어쩌다보니 집에 무선 청소기가 여러개 되었는데
초소형 핸디형 청소기를 제외하고는 대부분 니켈카드뮴/니켈수소 1.2V 6셀 이상이다.
1.2V 4셀 이상부터는
3.6V 리튬이온 고방전 18650 배터리 1셀로는 부족하므로
2셀 혹은 3셀을 직렬 연결하여 사용할 수 밖에 없다.
(4.2V청소기에도 리튬이온 2S로 7.2V 넣어주면 성능이 많이 좋아지는게 느껴진다. 물론 모터수명은 줄어들 수도 있음)
리튬이온 2S / 3S 사용하게 될 경우 전용 충전기가 필요하며
전용 충전기를 사용하더라도 장기간 사용시 셀간 전압이 점점 틀어지므로 안전상 이슈가 생길 수 밖에 없다.
나만 사용하는 장비라면 충전시 충분히 주의를 기울이고 수시로 점검하며 쓰겠지만
다른 식구들이 사용한다면 얘기가 완전히 달라진다.
저렴한 TP4056 충전모듈등이 있긴하지만
십수년이상 경험해 온 바로는 예전 피처폰에 사용해 왔던 TTA 인증 충전기는 가성비뿐 아니라
절대적인 성능과 안정성에서 넘사벽 넘버 원이라고 생각된다.
과충전 방지, 충전하고자 하는 배터리가 정상인지 감지하는 기능, 역 접속시 에러처리
혹시 3.6V아닌 7.2V배터리가 연결되더라도 충전기를 보호하는 기능등등
TP4056과는 차이나는 성능과 안정성을 제공한다.
※ 지금도 2.4V나 3.6V 핸디 청소기를 구하는 중이다.
배터리를 고방전18650으로 바꾸고 TTA충전기를 조합해 주면
거의 반영구적으로 사용할 수 있다.
- 지금 안방 화장대에 사용중인 1셀 청소기가 10~15년쯤 되었다.
- default 3.6V청소기보다는 2.4V 사양으로 나온 청소기에 18650 고방전 물려주는것이 더 좋았다.
TTA충전기로 안전하게 충전하면서,
강한 힘으로 동작시키고 싶을때
효과적인 방법이 DPDT 스위치를 이용하는것이다.
충전시는 병렬로 동작하여 TTA충전기나 TP4056으로 충전하고
모터 구동시는 직렬로 전환하여 방전을 수행할 수 있게 되는 것이다.
고방전배터리는 대용량 전류를 흘리므로,
IC114에서 용량 충분한 국산 DPDT 스위치를 몇개 주문하여 사용하고 있다.
(국산도 얼마안한다. 이 부품은 알리에서 구입하지 말고 국산 스위치 이용 추천)
내가 주로 사용하는 DPDT 스위치 결선법은 2가지 정도 되는데
아래 2가지 방식이 있다.
1) DPDT스위치 자체가 메인 스위치로 동작
2) DPDT스위치는 배터리 직병렬만 조작하고, 별도의 메인스위치로 기기 on/off
1)의 장점은 절대로 2S 상태에서 충전기를 꽂는 실수의 가능성이 없다는 점
즉 직병렬을 전환하는 DPDT스위치 자체를 청소기의 ON/OFF스위치로 사용하게 되므로
진공청소기가 맹렬하기 동작하고 있을때는 2S(직렬) 상태일 것이며,
청소기를 끄는 순간 2P(병렬)상태가 되어 충전기에 꽂을 수 있는 상황이 된다.
즉, 고의가 아닌 이상 모터가 돌지 않고 멈춰 있는 청소기를 충전기에 연결할 것이므로
누가 쓰더라도 일상에서 안전하다.
또한 공간이 협소하여 직병렬 전환 위한 추가 스위치 달 자리가 애매할 경우에도 이 방법이 유용했다.
스위치를 OFF로 해 놓으면(사실 DPDT스위치는 ON-OFF가 없으나 편의상...)
각 배터리는 병렬이 되어 4.2V충전에 붙는다.
또한 셀간의 미세한 전압차이가 있더라도 스위치 OFF하는 순간 균등화 된다.
DPDT 스위치를 ON하는 순간 배터리는 직렬로 연결되어 모터에 전원 공급되어 청소기 동작함
2)는 일반적인 경우인데,
사용자가 충전기의 정확한 사용법을 인지하고 있을때 사용하면 좋다.
실수로 2S 모드인 상태에서 충전기를 연결하게 될 경우, TP4056은 안전을 장담할 수 없다.
TTA충전기는 에러 를 표시할 것이고, 비싼 전용 충전기들은 안전장치가 들어가 있으리라 예상된다.
DPDT스위치를 충전모드에 놓으면, 두 배터리의 +극과 충전+단자
배터리의 -극과 충전-단자가 연결된다.
배터리간 전압차가 있다면 높은쪽에서 낮은쪽으로 전류가 흘러서 두 전압이 같아질것이고
충전기 연결하면 1셀 기준으로 충전이 시작된다.
DPDT스위치를 직렬모드로 놓으면 배터리는 직렬로 배열되나
별도의 청소기 메인 스위치는 OFF 상태이므로 청소기 모터로 전원이 공급되지는 않는다.
이후 청소기 메인 스위치를 ON시키면 2S 전압이 공급되어 동작하기 시작한다.
15~5년전까지는 무선 청소기 배터리로 2S 이면 그럭저럭 가능했는데,
요즘 청소기들은 훨씬 전압이 높아져서 2셀 직병렬로는 커버하기가 어려워졌다.
3S 직병렬도 가능한데, 이를 위해서는 4PDP 스위치가 필요하다.
그러나 지금 사용중인 국산 DPDT 스위치만큼 튼튼하고 신뢰성 있는 4PDT스위치를 구할 수가 없었다.
알리에서 구했던 제품은 각 핀간 거리가 너무 짭아서 불안했었는데
아니나다를까 연결후 테스트하면서 고정하려고 글루건을 밀어 넣던 도중 쇼트 일어나서 불날뻔 했었음.
워낙 스위치 크기도 작아서 청소기의 대전류방전을 버틸 수 있을지 의문이기도 했음.
2S 까지는 -좀 귀찮더라도- DPDT 직병렬이 아주 유용하고 장점이 많으므로
7.2V까지 필요한 기기는 적극 활용해 봄을 권하고 싶다.
※ 청소기등 고방전 배터리 필요한 경우에는 DPDT 스위치를 사용하나
고방전이 필요치 않은 곳에는 8pin 릴레이가 아주 유용하다.
평상시에는 직렬로 사용하다가 간혹 충전시에만 릴레이 동작하여 병렬로 충전.
특히 9V 사각전지 대용에 극히 효과적임.
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