Как сделать аккумулятор на 12В из аккумуляторов 18650?
Аккумуляторные батареи номинальным напряжением 12 вольт используют в подводных камерах, шуруповертах, радиоуправляемых моделях, медицинских приборах и других устройствах. Как и другие АКБ, такие источники питания можно купить в готовом виде или собрать своими руками из отдельных элементов.
Принцип сборки Li-ion батареи на 12 В
Единичный аккумулятор Li-ion типа имеет номинальное напряжение 3,6 или 3,7 В, а модели с типом химии LiFePO4 – 3,2 В. Для получения большего вольтажа ячейки соединяются последовательно. Например, для сборки аккумуляторной батареи на 12 В нужно соединить последовательно 3–4 литиевых элемента. Чтобы получить увеличенный запас емкости, нужно вначале соединить «банки » параллельно. Аккумуляторы используются незащищенные, а для защиты от перенапряжения, глубокого разряда и других вредных факторов батарея оснащается БМС платой.
Схемы сборки
Для сборки литиевых батарей номинальным напряжением 12 В из аккумуляторов 18650 и других типоразмеров используют схемы:
- 3S1P, 3S2P, 3S3P, 3S4P, …, 3S15P, 3S16P;
- 4S1P, 4S2P, 4S3P, 4S4P, …, 4S15P, 4S16P и т.д.
Количество последовательных соединений указывается коэффициентов при букве S, а параллельных – коэффициентом при букве P. Схема сборки выбирается в зависимости от параметров соединяемых элементов питания и характеристик, которые нужно получить в итоге.
Характеристики аккумуляторов 18650
В таблице приведены технические параметры популярных аккумуляторов форм-фактора 18650:
Аккумулятор
Емкость, мАч
Максимальная токоотдача, А
Номинальное напряжение, В
Диапазон рабочих напряжений, В
Samsung 33G
LG HE4
Panasonic 18650PF
Samsung 30Q
Samsung 25R
Macroson
BAK N18650CNP
Panasonic 18650BD
LG MH1
SONY VTC6
Zhihang
EVE INR18650 25P
LiFePO4 Exell Battery
Чтобы собрать батарею напряжением ≈12 вольт, нужно последовательно соединить 3 или 4 литий-ионных аккумулятора. Количество параллелей выбирается в зависимости от необходимой емкости и допустимых размеров АКБ. Например, по схеме 3S3P из Li-ion ячеек типоразмера 18650 получим батарею с размерами 70х75х75 мм. Ее номинальное напряжение составит 11,1 В, а емкость – от 7500 до 9900 мАч, в зависимости от параметров выбранных ячеек.
Из таблицы видно, что у одних элементов питания выше емкость, а у других – допустимые токовые нагрузки. Это связано с различиями в химическом составе. Для питания устройств с интенсивным потреблением энергии (например , для шуруповертов и других видов портативного электроинструмента) нужны высокотоковые элементы. Хоть запас емкости у них и ниже, такие ячейки обеспечат стабильно высокую токоотдачу и не будут ощутимо нагреваться при работе.
Как сделать АКБ?
Аккумуляторные батареи собираем по заранее выбранной схеме из идентичных ячеек 18650 – одного бренда и серии. В таком случае легче отобрать элементы с полностью совпадающими значениями емкости и внутреннего сопротивления. Перед сборкой напряжение на «банках » выравниваем зарядкой. Ячейки соединяем параллельно, а затем последовательно.
Для этого применяем аппарат контактной сварки и никелевую ленту. Ее нарезаем на отрезки с запасом длины 1 см, накладываем на контакты и привариваем с соблюдением используемой схемы. К полученной батарее припаиваем BMS плату и силиконовые AWG провода с разъемами ХТ60. Они будут использоваться для зарядки батареи и подключения к ней нагрузки. Дополнительно можно установить на АКБ индикатор заряда и его выключатель.
Готовую батарею проверяем в цикличном режиме – поочередно разряжаем под нагрузкой и заряжаем током 0,5С. Например, для батареи емкостью 7800 мАч и используем зарядный ток 3,9 А. Если АКБ работает хорошо (нормально питает нагрузку и принимает заряд, не греется), ее можно упаковывать в стеклотекстолит и термоусадочную трубку подходящих размеров. После нагрева феном она плотно покроет поверхность АКБ и обеспечит ей необходимую изоляцию.
Импульсный свет в фотографии
о накамерных вспышках, студийных моноблоках, генераторах и т.п..
Текущее время: 8 мар 2024, 23:38
- Темы без ответов
- |
- Активные темы
- |
- Непрочитанные сообщения
Питание вспышки Nikon SB-600 от Li-Ion сборки 4s 18650
Наш лабораторный корпус. Практическое решение вопросов. Автор темы является полным хозяином в своей теме.
Первое новое сообщение • 14 сообщений • Страница 1 из 1
- Автор
- Сообщение
коллега Сообщения: 22 Стаж 6 лет 9 месяцев
Питание вспышки Nikon SB-600 от Li-Ion сборки 4s 18650
Сделал наконец питание вспышки Nikon SB-600 от Li-Ion сборки.
Вы читали предыдущую статью по этому поводу, может быть. Я надеюсь.
В ней я писал про попытку питания вспышки от 2s блока 18650 с контроллером заряда-разряда-балансировки через китайский dc-dc преобразователь. И как ничего не получилось по этому поводу. Токи оказались гораздо выше 2А, на которые рассчитан контроллер, а токи 6А гораздо выше, чем рассчитан dc-dc.
Короче, не получилось.
После долгих дум и консультаций со специалистом, появилась идея собрать свой DC-DC конвертер, но с напряжения 10-16В. На выходе было выбрано 5В и 6-8А тока. Почему 5В? Потому как полное питание 6В, но холостой ход выше на 0.5В. Рисковать дорогостоящей вспышкой не хочется. Кроме того, при зарядке Никкель-МГ пальчиков, которые имеют 1.2В, также получаются те же 5В. Хотелось бы схема без трансформатора, а значит ШИМ-преобразователь.
После поиска схем, получилось, что собрать надо будет на TL494. Все схемы от производителя содержат жуткие по цене полевики или биполярники. По 500 руб за штуку. Кроме того, в схеме есть индуктивность 140 мГн. Коя и была закуплена за 200 руб.
Была собрана схема на макетной плате и пошли эксперименты по запуску схемы на IRFZ44N N-type (которые есть в наличии). Но поляризация управляющего сигнала не получилась и были закуплены IRF9Z34N р-типа. Плата была с некоторым количеством бубнов и громадной помощью специалиста запущена. В процессе запускания померла тестовая вспышка Unomat-24 Auto.
Развел и сделал печатку и собрал уже на печатку. Из-за того, что делал по ЛУТ всё первый раз в жизни, то платка оказалось довольно большой.
Ну и напутал с зеркальностью, ибо делал через копир. Поэтому панелька для микрухи оказалась со стороны дорожек, а все детали сверху. Но это дало и плюс при запуске и проверке монтажа — все дорожки на виду.
Моя страшненькая печатка:
Начальная схема (рабочая не сохранилась на носителях) обычный кусок из даташит TL494 в pdf:
https://drive.google.com/open?id=0B0Q9j . WFoTW4wQjA
Что в итоге:
1. Блок 4s из 18650 акб. Они взяты из халявных источников типа хитромудрого повербанка и ноутбука.
2. Не работающий на разряд контроллер заряда-разряда-балансировки. То есть на заряд и балансировку работает, а на разряд не держит даже 4А. Хотя некоей широко известной компанией рекламируется как 8А и 12А в пике. Называть компанию не хочу, ибо получил все компенсации от них. Этот контроллер работает на заряд-балансировку и используется как источник для подключения dc-dc конвертера к батарее через реле 12В. То есть он должен отключить нагрузку при 10В заряда батареи, а т.к. через контроллер идет напряжение на катушку реле, то при просадке напряжения блок питания просто не включится. Индикатор работы блока также включен через контроллер.
3. Dc-DC преобразователь из 10-16.8 В до 5В и 8А. 8А — пишу примерно. По времени зарядки вспышки в режиме М и 1/1 можно судить ток где-то 6-7А. Вспышка заряжается за 2.5 секунды примерно. Что радует.
4. Управляющее реле.
5. Зарядный порт. Разрядный порт. Они сделаны по разным разъемам перепутать и подвесить блок сложно. Поясню, если потребить с контроллера более 3.5А, то контроллер отключает подачу питания out до тех пор, пока не подашь на inp напряжение 3.7В. Ну то есть не подключишь зарядку. И такое подвешивание контроллера в процессе работы чревато большим фиаско.
Более подробно о схеме и как выглядит я рассказал в своем видео:
В итоге я доволен. Правда получился корпус немного громоздкий, но легкий. Подвесить эту колмоту можно на стойку при съемке с лайтбоксом или на ремень-пояс. Нормально. Осталось сделать постоянное (не временное) подключение к вспышке.
Как сделать сборку 4s 18650
Остальное не знаю есть ли смысл расписывать
Обязательно нужно расписать пропеллеры. Это вообще самое главное.
По калькулятору картина на скрине. Что не нравится: низкое время полета, просадка почти на 1v при нагрузке.
По калькулятору время висения 16 минут, а в реале как?
Моторы по таблице выглядят не очень эффективными, учитывая их собственный вес. Но тем не менее, на 15″ пропах он должны обеспечивать тягу в районе 700 грамм на 4-4.5 ампера. То есть весь ваш коптер должен висеть на 18 амперах, с батарей на 8000 мАч это 26 минут. Это еще не трогая никакие Li-Ion. С моторами типа Tarot 4008 Martin и батареей 6S можно было бы выйти за 40 минут. Поэтому мне кажется, что за Li-Ion сборки вы взялись рано, не использовав до конца все возможности стоковых вариантов.
Но выдержит ли такая сборка токи квадрокоптера?
Ток висения 18 ампер, на полной тяге будет 65 ампер. Li-Poly 8000 мАч 35C это 35*8 = 280 ампер. Это большой запас. А Li-Ion сборка на 12000 мАч должна быть минимум на 65/12=6С. Или посчитаем по-другому: чтобы отдать 65 ампер, каждый параллельно подключенный контур должен отдать по 16 ампер в пике или 4-5 ампер на висение.
Обязательно нужно расписать пропеллеры. Это вообще самое главное.
Пропеллеры 1555. На деле не засекал еще время полета, пока настраиваю все. По телеметрии в МП ток висения 16а
Ток висения 18 ампер, на полной тяге будет 65 ампер. Li-Poly 8000 мАч 35C это 35*8 = 280 ампер
Почему у меня такая большая просадка? При полете FS(лимит 13.8в) начинает пищать, а когда подключил аккум к Imax B6 — показывает 14.8в, и заливается соответственно около 7000 мА.
От аккумулятора также питаются (FPV передатчик, подвес-через БЕК 12в, автошасси, и подсветка — напрямую от аккума).
Как узнать каков будет порог нагрузки аккумулятора 12000 мА Li-Ion 18650. И какие марки 18650 лучше использовать для моего коптера? Пока самые эфективные (токоотдача/емкость) считаются LG GH2, Sony VTC6 или VTC5s. На них и присматриваюсь
Почему у меня такая большая просадка? При полете FS(лимит 13.8в) начинает пищать, а когда подключил аккум к Imax B6 — показывает 14.8в, и заливается соответственно около 7000 мА.
Просадка под нагрузкой это нормально, вопрос в величине и продолжительности нагрузки. Но это может быть и особенностью конкретной батареи. Померяйте внутреннее сопротивление батареи, возможно это даст ответ.
Когда подключаете к Imax — батарея уже отдохнула, это тоже нормально. У меня просевшая в полете в хлам до 2-х вольт батарея показывала потом 3.4 вольта.
Как узнать каков будет порог нагрузки аккумулятора 12000 мА Li-Ion 18650. И какие марки 18650 лучше использовать для моего коптера?
Я в них не разбираюсь, т.к. пока нет нужды. Я бы смотрел по характеристикам, там же написано, сколько ампер он отдает. Если больше 15, и если аккум не из числа подделок — значит уже хорошо. Ну и почитать надо соответствующие темы.
Если например 1 банка 18650 отдает 20а, и если их 4 последовательно и 4 паралельно, то токоотдача 4х 18650 суммируется? Т.е. выйдет 14.8в и 80а?
Дали же ссылку на ветку — там это все по многу раз уже обсуждено и испытано.
Да, токоотдача параллельных сборок суммируется.
Смысл в 18650 есть, но ток должен быть не выше 5-8 А на батарею , иначе отдаваемая емкость снижается.
Дали же ссылку на ветку — там это все по многу раз уже обсуждено и испытано.
Мне вот интересно про балансировку банок при зарядке, в ветке тоже про это есть?
Понятия не имею. А что там с балансировкой особенного?
Понятия не имею. А что там с балансировкой особенного?
Ну когда заряжают Li-Poly, то выравнивается напряжение по всем банкам, чтобы было одинаковое. Это балансировка. А с самодельными сборками такое возможно?
Я имел ввиду что не знаю есть ли в той ветке обсуждение балансировки или нет.
Уверен что есть, там под сотню страниц. Где-то наверняка обсуждалось.
С самодельными сборками такое возможно и нужно.
С самодельными сборками такое возможно и нужно
балансировать все элементы не получится, только по “сборным банкам” из скольки там у вас элементов они.
балансировать все элементы не получится, только по “сборным банкам” из скольки там у вас элементов они.
но и в заводских Li-Poly наверное так же?
Как так? У липо, например 3с1п 3 “шоколадки” которые и балансируются. Когда народ делает на ионках, то 1П мало, ставят например 3с2п, т.е. пара элементов параллельно паяется (2П) как одна “шоколадка” и потом уже делают 3с или 4с, по этому балансироваться они могут только между “банками”, т.е. по элементам спаяным парой, а пара, в свою очередь никак не балансируется.
Об этом вроде в теме на которую я давал ссылку внчале есть информация.
или я не понимаю в чём вопрос. вроде вы не вчера с коптером
а параллельно подключенные банки и не надо балансировать, они по условию задачи сами по себе всегда отбалансированы, на то оно и параллельное соединение.
или я не понимаю в чём вопрос. вроде вы не вчера с коптером
Не вчера �� Просто батареи никогда не собирал, хотел убедиться, что правильно все понимаю. То есть липы и ионки собираются и балансируются по одинаковой схеме. То есть балансируются банки в последовательном соединении, а в параллельном — нет. А смущает меня то, что когда читал всякую теорию, там очень не одобряли самим такое собирать, потому что типа вы не сможете подобрать одинаковые по параметрам банки, как это делают на заводе.
потому что типа вы не сможете подобрать одинаковые по параметрам банки, как это делают на заводе.
На заводе тоже люди подбирают банки в параллель. Делается проверка просто, замеряются банки на сопротивление с одинаковым напряжением.
Нам и это не обязательно, покупка фирменных банок от проверенных продавцов почти исключает брак и подделку.
Кстати, модельные Липо тоже продают с параллельными банками в секции.
В таком 3S2P банки по 2,5Ач.
Если модель не мелколёт и не требуется от акка большая токоотдача за короткое время, то 18650 выигрывают у Липо в чистую.
Больше циклов, меньше цена, безопасней.
Есть и минусы, некоторые виды дают помеху на компас, требуют размагничивание, требуется настройка отсечки в регуляторах по напряжению. Всё это решаемо.
Сам давно не покупаю Липо, почти все перевёл на питание от 18650 и 26650. Собрал много сборок знакомым не только на леталки, а даже для Е-велика.
Возможно ли собрать 4s аккумулятор например из высокотоковых 18650 LG HG2 (20А), или Sony VTC6 30А для моей задачи?
Разбирался в построении батареи, получается если поставить 4 батареи последовательно и 4 паралельно, по 3000 мА — выйдет 12000 мА, вес составит 770г приблизительно. Т.е. выигрыш в 4000 мА при том же весе.
Но выдержит ли такая сборка токи квадрокоптера? Разьясние пожалуйста все нюансы такой задумки?
Если задача летать спокойно и долго. Для таких целей даже подойдут “не высокотоковые” из Samsung 35E, Sanyo GA, LG MJ1.
Ваш квадр вполне потянет и 4S5-6P, акк весом 1-1,2 кг. И считайте лучше “рабочую” емкость, также как у Липо, не больше 90% от заявленной, никакие акки не любят разряд в “0”.
Зарядка литиевых аккумуляторов китайскими модулями
Литиевые аккумулятор (Li-Io, Li-Po) являются самыми популярными на данный момент перезаряжаемыми источниками электрической энергии. Литиевый аккумулятор имеет номинальное напряжение 3.7 Вольт, именно оно указывается на корпусе. Однако, заряженный на 100% аккумулятор имеет напряжение 4.2 В, а разряженный “в ноль” – 2.5 В, вообще нет смысла разряжать аккумулятор ниже 3 В, во-первых, он от этого портится, во-вторых, в промежутке от 3 до 2.5 В аккумулятор отдаёт всего пару процентов энергии. Таким образом, рабочий диапазон напряжений принимаем 3 – 4.2 Вольта. Мою подборку советов по эксплуатации и хранению литиевых аккумуляторов вы можете посмотреть вот в этом видео
Последовательно или параллельно?
При последовательном соединении суммируется напряжение на всех аккумуляторах, при подключении нагрузки с каждого аккумулятора идет ток, равный общему току в цепи, в общем сопротивление нагрузки задает ток разряда. Это вы должны помнить со школы. Теперь самое интересное, емкость. Емкость сборки при таком соединении по хорошему равна емкости аккумулятора с самой маленькой емкостью. Представим, что все аккумуляторы заряжены на 100%. Смотрите, ток разряда у нас везде одинаковый, и первым разрядится аккумулятор с самой маленькой емкостью, это как минимум логично. И как только он разрядится, дальше нагружать данную сборку будет уже нельзя. Да, остальные аккумуляторы еще заряжены. Но если мы продолжим снимать ток, то наш слабый аккумулятор начнет переразряжаться, и выйдет из строя. То есть правильно считать, что емкость последовательно соединенной сборки равна емкости самого малоемкого, либо самого разряженного аккумулятора. Отсюда делаем вывод: собирать последовательную батарею нужно во первых из одинаковых по емкости аккумуляторов, и во вторых, перед сборкой они все должны быть заряжены одинаково, проще говоря на 100%. Существует такая штука, называется BMS (Battery Monitoring System), она может следить за каждым аккумулятором в батарее, и как только один из них разрядится, она отключает всю батарею от нагрузки, об этом речь пойдёт ниже. Теперь что касается зарядки такой батареи. Заряжать ее нужно напряжением, равным сумме максимальных напряжений на всех аккумуляторах. Для литиевых это 4.2 вольта. То есть батарею из трех заряжаем напряжением 12.6 в. Смотрите что происходит, если аккумуляторы не одинаковые. Быстрее всех зарядится аккумулятор с самой маленькой емкостью. Но остальные то еще не зарядились. И наш бедный аккумулятор будет жариться и перезаряжаться, пока не зарядятся остальные. Переразряда, я напомню, литий тоже очень сильно не любит и портится. Чтобы этого избежать, вспоминаем предыдущий вывод.
Перейдем к параллельному соединению. Емкость такой батареи равна сумме емкостей всех аккумуляторов в нее входящих. Разрядный ток для каждой ячейки равен общему току нагрузки, деленному на число ячеек. То есть чем больше акумов в такой сборке, тем больший ток она может отдать. А вот с напряжением происходит интересная вещь. Если мы собираем аккумуляторы, имеющие разное напряжение, то есть грубо говоря заряженные до разного процента, то после соединения они начнут обмениваться энергией до тех пор, пока напряжение на всех ячейках не станет одинаковым. Делаем вывод: перед сборкой акумы опять же должны быть заряжены одинаково, иначе при соединении пойдут большие токи, и разряженный акум будет испорчен, и скорее всего может даже загореться. В процессе разряда аккумуляторы тоже обмениваются энергией, то есть если одна из банок имеет меньшую емкость, остальные не дадут ей разрядиться быстрее их самих, то есть в параллельной сборке можно использовать аккумуляторы с разной емкостью. Единственное исключение – работа при больших токах. На разных аккумуляторах под нагрузкой по-разному просаживается напряжение, и между “сильным” и “слабым” акумом начнёт бежать ток, а этого нам совсем не нужно. И то же самое касается зарядки. Можно абсолютно спокойно заряжать разные по емкости аккумуляторы в параллели, то есть балансировка не нужна, сборка будет сама себя балансировать.
В обоих рассмотренных случаях нужно соблюдать ток зарядки и ток разрядки. Ток зарядки для Li-Io не должен превышать половины ёмкости аккумулятора в амперах (аккумулятор на 1000 mah – заряжаем 0.5 А, аккумулятор 2 Ah, заряжаем 1 А). Максимальный ток разрядки обычно указан в даташите (ТТХ) аккумулятора. Например: ноутбучные 18650 и аккумы от смартфонов нельзя грузить током, превышающим 2 ёмкости аккумулятора в Амперах (пример: акум на 2500 mah, значит максимум с него нужно брать 2.5*2 = 5 Ампер). Но существуют высокотоковые аккумуляторы, где ток разряда явно указан в характеристиках.
Промежуточным вариантом является переключение аккумуляторов из последовательного соединения в параллельное (для зарядки), что подробно рассмотрено в видеоролике ниже, а все схемы и ссылки на переключатели вы найдёте вот здесь https://alexgyver.ru/18650/
Особенности зарядки китайскими модулями
Стандартный покупной зарядно-защитный модуль за 20 рублей для литиевого аккумулятора (ссылка на aliexpress) позиционируется продавцом как модуль для одной банки 18650. Может и будет заряжать любой литиевый аккумулятор вне зависимости от формы, размера и емкости до правильного напряжения 4,2 вольта (напряжение полностью заряженного аккумулятора, под завязку). Даже если это огромный литиевый пакет на 8000mah (разумеется речь идет про одну ячейку на 3,6-3,7v). Модуль дает зарядный ток 1 ампер, это значит что им можно без опаски заряжать любой аккумулятор емкостью от 2000mah и выше (2Ah, значит зарядный ток – половина емкости, 1А) и соответственно время зарядки в часах будет равно емкости аккумулятора в амперах (на самом деле чуть больше, полтора-два часа на каждые 1000mah). Кстати аккумулятор можно подключать к нагрузке уже во время заряда.
Важно! Если вы хотите заряжать аккумулятор меньшей емкости (например одну старую банку на 900mah или крошечный литиевый пакетик на 230mah), то зарядный ток 1А это много, его следует уменьшить. Это делается заменой резистора R3 на модуле согласно приложенной таблице. Резистор необязательно smd, подойдет самый обычный. Напоминаю, что зарядный ток должен составлять половину от емкости аккумулятора (или меньше, не страшно).
Но если продавец говорит, что этот модуль для одной банки 18650, можно ли им заряжать две банки? Или три? Что если нужно собрать емкий пауэрбанк из нескольких аккумуляторов? МОЖНО! Все литиевые аккумуляторы можно подключать параллельно (все плюсы к плюсам, все минусы к минусам) ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕМКОСТИ. Спаянные параллельно аккумуляторы сохраняют рабочее напряжение 4,2v а их емкость складывается. Даже если вы берете одну банку на 3400mah а вторую на 900 – получится 4300. Аккумуляторы будут работать как одно целое и разряжаться будут пропорциональной своей емкости.
Напряжение в ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ сборке ВСЕГДА ОДИНАКОВО НА ВСЕХ АККУМУЛЯТОРАХ! И ни один аккумулятор физически не может разрядиться в сборке раньше других, здесь работает принцип сообщающихся сосудов. Те, кто утверждают обратное и говорят что аккумуляторы с меньшей емкостью разрядятся быстрее и умрут – путают с ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ сборкой, плюйте им в лицо.
Важно! Перед подключением друг к другу все аккумуляторы должны иметь примерно одинаковое напряжение, чтобы в момент спаивания между ними не потекли уравнительные токи, они могут быть очень большими. Поэтому лучше всего перед сборкой просто зарядить каждый аккумулятор по отдельности. Разумеется время зарядки всей сборки будет увеличиваться, раз вы используете все тот же модуль на 1А. Но можно спараллелить два модуля, получив зарядный ток до 2А (если ваше зарядное устройство может столько дать). Для этого нужно соединить перемычками все аналогичные клеммы модулей (кроме Out- и B+, они продублированы на платах другими пятаками, уже и так окажутся соединенными). Либо можно купить модуль, на котором микросхемы уже стоят в параллель. Этот модуль способен заряжать током в 3 Ампера.
Простите за совсем очевидные вещи, но люди по-прежнему путают, поэтому придется обсудить разницу между параллельным и последовательным соединением.
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ соединение (все плюсы к плюсам, все минусы к минусам) сохраняет напряжение аккумулятора 4,2 вольта, но увеличивает емкость, складывая все емкости вместе. Во всех пауэрбанках применяется параллельное соединение нескольких аккумуляторов. Такая сборка по-прежнему может заряжаться от USB и повышающим преобразователем напряжение поднимается до выходных 5v.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ соединение (каждый плюс к минусу последующего аккумулятора) дает кратное увеличение напряжения одной заряженной банки 4,2в (2s – 8,4в, 3s – 12,6в и так далее), но емкость остается прежняя. Если используются три аккумулятора на 2000mah, то емкость сборки – 2000mah.
Важно! Считается что для последовательной сборки священно обязательно нужно использовать только аккумуляторы одинаковой емкости. На самом деле это не так. Можно использовать разные, но тогда емкость батареи будет определяться НАИМЕНЬШЕЙ емкостью в сборке. Складываете 3000+3000+800 – получаете сборку на 800mah. Тогда спецы начинают кукарекать, что тогда менее емкий аккумулятор будет быстрее разряжаться и умрет. А это неважно! Главное и действительно священное правило – для последовательной сборки всегда и обязательно нужно использовать плату защиты BMS на нужное количество банок. Она будет определять напряжение на каждой ячейке и отключит всю сборку, если какая-то разрядится первой. В случае с банкой на 800 она и разрядится, БМС отключит нагрузку от батареи, разряд остановится и остаточный заряд по 2200mah на остальных банках уже не будет иметь значения – нужно заряжаться.
Плата BMS в отличии от одинарного зарядного модуля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ последовательной сборки. Для зарядки нужен настроенный источник нужного напряжения и тока. Об этом Гайвер снял видео, поэтому не тратьте время, посмотрите его, там об этом максимально досконально.
Зарядка нескольких АКБ
На самом деле при некоторых допущениях – можно. Для каких-то самоделок зарекомендовала себя схема с использованием одинарных модулей, соединенных также последовательно, но для КАЖДОГО модуля нужен СВОЙ ОТДЕЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. Если заряжаете 3s – берёте три телефонных зарядки и подключаете каждую к одному модулю. При использовании одного источника – короткое замыкание по питанию, ничего не работает. Такая система также работает и как защита сборки (но модули способны отдавать не более 3 ампер) Либо же просто заряжайте сборку побаночно, подключая модуль к каждому аккумулятору до полного заряда.
Для шуруповертов на 12-14 вольт подходит сборка из трех банок. На 16-18в – 4 банки. Лучше сразу брать плату защиты на 20-30А и зарядное устройство на нужное напряжение (старое для кадмиевых аккумуляторов не подойдет!) Зарядные устройства в виде обычных зарядных блоков питания тоже есть у китайцев. Все BMS и зарядники находятся здесь https://alexgyver.ru/18650/
Индикатор заряженности аккумулятора
Тоже насущная проблема – хотя бы примерно знать сколько процентов заряда остается на аккумуляторе, чтобы он не разрядился в самый ответственны момент.
Для параллельных сборок на 4,2 вольта самым очевидным решением будет сразу приобрести готовую плату пауэрбанка, на которой уже есть дисплей отображающий проценты заряда. Эти проценты не супер-точные, но всё же помогают. Цена вопроса примерно 150-200руб, все представлены на сайте Гайвера. Даже если вы собираете не пауэрбанк а что-то другое, плата эта довольно дешевая и небольшая, чтобы разместить ее в самоделке. Плюс она уже имеет функцию заряда и защиты аккумуляторов. Есть готовые миниатюрные индикаторы на одну или несколько банок, 90-100р https://alexgyver.ru/18650/
Ну а самым дешевым и народным методом является использование повышающего преобразователя МТ3608 (30 руб.), настроенного на 5-5,1v. Собственно если вы делаете пауэрбанк на любом преобразователе на 5 вольт, то даже не нужно ничего докупать. Доработка заключается в установке красного или зеленого светодиода (другие цвета будут работать на другом выходном напряжении, от 6в и выше) через токоограничивающий резистор 200-500ом между выходной плюсовой клеммой (это будет плюс) и входной плюсовой (для светодиода это получится минус). Вы не ошиблись, между двумя плюсами! Дело в том, что при работе преобразователя между плюсами создается разница напряжения, +4,2 и +5в дают между собой напряжение 0,8в. При разряде аккумулятора его напряжение будет падать, а выходное с преобразователя всегда стабильно, значит разница будет увеличиваться. И при напряжении на банке 3,2-3,4в разница достигнет необходимой величины, чтобы зажечь светодиод – он начинает показывать, что пора заряжаться.
Чем измерять емкость аккумуляторов?
Мы уже привыкли к мнению, что для замера нужен Аймакс b6, а он стоит денег и для большинства радиолюбителей избыточен. Но есть способ замерить емкость 1-2-3баночного аккумулятора с достаточной точностью и дешево – простой USB-тестер
У меня было два тестера – синий и белый с проводом. Белый завышал ток на 15% (вместе с ним и емкость) а синий незначительно занижает. Может зависит от экземпляра, но я все же рекомендую синий хотя бы потому, что у него есть таймер времени заряда/разряда. А у белого только бесполезные ячейки памяти, которые не нужны.
Тестер начинает работать примерно от 2,8в и вплоть до 10-15ти без проблем, значит его можно питать напрямую от литиевого аккумулятора и он будет считать протекающий ток и емкость. Остается завести себе пару юсб-штекеров с выходом на голые провода или крокодилы, подключить аккумулятор на вход (обязательно через защиту!) а на выход поставить нагрузку. Например мощный резистор на 8-15ом (для одной ячейки и кратно больше для последовательных сборок) или кусок нихрома. Рекомендуемый ток разряда 300-500ma. Такой тестер даст результат емкости с погрешностью не более 5%. Для надежности можете в цепь разряда подключить мультиметр в режиме амперметра и сравнить реальный ток в показанием тестера, чтобы на будущее знать есть ли у него отклонение и сколько. С такой поправкой в голове точность будет та же что у Аймакса. Когда аккумулятор разрядится до отсечки и защита его отключит, тестер запомнит результат. Останется включить его любым другим источником питания чтоб посмотреть.
Мой экземпляр тестера дал мне результаты емкости, которые полностью до 10-20mah совпали с исследованиями серьезного дядьки, который использовал для этой же марки аккумулятора технику на десятки тысяч рублей. А еще фотографий такого процесса хватило в качестве доказательства для возврата стоимости аккумулятора 2s с нечестной емкостью =)
Новые модули
ТР5000, обновленная плата для заряда литий-ионных и литий-железо-фосфатных аккумуляторов (нужно запаять перемычку чтобы включить режим) током 1-2А (также нужно подбирать резисторы для настройки, но модуль реально тянет зарядный ток 2А) и напряжением питания до 9в. Модуль имеет импульсную схему, поэтому мало греется, имеет высокий КПД, что может быть важно например при заряде аккумулятора от солнечных батарей.
ТР5100, модуль для заряда последовательной сборки 2s (нужно запаять перемычку), также имеет импульсную схему (почти не греется), на вход нужно подавать напряжение от 9ти до 15-19в. Судя по описанию продавца зарядный ток также можно поднять до 2А.