Зарядное устройство для портативной аудиосистемы (помощь)

[Alex D.]

Приветствую всех.

Решил замахнуться на один амбициозный проект, но знаний не хватает, а в поисках по сети к однозначному ответу так и не пришёл.

Имеется (собрана с нуля) портативная акустическая система с несколькими источниками сигнала общей мощностью 2x20 Ватт. Питание всех схем однополярное, 10-18 Вольт (3А), в качестве сетевого источника используется зарядник от ноутбука (с задачей справляется). Цель: встроить портативное питание батареей из 4-х Li-Ion аккумуляторов 18650. Аккумуляторы планируется сделать несъёмными, то есть, зарядное ус-во должно быть встроенным, процесс зарядки - максимально простым, и не требовать никаких манипуляций. В качестве зарядника хотелось бы задействовать тот же БП ноутбука, который был встроен в корпус.

Вот тут-то и начинаются проблемы. Процесс в идеале хочется сделать таким же бесшовным, как в любом смартфоне: если запитываемся от сети, то устройство питается от неё же, но при этом аккумуляторы в тихом режиме подзаряжаются (и отключаются от зарядки, если полностью заряжены). Если отсоединяем шнур (зарядник ноутбука), то задействуется питание от батареи аккумуляторов, пока не напряжение не достигнет минимума (4 x 2.5 В = 10 В). Заряжать аккумуляторы хотелось бы по всем правилам, так что последовательное подключение резистора не предлагайте.

Для переключения питания между сетью и АКБ, можно просто задействовать реле, но хочется избежать и его, т.к. токи там гуляют хорошие. Более того, вызывает вопросы сам процесс зарядки такой батареи. В сети гуляют схемы с балансирами, но все они не предполагают использования вместе с активной нагрузкой. В сущности, я готов на отдельные модули зарядки в обход БП ноутбука (но всё же, это костыль), кои можно выдрать из любого готового ЗУ (для смартов или универсального), но допустимо ли последовательно соединять такие модули, не разрывая батарею? И как, кроме реле, можно реализовать переключение источников питания для схемы? Хотелось бы наиболее доступного и простого решения, пусть даже не самого оптимального.

Изменено 17 февраля, 2020 пользователем Alex D.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[rz6lye]

берем 4 батарейки 18650 (или аналогичные), к ним берем плату https://aliexpress.ru/item/32817069499.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.264d33edxZOcBj (или похожую на нужный вольтаж), и подключаем все это хозяйство параллельно . Платка балансира зарядит АКБ и отключит когда батарейка зарядится. Сняли питание от сети и  колонка работает от АКБ. нет лишней коммутации. У мну так Шурик работает на этой платке и 4 батарейках 32700.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Alex D.]

13 минут назад, rz6lye сказал:

берем 4 батарейки 18650 (или аналогичные), к ним берем плату https://aliexpress.ru/item/32817069499.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.264d33edxZOcBj (или похожую на нужный вольтаж), и подключаем все это хозяйство параллельно . Платка балансира зарядит АКБ и отключит когда батарейка зарядится. Сняли питание от сети и  колонка работает от АКБ. нет лишней коммутации. У мну так Шурик работает на этой платке и 4 батарейках 32700.

В смысле, параллельно - чему? И как в этом случае снимается напряжение от БП? Если с клемм АКБ, то мы ведь будем ограничены током зарядки данной платы. А если снимать перед подключением платы, то мы опять же нуждаемся в коммутации, чтобы перекидывать источники (аккумы-то не будут отдавать всё в обратку). Плата, как я понимаю, самодостаточна, защита от перезаряда в ней уже имеется?

Изменено 17 февраля, 2020 пользователем Alex D.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[rz6lye]

У нас получается параллельное подключение 2 источников, АКБ и БП.  Воткнули штекер Бп в колонку,она работает от сети, вынули штекер из колонки она работает от АКБ. Т.к. напряжение БП выше чем у АКБ то батарейка заряжается, зарядилась, плата ее автоматом отключит от зарядки (аналогично реле-регулятору АКБ автомобиля.)

[Dr. West]

Прикол в том, что эти платы BMS - ни разу не регуляторы заряда и подключенный к ним БП от ноутбука будет вдувать в них все свои 3-4 Ампера.
И если аккумуляторы не очень качественные или не высокотоковые, то проработают недолго.
Держать литий в буферном режиме тоже так себе вариант, а при параллельном питании как раз буферный режим и получается. Каждое подключение к сети будет означать лишний цикл заряда. Так что мысль с реле не так уж и плоха. Да и 18-ю Вольтами вы 4 последовательные банки полностью не зарядите.

[BARS_]

9 часов назад, Alex D. сказал:

Процесс в идеале хочется сделать таким же бесшовным, как в любом смартфоне: если запитываемся от сети, то устройство питается от неё же, но при этом аккумуляторы в тихом режиме подзаряжаются (и отключаются от зарядки, если полностью заряжены). Если отсоединяем шнур (зарядник ноутбука), то задействуется питание от батареи аккумуляторов, пока не напряжение не достигнет минимума (4 x 2.5 В = 10 В). Заряжать аккумуляторы хотелось бы по всем правилам, так что последовательное подключение резистора не предлагайте.

Заходишь на сайт ti.com или analog.com, идешь в раздел питания и выбираем подходящую микросхему. Их там дофига и больше. Затем качаешь схему не eval board для этой микрухи, собираешь и все.

[Alex D.]

12 часов назад, Dr. West сказал:

Прикол в том, что эти платы BMS - ни разу не регуляторы заряда и подключенный к ним БП от ноутбука будет вдувать в них все свои 3-4 Ампера.
И если аккумуляторы не очень качественные или не высокотоковые, то проработают недолго.

Ну, можно подключить плату через ограничивающий резистор (например до 500-1000 мА), а напряжение при питании от сети снимать с клемм БП. Но тогда без реле не обойтись. Впрочем, это не самая страшная проблема. По сути, я планирую использовать аккумы не менее 6800 мАч.

15 часов назад, rz6lye сказал:

У нас получается параллельное подключение 2 источников, АКБ и БП.  Воткнули штекер Бп в колонку,она работает от сети, вынули штекер из колонки она работает от АКБ. Т.к. напряжение БП выше чем у АКБ то батарейка заряжается, зарядилась, плата ее автоматом отключит от зарядки (аналогично реле-регулятору АКБ автомобиля.)

Приобрёл сегодня вот такую плату. По объяснениям - то, что нужно. Покажите, если не затруднит, как правильнее её подключить к батарее и БП и откуда снимать напряжение БП. Я так понимаю, между выводами 0 и 16.8 В?

Скрытый текст

 

Изменено 18 февраля, 2020 пользователем Alex D.

[rz6lye]

как то так примерно  

[Alex D.]

4 часа назад, rz6lye сказал:

как то так примерно

Спасибо! В сущности, уже сам разобрался.

Решил всё же не рисковать, и сделать переключение на реле и токоограничитель на 1,2 А, ибо нет смысла нагружать батареи, когда питаемся от сети.

Сделал печатку всего БП, может, кому пригодится...

Плата БП-ЗУ-АКБ.lay6

[BARS_]

11 часов назад, Alex D. сказал:

сделать переключение на реле

Крайне плохая идея.

 

11 часов назад, Alex D. сказал:

токоограничитель на 1,2 А, ибо нет смысла нагружать батареи

Чего, чего?

 

Для нормальной работы с АКБ там должен быть спец контроллер, который будет и за зарядом следить, и за переключением между сетью и АКБ.

[Gennady_B]

  Вообще-то такая плата BMS предназначена больше для шуруповертов, но это без разницы, как говорится "запас ж..пу не утянет".

[Alex D.]

4 часа назад, BARS_ сказал:

Для нормальной работы с АКБ там должен быть спец контроллер, который будет и за зарядом следить, и за переключением между сетью и АКБ.

Контроль заряда в этой плате есть, резистора для аккумов с такой ёмкостью, полагаю, достаточно. Пусть даже такое решение не самое оптимальное, но по крайней мере оно рабочее, и для целей вроде работы в колонке я вижу его достаточным. Как минимум, пространство для монтажа сильно ограничено и не хочется слишком усложнять схему.

[BARS_]

Нет там никакого контроля заряда, уже не раз говорили. А последствиями такого заряда будет пожар.

[Dr. West]

17.02.2020 в 23:35, Alex D. сказал:

Заряжать аккумуляторы хотелось бы по всем правилам, так что последовательное подключение резистора не предлагайте.

 

1 час назад, Alex D. сказал:

...резистора для аккумов с такой ёмкостью, полагаю, достаточно. Пусть даже такое решение не самое оптимальное, но по крайней мере оно рабочее, и для целей вроде работы в колонке я вижу его достаточным

[Alex D.]

1 час назад, BARS_ сказал:

А последствиями такого заряда будет пожар.

С какой стати?

Цитата

Обнаружение перегрузки по напряжению на элементе, обнаружение: 4.25 ±0.05 В, время защиты от перезарядки - 1с.
Возобновление зарядки, при снижении напряжения на элементе до: 4.15 ±0.03 В
Ограничение напряжения разрядки на элементе: 3.00 ±0.2 В, при токе разрядки 1С, время защиты от переразрядки - 100мс.
Возобновление разрядки, при повышении напряжения на элементе до: 3.30 ±0. 1 В

 

[Alex D.]

@ Dr. West, имелось ввиду наличие защиты от перезаряда и переразряда по напряжению. Даже если в данной схеме нет контроля тока и реализации второй стадии зарядки, то как минимум аккумуляторы в ней должны заряжаться на 70-80%, что лично мне достаточно, т.к. питание от АКБ не основная функция устройства.