J’ai précédemment parlé dans un fil de discussion de la remise en marche d’un portatif Socradel. Pour les deux batteries 9V filaments et 90V HT j’ai utilisé des simples montages des piles NiMH en série. Simplicité, pas de bruit rf et possibilité de recharger sont des avantages non négligeables.
Néanmoins ce montage simple souffre d’un inconvénient considérable de la mise en série. C’est le risque de déchargement profond qui peut provoquer une inversion de polarité des cellules NiMH individuelles avec dommages irréversibles…
Un dispositif de protection semble alors plus que nécessaire.
Les échanges ici (Protection NiMH contre la sur-décharge) décrivent le problème et des approches de solution intéressants. Sur la base de ces échanges dans les messages suivants je présenterai deux prototypes pour les batteries de 9V et 90V en NiMH complètement autonomes, facilement rechargeables et protégées contre ce problème de déchargement profond.
à suivre…
pour la batterie filaments - 9V : 8xAA avec protection par diodes Schottky mises en parallèle;
pour la batterie HT - 90V : 10x6F22 avec bon équilibrage initial et module de protection du marché.
Pour la batterie 9V voici le montage réalisé avec 8 piles AA en serie de 2400 mAh. Sur le côté on peut voir un module de rechargement très complet niup11ta et l’entrée d’alimentation en USB type C.
Pour la protection contre le déchargement profond et l’inversion de polarité j’ai opté pour la simplicité et l’efficacité de diodes Schottky (photo) et (schéma) avec une Schottky à travers chaque pile AA, la cathode au + de la pile et l’anode au -.
Ainsi, quand une pile de la série 8S arrive à 0V avant les autres elle va commencer à se faire recharger, en polarité inverse, par les autres piles de la série. Grace au montage proposé, à -0.2V la diode Schottky de la pile en question va passer en conduction évitant ainsi à la pile l’inversion de polarité definitive (et la poubelle ) . Ainsi cette batterie NiMH 8S peut se laisser décharger complètement sans s’inquiéter de la santé des cellules AA qui la composent. Par la suite le module de rechargement niup11ta permet de prendre en charge et de recharger sans problème les batteries avec des éléments à 0V.
En bonus sur ce montage un petit voltmetre bien pratique qu’on peut actionner avec un bouton poussoir pour limiter sa consommation.
Coût de l’opération environ 20€ dont 14€ pour les 8 piles AA.
NB : normalement il faut soigneusement charger initialement chaque pile AA avant de les monter en série pour obtenir un pack bien équilibré; avec ce montage cette précaution de la charge initiale semble moins critique puisque les cellules sont individuellement protégées contre l’inversion de polarité.
La batterie de 90V est fait par un montage en série de 10 batteries NiMH 6F22. A noter que chaque 6F22 est fait par une série de 7 cellules de 1.2V en série. Donc in fine nous nous retrouvons avec une série de 70S cellules/piles. Il n’est donc plus possible de mettre des diodes Schottky en parallèle sur chaque cellule comme moyen de protection contre déchargement profond.
Supposant les 6F22 bien équilibrées, pour la protection contre le déchargement profond il est nécessaire d’utiliser un circuit qui déconnecte la charge une fois une basse tension de seuil est atteinte. Voici le montage réalisé :
Ça donne la possibilité de régler deux seuils. Le premier pour la déconnexion de la charge et le second pour sa reconnexion une fois la batterie suffisamment chargée.
Ce module nous pouvons l’alimenter par une source autre que la batterie protégée et ceci tombe bien car la batterie filaments décrite dans mon message précédent a plus de capacité (2400 mAh) que la batterie HT (580 mAh) et donc on peut l’utiliser pour alimenter le circuit de protection.
À noter que le réglage des seuils doit se faire avec attention afin de couper la charge ni trop tard ni trop tôt. Je n’ai pas eu le temps d’y beaucoup réfléchir et experimenter mais j’ai opté pour 75V comme seuil de déconnexion et 84.5V comme seuil de reconnexion ce qui donne de la marge de protection.
Coût de l’opération : 41€ dont 35€ pour les 10 batteries 6F22 de bonne qualité.
(*) Pour ce montage de 10x9V (en realité 70x1.2V) il faut soigneusement charger initialement chacune des batteries 6F22 9V avant de les monter en série. Les 6F22 doivent être des specs identiques. Pour un pack bien équilibré les tensions des cellules AA individuelles doivent être à ± 0.1V. Ceci permet de partir sur une bonne base permettant d’assurer une bonne longévité au pack monté.
A la place module WX-001V on peut employer une solution plus basique à base de MOSFETs. C’est un dispositif bien plus simple, mais qu’il faudrait monter soi-même, pour obtenir la même protection sans relais. Le circuit peut s’alimenter par la batterie elle meme car une fois la charge déconnectée la consommation de ce circuit est presque 0, ce qui nous évite le besoin d’une alimentation externe.
Au final cela donne ce circuit qui coupe la charge une fois qu’une tension batterie de 75V est atteinte et ne consomme plus rien. Une fois la batterie chargée, pour reconnecter la charge un bouton poussoir est prévu à cet effet.
Pour utiliser une tl431 à 75V (donc seuil réglable) à mon état de connaissances je ne saurais pas faire plus simple.
Je suis donc preneur !
Par ailleurs j’ai essayé de faire un équivalent avec un n-mosfet à la place du p-mosfet sans succès… Cela dit pas mal sur mon expértise dans le domaine
Simule ce truc qui doit fonctionner. Sur cette version HT, j’ai toutefois ajouté D2 et R3 pour brider la tension VGS à quelques 8V pour ne pas zigouiller le transistor. Pour lui on peut envisager un tas de trucs de récup, pourvu qu’il encaisse la tension et qu’il ait une RDS pas trop élevée.
merci pour ce circuit.
ça fonctionne avec néanmoins un inconvenient…
A 75V la batterie est déconnecté de la charge. Du coup la tension de la batterie va rebondir et réactiver le Mosfet. Ainsi on risque d’avoir un comportement oscillatoire de déconnexion/reconnexion.
J’ai vu par ailleurs que c’est pour cette raison que dans beaucoup de circuits de protection contre la décharge profonde on introduit un palier de reconnexion (hysteresis en anglais) justement pour éviter ces oscillations.
Dans le cas de mon circuit compliqué la réactivation manuelle par bouton poussoir évite ce problème.
Doctsf (Modèles & Marques)
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) . Ainsi cette batterie NiMH 8S peut se laisser décharger complètement sans s’inquiéter de la santé des cellules AA qui la composent. Par la suite le module de rechargement niup11ta permet de prendre en charge et de recharger sans problème les batteries avec des éléments à 0V.
