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vendredi 15 octobre 2021

mardi 12 octobre 2021

Evaluation du chargeur MCC3 de OLIGHT

 

Évaluation du chargeur MCC3 de OLIGHT

Je vais vous faire ici l'évaluation du chargeur MCC3 qui est l'évolution du MCC-1A. 

Pour rappel l'évaluation du MCC-1A se trouve ICI.

Je vais essayer de rester accessible à tout le monde tout en approfondissant les aspects techniques pour ceux que ça intéresse.

Le plan du document va être le suivant:

  • les entrailles de la bête (photo + rapide descriptif)

  • choix du courant de charge (évolution majeure de ce chargeur)

  • autres évolutions (liste des évolutions dont je me suis rendu compte)

  • Inconvénients

  • Conclusion

1.Les entrailles de la bête.


D’un point de vue design pur, on trouve 2 circuits intégrés vraisemblablement un microcontrôleur et un buck-contrôleur donc un vrai design signé Olight.

Pour la suite,vu que les accumulateur et le chargeur sont propriétaire, on peut considérer que les profils de charge sont optimums (courant constant-tension constante-courant d’arrêt de charge) je ne vais pas vous les présenter c’est du même ordre que sur le MCC-1A. Nous allons plutôt non concentrer sur les différences entre le MCC-1A et le MCC3. 

2.Choix du courant de charge 

Si on voulait reconnaître un type d’accumulateur avec 2 connexions électriques (charge comprise), le seul moyen serait une mesure de résistance interne, mais quelques manipulations m’ont montrées que ce n’était pas viable comme solution.

Donc la solution qu’Olight a trouvé est de reconnaître la lampe et donc l’accumulateur qui s’y trouve pour envoyer le bon courant de charge. En fait les deux connexions électriques que l’on trouve sur les culots magnétiques ne sont pas directement les pôles de l’accumulateur (heureusement on risquerait le court circuit au moindre trombone qui passe). Olight a donc adapté l’électronique qui se trouve entre l’accumulateur et les connexions extérieures pour que le chargeur reconnaisse la lampe.

Donc comme vous l’avez compris toutes les modèles conçus avant le MCC3 ne sont pas équipés de cette astuce et donc ils chargeront au courant minimum de 1A (comme le MCC-1A).

2.1.Electronique dans une lampe

2.1.1.Protection contre les court-circuits 

Si on voulais protéger l’accumulateur des court-circuit tout en voulant le recharger, le schéma serait le suivant :

La diode D1 permet de faire passer du courant des connecteurs (X+ X-) vers l’accumulateur. Donc de charger celui-ci, et comme elle empêche le courant d’aller dans le sens inverse, on ne peut pas le décharger (par un court-circuit par exemple).

Le seul problème est que la diode n’est pas parfaite et quand un courant la traverse on retrouve une tension à ces bornes (qui varie en fonction de plusieurs paramètres). C’est donc gênant car le chargeur qui se branche sur S+ et S- va voir la tension de l’accumulateur + tension de la diode. Or on a vu que la tension de fin de charge doit être très précise (voir MCC-1A).

2.1.2.Une solution existe
Un transistor piloté par un contrôleur O-Ring permet de créer une diode parfaite (ou presque).

Avec ce schéma, le chargeur MCC peut voir la tension réelle de l’accumulateur et l’accumulateur est protégé de la décharge au niveau des connecteurs externes (X+ X-)

2.1.3.La solution certainement mise en œuvre depuis le MCC3
Il suffit donc pendant un temps très courts (pour ne pas gêner un MCC-1A) de ne plus rendre la diode idéale.

La tension aux bornes des connecteurs va donc pendant ce temps présenter une surtension d’environ 0,6V (tension d’une diode). Le plus simple est donc de se servir du microcontrôleur déjà présent pour générer ce phénomène.

2.2.Signaux aux bornes du chargeur

2.2.1Charge à 1A

Sur un modèle de lampe ancien où un modèle qu’il faut charger à 1A (Olantern mini ici).

Dans les faits, à partir du moment ou l’on pose le chargeur sur la lampe, le microcontrôleur recherche un "signal" de la lampe pendant 90 secondes. Pendant cette recherche il injecte un courant de 90mA (pour faire fonctionner la diode idéale). Une fois passé cette période sans signal de la lampe, le chargeur lance une charge à 1A.

2.2.2.Charge à 2A

C’est le cas pour les accumulateurs 21700 (Warrior X pro – Perun 2 – Freyr - etc)

Découverte du signal:

On voit clairement les 5 impulsions d’environ 600mV sur la courbe orange ci-dessus

Une fois les 2 trames de 5 impulsions passées, le chargeur débute la charge à 2A en augmentant par palier de 0,5A.

2.2.3.Charge à 1,5A

C’est le cas pour les accumulateurs 18500 (Warrior mini – Perun 2 – Freyr - etc).

Pour une charge à 1,5A c’est 2 trames de 3 impulsions.


2.2.4Charge d'une OBULB 

Et la charge d'une Obulb, il est indiqué dessus 0.65A et il n'y a pas de palier à 0.65A???

Effectivement on part sur une charge classique de 1A, mais l'électronique interne d'une Obulb est différente. Il y a une électronique plus complexe entre le connecteur et l'accumulateur qui oblige le chargeur MCC à entrer dans la 2e phase de charge (tension constante) ce qui permet de charger à un courant de 0.65A.

Belle astuce de la part de OLIGHT😉.

3.Autres évolutions

3.1.Amélioration de la durée de vie de l’accumulateur

Les accumulateurs Li-ion sont un vaste sujet et trouver des données exacte n’est pas si facile. N’étant pas expert en chimie, je laisse ceux qui veulent avoir des données plus précises aller les chercher su internet.

Les infos que j’ai pu croiser de plusieurs source sont :

  • Garder un accumulateur complètement chargé (ou presque) en permanence réduit sa durée de vie

  • Des constructeurs d’accumulateur (Samsung par exemple) annoncent sur certains modèles que de passer d’une tension de 4,2V à 4,1V (-2,4%) peut doubler sa durée de vie

  • Les courants de décharges élevés réduisent la durée de vie.

3.1.1Ajout d’un seuil de début de charge

Pour améliorer la durée de vie des accumulateur, Olight a ajouté dans ce chargeur un seuil de début de charge à 4,1V, ce qui fait que si la tension de l’accumulateur est au dessus de cette tension, le voyant reste au vert et la charge ne démarre pas.

Concrètement une fois votre lampe chargée vous vous en servez un peu dans la journée et le soir quand vous voulez la recharger, le voyant reste au vert. C’est normal servez-vous en encore le lendemain la batterie n’est que très peu déchargée.

Oui mais demain je pars en randonnée nocturne et j’ai besoin de l’autonomie maximum...L’astuce de certains est de d’allumer la lampe en mode turbo jusqu’à ce que le voyant passe au rouge.(Là c’est la double peine mais dans ce cas...).

3.1.2.Le voyant passe au vert à 95 % de la charge totale

Le voyant passe au vert quand la tension de l’accumulateur (quand le courant est nul) atteint 4,16V cependant la charge continue jusqu’à la charge complète de l’accumulateur. En gros, environ 1H30 après que le voyant soit passé au vert, la charge est vraiment complète (plus qu’avec un MCC-1A) mais aucun indicateur pour le montrer.

Pour y arriver, sur la 2e partie de la charge (tension constante – voir la review du MCC-1A) le chargeur produit toutes les 3 minutes une variation de courant pour mesurer la tension exacte de la batterie (permet de soustraire la partie de la tension due à la résistance interne de l’accumulateur et aux résistances d’accès à l’accumulateur).


On voit que le courant passe pratiquement à 0 puis revient à son courant de charge précédent, la mesure de la tension réelle de l’accumulateur est donc dans ce cas de 4,2V-0,154V=4,046V.

3.2.Amélioration de la fin de charge

Olight conscient du problème des résistances parasites dues à la nature de la liaison électrique (voir le paragraphe Inconvénient) et tous les essais que j’ai pu réalisés on conduit à des accumulateurs complètement chargé ce qui n’est pas le cas pour le MCC-1A chose que je n’avais pas vu car je n’avais pas creusé cet axe dans ma review précédente).

3.3.Adaptation aux blocs alimentation

J’ai fait un point détaillé sur le choix du bloc alimentation, vous pouvez le trouver ICI.

Sur ce point il y a encore eu une amélioration. On a vu sur la courbe de la charge à 2A que le chargeur fait des paliers de 0,5A (qui durent 1s chacun) jusqu’à arriver au courant final.

Pendant cette phase le chargeur observe le bloc d’alimentation, si il observe une faiblesse (tension qui baisse légèrement), il relance une observation et s’arrête au courant que ce dernier peut fournir.

Tout cela est transparent pour l’utilisateur pendant cette phase le voyant reste rouge.

Cela permet même de charger avec des blocs alimentations pas terrible et même j’ai fait des essais avec un panneau solaire mal orienté et cela permettait une charge certes faible mais sur une journée ce n’est pas négligeable.

Par contre avec des blocs alimentation limites, on peut charger plus vite dans certains cas avec le MCC-1A car on peut utiliser dans ce cas le bloc alimentation dans sa zone de surcharge (chose que je déconseille).

4.Inconvénients

Faut bien qu’il y en ait.

Le seul inconvénient que je trouve provient de l’atout principal de ce chargeur qui est la facilité d’emploi. En effet le fait de pouvoir lâcher le chargeur et qu’il se mette en place tout seul grâce aux aimants (dans la lampe et dans le chargeur) est top.

Cependant les liaisons électriques sont réalisés par contacts entre 2 éléments qui peuvent présenter des imperfections.

Les lampes Olight sont robustes et prévues pour être utilisées dans des condition extrême. Il peut donc y avoir des résidus ou des impacts au niveau des contacts sur la lampe qui introduisent une une résistance parasite supplémentaire.

Il est donc judicieux de nettoyer les contacts avant la recharge. Un peu d’eau et chiffon suffisent, je déconseille tous nettoyage à base d’élément abrasif. La charge n’en sera que plus rapide.

Pour anecdote, j’ai analysé sur une lampe en cuivre une charge avec et sans patine et on voit réellement une différence mais cela n’impacte que le temps en fin de charge.

Si votre voyant reste vert une fois le MCC3 "plugger" sur votre lampe vérifiez bien ce point. 

5.Conclusion

Même si ce nouveau chargeur ressemble fortement à l'ancien il y a énormément d'évolution face au MCC-1A.

Il n'est pas parfait mais nettement mieux que le MCC-1A qui reste un excellent chargeur.

mardi 13 juillet 2021

OLIGHT MCC 1A Review

OLIGHT MCC 1A Review

Je vous propose une petite review sur le chargeur magnétique MCC 1A de OLIGHT.



1 - Cahier des charges

Le chargeur est compatible avec quasiment toutes les lampes OLIGHT à culot magnétique (excepté les modèles "Javelot", il me semble, car le diamètre est différent").

Cela veut dire qu'il doit charger les modèles d’accumulateur ci-dessous.


 

De la taille 16340 (550mAH -10C) à celle de 21700 (5000mAh)

Le courant de charge choisi a donc été de 1A.

Il peut paraître un peu fort pour le 16340 (~1,8C) et un peu faible pour un 21700 (~0,2C), mais ça parait un bon choix pour un chargeur polyvalent:

  • 1,8C est acceptable pour un accumulateur "high drain" de qualité

  • 0,2C va prendre un temps de charge un peu long (5-6 heures si totalement déchargé)

2 - MCC 1A – Inside

Voici les entrailles de la bête

On peut voir sur cette photo de chaque coté du cordon les 2 petits rectangles jaune qui sont les leds qui vous indiquent en charge (rouge) et chargé (vert).

Les composant les plus gros de gauche à droite:

-le shunt qui mesure le courant (marqué R100)

-la self (marquée 1R5)

-le contrôleur (marqué SLM6510)

les autres composants servants au bon fonctionnement et certainement à une protection thermique par CTN.


Le contrôleur est un circuit intégré de la marque SOLA-IC basé sur un buck à redressement synchrone spécialement conçu pour les cellules Li-ion. Il fonctionne à une fréquence élevée de 1,2MHz ce qui permet d'avoir peu de perte et avoir une self de petite taille.

3 - MCC 1A en action

Une petite photo thermique nous montre les éléments qui chauffent. Le contrôleur est le plus chaud ce qui est normal vu qu'il embarque les transistors de découpage. Environ 50°C pour une température max fabricant de 125°C (tout a fait normal).


Les essais suivants sont réalisés avec un "bloc alim" 5V 2A (voir paragraphe suivant).


La charge d'un accumulateur Li-ion se compose de 2 phases:

  • Une première à courant constant qui fait augmenter la tension de l'accumulateur jusqu'à une tension de 4,2V +/-50mV. Pour certains accumulateurs avec une chimie différente cette tension peut se trouver entre 4,1V à 4,35V.

  • Une deuxième à tension constante pendant laquelle le courant décroît. Le courant de fin de charge conseillé dépend du fabricant des accumulateurs


     

    Ci-dessus la première phase, avec le courant injecté dans l'accumulateur dont la moyenne est de 0,941A. La mesure est propre on ne voit ni l'ondulation ni le découpage.

    Et ci-dessous la transition entre la phase 1 et la phase 2


     

    Courbe jaune: courant dans l'accu (1V = 1A) courbe magenta: tension aux bornes de l'accu.

    Au moment de la transition (phase 1- phase 2) la tension est de 4.19V et le courant de 0.941A.


    Et enfin la fin de charge (décroché sur la courbe jaune ==> le voyant passe de roue à vert).

     Le courant de fin de charge est de 120mA. On remarque aussi qu'une fois le voyant au vert, le chargeur n'envoie plus aucun courant dans l'accumulateur.

    Conclusion: En toute objectivité c'est un excellent chargeur qui respecte parfaitement les consignes fournies par les fabricants de cellules Li-ion.


    4 - Choix du bloc d'alimentation

    Je fais ce petit paragraphe car beaucoup se posent des questions sur le choix du bloc d'alimentation par peur d’abîmer l'accumulateur de leur lampe préférée.

     

    Ce que la plupart d'entre nous appelle "chargeur" n'est en fait qu'un simple bloc l'alimentation, qui fournit une tension de 5V. Son courant maximum d'utilisation est l'autre donnée indiquée.

    La fonction de chargeur est rempli par une électronique précise et proche de l'accumulateur. Ici le MCC-1A et dans le cas d'un téléphone, cette électronique est embarquée dans le téléphone.

     

    Si on prend celui-ci en exemple on voit indiqué: OUTPUT 5V "symbole courant continu" 2,1A.

    Ce qui veut dire que la tension fourni est de 5V DC et que l'on peut tirer entre 0 et 2,1A.

    Certains bloc alimentation de téléphone dit "rapide" indiquent plusieurs tensions. Dans ce cas le chargeur et le bloc alimentation communiquent pour faire varier la tension, mais en dehors de toute communication la tension est bien de 5V. C'est la norme pour un port USB.

    La courbe d'une alimentation est la suivante.


     

    Dans notre cas Uonom=5V et Iomax=2,1A

    La zone normale d'utilisation (verte) est pour un courant situé entre 0A et Iomax (courant indiqué sur le bloc alim.)

    Puis vient la zone de surcharge avec Iocp (Over Current Protection) au delà duquel la tension devient inférieur à 5V jusqu'au courant de court-circuit Icc. Dans cette zone le fabricant se doit de protéger l'utilisateur (brulure,feu,...) mais si l'utilisateur rencontre des problèmes de fonctionnement électrique...ce n'est plus la responsabilité du fabricant.


    Le chargeur MCC 1A peut demander jusqu'à 4,2V et 1A aux bornes de l'accumulateur.

    Un buck avec résistance de mesure a un rendement d'environ 88%. Ce qui fait que la puissance max tirée sur le bloc d'alimentation est de 4,2*1/0,85=4,78W donc pour une tension de 5V un courant de 0,96A.

    Donc pour faire simple on retrouve au niveau du bloc alimentation à peu près le même courant qu'au niveau de l'accumulateur.

    Je vous conseille donc de prendre un chargeur d'au minimum 1A (sachant que les chargeurs de portable font au moins 2A).

    Pour ceux qui pensent prendre soin le leur accumulateur en prenant un chargeur 0,5A pour limiter le courant de charge, ils se trompent. Il ne limitent pas du tout le courant de charge à 0,5A tout dépend du Iocp, de la pente que le fabricant a choisi, et de l'état de charge de l'accumulateur. De plus même si l'accumulateur charge, le bloc alimentation va chauffer plus qu'en utilisation normale. J'ai même vu que dans certains cas le chargeur, son voyant passe rouge avec un courant de charge ridicule et donc une charge "infiniment" longue.

    Le seul vrai moyen de changer le courant de charge est de modifier le chargeur...mais c'est un autre sujet.

    5 - Conclusion

    Le MCC-1A de OLIGHT est un excellent chargeur avec les arguments suivant.

    Les +:

  • Très pratique d'utilisation, sa mise en place est rapide sans démontage de la lampe.

  • Compatible avec toutes les lampes OLIGHT à culot magnétique (mise à part les "Javelot").

  • Charge les accus comme le veut la théorie.

Les -:

  • Ne s'adapte pas à l'accumulateur, il en résulte une charge un peu rapide pour les 16340 et plutôt lente pour les 21700.

  • Pas de seuil de début de charge. En effet une fois la charge fini si on attend peu, en reconnectant le chargeur il reprend la charge. Et donc un risque de légère surcharge et de réduction de la durée de vie de l'accumulateur.

Nous verrons dans la review du MCC3 (à venir prochainement) si les points négatifs on été traités.


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