Cómo hacer que el Li-Ion imite los voltajes de NiMH

0

Estoy tratando de reemplazar la vieja batería Roomba de NiMH con un grupo de 18650 reciclados de computadoras portátiles viejas. El afortunado Roomba usa una batería de 12M NiMH, que opera en un rango de voltaje de 12-18 V, y tiene características bastante similares a la batería de 4 iones de litio: 12-16.8 voltios. Después de agregar un simple panel de protección 4s, parece funcionar bien y generalmente hace el trabajo. Hay una pequeña advertencia que trato de resolver: el circuito de carga de Roomba se queja de la batería cuando la placa de protección corta la corriente para evitar que la celda se sobrecargue y el robot informa un "Error de carga 5". Supongo que es solo porque la batería no puede alcanzar el voltaje más alto que 16.8V. También sé que las personas resuelven este problema de alguna manera sin modificar el propio Roomba: hay baterías de iones de litio de terceros disponibles en el mercado. ¿Hay alguna solución simple que permita prevenir el mensaje de error?

Pensé en conectar un capacitor a la salida para permitir cargar a un voltaje más alto cuando se corta la batería, pero no funciona, tendría que tener una capacidad muy alta, creo que funciona correctamente.

    
pregunta kuba

1 respuesta

1

Dos diodos de silicio en serie deben poder bajar los 1.2V requeridos (o un poco más) de 18V a ~ 16.8V cuando se estén cargando.

Al descargar, un diodo Schottky en antiparalelo permitirá que la corriente salga del circuito de la batería de litio con solo una pequeña caída de voltaje.

Algo como esto:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto supone que se utiliza el mismo cable para cargar y descargar, y que los circuitos se comportan como usted ha descrito.

En el mundo real, es posible que tengas que modificar algunas cosas adicionales para que funcione, pero en principio debería hacerlo.

Tenga cuidado de usar diodos que puedan tomar la corriente necesaria y disipar la energía.

El diodo Schottky debería tener una caída de voltaje tan baja como sea posible. Sin embargo, el voltaje de ruptura inverso del Schottky no necesita ser muy alto, ya que los diodos regulares están limitando ese voltaje.

Si el cargador Roomba está buscando una caída en el voltaje que indique que la batería está llena , el circuito tendrá para ser mas complejo Tal vez funcionen una resistencia de derivación y un transistor activado por uno o más diodos Zener, algo como esto:

simular este circuito

Debería elegir el (los) voltaje (es) Zener correcto (s) para activar el transistor justo antes de que el circuito de protección de la batería de litio alcance su voltaje de corte. R2 debería limitar la corriente de base del transistor, mientras que R1 tira el voltaje en la salida del cargador Roomba hacia abajo. R1 necesita poder:

  • Baje el voltaje en la salida del cargador Roomba en ~ 5 mV por celda en el paquete de NiMH, para simular una batería de NiMH completa.
  • Maneje los 18 V completos por el tiempo que tarde el cargador en darse cuenta de que la batería está llena y deja de cargarse.

Y el transistor debe poder soportar la misma corriente.

Sin embargo, un circuito como este debe probarse a fondo antes de ponerse en uso. Si el cargador no se dispara y se apaga correctamente cada vez, puede correr el riesgo de que el R1 se caliente lo suficiente como para prender algo, eso depende, por supuesto, de cuánta potencia deba disipar. Puede ejecutar los números e incluso simular algunos circuitos, pero tampoco olvide realizar suficientes pruebas en la vida real.

Por cierto, si la placa de protección de iones de litio tiene un LED (o algún pin de salida) que se enciende (alto) cuando alcanza el voltaje máximo y se corta, es posible que pueda usar esa salida para activar el transistor en lugar de utilizando un diodo zener.

    
respondido por el Dampmaskin

Lea otras preguntas en las etiquetas