6 V~ po wyprostowaniu i przez w/w stabilizator 5V? Dobrze myślę?

  • #15 07 Wrz 2013 08:14
    szymon122
    Poziom 37  

    Na pewno na oddzielnych uzwojeniach będzie działać a czy na oddzielnych stabilizatorach to nie wiem.

  • #17 07 Wrz 2013 15:32
    elektryku5
    Poziom 37  

    Jest link do balansera, ale skąd wziąć układ ładujący? Wiem, że są na LM317 itp, ale szukam czegoś bardziej wyspecjalizowanego, by akumulatory były dobrze ładowane i zabezpieczone.
    Szukałem jakiegoś układu w TME, ale widzę tam tylko na 1 lub 2 ogniwa...

  • #18 07 Wrz 2013 15:49
    maciex1993
    Poziom 14  

    Podany wyżej układ to również ładowarka, z balancerem.
    Czy układ miał by być zabudowany na stałe z akumulatorami?
    Może warto zainteresować się ładowarkami modelarskimi.
    np. imax b6 albo mniejsza imax b3
    przykładowo: http://www.ebay.com/itm/iMaxRC-iMax-B3-Akku-L...adio_Control_Control_Line&hash=item43b806d519

    A sam układ http://www.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/2287

    oraz taki na 1 i 2 ogniwa http://www.electroniccircuitsdesign.com/batte...ts/lithium-battery-charger-using-ltm8061.html

  • #19 07 Wrz 2013 20:01
    Dar.El
    Poziom 40  

    Mam zamiar też zrobić balancer ale taki układ nie ma wstępnego ładowania ani końcowego. Fajnie by było połączyć kilka MCP... tak aby dało się ładować kilka akumulatorów połączonych szeregowo z jednego źródła zasilania. Na razie nie udało się tego zrobić.

  • #20 07 Wrz 2013 20:36
    elektryku5
    Poziom 37  

    Tak myślałem, by do 3 szeregowo połączonych ogniw dać 3 MCP i rozłączać pakiet do ładowania, gdyby pakiet miał każde ogniwo osobno wyprowadzone (złącze 6pin zamiast 4pin jak do ładowarki z balanserem), to dałoby się zrealizować nawet, tylko wydaje się bardzo mało wygodne. Wtedy niestety możliwość zabudowania ładowarki w urządzeniu miałaby ograniczoną funkcjonalność.

  • #21 08 Wrz 2013 16:01
    szymon122
    Poziom 37  

    elektryku5 napisał:
    każde ogniwo osobno wyprowadzone (złącze 6pin zamiast 4pin

    Wszystko ok jeśli to są małe prądy, bo cieżko będzie potem znowu połączyć we wtyczce ogniwa szeregowo przy prądach rzędu 50A (u mnie coś koło tego będzie). Sam szukam prostej ładowarki która pozwoli na ładowanie ogniwa 3S.

  • #22 08 Wrz 2013 16:14
    elektryku5
    Poziom 37  

    U mnie jest to 2P3S, sumarycznie może 4Ah (lub mniej, bo stare), szukam jakiegoś specjalizowanego układu ale coś słabo to idzie, baterie z laptopów mają coś takiego, więc czemu nie zrobić takiego układu dla majsterkowiczów?...
    To z laptopa łatwe do wykorzystania by nie było, bo komunikuje się z komputerem i jeszcze do programowania wymaga drogiego softu.


    Ten czeski balanser byłby jakimś rozwiązaniem, przed nim źródło prądowe i napięcie ograniczone do 3x4.1V, ale znowu PCB jest dość duże, zrobiłem swoje (bo linki nie działały) i niestety zastosowanie jest ograniczone wymiarami, trzeba byłoby coś podobnego w SMD zrobić.

  • #23 08 Wrz 2013 16:53
    maciex1993
    Poziom 14  

    Ładowarka modelarska, i wtyczki do balansowania cel.
    Gotowa ładowarka z chin za około 80zł i stary ATX do zasilania jej.
    Prądy ładowania do 5A, pakiet do 6 cel szeregowo (li-ion,pol)
    Do ładowania nawet nie trzeba by było wyjmować pakietu, tylko wyprowadzić złącza.
    Bez problemu, bez programowania, gotowe urządzenie.

    Sam mam ładowarkę imax b6 i ładuje nią wszelkie akumulatory.
    Nie bawię się w balancery na lm317, dodatkowe zasilacze, przy cenie ładowarki nie ma co sobie tym głowy zaprzątać.

  • #24 12 Wrz 2013 13:50
    teel
    Poziom 10  

    Witam,
    Świetny projekt, miałem kupować ten układ i sam montować na płytce, ale zakupię gotowca skoro Autor wykonał dobrą robotę.
    Mam tylko pytanie. Chciałbym ładować tym układem akumulator LiIon 3.7V 1500mAh, a źródłem miałby być panel słoneczny 6V/5W.

    Nie wiem jeszcze (bo nie mam tego panelu w rękach) czy przy mocniejszym natężeniu światła napięcie wyjściowe przekracza 6V, natomiast zakładając, że przekraczać nie będzie czy jest coś co powinienem wziąć pod uwagę projektując taki układ ładowania? Pytam, bo coś za proste mi się to wydaje: podłączyć panel, baterię do ładowarki i zapomnieć :)

    Zdrówka
    Tomek

  • #25 12 Wrz 2013 18:42
    maciex1993
    Poziom 14  

    Przy opisie panelu nie ma dokładnej informacji i nie wiadomo czy te 6V to maksymalne napięcie jakie panel da przy otwartym obwodzie, czy też może jest to napięcie nominalne pod obciążeniem. Pozostaje sprawdzić samemu.

    Ps. drogi ten panel, ostatnio kupiłem sobie panel 30W za 130zł, fakt używka ale działa świetnie, o tak: http://www.swiatelka.pl/viewtopic.php?t=9222&...er=asc&highlight=energia++s%B3o%F1ca&start=15

  • #26 12 Wrz 2013 21:51
    Dar.El
    Poziom 40  

    Przy 6V ładowarka będzie się przegrzewać przy małym prądzie, więc nie wykorzystasz 5W. Prąd max pewnie będzie z dwa razy mniejszy.

  • #27 12 Wrz 2013 23:11
    teel
    Poziom 10  

    Dar.El napisał:
    Przy 6V ładowarka będzie się przegrzewać przy małym prądzie, więc nie wykorzystasz 5W. Prąd max pewnie będzie z dwa razy mniejszy.


    Czy mógłbyś wyjaśnić dlaczego tak będzie się działo? Myślałem, że przy niskim napięciu baterii - a więc dużym natężeniu ładowania takie zjawisko może wystąpić, ale dlaczego przy niskim prądzie?

  • #28 12 Wrz 2013 23:24
    maciex1993
    Poziom 14  

    Układ musi obniżyć napięcie wejściowe do takiego poziomu aby wymusić około 1A prądu ładowania, zakładając że zaczynamy ładować rozładowany akumulatorek to będzie on miał napięcie około 3,2V (może więcej) a układ ma dostarczone 6V, proste obliczenie 6-3,2=2,8V a prąd 1A no to 2,8Vx1A=2,8W tyle układ musi wydzielić w postaci ciepła, a że jest to niemożliwe ze względu na jego obudowę to układ ogranicza prąd ładowania, a w konsekwencji wydzielane ciepło, tak aby było to dla niego bezpieczne. To tak w uproszczeniu ;)
    Pomiary autora to potwierdzają

    Cytat:
    Ładowarka bez radiatora: 3V - 0,35A, 3,3V - 0,45A, 3,6V - 0,57A, 3,8V - 0,7A, 4V - 1A, 4,1V - 1,2A, 4,2V - 0A
    Ładowarka z przyklejonym radiatorem: 3V - 0,52A, 3,3V - 0,61A, 3,6V - 0,78A, 3,8V - 0,95A, 4V - 1,2A, 4,1V - 1,2A, 4,2V - 0A


    Po zamontowaniu radiatorka prąd ładowania wzrósł właśnie ze względu na większą zdolność układu do wydzielania ciepła (mniejszą temperaturę wewnątrz scalaka)

  • #29 14 Wrz 2013 10:15
    oowan
    Poziom 10  

    Witam!
    Pozwólcie, że podłączę się do tego wątku z pytaniem.

    Wszędzie na Elektrodzie czytam, że max. napięcie ładowania akum. Li-Ion to 4,2V.
    Tymczasem "fabryczne" moduły układów PCM mają napięcie 4,25V - 4,35V i do tego dochodzi jeszcze tolerancja 0,025V. np. Link lub Link

    Zbudowałem jakiś czas temu ładowarkę i balancery (ustawione na 4,2V) dla dwóch ogniw Li-Ion i przy pierwszym ładowaniu jeden z akum. uległ uszkodzeniu (przerwa w obwodzie).

    Dlatego pytam, czy te fabryczna tolerancja balancerów nie jest zbyt optymistyczna, jeżeli max. napięcie ładowania musi być tak rygorystycznie przestrzegane?

  • #30 14 Wrz 2013 13:02
    maciex1993
    Poziom 14  

    Układy PCM służą do ZABEZPIECZENIA pakietu a nie do kontroli procesu ładowania, można powiedzieć, że to ostatnia deska ratunku dla ogniwa, w przypadku gdy np. układ ładowania zawiedzie.


    Jaką tolerancje ma twój balancer? jakie dokładnie ogniwa ładowałeś?
    Przekroczenie o 0,05V napięcia pełnego naładowania nie powoduje natychmiastowego zniszczenia akumulatora tylko ogranicza jego żywotność w cyklach pracy.

  Szukaj w 5mln produktów