Intégrer la batterie et le chargeur de batterie à mon projet - Je ne veux jamais retirer les batteries de cet appareil pour le charger, comment faire?

(J'avais l'habitude de concevoir et de fabriquer de l'électronique - HiFi, automatisation, systèmes numériques jusqu'à et y compris les contrôleurs basés sur CPU - j'ai donc une bonne compréhension des bases. J'ai juste cessé d'être impliqué dans le domaine il y a environ 15 ans, donc mes connaissances de ce qui est actuellement disponible en termes de composants est assez brumeux.)

L'appareil est un contrôleur pour un instrument scientifique. Retirer les batteries pour les charger de temps en temps sera fastidieux. De plus, je veux une transition transparente entre les batteries et le courant alternatif (enfin, pas le courant alternatif en soi, mais le courant continu externe à une tension plus élevée).

La batterie doit être de 12 V ou un peu plus élevée. En termes de quantité d'énergie dont elle a besoin pour stocker, quelque chose comme une petite batterie d'ordinateur portable devrait suffire.

Donc, fondamentalement, je dois intégrer le circuit de charge de la batterie à l'appareil. La batterie ne sera pas (facilement) amovible. L'appareil fournira un port pour une alimentation CC externe pour la charge. La commutation entre la batterie interne et le DC externe doit être transparente. Il doit gérer automatiquement toutes les tâches liées au chargement de la batterie (réguler le courant, arrêter le chargement lorsqu'il est complètement chargé, arrêter l'appareil lorsqu'il est complètement déchargé et il n'y a pas de CC externe, etc.). Indiquer le niveau de charge actuel serait bien.

Aucune suggestion?

Je suis presque sûr que je pourrais utiliser une batterie d'ordinateur portable à cet effet, je ne sais tout simplement pas comment la connecter.

Puis-je utiliser 4 x LiPo ou 4 x 18650 éléments en série? Je devrais utiliser une sorte de chargeur / contrôleur de batterie, je suis presque sûr qu'une telle chose existe déjà, je ne sais pas par où commencer à la chercher. Je sais que ces éléments sont capricieux.

Toute aide serait appréciée Merci.

Une batterie d'ordinateur portable est susceptible d'être un bon choix si les caractéristiques Li-ion vous conviennent. Ceux-ci peuvent avoir 2 ou 3 ou 4 cellules en série. Certains donnent accès à tous les points de connexion des cellules, d'autres non. Ceux qui n'en ont pas peuvent avoir un contrôleur interne pour maintenir l'équilibre des cellules.

S'il s'agit d'une application unique ou à faible volume, vous pouvez envisager d'utiliser tout ce que l'ordinateur portable associé utilise. S'il s'agit d'une utilisation à grand volume, Digikey et d'autres proposent une gamme de circuits intégrés adaptés. Une alternative consiste à utiliser moins de cellules et un convertisseur boost. Il existe de nombreuses batteries à cellule unique LiPo disponibles pour les tablettes / téléphones / pdas / .... Il existe de nombreuses batteries à 2 cellules pour les appareils photo. Ceux-ci sont généralement plus chers par capacité, sauf si vous achetez des batteries de rechange. Un avantage d'une batterie d'appareil photo est qu'il existe généralement des chargeurs de rechange disponibles à faible coût qui ciblent un type de batterie d'appareil photo particulier et qui font un assez bon travail de charge de la batterie. Le prix de tels chargeurs est souvent suffisamment bas pour que l'intégration d'un chargeur commercial dans un produit soit attrayante.

Si vous voulez un minimum de 12V, vous aurez besoin de 4 cellules Li-ion - environ 12V minimum (vous choisissez) et un peu moins de 17V complètement chargées.

Une alternative possible sont les cellules scellées au plomb. Moins cher par capacité, mais des densités d'énergie massique et volumique plus faibles et une durée de vie plus courte en cas de décharge profonde.

LiFePO4 (Lithium Ferro phosphate) a une tension par cellule plus faible que LiIon et une densité d'énergie inférieure mais une durée de vie potentiellement beaucoup plus longue. LiFePO4 à long terme offre le meilleur cycle de coût, mais le prix initial est élevé.

NiMH - non recommandé.

Ajoutée:

Florin a commenté:

Étant donné qu'à ce stade, je n'ai pas besoin de beaucoup d'énergie stockée dans la batterie, l'idée unique du circuit de la pile au lithium + amplificateur semble vraiment attrayante, d'autant plus que je peux facilement trouver un module d'entretien ménager qui se charge tout en alimentant en courant continu mon appareil. . Bien sûr, maintenant je dois trouver un booster approprié; idéalement quelque chose basé sur un IC avec peu de composants autour. Les exigences d'ampérage sont assez maigres. J'ai besoin d'en construire deux, un pour 5V et un autre pour 12V.

Ce CI fournira jusqu'à 80 mA à 18 V (100 mA + à 12 V) ou 280 mA à 5 V en sortie à partir d'une seule cellule LiIon ou LiFePO4. En stock chez Digikey pour ~ 2 $ / 1.

Convertisseur DC / DC élévateur synchrone TI / NatSemi LM4510 avec isolation à coupure réelle

L'efficacité est "OK" sur une plage de charge raisonnable.

Et le circuit offre un niveau de complexité supportable.

Un kit d'évaluation est disponible - dont le PCB donne de bons conseils pour une mise en page appropriée:

Une seule cellule Li-ion ou LiFePO4 alimentera ce puits. Ce dernier a une densité d'énergie plus faible mais présente l'avantage d'un cycle plus long et de meilleures manières de table en général. Une cellule Li-ion 18650 (telle qu'utilisée dans la plupart des batteries pour ordinateur portable) donnera environ 7 à 9 Wh à l'état neuf ou 6 Wh après la conversion de boost. Une cellule LiFePO4 18650 donnera environ 50% du contenu énergétique d'une cellule Li-ion standard. Dites 3,5 à 4 wattheures.