Modul incarcare Litiu IP2326, 2S-3S, Type-C, cu echilibrare, ridicator tensiune

Acest tutorial arata cum se foloseste modulul de incarcare IP2326 pentru pachete de acumulatori Li-ion 2S sau 3S. Modulul functioneaza singur, alimentat de la un incarcator USB prin portul Type-C, deci tutorialul nu foloseste nicio placa de dezvoltare si niciun program.

Il folositi la incarcarea unui pachet de doua sau trei celule 18650 pentru un aparat portabil, o lanterna, un robot sau un powerbank construit de voi. Modulul ridica tensiunea de 5 V sau 9 V a incarcatorului pana la tensiunea necesara pachetului.

Cum functioneaza:

Circuitul IP2326 este un convertor boost sincron care ridica tensiunea de intrare si o foloseste pentru incarcarea in doua etape. Mai intai incarca la curent constant, apoi, cand pachetul se apropie de tensiunea finala, trece la tensiune constanta. Cand curentul scade, incarcarea se opreste.

Tensiunea finala este de 4.2 V pe celula. Pentru 2S rezulta 2 x 4.2 V = 8.4 V, iar pentru 3S rezulta 3 x 4.2 V = 12.6 V.

Curentul de incarcare se calculeaza cu formula ICHG = 90000 / RISET. Cu rezistenta implicita de 100 K, curentul este 90000 / 100000 = 0.9 A. Cu 180 K rezulta 0.5 A, iar cu 68 K rezulta aproximativ 1.3 A.

Modulul poate prelua maximum 15 W. La 2S, cu 0.9 A si 8.4 V, puterea de iesire este aproximativ 7.6 W. Cu o eficienta de aproximativ 92%, intrarea consuma 8.2 W, adica aproximativ 1.65 A la 5 V, motiv pentru care este nevoie de un incarcator de 2 A. La 3S, cu 0.9 A si 12.6 V, puterea este aproximativ 11.3 W, iar de la 9 V intrarea consuma aproximativ 1.4 A.

Pentru 2S, modulul are si echilibrare: pinul BM masoara punctul dintre cele doua celule si limiteaza diferenta de tensiune dintre ele. Pentru 3S echilibrarea nu exista.

Conectare:

Exemplul foloseste un pachet 2S din doua celule 18650 in suporturi. Alimentati modulul de la un incarcator USB de 5 V si 2 A prin portul Type-C. Pentru 3S este necesar un incarcator QC de 9 V. Modulul nu are nivele logice si nu se conecteaza la un microcontroler. Tensiunea de alimentare trebuie sa fie mai mica decat tensiunea bateriei descarcate.

Butoane, reglaje si indicatoare:

Modulul nu are butoane, potentiometre sau comutatoare. Reglajele se fac prin rezistente SMD si o punte de lipire, iar starea se citeste din cele doua LED-uri.

Pentru a trece la 3S, deconectati modulul de la alimentare si de la acumulatori, scoateti rezistenta de langa punctul ROV si puneti un strop de cositor peste punctul ROV. Dupa modificare, modulul trebuie alimentat de la un incarcator QC de 9 V si trebuie sa lucreze cu un pachet de trei celule.

Pentru un curent diferit de cel implicit, inlocuiti rezistenta RISET. Pornind de la 100 K (0.9 A), alegeti 180 K pentru 0.5 A sau 68 K pentru aproximativ 1.3 A. Verificati ca temperatura modulului ramane acceptabila dupa schimbare.

Pentru termistorul NTC, inlocuiti rezistenta de pe placa cu 82 K, lipiti termistorul de 100 K intre padul NTC si padul G, apoi fixati termistorul pe pachetul de acumulatori. Daca temperatura creste peste prag, incarcarea se opreste.

Configurare:

Configuratia implicita este 2S, 8.4 V, 0.9 A, cu durata maxima de 24 ore. Pentru majoritatea pachetelor 2S din celule 18650, aceasta configuratie nu cere nicio modificare.

Setarile sunt date de rezistentele de pe placa, deci se pastreaza si dupa deconectarea alimentarii. Schimbati-le numai cu modulul deconectat de la incarcator si de la acumulatori.

Exemplu de utilizare:

Aveti un pachet 2S din doua celule 18650 de 2500 mAh, ambele incarcate la acelasi nivel inainte de conectare, si doriti sa le incarcati de la un incarcator USB de 5 V cu 2 A. Nu modificati nimic pe placa: punctul ROV ramane deschis, RISET 100 K, RVSET si ROT nemontate.

Conectati B+ la plusul pachetului, B- la minusul pachetului si BM la punctul dintre cele doua celule. Conectati apoi cablul USB-C la modul si la incarcator.

LED-ul rosu se aprinde si incarcarea porneste la aproximativ 0.9 A, pana la 8.4 V. Timpul de incarcare este de aproximativ 3 ore pentru 2500 mAh. Cand incarcarea este completa, LED-ul albastru ramane stins. Daca LED-ul albastru clipeste, opriti alimentarea si verificati conexiunile si temperatura.

Probleme frecvente:

Niciun LED nu se aprinde. Cauza este de obicei un incarcator slab, un cablu defect sau o tensiune de intrare mai mare decat tensiunea acumulatorului. Folositi un incarcator de 5 V cu 2 A si un cablu bun, iar pentru 3S un incarcator QC de 9 V.

LED-ul albastru clipeste. Aceasta arata o eroare de incarcare, de exemplu un acumulator cu tensiune anormala, o temperatura peste prag la termistor sau o durata maxima depasita. Deconectati modulul, verificati celulele si polaritatea, apoi reconectati.

Incarcarea este lenta sau se opreste inainte de capat. La 12.6 V puterea de 15 W limiteaza curentul, iar un incarcator de 5 V nu poate furniza suficient. Folositi un incarcator QC de 9 V sau reduceti curentul din RISET.

Celulele raman dezechilibrate. Echilibrarea functioneaza numai la 2S, cu padul BM conectat la punctul dintre celule, si cu un curent mic. Pentru 3S este nevoie de un BMS separat.

Modulul se incalzeste. La curenti mari, convertorul boost produce caldura. Reduceti curentul prin RISET sau asigurati ventilatie.

Limitari si sfaturi:

Modulul incarca numai pachete de 2 sau 3 celule Li-ion sau LiPo in serie, cu putere de maximum 15 W. Nu este un BMS si nu protejeaza pachetul la descarcare, deci folositi-l impreuna cu un BMS potrivit cand pachetul alimenteaza un consumator.

Folositi celule identice, de aceeasi capacitate si incarcate la acelasi nivel inainte de conectare. Pentru curenti de peste 1 A folositi fire groase si contacte solide, nu suporturi cu arc. Modulul poate fi folosit si la incarcarea unui pachet de baterii pentru lanterne, unelte mici sau proiecte portabile.