wersja mobilna | kontakt z nami

Balanser do pakietów akumulatorów Li-Po

Numer: Marzec/2016

Układ balansera, niezbędny do prawidłowego ładowania szeregowych pakietów akumulatorów, przez co jest wydłużany czas ich eksploatacji i zapewniana maksymalna wydajność.

Pobierz PDFMateriały dodatkowe

Rysunek 1. Schemat ideowy balansera

Ładowanie pojedynczych cel akumulatorów Li-Po nie stanowi problemu. Dostępne są gotowe rozwiązania ładowarek z pełnymi pakietami zabezpieczeń. Nieco gorzej jest, gdy używa się akumulatorów składających się z kilku szeregowo połączonych ogniw.

Ze względu na tolerancję pojemności nie zawsze w połączeniu szeregowym napięcie na celach składowych rozkłada się równomiernie. Jest do szczególnie groźne dla ogniw akumulatorów Li-Po, dla których przekroczenie napięcia 4,3 V kończy się trwałym uszkodzeniem i może spowodować wybuch.

Układ balansera jest niezbędny dla prawidłowego ładowania szeregowych pakietów akumulatorów Lipo. Jego głównym zadaniem jest zabezpieczenie akumulatora przed wzrostem napięcia na celi powyżej bezpiecznej granicy, to jest 4,2 V. Przy przekroczeniu 4,2 V układ bocznikuje naładowany akumulator, umożliwiając ładowanie pozostałych cel. Wydłuża to czas ładowania układu oraz sprawność ładowania (część energii jest rozpraszana na ciepło), ale zapewnia niezawodność i trwałość pakietu.

Schemat ideowy układu pokazano na rysunku 1. Układ pełni funkcję precyzyjnej diody Zenera. Napięcie z celi pakietu doprowadzone układu U1 typu MCP65R41, czyli do mikromocowego komparatora z wbudowanym napięciem odniesienia (1,20 V). Dzielnik R1...R4 ustala próg przełączenia układu.

Rysunek 2. Schemat montażowy balansera

Zwory Z1 i Z2 umożliwiają precyzyjne ustalenie punktu załączenia układu. Komparator jest objęty histerezą ok. 5 mV. Podczas przełączania występują chwilowe oscylacje, jednak nie jest to problem w tym układzie. Bramka U2 wprowadza zwłokę czasową załączenia oraz separuje komparator od tranzystora Q1.

Po przekroczeniu progu załączenia wysterowany jest tranzystor Q1, załączający rezystory balansujące. W zależności od potrzeb, prąd balansowania można regulować skokowo zworami SW. Przy wyjętych zworach prąd wynosi 40 mA, kolejno załączane rezystory dodają kolejne 40/80/160 mA. Dioda BAL sygnalizuje aktywny stan pracy. W trybie spoczynkowym układ pobiera 15 mA i w zasadzie może być podłączony do ogniwa na stałe. Maksymalny prąd balansowania to ~320 mA.

Układ zmontowany jest na niewielkiej dwustronnej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów przedstawia rysunek 2. Montaż jest łatwy i nie wymaga opisu.

Podczas uruchomienia układ wymaga jedynie sprawdzenia napięcia aktywacji, które powinno wynosić 4,18...4,20 V. Dokładnej regulacji można wykonać korzystając z zasilacza laboratoryjnego, poprzez zwieranie zwór Z1 i Z2. Podczas pracy rezystory R8..15 nagrzewają się, więc należy zapewnić odpowiednią cyrkulację powietrza i odsunąć moduł od ładowanych ogniw. Liczba zastosowanych modułów musi odpowiadać liczbie cel połączonych szeregowo. Każdy akumulator musi mieć własny moduł balansera.

Adam Tatuś, EP

Pozostałe artykuły

Centralka alarmowa współpracująca z czujnikiem ruchu

Numer: Sierpień/2016

Gdy zajdzie potrzeba zabezpieczenia pomieszczenia alarmem, to zamiast stosowania czujników otwarcia, kontaktronów czy barier optycznych, łatwiej użyć popularnego czujnika ruchu ogarniającego zasięgiem całe pomieszczenie. Jednak, aby powstał system alarmowy, potrzebna jest jeszcze centralka, która umożliwi uzbrajanie alarmu, rozbrajanie i zapewni sygnalizację.

Uniwersalny, 2-kanałowy moduł przekaźnikowy

Numer: Sierpień/2016

Nieskomplikowany moduł wykonawczy, który umożliwia przełączanie, na przykład, napięcia sieci energetycznej sygnałem z płytki z mikrokontrolerem lub układem czasowym.

Krańcówka ze szczelinowym czujnikiem optycznym

Numer: Sierpień/2016

W transoptorze szczelinowym nadajnik i odbiornik umieszczone są w jednej obudowie ze szczeliną powietrzną pomiędzy nimi. Wiązka światła podczerwonego przebiega przez przestrzeń od nadajnika do odbiornika. Jej przesłonięcie powoduje przełączenie obwodu wyjściowego czujnika.

Moduł miniaturowego zasilacza

Numer: Sierpień/2016

Zasilacz jest nieodłącznym komponentem każdego urządzenia elektrycznego czy elektronicznego. Opisywane rozwiązanie układowe idealnie sprawdzi się jako ?ogranicznik? dostępnego napięcia zasilającego.

Konfigurowalny przełącznik 4-kanałowy

Numer: Sierpień/2016

Układ konfigurowalnego przełącznika 4-kanałowego, pozwalającego na sterowanie w dowolny sposób dołączonymi urządzeniami. Każde z wyjść może pracować w trybie monostabilnym, bistabilnym oraz zależnym, a dzięki wyjściu i wejściu synchronizacyjnemu jest możliwe łączenie ze sobą wielu takich przełączników.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Sierpień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym