Carica Batterie al litio a corrente costante
Inviato: mar 16 ago 2022, 22:48
Ciao a tutti, in questi giorni ho modificato il mio trapano a batterie, aveva delle celle al Nichel Cadmio che ormai non tenevano più la carica , bastava fare un foro col trapano che mi ritrovavo col trapano scarico. Parlo del mio trapano avvitatore Bosch con batteria a 9,6 Volt
Quindi ho deciso di sostituire il mio pacco batterie con un pacco batterie al litio.
Mi sono documentato prima, quindi ho acquistato 3 batterie da 3,7 Volt a 2600 mA ora di ricarica, e un circuito BMS da 40 A per supportare lo spunto del trapano ed equilibrare la ricarica delle batterie in fase di ricarica, Dopo avere montato e adattato lo schedino BMS e le batterie che mi sono arrivate già cariche al contenitore originale , ho inserito il pacco batterie completo nel trapano , ora il trapano funziona molto bene anche con 12 volt.
Ora però il problema si sposta sul caricatore, il caricatore originale può dare al massimo 0,4 A e in uscita la tensione arriva a più di 20 Volt, le batterie al litio necessitano di una tensione precisa, quindi ogni batteria può al massimo arrivare ad una carica completa di 4,2 Volt, quindi con 3 batterie in serie si ha bisogno di una tensione di 12,6 Volt massimi per la ricarica ed anche la possibilità di fornire alle batterie una corrente di ricarica fino ai 2,6 Ampere come da specifica della batteria. Quindi ho deciso di realizzare un carica batterie a corrente costante regolabile da un minimo di 0,5 A per una carica lenta ad un Massimo di 2 A per una carica veloce. Ho prima realizzato il circuito con il simulatore LTspice per testare il funzionamento.
Nella simulazione viene inserito un generatore di tensione V2 che rappresenta la tensione di alimentazione proveniente dall'alimentatore da realizzare con una tensione da regolare a 13,45 Volt ( ciò a causa della caduta dei diodi D3 e D1) con una possibilità di raggiungere almeno 3 A, è vero che si ha bisogno di 2 Ampere max ma far lavorare un alimentatore al limite non va bene, quindi meglio restare più alti, poi abbiamo un generatore di tensione V1 a 5 volt usando un economico 7805 per alimentare il partitore in ingresso all'operazionale LM358 per la regolazione della corrente in uscita, il comparatore eseguirà un controllo rispetto alla tensione rilevata su R2 da 0,05 ohm 5W, e andrà a comandare i due transistor che regoleranno la corrente in uscita, V3 rappresenta le batterie in carica, D1 e D3 in serie serviranno con la loro caduta a eccitare il transistor Q3 che farà accendere il led in fase di ricarica, R1 e R4 rappresentano un trimmer diviso in due , nel test ho simulato 3 posizioni da collegare all'ingresso non invertente del LM358 , una all'inizio tra R3 e R4 ( trimmer al minimo) una tra R4 e R1 (trimmer al centro), e una tra R1 e R6 ( trimmer al massimo), quindi poi nella realtà R1 e R4 rappresentano un trimmer o potenziometro da 1 Kohm lineare, nella simulazione provando a cambiare la tensione di V3 ( Batterie) fino ad un max di 12,6 volt (batterie cariche) , si nota mettendo il cursore in posizione di misurazione corrente su V3 che la corrente cala al raggiungimento della carica fino a arrivare zero, il massimo di corrente in fase di ricarica sarà regolata dal trimmer da un minimo di 0.4 ad 2 A circa.
Allego lo schema con LT spice.
Di seguito allego lo schema elettrico, ho usato dei transistor di potenza che avevo in casa anche se sovradimensionati (BD249C) , potete mettere qualsiasi transistor npn da almeno 4 Ampere di collettore, allego anche le foto della realizzazione. In foto si vede la batteria completamente carica o quasi , ho usato un voltmetro amperometro cinese da 5 euro , per le misurazioni del circuito ho dovuto alimentarlo a parte altrimenti avrebbe influito sullle misure e mandava in blocco il circuito.
Quindi ho deciso di sostituire il mio pacco batterie con un pacco batterie al litio.
Mi sono documentato prima, quindi ho acquistato 3 batterie da 3,7 Volt a 2600 mA ora di ricarica, e un circuito BMS da 40 A per supportare lo spunto del trapano ed equilibrare la ricarica delle batterie in fase di ricarica, Dopo avere montato e adattato lo schedino BMS e le batterie che mi sono arrivate già cariche al contenitore originale , ho inserito il pacco batterie completo nel trapano , ora il trapano funziona molto bene anche con 12 volt.
Ora però il problema si sposta sul caricatore, il caricatore originale può dare al massimo 0,4 A e in uscita la tensione arriva a più di 20 Volt, le batterie al litio necessitano di una tensione precisa, quindi ogni batteria può al massimo arrivare ad una carica completa di 4,2 Volt, quindi con 3 batterie in serie si ha bisogno di una tensione di 12,6 Volt massimi per la ricarica ed anche la possibilità di fornire alle batterie una corrente di ricarica fino ai 2,6 Ampere come da specifica della batteria. Quindi ho deciso di realizzare un carica batterie a corrente costante regolabile da un minimo di 0,5 A per una carica lenta ad un Massimo di 2 A per una carica veloce. Ho prima realizzato il circuito con il simulatore LTspice per testare il funzionamento.
Nella simulazione viene inserito un generatore di tensione V2 che rappresenta la tensione di alimentazione proveniente dall'alimentatore da realizzare con una tensione da regolare a 13,45 Volt ( ciò a causa della caduta dei diodi D3 e D1) con una possibilità di raggiungere almeno 3 A, è vero che si ha bisogno di 2 Ampere max ma far lavorare un alimentatore al limite non va bene, quindi meglio restare più alti, poi abbiamo un generatore di tensione V1 a 5 volt usando un economico 7805 per alimentare il partitore in ingresso all'operazionale LM358 per la regolazione della corrente in uscita, il comparatore eseguirà un controllo rispetto alla tensione rilevata su R2 da 0,05 ohm 5W, e andrà a comandare i due transistor che regoleranno la corrente in uscita, V3 rappresenta le batterie in carica, D1 e D3 in serie serviranno con la loro caduta a eccitare il transistor Q3 che farà accendere il led in fase di ricarica, R1 e R4 rappresentano un trimmer diviso in due , nel test ho simulato 3 posizioni da collegare all'ingresso non invertente del LM358 , una all'inizio tra R3 e R4 ( trimmer al minimo) una tra R4 e R1 (trimmer al centro), e una tra R1 e R6 ( trimmer al massimo), quindi poi nella realtà R1 e R4 rappresentano un trimmer o potenziometro da 1 Kohm lineare, nella simulazione provando a cambiare la tensione di V3 ( Batterie) fino ad un max di 12,6 volt (batterie cariche) , si nota mettendo il cursore in posizione di misurazione corrente su V3 che la corrente cala al raggiungimento della carica fino a arrivare zero, il massimo di corrente in fase di ricarica sarà regolata dal trimmer da un minimo di 0.4 ad 2 A circa.
Allego lo schema con LT spice.
Di seguito allego lo schema elettrico, ho usato dei transistor di potenza che avevo in casa anche se sovradimensionati (BD249C) , potete mettere qualsiasi transistor npn da almeno 4 Ampere di collettore, allego anche le foto della realizzazione. In foto si vede la batteria completamente carica o quasi , ho usato un voltmetro amperometro cinese da 5 euro , per le misurazioni del circuito ho dovuto alimentarlo a parte altrimenti avrebbe influito sullle misure e mandava in blocco il circuito.
