Circuit : chargeur lithium à réaliser soi-même

Comment les ingénieurs chargeaient-ils les batteries Li-ion avant l'avènement des modules de charge hautement intégrés d'aujourd'hui ? En 2007, Elektor publiait un chargeur compact à base de MAX745 combinant une architecture buck efficace, un courant de charge réglable et la prise en charge de un à quatre éléments Li-ion/LiPo.

Circuit

À première vue, le projet de Paul Goossens paraît simple : un chargeur destiné aux batteries Li-ion et LiPo comportant de une à quatre cellules. Mais son intérêt réside dans la conception du circuit. Le chargeur repose sur une architecture à convertisseur abaisseur (buck), ce qui le rend plus efficace que de nombreux chargeurs de son époque. La conception s'articule autour du MAX745 de Maxim, un contrôleur dédié à la charge des batteries lithium. Ce circuit intégré surveille en permanence la tension de la batterie et régule le courant de charge au moyen d'un MOSFET externe et d'un étage de puissance inductif. « Dans notre cas, le chargeur utilise un convertisseur abaisseur », explique Goossens. « Cette approche limite fortement les pertes d'énergie dans le chargeur et permet un fonctionnement sans dissipateur thermique. Le contrôleur de charge complet est intégré dans IC1. Quelques composants externes sont nécessaires pour le convertisseur abaisseur. Il s'agit du FET T1 et des composants qui l'entourent. »

Autre fonctionnalité astucieuse : la sélection du nombre de cellules au moyen de cavaliers. Deux cavaliers permettent de configurer le chargeur pour une, deux, trois ou quatre cellules lithium montées en série. Le circuit adapte alors automatiquement la tension de charge cible, garantissant à chaque cellule la tension maximale appropriée.
  En observant le circuit imprimé, on se rappelle aussi comment les concepteurs abordaient les layouts en électronique de puissance avant que les modules de charge hautement intégrés ne se généralisent. Une grande inductance toroïdale, une poignée de composants discrets et un circuit imprimé double face soigneusement conçu constituent une solution de charge complète.

Près de deux décennies plus tard, ce projet reste un excellent exemple de conception en électronique analogique et de puissance.

Le projet de chargeur lithium

L'article original, « chargeur lithium », est paru dans le numéro de juillet/août 2007 d'Elektor. Voici l'article.

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Note de la rédaction : cet article a été publié pour la première fois dans un numéro 2007 d'Elektor Magazine. En raison de l'ancienneté du projet, certaines pièces et composants peuvent ne plus être disponibles. Nous pensons néanmoins que ce circuit saura vous inspirer pour concevoir de nouveaux projets.