CARICABATTERIA PER BATTERIE AL LITIO

Schema per Realizzare un Caricabatteria per una o 2 Batterie agli Ioni di Litio con Corrente di Carica Regolabile…

 

 

 

 




 

INTRO

Il seguente schema utilizza due integrati LM317 per realizzare un caricabatteria per celle con chimica Li-ion agli ioni di litio in grado di caricare una o due celle contemporaneamente grazie alla selezione di un interruttore. Anche la corrente di carica è settabile tra quattro diversi valori grazie a due interruttori.

Il primo integrato LM317 viene utilizzato per generare una corrente costante per far si che la cella venga caricata in una prima fase con una corrente costante. Una volta raggiunto un certo valore di tensione la corrente diminuisce e la cella viene caricata grazie a una tensione costante di 4.2V nel caso della singola cella, mentre 8.4V nel caso di due celle. Questo sistema garantisce una carica rapida e inoltre preserva la cella (o le celle) da danni. La caratteristica corrente-tensione di carica ha il seguente andamento:

Lo schema è in grado di fornire una corrente di 125mA, 300mA o 500mA circa quindi è in grado di caricare celle da 2200mA/h in tempi di circa 5 ore, in ogni caso la fine della carica viene indicata da un led rosso che si spegne quando questa è completa.

Il circuito non prevede nessuna protezione, quindi conviene usare, anche se non necessario, celle che dispongono di un circuito di managment (BMS). Li potete acquistare su ebay scrivendo “Battery Protection Board” e selezionando 1S se vi è una cella sola o 2S per due celle in serie, li trovate anche da ebay italiano scrivendo “circuito di protezione litio”, costano pochi euro e sono utilissimi sia per questo circuito sia in generale.

 





 
SCHEMA
Lo schema è il seguente:

La tensione di ingresso è la tensione di rete a 230Vrems, questa tensione viene ridotta da un trasformatore con potenza di 15VA e tensione di uscita a 15Vrms. La tensione a 15Vrms viene resa continua grazie al ponte di diodi che deve avere una tensione di almeno 50V e corrente di 1A per non bruciarsi. La tensione viene livellata da C2 mentre R11 e LED2 formano una spia per la presenza rete.

Il primo integrato U1 forma il generatore di corrente con la resistenza di controllo R1 che fa si che si abbia una corrente di uscita di 125mA. Se si attiva l’interruttore S1 si ha una corrente di 312mA, se si attiva S2 se ne avranno 350 mentre se si attivano entrambi gli interruttori si arriva a 570mA.

C4 forma un ulteriore filtro, mentre U2 con R2, R3 e R10 formano il generatore di tensione a tensione costante. R10 serve a settare la tensione in modo tale da regolarla al meglio. Per regolare R10 bisogna connettere un voltmetro al posto delle batterie e misurare la tensione ruotando R10 finchè non si raggiungono in uscita i 4.2V.

S3 serve a selezionare se si devono caricare una o due celle; se si vogliono caricare due celle allora S3 deve essere chiuso mentre rimane aperto se si deve caricare una cella sola. Bisogna fare attenzione a questo interruttore perché una posizione errata danneggia la cella oppure non carica le celle se sono due in serie.

D2, il transistor e il LED1 servono per il rilevatore di fine carica. D2 ha una tensione di 0.7V quando vi circola corrente mentre questa tensione diminuisce spegnendo il transistor quando la corrente si riduce.

Considerando che la potenza dei due integrati e di circa 6W per il primo e 1 per il secondo, il dissipatore deve avere un valore di (tmax-tamb)/P-Rtjc = 120/7-3= 14°CW. La potenza la si può ricavare dalla simulazione mentre il calcolo del dissipatore comprende la temperatura massima, la temperatura ambiente, la potenza e tutte le resistenze termiche tra la giunzione e il dissipatore, ottenendo 14°C/W.

Il circuito montato su breadboard è il seguente:


 

DOWNLOAD

Potete scaricare la simulazione del circuito con MULTISIM14 al seguente LINK!!!




 

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CARICABATTERIA PER BATTERIE AL LITIO ultima modifica: 2017-09-01T10:21:00+00:00 da ne555
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5 pensieri su “CARICABATTERIA PER BATTERIE AL LITIO

  1. Salve vorrei realizzare questo schema ma io dovrei utilizzare 6 litio da 5 o 10amp che valori dovrei modificare?

    se possibile preferirei una carica fissa e abbastanza veloce grazie per l’aiuto.

    • Ciao Mauro,
      Lo schema essendo con componenti lineari e non switching non permette di avere correnti molto elevate, come puoi vedere al massimo si può caricare con corrente di circa 600mA, quindi con batterie da 5000mAh servono 10 ore circa. Spero al più presto di realizzare uno schema switching per elevate correnti di carica.

  2. Salve , può spiegarmi meglio la resistenza R8? Ho difficoltà a capire il funzionamento del transistor, mi e chiaro che serva per spegnere il led a fine carica, ma come si calcola ciò?

    • Ciao 🙂
      La Tensione ai capi del diodo con 0,5 A è di circa 0,8 Volt meno la Vbe che consideriamo di circa 0,7 fa 0,1 Volt . Diviso 22 ohm ci dà una corrente di base di 5mA circa.

      Se non ci fosse una resistenza di base scorrerebbe una corrente molto maggiore di 5mA surriscaldando il transistor o bruciandolo del tutto.

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