Làm thế nào để tạo ra một bộ pin cân bằng?


8

Tôi đang làm một robot cho nơi làm việc của tôi ngay bây giờ. Tôi bắt đầu với một bộ 20servo. Nó đi kèm với một pin NiMh 10,6volt, 800mAh thực sự khủng khiếp.

Tôi muốn tạo ra một gói lithium cho việc này vì 3 tế bào lithium sẽ hoàn hảo. Tôi sử dụng LiPo cho máy bay mô hình cá nhân của mình và tôi biết chúng "cân bằng" và chúng sử dụng các bộ sạc đặc biệt sạc từng tế bào một cách độc lập.

Vì đây là nơi làm việc của tôi nên tôi không muốn sử dụng LiPo vì chúng rất dễ bay hơi. Tôi đã nghĩ đến việc làm cho bộ pin của mình ra khỏi 3x RCR123. Tôi muốn làm cho gói để nó có thể được sạc bằng bộ sạc cân bằng.

Ai đó có thể vui lòng cho tôi biết làm thế nào để làm điều này? Ngoài ra, tôi có thể sử dụng bộ sạc LiPo cho Li-Ion hay tôi có cần tự làm bộ sạc không?

Cảm ơn bạn.


1
IIRC Li-Ion không tương thích với Li-Poly từ góc độ sạc
Abbeyatcu

Cảm ơn vì điều đó. Nhưng tôi có thể tạo bộ sạc cân bằng cho gói LiIon tùy chỉnh không?
Bọt biển Bob

@vicatcu Bạn có chắc không? Từ mọi thứ tôi đã đọc, chúng sạc chính xác như nhau và trong nhiều bộ dữ liệu IC của bộ sạc, quy trình tương tự được mô tả khi sạc Li-Ion và Li-Po.
AndrejaKo

1
@Keegan McCarthy Nhìn chung có hai loại bộ sạc cân bằng và cả hai đều yêu cầu có một cách để truy cập từng ô riêng lẻ. Một loại sạc các tế bào theo chuỗi và cứ sau vài giây sẽ kiểm tra điện áp. Nếu một ô có điện áp cao hơn các ô khác, nó sẽ được phóng điện cho đến khi điện áp của nó đáp ứng với điện áp của các ô khác. Các loại bộ sạc khác sạc từng tế bào riêng lẻ. Điều này sẽ làm giảm cơ hội có tế bào không cân bằng. Nó sử dụng cùng một thuật toán để kiểm tra xem một ô có được cân bằng và cân bằng nó nếu cần.
AndrejaKo

1
Loại đầu tiên có vẻ hơi cũ và đôi khi được sử dụng với các bộ cân bằng chuyên dụng sẽ theo dõi điện áp độc lập với việc sạc pin. Loại thứ hai dường như mới hơn một chút và bộ cân bằng được tích hợp vào bộ sạc.
AndrejaKo

Câu trả lời:


15

Vì đây là nơi làm việc của tôi nên tôi không muốn sử dụng LiPo vì chúng rất dễ bay hơi.

Tế bào Lithium Ion là MORE nhạy cảm với "thông hơi với ngọn lửa" / "kỳ diệu khói" sự kiện hơn LiPo (Lithium Polymer), không ít.

Nếu bạn muốn một tế bào hóa học dựa trên Lithium an toàn hơn nhiều thì hãy sử dụng LiFePO4.
(LiFePO4 = Phosphate lithium Ferro).
Bạn có thể lái một cọc dù trái tim của họ (bằng kim loại hoặc không, ở đường giao nhau và vào nửa đêm tùy chọn) và chúng sẽ không tạo ra sự phóng điện năng lượng cao. Họ sẽ (có thể) không hoạt động tốt sau đó


Tôi muốn tạo ra một gói lithium cho việc này vì 3 tế bào lithium sẽ hoàn hảo. ... Ai đó có thể vui lòng cho tôi biết làm thế nào để làm điều này? Ngoài ra, tôi có thể sử dụng bộ sạc LiPo cho Li-Ion hay tôi có cần tự làm bộ sạc không?

LiPo và LiIon có nhu cầu sạc tương tự.
LiPo thường cho phép mức phí lớn hơn nhưng về cơ bản là cùng một hóa học.
Bộ sạc phải "tôn trọng" điện áp pin tối đa và dòng sạc tối đa - những thứ này thường có thể lựa chọn. Điện áp chấm dứt trên mỗi tế bào đối với LiIon hoặc LiPo thường là 4.2V ở 25 độ C. Sử dụng điện áp thấp hơn một chút so với điều này làm giảm công suất nhưng giúp tăng đáng kể tuổi thọ của chu kỳ tế bào.

Một tế bào LiPo hoặc Lithium Ion cung cấp từ 3.0 đến 4.2 V / tế bào (được xả ra để sạc đầy) và các tế bào được đánh giá ở mức 3.6V hoặc 3.7V Các tế bào LiFePO4 danh nghĩa cung cấp khoảng 2,8 đến 3,6V và được đánh giá ở mức 3,2 hoặc 3,3 V . (Thấp hơn là có thể nhưng có rất ít công suất trong "đuôi" và sử dụng nó làm giảm vòng đời). Một tế bào NimH tạo ra khoảng 1,0 đến 1,3 V / tế bào và được đánh giá ở mức 1,2 V danh nghĩa

Vậy gói NimH 10,6V của bạn = 10,6 / 1,2 = 9 ô

Trên phạm vi tính phí:

  • 9 x NimH = 9V - 11,7V, trung bình 10,8V
  • 3 x LiIon = 9V - 12,6V, trung bình 10,8V
  • 3 x LiFePO4 = 8.4V - 10.8V, 9.6V
  • Axit chì = 12+ V có nghĩa là

Bạn có thể ngừng xả các tế bào LiFePo4 ở mức cao hơn 2,8V để phạm vi được nói là 9V - 10,8V

Bạn sẽ cần xác định mức điện áp thấp mà các servo sẽ chạy một cách vui vẻ nhưng các tế bào LiFePO4 có thể sẽ được chấp nhận và tốt hơn cho sự an toàn. Điều đó nói rằng, chạy LiPo đúng cách gây ra một số vấn đề hợp lý.
Sử dụng 4 x LiFePO4 có thể được xem xét.

Bạn có thể muốn xem xét việc sử dụng pin axit chì 12V. Đây là giá rẻ, một loạt các năng lực có sẵn và bộ sạc có sẵn.

Bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi tăng áp từ điện áp thấp hơn hoặc bộ chuyển đổi buck từ điện áp cao hơn để có được hoạt động điện áp không đổi tốt.


Sạc cân bằng

Các tế bào LiPo có thể được sạc bằng cách sử dụng "bộ sạc cân bằng" có sẵn hoặc được sạc song song hoặc bạn có thể tạo bộ sạc won của mình. Một loạt các IC sạc cân bằng có sẵn từ ví dụ Digikey .
Một phương pháp đơn giản để đảm bảo cân bằng là đặt một bộ điều chỉnh kẹp trên mỗi tế bào để cắt dòng điện khi điện áp đạt đến điểm sạc điện áp không đổi. Có nhiều cách khác nhau để làm điều này nhưng một cách như vậy được hiển thị dưới đây. Đây là từ đây . Ghi chú tốt về hoạt động và điều chỉnh được hiển thị trên trang đó.
IC theo dõi điện áp pin và khi đạt đến điện áp kích hoạt, MOSFET sẽ được bật thành dòng shunt. IC chứa tham chiếu điện áp bên trong và cung cấp độ trễ lập trình cho điện áp kẹp. Việc sử dụng một trong các mạch này trên mỗi ô cho phép sử dụng bộ sạc không cân bằng với công suất hiện tại của kẹp.

Trên thực tế, chỉ có người giữ đai đen , mặc dù điều này sẽ không được khuyến nghị, nhưng bạn có thể sử dụng bộ sạc axit chì đơn giản 12V với đầu ra hiện tại không cao hơn khả năng của các mạch kẹp để sạc 3 chuỗi tế bào LiIon hoặc LiPo. Điều này sẽ không cung cấp một số điểm tốt hơn của sạc LiIon / LiPo nhưng sẽ hoạt động.

Bảng dữ liệu MAX921 . Những thứ này quá đắt ở mức $ 4,60 / 1 Digikey.
Kết quả tương tự có thể có với TL431 và có thể một vài bóng bán dẫn. Một mạch khả thi có thể được đưa ra nếu những điều này là đủ quan tâm.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

nhập mô tả hình ảnh ở đây


Cảm ơn câu trả lời tuyệt vời! Tôi thực sự đã xem xét các tế bào LiFePo (nếu bạn nhìn vào lịch sử sửa đổi của câu hỏi, bạn sẽ thấy điều đó) Tôi thực sự rất thích LiFePo, tôi thậm chí còn làm pin cho chiếc xe Jeep của mình. Nhưng điện áp của các tế bào không tương thích với robot của tôi. Các servo không hoạt động tốt với ít hơn 10.0volt. Chúng được điều khiển bởi các lệnh nối tiếp, không phải là PWM và từ những gì tôi quan sát được khi giao tiếp bắt đầu trở nên tồi tệ ở điện áp thấp. Tuy nhiên, tôi đã không nhận ra rằng LiIon nguy hiểm hơn LiPo. Tôi đã phát nổ nhiều tế bào LiPo, nhưng không bao giờ là LiIon.
Bọt biển Bob

Có lẽ tôi chỉ đang sử dụng bộ sạc LiPo của sh * tty. Tôi sẽ xem liệu tôi có thể tìm thấy bất kỳ IC cân bằng nào có thể gắn trên bánh mì không và điều đó có thể giải quyết vấn đề về tế bào LiPo đang bùng nổ của tôi (và tiết kiệm cho tôi một tấn tiền ... ở mức 9-13 đô la cho một tế bào 1,3ah tốt. ..)
Bọt biển Bob

ebay.com/itm/ trên ----- có hai người trong số họ với giá 8.4 $
Sponge Bob

1
@KeeganMcCarthy - 4 x LiFePO4 + một bộ điều chỉnh điện áp sẽ hoạt động tốt. Vòng đời phải là 2 x đến 4 x so với LiIon hoặc LiPo.
Russell McMahon
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.