Powerbank DIY z gotowych podzespołów - brak ładowania

Question

Hej,Ostatnio wpadło mi w łapki mnóstwo ogniw LiIon 18650 oraz torebkowych (płaskich). Kombinuję z nich w powerbanki - duży i ogromny.Ogromny czeka n...

jarek_lnx · Accepted Answer

Ładowanie powinno się odbywać najpierw stałym prądem, później stałym napięciemjak poniżej: Napięcie spada podczas ładowania? Taki efekt obserwuje się przy zużytych akumulatorach, sprawdzałeś czy te twoje się do czegokolwiek nadają?Może być też tak że za dziwne zmiany napięcia odpowiadają jakieś problemy z ograniczaniem prądu, jeśli nie kupiłeś przetwornicy z regulowanym ograniczeniem prądu i nie ustawiłeś na zadaną wartość to nie wiesz jaki prąd płynie.Zwykły zasilacz, zwany ładowarką albo przetwornica mają jakieś ograniczenie prądu ale jest ono zrobione jako zabezpieczenie przed zwarciem, a nie żeby uzyskać konkretną charakterystykę do ładowania akumulatora.Bez fajerwerków? Czy chociaż spalonych przewodów?

LEDówki · Accepted Answer

Bezpiecznik w akumulatorze, to blacha, która pod wpływem ciepła wygina się i tak zostaje przerywając obwód. Nawiercając biegun dodatni masz szansę wcisnąć ten element i akumulator znowu będzie podłączony do wprowadzenia. TP4056 to jedna z wielu ładowarek do akumulatorów litowo jonowych i litowo polimerowych. Są też ładowarki przeznaczone do baterii 2S. Gotowe modułu z TP4056 ładują prądem maksymalnie 0,5A, więc nie przeciążą najsłabszej ładowarki. Prąd można zmniejszyć jeśli masz cierpliwość. Ładowanie tym więcej niż 2 akumulatorów wymaga duużo cierpliwości. Za to jest proste.

LEDówki · Answer

Akumulatory w torebka to akumulatory Lipo (litowo polimerowe). Powerbaki duży i ogromy - możesz to normalnie opisać językiem technicznym (napięcie, pojemność iloś ogniw w baterii?).
Masz duże braki w wiedzy. Akumulatory litowo jonowe i litowo polimerowe ładuje się prądem o określonej wartości do czasu gdy akumulator osiągnie napięcie 4,15V +- 50mV. Czy twoja przetwornica podnosząca napięcie do 8,4V potafi ograniczyć prąd do np. 1A?
Podłączasz ZASILACZ 5V/1A. Gdyby to była ładowarka to mógłbyś podłączyć do niej akumulator w celu naładowania. Jak do tej pory żaden akumulator nie osiąga równo 5V w stanie naładowania. Zasilacz nie ma pojęcia co jest odbiornikiem energii. Ładowarka pilnuje prąd ładowania, napięcie akumulatora, czasem temperaturę i czas ładowania.
Użyasz zasilacz 5V/1A a jakim prądem ładujesz swoją baterię? Dlaczego baterię nazywasz pakietem? Napięcie zasilacza spada poniżej 5V, bo obciążenie jest dla niego zbyt duże i prąd przekracza 1A. To jest wada projektowa. Przetwornica podwyższająca napięcie powinna pobierać maksymalnie 1A prądu. Prąd ładowania będzie mniejszy.
Twoje podejrzenie jest błędne. Opornik nic tutaj nie da. Pomoże rzetelna wiedza na temat budowy zasilacza bateryjnego, sposobu ładowania akumulatorów litowo jonowych, sprawności przetwornic.
Przykładowo masz 5W do dyspozycji, do ładowania baterii szeregowej dwóch akumulatorów litowo jonowych. Napięcie maksymalne baterii 8,4V (2x4,1V do 2x4,2V). Prąd ładowania 1C. Przy pojemności akumulatora (tej nie podałeś, bo po co?) np. 2Ah prąd ładowania może wynieść 2A. Przy napięciu 8,4V moc potrzebna do ładowania to 2A*8,4V=16,8W. Ty masz do dyspozycji 5W a jeszcze nie uwzględniłeś sprawności przetwornicy podnoszącej napięcie. Typowo jest to ok. 70%, więc z 16,8W robi się 24W. Oznacza to, że przy napięciu 5V potrzeba 5A prądu, a Ty masz tylko 1A.
Ciąg dalszy. Z 5V zrobiłeś 8,4V. Teraz robisz z powrotem 5V. Sprawność przetwornicy obniżającej sięga 90%. Przy prądzie wyjściowym 1A mamy moc 5V. Uwzględniając sprawność 90% pobór mocy z baterii wyniesie 5,55W. Prąd baterii P=U/i, I=P/U=5,55/8,4=0,66A na początku, później I=P/U=5,55/7,2=0,77A. Przyda się do liczenia czasu działania zasilacza.

Zrób ten zasilacz jak każdy chiński wynalazek - składasz baterię równoległą z 2-3 akumulatorów. Używasz moduł TP4056 do ładowania baterii prądem 0,5A. Pozwoli to użyć najsłabsze zasilacze 5V/0,5A. Chcesz ładować prądem ok. 1A użyj chińskiego modułu do powerbanka albo przetwornicy CC/CV nastawionej na prąd 1A i napięcie maksymalne 4,15V.
Do baterii możesz podłączyć przetwornicę podwyższającą napięcie do 5V (standard USB). Między baterię a przetwornicę wkładasz płytkę zabezpieczającą PCM.
Mniej przetwornic, mniej niepotrzebnych płytek i zasilacz będzie działał.

killermaster · Answer

LEDówki:
Tak, mam gigantyczne braki w wiedzy. Tak, moje rozwiązanie nie jest ani łatwe, ani tanie, ani dobre. Ale to taka moja zabawka. Powerbank będzie pewnie użyty kilka razy, bo jest na ogniwach które otrzymałem za darmo i które nie wiadomo ile pożyją. Sprawdzałem je na mojej ładowarce uniwersalnej i ładowałem je na początku tam - bo przecież przed spięciem ogniw w pakiet wypadałoby wyrównać ich napięcie.

Mniejszy powerbank jest w konfiguracji 2S4P, z 8 ogniw LiIon 1,8 Ah. Konstrukcja wygląda tak:
Złącze USB-C -> przetwornica step-up 5V-9V -> BMS+pakiet -> przetwornica step-down 5V -> porty USB
Pakietem nazywam kilka ogniw spiętych razem szeregowo i/lub równolegle, z tego co wiem taka jest nomenklatura.
Tak, wiem że przetwornice mają straty energii. Co nie zmienia faktu że z pakietu bezpośrednio USB nie zasilę, trzeba ten prąd przystosować do odpowiedniego standardu.

Większy powerbank jest w konfiguracji 7S2P, z 14 ogniw 18650 2 Ah. Układ jaki tam mam to:
Złącze DC IN 12V -> przetwornica step-up 30V -> BMS+pakiet -> przetwornica step-down 12V -> DC out
-> przetwornica step-down 5C -> USB out
Jarek_Inx:
Charakterystyka ładowania zdaje się być OK. Napięcie na ogniwach nie spada podczas ładowania, chodzi o spadek napiecia na wejściu. To jednak wydaje mi się być spowodowane właśnie tym, że nie ma ograniczenia prądowego, więc nadmiarowy pobór prądu obniża napięcie wejściowe.
Co do BMSa do dużego powerbanka to nie było spalonych przewodów ani nic, ale po zwarciu na wyjściu tego BMSa zamiast 25-30V na wyjściu było 20V, które gwałtownie spadało po podpięciu woltomierza. Zdaje mi się że jakiś element po prostu "umar", ale po cichu. Kupiłem inny BMS i wmontowałem go i ładowanie hasa.
Największe zniszczenia jakie do tej pory udało mi się zrobić to 2 zamordowane ogniwa - najprawdopodobniej wbudowany w nie bezpiecznik się zjarał. W sklepie elektronicznym gdzie się zaopatruję zasugerowali że niektórzy "nawiercają ogniwa od góry i lutują te bezpieczniki na twardo" ale mój projekt jest wystarczająco mało pewny i bez ogniw bez zabezpieczeń, więc je zutylizowałem.

Tak, mam duże braki w wiedzy. Ale gdzieś się nauczyć trzeba - zrobić coś 5 razy źle żeby potem zrobić to dobrze. Zamordowane BMSy, błędy i nieoptymalny design to naturalne kroki w nauce. Z perspektywy zaawansowanego elektronika to co robię to może być czysty debilizm - tylko że on patrzy ze swojej perspektywy, a nie mojej. Wy wiedzieliście że istnieje moduł TP4056, ja dopiero teraz się o nim dowiaduję, mimo że szukałem schematów powerbanków DIY.

jarek_lnx · Answer

Każdy początkujący w elektronice zaczyna od robienia byle jak, układy się psują na potęgę i z czasem uczy się że warto poświęcić czas aby robić bezbłędnie. Przeczytać książkę, przeczytać dokumentację, sprawdzić elementy przed użyciem, uruchamiać bezpiecznie i etapami, zawsze sprawdzać polaryzację, a przed włączeniem sprawdzać kilka razy czy wszystko jest dobrze.Dzisiaj, dla mnie jest oczywiste, że działam tylko na podstawie tego że mam 100% pewność, jak powinno być coś podłączone i jak coś działa. Jako zawodowiec szczycę się tym, że umiem odróżnić czy wiem, czy mi się tylko wydaje że wiem.Tego, żeby w elektronice robić porządnie, można się nauczyć na dowolnych układach/elementach, ja będąc początkującym i robiąc niedbale spaliłem dziesiątki tranzystorów małej mocy, (co stanowi niewielkie zagrożenie).Jeśli ty wybrałeś że będziesz się uczyć paląc akumulatory LiIon upewnij się że jesteś przygotowany na zagrożenia z tym związane, np że jesteś przygotowany na nagłe pożary których nie da się ugasić, przynajmniej wiadro w piaskiem w pobliżu stanowiska pracy trzeba mieć i jakieś narzędzie żeby płonący obiekt tam wrzucić, poza tym swoje niedopracowane konstrukcje przechowywać tak aby nie leżały na niczym co w temperaturze >500stC zacznie się palić, czyli lepiej żeby leżały gdzieś na betonie albo na stali.Wszyscy tak mówią, ale są takie dziedziny i takie rodzaje błędów, w których nawet na etapie nauki, nie wolno popełnić ani razu. Nawet początkujący piloci popełniają błędy, ale nie mogą popełnić ani jednego, który skończy się rozbiciem samolotu.

killermaster · Answer

I w tym momencie jakoklwiek chciałbym bronić swojego zdania to muszę przyznać Ci rację...Potraktujmy ten układ jako eksperyment, który zostanie zezłomowany.

jarek_lnx · Answer

Nie trzeba będzie nic wyrzucać, jak się od początku zrobi dobrze

killermaster · Answer

Rozwiązaniem jest-werble proszę-użycie dedykowanego kontrolera ładowania/rozładowania do ogniw.Takie rozwiązanie polecam każdemu.

[Solved] Powerbank DIY z gotowych podzespołów - brak ładowania