Hoe laadden ingenieurs Li-ion-accu's voordat de huidige, sterk geïntegreerde laadmodules beschikbaar waren? In 2007 publiceerde Elektor een compacte, op de MAX745 gebaseerde lithiumlader met een efficiënt buck-converter-ontwerp, instelbare laadstroom en ondersteuning voor maximaal vier Li-ion/LiPo-cellen.
Hoe laden ingenieurs Li-ion-batterijen voordat de huidige, sterk geïntegreerde laadmodules beschikbaar waren? In 2007 publiceerde Elektor een compacte lader op basis van de MAX745, met een efficiënt buck-converter-ontwerp, instelbare laadstroom en ondersteuning voor maximaal vier Li-ion/LiPo-cellen.
Het ontwerp
Op het eerste gezicht lijkt het project van Paul Goossens eenvoudig: een lader voor Li-ion- en LiPo-accupacks met één tot vier cellen. Maar het echte verhaal zit in het schakelingsontwerp. De lader maakt gebruik van een step-down (buck) converter-architectuur, waardoor hij efficiënter is dan veel laders uit die periode. Het ontwerp is gebaseerd op de Maxim MAX745, een gespecialiseerde laadregelaar voor lithiumbatterijen. De IC bewaakt continu de batterijspanning en regelt de laadstroom via een externe MOSFET en een vermogenstrap met spoel.
De volledige laadregelaar zit in IC1.
"In ons geval gebruikt de lader een step-down converter," aldus Goossens. "Op die manier gaat er zeer weinig vermogen verloren in de lader en kan hij werken zonder koellichaam. De volledige laadregelaar zit in IC1. Een aantal externe componenten is nodig voor de step-down converter: FET T1 en de bijbehorende componenten."
Een andere slimme functie is het gebruik van jumpers om het aantal cellen in te stellen. Met twee jumpers is de lader in te stellen voor één, twee, drie of vier in serie geschakelde lithiumcellen. De schakeling past de doellaadspanning daar automatisch op aan, zodat elke cel de juiste maximale spanning krijgt.
De printplaat
De printplaat is ook een herinnering aan hoe praktische vermogenselektronica-layouts werden aangepakt voordat de huidige, sterk geïntegreerde laadmodules gemeengoed werden. Een grote ringkernspoel, een handvol discrete componenten en een zorgvuldig ontworpen dubbelzijdige print vormen samen een complete laadoplossing.
Bijna twee decennia later is dit project nog steeds een mooi voorbeeld van analoog en vermogenselektronisch ontwerp.
Het lithiumlader-project
Het originele artikel, "Lithium Charger," verscheen in Elektor juli/augustus 2007. Hier vindt u het artikel.
Noot van de redactie: het artikel verscheen oorspronkelijk in een uitgave van Elektor Magazine uit 2007. Vanwege de leeftijd van het project zijn sommige onderdelen en componenten mogelijk niet meer verkrijgbaar. Toch kan dit project als inspiratie dienen voor een nieuw ontwerp.
Elektor Magazine is al 65 jaar een van de toonaangevende informatiebronnen op het gebied van elektronica voor ingenieurs, ontwerpers, start-ups en bedrijven. Ons magazine wordt ondersteund door een actieve community van elektronica-ingenieurs – van studenten tot professionals – die gepassioneerd zijn over het ontwerpen en delen van innovatieve ideeën.
Voor hen publiceren we jaarlijks honderden items in verschillende formats, zoals artikelen, video’s, webinars en andere leervormen. Onze missie is om kennis op elke mogelijke manier te delen en lezers te inspireren met de nieuwste ontwikkelingen binnen de elektrotechnische sector.
Bedankt voor uw beoordeling!
Voeg hieronder eventueel commentaar toe!
Bedankt voor uw beoordeling!
Reactie bij uw beoordeling plaatsen? Log hieronder in. Geen behoefte aan? Sluit dan gewoon dit venster.
Discussie (0 opmerking(en))