Li-Ion Piller İçin Basit Dengeleyici

Daha önce paylaşılan Li-İyon pil dengeleyici pil balans devrelerine göre basit ve az malzeme ile yapabileceğiniz bir devre. Li-İyon pil dengeleyici, her hücre/hücre bölümünün voltajını kontrol eden ve şarj voltajının aşılmasına izin vermeyen bir sistemdir. Hücrelerden biri daha erken şarj olusa, dengeleyici fazla enerjiyi alır ve ısı şeklinde kaybeder ve o hücrenin şarj voltajının aşılmasını engeller.

Birkaç Li-İyon pili seri olarak bağlarsak ve dengeleyici olmadan şarj edersek, pillerden bir veya bir kaçtanesinin zaman içinde arızalanacağı kesin Pillerin iç dirençleri, kapasiteleri farklıdır. Li-İon kimyası kararsızdır ve aşırı yüklendiğinde yüksek sıcaklığa ulaşabilir ve patlayabilir.

Detaylar için “Li-iyon Li-polimer Pillerin Dengeli Şarj Edilmesi Pil Balans Devresi” yazısında

TL431 olan regüle edilmiş bir zener diyottur. Sürekli yük altında 100mA verebilir tek başına yeterli değil güç transistörü ekleyerek devre tamamlanır. Dirençler R1 ve R2, voltajı 4.20V olarak ayarlar. 4.20V sınırında, ayarlanan voltajı aşmamak için sistem transistörü açmaya başlayacaktır. Minimum voltaj artışı, transistör akımının çok hızlı artmasına neden olacaktır. Testler sırasında, zaten 4.22V’da (20mV’yi aşan), akım 1A’nın üzerindeydi, bu yüzden bu sonuç çok tatmin edici.

Transistör seçiminde işimizi gören voltaj ve akımlarda herhangi bir PNP transistör kullanılabilir. Hücreler 500mA akım ile şarj edilecek ise transistör akımı bu değerden ve katsayısından az olmamalıdır.

Pd faktörü (güç kaybı) üzerinde harcayacağımız güçten daha az değil, transistör bir ısıtıcı olacak ve fazla enerjiyi ısı şeklinde kaybedecek. Basit hesaplama. 4.20V * 0.5A = 2.1W transistör üzerinde harcanan güç. 1A veya daha fazla akımlar için biraz soğutma gerektirecektir.

Test sırasında, bir avuç geri çıkma transistörü kontrol ettim. BD244C, 2N6491, A1535A ve sistem hepsinde aynı şekilde davrandı. BC327’yi bile denedim ve uygun olmasa da 500mA akımla mükemmel çalıştı

Li-Ion Pil Dengeleyici Devre Şeması

R1 ve R2 sınırlama voltajını elde edecek şekilde seçilmelidir dirençler şemadaki formülden hesaplanır. %0.1 toleranslı direnç kullanmanız iyi sonuç verecektir. Size kolaylık sağlamak için, uyguladığım değerler;

R1 + R2 = Vo
22K + 33K = 4.166V
15K + 22K = 4.204V
47K + 68K = 4.227V
27K + 39K = 4.230V
39K + 56K = 4.241V
33K + 47K = 4.255V

Sistemi hücreye monte etmeden önce referans voltajını kontrol edin, uygulama gösteriyor ki formülden hesaplanan doğru dirençleri kullanmamıza rağmen yine de 20-50mV gibi küçük bir hata olacaktır. Dirençlerin yanı sıra TL431 zenerin toleransı, iç direncide bir etken. Hassas ayarlama için çok turlu trimpot kullanılabilir.

Hangi voltajı ayarlamalıyım?

4.20V’da şarj cihazı kesiliyorsa voltajı biraz daha yüksek ayarlamamız gerekiyor. Şarj cihazları, şarj cihazı tasarımına bağlı olarak, hücrede olması gerekenden biraz daha yüksek, 10, 20 veya 50mV daha fazla voltaj gösterir. Şarj cihazı, belirli bir voltajda şarj akımı, şarj cihazı tasarımına bağlı olarak örneğin 100mA’nın altına düştüğünde şarjın sonunu algılar. Dengeleyici çok düşük ayarlanırsa, başladığında şarj akımını yapay olarak artırır ve şarj cihazı şarjı asla bitirmez. Güvenli voltajın 30-50mV daha yüksek olacağını düşünüyorum. Paketi kendimiz bir laboratuvar güç kaynağı ile şarj edersek, gereksiz yere açılmayacaklarından emin olmak için dengeleyici voltajlarının toplamına ayarlıyoruz.

Basit Lion Pil Dengeleyici Test

Pil dengeleyici devresini bread boarda kurup fazla detaya girmeden hızlıca test ettim R1-22K R2-33K transistör BD240C beyz direnci 1K ve UTC431 kullandım ölçü aleti ve güç kaynağı voltaj değerlerinde ufak fark var ama önemli değil 22k, 33k dirençler ile 4.13v civarında transistör kesimde 4.19v civarında transistör iletime geçiyor 150ma civarında akım çekiyor. 5 dakikalık çalışmada BD240 transistör sıcaklığı yaklaşık 38…39 derece

Daha düşük güçlü transistörler kullanılacaksa akım sınırlama için direnç kullanılabilir 500ma (tam hatırlamıyorum 300 de olabilir) şarj cihazında BC6XX serisi transistörlü devrede 1w 10-ohm direnç kullanıldığını görmüştüm sistem aynıydı TL431 dirençler..

Devrede yük direnci yok transistör iletime geçince çok ısınacak diye düşünülebilir ama yüksek güçlü transistör kullanıldığı için dirence gerek kalmıyor ayarlanan voltajda transistör tam iletime geçmiyor zaten

Fakat şarj cihazı arızalanır yüksek voltaj verirse transistör tam iletime geçer yanar ama bu durumda direnç olsada o da yanacak beraberinde transistörüde götürecek vs..

Kaynak: mdiy.pl/bardzo-prosty-balancer-do-ogniw-li-ion/ yazıda ki açıklama kaynak siteden alınmıştır.