Самодельное зарядное устройство для 1-6S LiPo

Подумал "а почему бы не собрать простое устройство для тех целей, где не нужен IMAX?", подумал, и собрал. Зарядное устройство будет применяться в дачно-гаражных условиях. Применять можно для зарядки шуруповерта и других устройств, имеющих несколько последовательно соединенных банок. Но и так же можно применить и для модельных аккумуляторов.

Зарядное устройство построено на модулях зарядки с TP4056, расчитанных на заряд 1S LiPo током до 1А. Имеется индикация не подключен/заряд/заряжен. Модули могут содержать контроллер защиты аккумулятора. Для того, чтобы можно было заряжать последовательно включенные банки, необходимо по входу сделать индивидуальное питание, иначе банки надо подключать в разрыв. Для этих целей используется тороидальный трансформатор с шестью обмотками. Включены диодные мосты MIC KBP10. Модули TP4056 не любят не стабилизированного напряжения, даже если не превышать максимальное допустимое входное - выходят из строя с серым дымом. Стабилизированное импульсное напряжение им тоже не понравилось. Для стабилизации для простоты (а можно было использовать импульсный+линейный для понижения падений напряжений и понижения рабочей температуры) использованы стабилизаторы изолированные KIA7805A, после чего включены модули зарядки. Модули по выходу соединены по схеме со средней точкой. В итоге имеем балансирный разъем с индивидуальной зарядкой каждой банки.

Тонкости подбора элементов для ЗУ будут описаны позже. Это необходимо для обеспечения работы с необходимым зарядным током 1А.

Модули зарядки имеют резистор выбора тока 1.2кОм, что соответствует току зарядки 1А. Для изменения зарядного тока были собраны переключатели, коммутирующие постоянно подключенный резистор 2.4кОм со вторым 2.4кОм. Получается, что уже имеем два тока зарядки 500мА и 1А. Так же на моих модулях имеются контроллеры защиты аккумулятора (думаю не стоит объяснять, что они делают). Для них тоже сделана коммутация на переключателях, чтобы задействовать защиту или нет.

Фото готового устройства.




Процесс сборки будет описан далее...

 

Схема зарядного устройства.



Платы в Sprint layout 5 в приложенном архиве.

 

Трансформатор применен от какого-то советского ЗУ. Марка не известна. Вторичная обмотка проводом сечением около 1.5мм дает 14.1В.

Необходимые вторичные обмотки мотались проводом 0.6мм, переплетая их между собой дрелью. Намотка поверх существующих обмоток. Для оценки необходимой длины надо намотать одну обмотку 10 витков, померить напряжение. У меня получилось 1.21В и длина составила 1.15м. Ориентировочно сделал провод с запасом длиной 7м под расчетное напряжения ~6.5В. Далее рассчитывал, что после диодного моста и конденсатора напряжение поднимется. Поднялось, но не достаточно, чтобы держать ток 1А. Далее стоит стабилизатор 7805, которому необходимо на входе минимум 7В. Пришлось увеличивать напряжение (витки), чтобы ток заряда не проседал. Видимо сказывается физический размер трансформатора (это уже другая тема и обсуждать ее не буду). В итоге домотал провод уже не знаю какой длины, переменка получилась 9.1В, напряжение на выходе диодного моста поднялось до 10.75В. Этого оказалось достаточно, чтобы обеспечить ток 1А после стабилизатора. Для каждого применяемого трансформатора этот расчет/подбор будет индивидуальным. Есть еще момент, что одна цепь влияет на другую, поэтому подбор напряжения необходимо делать при всех подключенных разряженных аккумуляторах. Можно пользоваться данной методикой.

Получившиеся напряжения:
Обмотка - Uпер - Uпост (диодный мост+конденсатор) - Uстаб (без нагрузки).
1 - 14,1 - 16,55 - 12,36
2 - 9,1 - 10,75 - 5,06
3 - 9,1 - 10,75 - 5,02
4 - 9,1 - 10,75 - 5,03
5 - 9,1 - 10,75 - 5,02
6 - 9,1 - 10,75 - 5,01
7 - 9,1 - 10,75 - 5,03

Под нагрузкой с током 1А напряжение на выходах линейных стабилизаторов не падает ниже 4.95В.

 

Я правильно понял, что от компьютерного БП остался только корпус?

 

Все верно.

--- Сообщения объединены, 25 мар 2016 ---

Фото платы с диодными мостами и стабилизаторами. Фото компоновки элементов.

 

Я так понимаю, сверху и снизу трансформатора - шумоизолятор? А не боишься, что оно поплавится? Или транс совсем-совсем-совсем не греется?

 

Ну да, какая-то обертка из полипропилена. При натурных испытаниях транс почти не грелся. Максимум 40 градусов. Все остальное испытывалось без радиатора и вентилятора и тоже вполне нормально работало. А в конечном итоге дело обстоит гораздо лучше.

 

Фото передних плат с модулями TP4056 и переключателями, коннекторы.

 

Тимур, ты прям как штамп ОТК ставишь.

 

....не поставил....

 

Список деталей:
Трансформатор - 1 шт. Какой найдете, главное, чтобы физического размера хватило для намотки дополнительных обмоток, так же чтобы была обмотка для питания вентилятора.
Диодный мост MIC KBP10 - 6шт. Или любой другой на 3А с запасом.
Линейный стабилизатор напряжения KIA7805A - 6шт. Или любой аналогичный, но тогда подумать, как крепить на радиатор. Параллельно соединять по массе нельзя.
Модули с TP4056 - 6шт. Но лучше взять больше с запасом, т.к. на первых порах при испытаниях легко их спалить.
Конденсатор 3300мкФx25В - 6шт. Лучше на температуру 125 градусов.
Резистор 2.4кОм маломощный - 12шт. Лучше подобрать одинаковые.
Микропереключатели - 12шт. На любой вкус.
Вентилятор 12В от БП или ПК - 1шт
Термоусадочная трубка.
Штыри PLS - 1 линейка.

Дополнительно (не терять же возможность полностью задействовать трансформатор):
Диодный мост GBU 15M - 1шт. Или любой другой на 10-15А с запасом.
Линейный стабилизатор напряжения 7812 - 1шт.
Конденсатор 3300мкФx25В - 1шт. Лучше на температуру 125 градусов.
Микропереключатель - 2шт. На ток 3-10А с запасом.