Балансир для li ion аккумуляторов

Балансир для li ion аккумуляторов

Да, Америку я не открыл. Подобных схем в сети лежит несметное множество. Просто я как обычно (видимо из-за своей лени) попытался уменьшить число деталей и количество сборочных работ до минимума. Вроде бы получилось

Схема очень простая: до достижения напряжения 4,2в (идёт зарядка) управляемый стабилитрон TL431А и pnp транзистор закрыты. Балансир отключен. Когда напряжение на заряжаемом аккумуляторе достигает верхнего порога 4,2в, TL431А открывается и начинает пропускать ток, открывая мощный транзистор, который подключает параллельно батарее составной резистор сопротивлением 4 Ома. Это не позволяет подняться напряжению на аккумуляторе выше допустимого и не мешает зарядке других аккумуляторов в батарее. Когда аккумулятор заряжен, светодиод горит. При суммарном сопротивлении 4 Ома в цепи коллектора мощного транзистора, зарядка током 0,5А проходит без проблем. Плата ощутимо тёплая, но не горячая.

Данную схему я делал для зарядки батареи аккумуляторов 18650 от ноутбука, которую я решил использовать вместо вышедшей из строя кислотной 12в 4,5Ач в моём УПСе. Батарея представляет из себя 6 аккумуляторов. Они соединены парами параллельно и три пары последовательно. Получается конфигурация 3s2p с напряжением в заряженном состоянии 12,6в и ёмкостью около 4,5Ач.

В неактивном состоянии ток утечки через цепи платы балансира составляет менее 10мкА, поэтому сколь нибудь значимого уменьшения ёмкости аккумуляторов не происходит.

Проверить собранную плату очень просто: подключаем её через резистор к источнику напряжения, выше 4,2в. На контактах платы должно быть 4,2в. Если это не так, подобрать можно резистором 220к меняя сопротивление в небольших пределах.

Когда будете делать стабилизатор напряжения для зарядки аккумуляторной батареи, выбирайте напряжение немножко выше числа банок, умноженное на 4,2в. Например, для трёх банок это будет 4,2 х 3 = 12,6в. Добавляем милливолльт по 100 на банку для ускорения заряда и получаем напряжение около 12,9в. Обязательно ограничить ток, иначе очень много мощности в тепло будет уходить.

Аккумуляторная батарея заряжена тогда, когда на каждом из балансиров загорелся светодиод.

Файл платы балансира можно бесплатно скачать в разделе “Каталог файлов”.

Если Вы авторизуетесь на сайте в качестве пользователя, Вы будете получать уведомления о новых материалах на сайте.

Балансир для li ion аккумуляторов
Балансир для li ion аккумуляторов Да, Америку я не открыл. Подобных схем в сети лежит несметное множество. Просто я как обычно (видимо из-за своей лени) попытался уменьшить число деталей и

Источник: smartelectronix.biz

Балансир для li-ion аккумуляторов своими руками. Схема и описание

Иногда есть необходимость в зарядке Li-Ion аккумулятора, состоящего из нескольких последовательно соединенных ячеек. В отличие от Ni-Cd аккумуляторов, для Li-Ion аккумуляторов необходима дополнительная система управления, которая будет следить за равномерностью их заряда. Зарядка без такой системы рано или поздно приведет к повреждению элементов аккумулятора, и вся батарея будет неэффективна и даже опасна.

Балансировка – это режим заряда, который контролирует напряжение каждой отдельной ячейки в батареи аккумулятора и не допускает превышения напряжения на них выше установленного уровня. Если одна из ячеек зарядиться раньше остальных, балансир берет на себя избыточную энергию и переводит ее в тепло, не допуская превышения напряжения заряда конкретной ячейки.

Для Ni-Cd аккумуляторов нет необходимости в такой системе, поскольку каждый элемент батареи при достижении своего напряжения перестает принимать энергию. Признак заряда Ni-Cd – это увеличение напряжения до определенного значения, с последующим его снижением на несколько десятков мВ и повышением температуры, поскольку излишняя энергия переходит в тепло.

Перед зарядкой Ni-Cd должны быть разряжены полностью, в противном случае возникает эффект памяти, который приведет к заметному снижению емкости, и восстановить ее можно только путем нескольких полных циклов заряда/разряда.

С Li-Ion аккумуляторами все наоборот. Разрядка до слишком низких напряжений вызывает деградацию и необратимое повреждение с увеличением внутреннего сопротивления и уменьшением емкости. Также зарядка полным циклом быстрее изнашивает аккумулятор, чем в режиме подзарядки. Аккумулятор Li-Ion не проявляет симптомов заряда как у Ni-Cd, так что зарядное устройство не может обнаружить момент полного заряда.

Li-Ion как правило заряжают по методу CC/CV, то есть, на первом этапе заряда устанавливают постоянный ток, например, 0,5 С (половина от емкости: так для для аккумулятора емкостью 2000 мАч ток заряда составит 1000мА). Далее при достижении конечного напряжения, которое предусмотрел производитель (например, 4,2 В), заряд продолжают стабильным напряжением. И когда ток заряда снизится до 10..30мА аккумулятор можно считать заряженным.

Если у нас батарея аккумуляторов (несколько аккумуляторов соединенных последовательно), то мы заряжаем, как правило, только через клеммы на обоих концах всего пакета. При этом мы не имеем никакой возможности контролировать уровень заряда отдельных звеньев.

Возможно, что будет так, что один из элементов будет иметь более высокое внутреннее сопротивление или чуть меньшую емкость (в результате износа аккумулятора), и он быстрее остальных достигнет напряжение заряда 4,2 В, в тоже время у остальных будет только по 4,1 В, и вся батарея не покажет полный заряд.

Когда напряжение батареи достигнет напряжение заряда, может оказаться так, что слабый элемент зарядиться до 4,3 В или даже больше. С каждым таким циклом такой элемент будет все больше и больше изнашиваться, ухудшая свои параметры, до тех пор, пока это не приведет к выходу из строя всей батареи. Мало того, химические процессы в Li-Ion нестабильны и при превышении напряжения заряда значительно повышается температура аккумулятора, что может привести к самовозгоранию.

Простой балансир для li-ion аккумуляторов

Что же тогда делать? Теоретически самый простой способ заключается в использовании стабилитрона, подключенного параллельно каждому элементу батареи. При достижении напряжения пробоя стабилитрона, он начнет проводить ток, не позволяя повышаться напряжению. К сожалению, стабилитрон на напряжение 4,2 В не так легко найти, а 4,3 В уже будет слишком много.

Выходом из данной ситуации может быть применение популярного регулируемого стабилитрона TL431. Правда в этом случае ток нагрузки не должен превышать более 100 мА, что очень мало для заряда. Поэтому ток необходимо усилить при помощи транзистора. Такая схема, подключенная параллельно к каждой ячейки, защитит ее от перезаряда.

Это слегка измененная типовая схема подключения TL431, в datasheet ее можно найти под названием „hi-current shunt regulator” (сильноточный регулятор шунта).

На резисторах R1 и R2 собран делитель напряжения. Их сопротивление таково, что при достижении напряжения заряда на аккумуляторе 4,2В на управляющем входе TL431 должно появиться 2,5 вольта. При достижении напряжении на управляющем выводе TL431 2,5 вольт, регулируемый стабилитрон начнет проводить ток, открыв тем самым транзистор. Транзистор зашунтирует цепь питания, и напряжение не будет подниматься более 4,2 вольт.

Так как через транзистор будет протекать большой ток, то следует выбрать мощный транзистор, у которого мощность рассеивания не ниже:

где U – напряжение заряда, I – ток заряда.

Например, при токе заряда 0,5А транзистор должен иметь рассеиваемую мощность не менее 4,2В*0,5А = 2,1Вт. Так же желательно установить его на теплоотвод.

Ниже приведен список сопротивлений резисторов R1 и R2 на разное напряжение заряда:

22к + 33к => 4,166 В

15к + 22к => 4,204 В

47к + 68к => 4,227 В

27к + 39к => 4,230 В

39K + 56к => 4,241 В

33к + 47к => 4,255 В

Резистор R3 – нагрузочное сопротивление базы транзистора. Его сопротивление может быть 470Ом…1кОм.

Балансир для li-ion аккумуляторов своими руками
Иногда есть необходимость в зарядке Li-Ion аккумулятора, состоящего из нескольких

Источник: www.joyta.ru

Балансир для li ion аккумуляторов

Конечно же раздельный заряд. Но это только для моего конкретного случая.

Часто приходится работать в поле без сети, шуруповерт всегда под рукой. Аккумуляторы уже старенькие, напрашивалось улучшение. Вытряхнул сдохшие NiCd из шуруповертных картриджей и запихал в оба корпуса LiPo, каждую на 5 банок. Ляпота, но заряжать надо так же в поле или в машине и заряжать желательно с балансировкой, потому как все 5 банок в каждом акке ведут себя по-своему, сказывается кетай. Балансировку при зарядке можно делать по-разному, способов – тьма тьмущая. Наиболее простой – торможение перезаряженных банок нагрузкой, перегон в тепло. Так и делает настольный IMAX B6, а мне не нравится что заряжает он всю батарею долго при включенной балансировке.

Прикинул и подумал, что проще всего схемотехнически будет заряжать каждую банку в батарее по отдельности. Как-то гугля способы балансировки наткнулся на схожую мысль:

“Bloody cheaters. When I was thinking about this, I was going to build bunch of DCDC’s where voltage of each contact is individually controlled => each cell might be charged with individual charge plan. Apparently, this is just too complex. “

А мне это показалась менее сложным: лепим DC-DC с 5 выходами и на каждый цепляем микросхему-зарядник, коих для Li-Ion легион! И греться, подумалось, должно меньше: тормозить же банки не надо! (Ага, щаз, зарядные микрухи греются как сволочи!)

Вот такая вот схемка нарисовалась:

Схема несложная, случилась проблема только с выбором транзистора. Я широким жестом воткнул сначала IRLS3034, у которого ёмкость затвора оказалась не по зубам драйверу LM3478, пришлось поставить что-то менее понтовое. На каждый канал – по STC4054G, вариант дешевый и удовлетворяющий поставленной задаче. Вот и плата в сборе, развелась в один слой:

Производитель зарядной микросхемы STC4054G рекомендует дорожки на плате делать максимально толстыми и по возможности использовать полигоны на обоих сторонах платы для теплоотведения. Я раздолбай не послушался, а зря: микрухи греются как надо, даже при выставленном токе заряда в 400 мА на банку.
И с другого ракурса:

Заряжает и греется, зараза:

Ну раз греется – надо охлаждать. Подобрал удобный корпус из алюминия, засверлил крышку под разъемы, крепеж и светодиоды. Круглые отверстия – круглой фрезой, прямоугольные – прямоугольной)

Собран и готов к отплытию:

Была идея покрасить в черный цвет, но уже лень. Да и баловство это – ёжику этому написано жить в машине под ногами поближе к прикуривателю.

В следующий раз еще подумаю про балансировку. Уж очень нравится идея трансформатора-робингуда, который у богатых банок берет и бедным банкам в аккумуляторе отдаёт. Вроде как и КПД выше и тепла меньше. Но опять же, богатые аккумуляторы доятся туда-сюда, пока бедные не зальются, такое ведь не сильно хорошо?

UPD: По параметрам трансформатора и номиналам. Трансформатор мотался на не очень хорошем сердечнике, то что было под рукой, 2 х МП140-1, КП19х11х4.8. Первичка 21 виток 0,35 проводом, вторички одновременно 11 витков проводом 0,51. Частотозадающие R1C1 – на

100 кГц, 4,7кОм/0,1 мкФ. Делитель в обратной связи R2R3 – 21кОм/8,2кОм. R4 – 75 кОм, шунт R5R6 – по 0,1 Ом (в итоге 0,05 Ом). VD1 – SMBJ15, VD2 – SM4005. VD4 какой-то шоттки от 1 А, С5 – 330 мкФ х 25В, VD8 – стабилитрон 5V1, C10 – 0,1 мкФ. R7 – 470 Ом, R12 – 2 кОм, что примерно дает 400 мА.

LJ Magazine
Конечно же раздельный заряд. Но это только для моего конкретного случая. Часто приходится работать в поле без сети, шуруповерт всегда под рукой. Аккумуляторы уже старенькие, напрашивалось улучшение. Вытряхнул сдохшие NiCd из шуруповертных картриджей и запихал в оба корпуса LiPo, каждую на 5 банок.…

Источник: dominikanez.livejournal.com

Балансир для li ion аккумуляторов

Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650, на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет, и они полностью вытеснят никель-кадмиевые. Правда остаётся открытым вопрос про их зарядку. Если со старыми АКБ всё понятно – собирай в батарею и через резистор к любому подходящему блоку питания, то тут такой фокус не проходит. Но как же тогда зарядить сразу несколько штук, не используя дорогие фирменные балансировочные ЗУ?

Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы – параллельно или последовательно.

Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя – нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием “лишнего” электричества.

Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd – это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры – так что лишняя энергия сразу превращается в тепло.

У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы.

Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться.

Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое “балансиром”. Простейший тип балансира – это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло. На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения.

Упрощённая схема балансира для АКБ

Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А.

Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A – все они ведут себя одинаково.

Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты:

• R1 + R2 = Vo
• 22K + 33K = 4,166 В
• 15К + 22K = 4,204 В
• 47K + 68K = 4,227 В
• 27K + 39K = 4,230 В
• 39K + 56K = 4,241 В
• 33K + 47K = 4,255 В

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2. D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ. Как соединяется всё это вместе и к блоку питания – смотрите далее.

Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора – надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга.

Сразу 6 штук балансировочных блоков понадобились для одновременной зарядки 6 аккумуляторов 18650. Элементы видны на фото ниже.

Все элементы зарядились ровно до 4,20 вольта (напряжение были выставлены потенциометрами), а транзисторы стали горячие, хотя и обошлось без дополнительного охлаждения – зарядка током 500 мА. Таким образом, можно смело рекомендовать данный метод для одновременного заряда нескольких литиевых аккумуляторов от общего источника напряжения.

Балансир для li ion аккумуляторов
Балансир для li ion аккумуляторов Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650 , на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет,

Источник: radioskot.ru

Балансир (BMS) для LI-ION аккумуляторов своими руками

• Facebook
• Twitter
• Google Plus
• VK
• OK
• Reddit
• Skype

12 Aug, 2017

AliTools – goo.gl/5Ksbx9
Скачать архив www.kit-shop.org/zip/balansir.zip
Плата балансировки shopeasy.by/redirect/cpa/o/oukx1ylmmxs276lcb2o2eadrdlajlbzu/
LM317 shopeasy.by/redirect/cpa/o/oukwp5dexd1xwvn8shjhkjja9dba61wg/

Подписывайтесь на наши группы ВК

Заработать на aliexpress epn.bz/?i=29c81
Верни 8.5% с покупок cashback.epn.bz/?i=29c81

Подскажите, можно ли использовать вместо bd140 кт818г?

Заводские бмс-ки шунтируют(!) банку (если ее заряд выше, чем у остальных в сборке)

что-то мне подсказывает что одной LM317 будет достаточно. ограничив ток.

Здравствуйте, подскажите, имея готовый контроллер заряда(Yh21047A), можно ли в схему включить отдельный балансир, чтобы все корректно работало?

Да в курсе, что сказать, роскомнадзор рулит.

Орнул с китайского шрифта

Собрал балансир , диоды сильно греются, боюсь на долго оставлять, я так понял балансир нужен для того, что бы не перезарядить аккум, а от разряда он не предохраняет. Смысыл тогда от него.

А почему именно 600 мА?

Я сделял) Схема огонь. Спасибо тебе огромное!

Как я понял от переразряда данная схема не защищает?

Данная схема полное говно и плохо сигнализирует о окончании заряда. Я ее хоть и доработал но все равно считаю говном. Чтобы точно узнать заряд аккумулятора я поставил в цепь гасящего резистора он у меня 0,25 ома транзистор. При токе в 0,9-1,1 ампера гаснет полностью светодиод говорящий об окончании заряда.

сам балансир полное говно. Во первых со схемы нахуй надо убрать один диод. Во вторых при токах балансировки более 0,6 ампер схема начинает прогревать 431 микрухи и они начинают тупить. Чтобы этого не было надо включить между всеми диодами параллельно резистор на 2 вата и 2 Ома.

Использую данную схему уже полгода и заряжаю литий 3.7 ампера на 4 банки за 1,5 часа. До напряжения 4.1-4.15 вольт. Дальше заряжаю нормальным балансиром имаксом. Б4.

Эта схема ебаное говно. Лучше сразу делайте балансир на KIA0742 Во первых проще во вторых токи охуенные выдерживает.

Cars News
Балансир (BMS) для LI-ION аккумуляторов своими руками Facebook Twitter Google Plus VK OK Reddit Skype 12 Aug, 2017 AliTools – goo.gl/5Ksbx9 Скачать

Источник: automobilrevue.net