Mi-am făcut încărcător pentru patru baterii litiu-ion. Cineva se va gândi acum: ei bine, a făcut-o și a făcut-o, sunt o mulțime de ei pe Internet. Și vreau să spun imediat că designul meu este capabil să încarce atât o baterie, cât și patru simultan. Toate bateriile sunt încărcate independent unul de celălalt.
Acest lucru face posibilă încărcarea simultană a bateriilor de la diferite dispozitiveși cu taxe inițiale diferite.
Am facut un incarcator pentru baterii 18650, pe care il folosesc la lanterna, powerbank-uri, laptop etc.
Circuitul este format din module gata făcute si se asambleaza foarte repede si usor.

Va avea nevoie

• - 4 buc.
• - 4 buc.
• Agrafe de hârtie.

Fabricarea unui încărcător pentru diferite numere de baterii

baterii

Ce curent să încărcați li baterie ionică 18650? Cum să utilizați corect o astfel de baterie. De ce ar trebui să se teamă sursele de alimentare cu litiu-ion și cum poate o astfel de baterie să-și prelungească durata de viață? Întrebări similare pot apărea într-o mare varietate de industrii electronice.

Și dacă decideți să asamblați prima lanternă sau țigară electronică cu propriile mâini, atunci cu siguranță trebuie să vă familiarizați cu regulile de lucru cu astfel de surse actuale.

litiu- baterie ionică– acesta este tipul de baterie curent electric, care din 1991, după ce a fost prezentat pe piață de către SONY, s-a răspândit în echipamentele moderne de uz casnic și electronic. Ca sursă de energie, astfel de baterii sunt folosite în telefoane mobile, laptopuri și camere video, ca sursă de curent pentru țigări electronice și mașini electrice.

Dezavantajele acestui tip de baterie pornesc de la faptul că bateriile litiu-ion de prima generație au fost un explozie pe piață. Nu numai la propriu, ci și la figurat. Aceste baterii au explodat.

Acest lucru s-a explicat prin faptul că în interior a fost folosit un anod metalic de litiu. În timpul numeroaselor încărcări și descărcari ale unei astfel de baterii, pe anod au apărut formațiuni spațiale, ceea ce a dus la scurtcircuitul electrozilor și, ca urmare, la un incendiu sau explozie.

După ce acest material a fost înlocuit cu grafit, din problema asemanatoare a reușit să scape de el, dar încă mai puteau apărea probleme la catod, care era făcut din oxid de cobalt. Dacă condițiile de funcționare sunt încălcate, sau mai degrabă reîncărcarea, problema ar putea reapare. Acest lucru a fost corectat odată cu introducerea bateriilor cu ferofosfat de litiu.

Toate bateriile moderne litiu-ion previn supraîncălzirea și supraîncărcarea, dar problema pierderii încărcării rămâne la temperaturi scăzute atunci când se folosesc dispozitive.

Printre avantaje incontestabile baterii litiu-ion, aș dori să remarc următoarele:

• capacitate mare a bateriei;
• autodescărcare scăzută;
• nu necesita intretinere.

Incarcatoare originale

Încărcător pentru bateriile litiu-ion este destul de asemănător cu încărcătorul pentru bateriile plumb-acid. Singura diferență este că bateria litiu-ion are tensiuni foarte mari pe fiecare bancă și cerințe mai stricte de toleranță la tensiune.

Acest tip de baterie se numește cutie din cauza asemănării sale externe cu cutiile de băuturi din aluminiu. Cea mai comună baterie de această formă este 18650. Bateria a primit această denumire datorită dimensiunilor sale: 18 milimetri în diametru și 65 milimetri în înălțime.

Dacă pentru baterii cu plumb acid Unele inexactități în indicarea tensiunilor de limită în timpul încărcării sunt acceptabile cu celulele litiu-ion totul este mult mai specific. În timpul încărcării, când tensiunea crește la 4,2 volți, alimentarea cu tensiune a elementului ar trebui să se oprească. Eroarea permisă este de numai 0,05 volți.

Incarcatoare chinezesti, care se gaseste pe piata, se poate baza pe baterii pt materiale diferite. Li-ion, fără a-și compromite performanța, poate fi încărcat cu un curent de 0,8 A. În acest caz, trebuie să controlați foarte atent tensiunea de pe bancă. Este recomandabil să nu permiteți valori peste 4,2 volți. Dacă ansamblul cu bateria include un controler, atunci nu trebuie să vă faceți griji pentru nimic, controlerul va face totul pentru dvs.

Cel mai ideal încărcător pentru bateriile litiu-ion va fi un stabilizator de tensiune și un limitator de curent la începutul încărcării.

Litiul trebuie să fie încărcat cu o tensiune stabilă și un curent limitat la începutul încărcării.

Incarcator de casa

Pentru a încărca 18650, puteți cumpăra un încărcător universal și nu vă faceți griji despre cum să verificați cu un multimetru parametrii necesari. Dar o astfel de achiziție vă va costa un bănuț destul de.

Prețul pentru un astfel de dispozitiv va varia în jur de 45 USD. Dar puteți petrece încă 2-3 ore și asamblați singur încărcătorul. Mai mult, acest încărcător va fi ieftin, fiabil și îți va opri automat bateria.

Piesele pe care le vom folosi astăzi pentru a crea încărcătorul nostru sunt disponibile pentru fiecare radioamator. Dacă nu există radioamator cu piesele necesare la îndemână, atunci de pe piața radio puteți cumpăra toate piesele pentru cel mult 2-4 dolari. Un circuit care este asamblat corect și instalat cu atenție începe să funcționeze imediat și nu necesită nicio depanare suplimentară.

Circuit electric pentru încărcarea unei baterii 18650.

Pe lângă toate, atunci când instalați stabilizatorul pe un calorifer potrivit, vă puteți încărca în siguranță bateriile, fără a vă teme că încărcătorul se va supraîncălzi și va lua foc. Nu același lucru se poate spune despre încărcătoarele chinezești.

Schema funcționează destul de simplu. În primul rând, bateria trebuie încărcată DC, care este determinată de rezistența rezistenței R4. După ce bateria are o tensiune de 4,2 volți, începe încărcarea tensiune constantă. Când curentul de încărcare scade la valori foarte mici, LED-ul din circuit se va opri aprinderea.

Curenții recomandați pentru încărcarea bateriilor litiu-ion nu trebuie să depășească 10% din capacitatea bateriei. Acest lucru va crește durata de viață a bateriei dvs. Dacă valoarea rezistenței R4 este de 11 ohmi, curentul din circuit va fi de 100 mA. Dacă utilizați o rezistență de 5 ohmi, curentul de încărcare va fi de 230 mA.

Cum să prelungiți durata de viață a dispozitivului dvs. 18650

Baterie dezasamblată.

Dacă trebuie să lăsați bateria litiu-ion nefolosită o perioadă de timp, este mai bine să depozitați bateriile separat de dispozitivul pe care îl alimentează. Un element complet încărcat își va pierde o parte din încărcare în timp.

Un element care este încărcat foarte puțin, sau descărcat complet, își poate pierde definitiv funcționalitatea după o perioadă lungă de hibernare. Ar fi optim să stocați 18650 la un nivel de încărcare de aproximativ 50 la sută.

Nu ar trebui să permiteți ca elementul să fie complet descărcat și reîncărcat. U celule cu ioni de litiu Nu există deloc efect de memorie. Este recomandabil să încărcați astfel de baterii până când încărcarea lor este complet epuizată. Acest lucru poate prelungi și durata de viață a bateriei.

Bateriilor litiu-ion nu le place nici căldura, nici frigul. Optimal conditii de temperatura pentru aceste baterii va exista un interval de la +10 la +25 grade Celsius.

Frigul nu numai că poate reduce timpul de funcționare al elementului, ci și poate distruge sistemul său chimic. Cred că fiecare dintre noi a observat cum nivelul de încărcare a unui telefon mobil scade rapid la frig.

Concluzie

Rezumând toate cele de mai sus, aș dori să observ că, dacă intenționați să încărcați o baterie litiu-ion folosind un încărcător fabricat în magazin, acordați atenție faptului că nu este fabricat în China. Foarte des, aceste încărcătoare sunt fabricate din materiale ieftine și tehnologia necesară, ceea ce poate duce la consecințe nedorite sub formă de incendii.

Dacă doriți să asamblați singur dispozitivul, atunci trebuie să încărcați bateria litiu-ion cu un curent care va fi de 10% din capacitatea bateriei. Cifra maximă poate fi de 20 la sută, dar această valoare nu mai este de dorit.

Când utilizați astfel de baterii, ar trebui să respectați regulile de funcționare și depozitare pentru a exclude posibilitatea unei explozii, de exemplu, de supraîncălzire sau defecțiune.

Respectarea condițiilor și regulilor de funcționare va prelungi durata de viață a bateriei litiu-ion și, ca urmare, vă va scuti de costuri financiare inutile. Bateria este asistentul tău. Ai grijă de ea!

Mulți oameni pot spune că pentru bani puțini puteți comanda taxa speciala din China, prin care poți încărca bateriile cu litiu prin USB. Va costa aproximativ 1 dolar.

Dar nu are rost să cumperi ceva care poate fi asamblat cu ușurință în câteva minute. Nu uitați că va trebui să așteptați aproximativ o lună pentru placa comandată. Iar un dispozitiv achiziționat nu aduce la fel de multă plăcere ca unul de casă.
Inițial a fost planificată asamblarea unui încărcător bazat pe cipul LM317.

Dar apoi va fi nevoie de mai mult pentru a alimenta această încărcare înaltă tensiune de 5 V. Cipul trebuie să aibă o diferență de 2 V între tensiunile de intrare și de ieșire. O baterie cu litiu încărcată are o tensiune de 4,2 V. Aceasta nu îndeplinește cerințele descrise (5-4,2 = 0,8), așa că trebuie să căutați o altă soluție.

Aproape toată lumea poate repeta exercițiul care va fi discutat în acest articol. Schema sa este destul de simplu de repetat.

Unul dintre aceste programe poate fi descărcat la sfârșitul articolului.
Pentru a regla mai precis tensiunea de ieșire, puteți schimba rezistența R2 cu una cu mai multe ture. Rezistența sa ar trebui să fie de aproximativ 10 kOhm.

Fișiere atașate: :

Cum să faci un Power Bank simplu cu propriile mâini: diagramă de casă power bank Baterie cu litiu baterii ionice fă-o singur: cum să încarci corect

Evaluarea caracteristicilor unui anumit încărcător este dificilă fără a înțelege cum ar trebui să funcționeze de fapt un încărcător exemplar. incarca li-ion baterie Prin urmare, înainte de a trece direct la diagrame, să ne amintim o mică teorie.

Ce sunt bateriile cu litiu?

În funcție de materialul din care este fabricat electrodul pozitiv al unei baterii cu litiu, există mai multe varietăți:

• cu catod de cobaltat de litiu;
• cu catod pe bază de fosfat de fier litiat;
• pe bază de nichel-cobalt-aluminiu;
• pe baza de nichel-cobalt-mangan.

Toate aceste baterii au propriile lor caracteristici, dar deoarece aceste nuanțe nu au o importanță fundamentală pentru consumatorul general, nu vor fi luate în considerare în acest articol.

De asemenea, toată lumea baterie li-ion Sunt produse în diferite dimensiuni și factori de formă. Acestea pot fi fie carcase (de exemplu, popularul 18650 de astăzi), fie laminate sau prismatice (baterii gel-polimer). Acestea din urmă sunt pungi închise ermetic, realizate dintr-o peliculă specială, care conțin electrozi și masa electrozilor.

Cel mai frecvent Dimensiuni Li-ion bateriile sunt prezentate în tabelul de mai jos (toți au tensiune nominală 3,7 volți):

Procesele electrochimice interne se desfășoară în același mod și nu depind de factorul de formă și designul bateriei, așa că tot ceea ce se spune mai jos se aplică în mod egal tuturor bateriilor cu litiu.

Cum să încărcați corect bateriile litiu-ion

Cele mai multe calea corectăîncărca baterii cu litiu este o taxă în două etape. Aceasta este metoda pe care Sony o folosește în toate încărcătoarele sale. În ciuda controlerului de încărcare mai complex, acesta asigură o încărcare mai completă a bateriilor Li-ion fără a le reduce durata de viață.

Aici despre care vorbim despre profilul de încărcare în două trepte al bateriilor cu litiu, prescurtat CC/CV (curent constant, tensiune constantă). Există, de asemenea, opțiuni cu curenți de impuls și pas, dar nu sunt discutate în acest articol. Mai multe despre încărcare curent de impuls poate fi citit.

Deci, să ne uităm la ambele etape de încărcare mai detaliat.

1. La prima etapă Trebuie asigurat un curent de încărcare constant. Valoarea curentă este 0,2-0,5C. Pentru încărcare accelerată, este permisă creșterea curentului la 0,5-1,0C (unde C este capacitatea bateriei).

De exemplu, pentru o baterie cu o capacitate de 3000 mAh, curent nominalÎncărcarea la prima etapă este de 600-1500 mA, iar curentul de încărcare accelerat poate fi în intervalul 1,5-3A.

Pentru a asigura un curent de încărcare constant de o valoare dată, circuitul încărcătorului trebuie să poată crește tensiunea la bornele bateriei. De fapt, în prima etapă încărcătorul funcționează ca un stabilizator de curent clasic.

Important: Dacă intenționați să încărcați bateriile cu o placă de protecție încorporată (PCB), atunci când proiectați circuitul încărcătorului, trebuie să vă asigurați că tensiunea viteza de mers în gol circuitele nu vor putea niciodată să depășească 6-7 volți. ÎN altfel Placa de protecție poate eșua.

În momentul în care tensiunea bateriei crește la 4,2 volți, bateria va câștiga aproximativ 70-80% din capacitatea sa (valoarea capacității specifice va depinde de curentul de încărcare: la încărcare accelerată va fi puțin mai mică, cu un taxa nominală - puțin mai mult). Acest moment marchează sfârșitul primei etape de încărcare și servește drept semnal pentru trecerea la a doua (și finală).

2. A doua etapă de încărcare- aceasta este încărcarea bateriei cu o tensiune constantă, dar un curent în scădere treptat (în scădere).

În această etapă, încărcătorul menține o tensiune de 4,15-4,25 volți pe baterie și controlează valoarea curentului.

Pe măsură ce capacitatea crește, curent de încărcare va scadea. De îndată ce valoarea sa scade la 0,05-0,01C, procesul de încărcare este considerat finalizat.

O nuanță importantă a funcționării unui încărcător adecvat este aceasta oprire completă de la baterie după ce încărcarea este completă. Acest lucru se datorează faptului că pentru bateriile cu litiu este extrem de nedorit ca acestea să rămână sub tensiune crescută, care furnizează de obicei încărcătorul (adică 4,18-4,24 volți). Aceasta duce la degradarea accelerată a compoziției chimice a bateriei și, în consecință, la o scădere a capacității acesteia. Şederea pe termen lung înseamnă zeci de ore sau mai mult.

În a doua etapă de încărcare, bateria reușește să câștige cu aproximativ 0,1-0,15 mai mult din capacitatea sa. Încărcarea totală a bateriei ajunge astfel la 90-95%, ceea ce este un indicator excelent.

Ne-am uitat la două etape principale de încărcare. Cu toate acestea, acoperirea problemei încărcării bateriilor cu litiu ar fi incompletă dacă nu ar fi menționată o altă etapă de încărcare - așa-numita. preîncărcare.

Etapa de încărcare preliminară (preîncărcare)- această treaptă este utilizată numai pentru bateriile descărcate profund (sub 2,5 V) pentru a le aduce în modul normal de funcționare.

În această etapă, încărcarea este asigurată cu un curent constant redus până când tensiunea bateriei atinge 2,8 V.

Etapa preliminară este necesară pentru a preveni umflarea și depresurizarea (sau chiar explozia cu foc) a bateriilor deteriorate care au, de exemplu, un scurtcircuit intern între electrozi. Dacă treci imediat printr-o astfel de baterie curent mareîncărcare, acest lucru va duce inevitabil la încălzirea sa și apoi în funcție de norocul tău.

Un alt beneficiu al preîncărcării este preîncălzirea bateriei, care este importantă atunci când se încarcă la temperaturi scăzute mediu(într-o cameră neîncălzită în timpul sezonului rece).

Încărcarea inteligentă trebuie să poată monitoriza tensiunea bateriei în timpul fazei de încărcare preliminară și, dacă tensiunea pentru o lungă perioadă de timp nu se ridică, concluzionați că bateria este defectă.

Toate etapele de încărcare a unei baterii litiu-ion (inclusiv etapa de preîncărcare) sunt reprezentate schematic în acest grafic:

Depășirea nominală tensiune de încărcare cu 0,15 V poate reduce durata de viață a bateriei la jumătate. Scăderea tensiunii de încărcare cu 0,1 volți reduce capacitatea unei baterii încărcate cu aproximativ 10%, dar prelungește semnificativ durata de viață a acesteia. Tensiunea unei baterii complet încărcate după scoaterea acesteia din încărcător este de 4,1-4,15 volți.

Permiteți-mi să rezum cele de mai sus și să subliniez principalele puncte:

1. Ce curent ar trebui să folosesc pentru a încărca o baterie Li-ion (de exemplu, 18650 sau oricare alta)?

Curentul va depinde de cât de repede doriți să îl încărcați și poate varia de la 0,2C la 1C.

De exemplu, pentru o baterie de dimensiunea 18650 cu o capacitate de 3400 mAh, curentul minim de încărcare este de 680 mA, iar cel maxim este de 3400 mA.

2. Cât timp durează încărcarea, de exemplu, la fel baterii reîncărcabile 18650?

Timpul de încărcare depinde direct de curentul de încărcare și se calculează folosind formula:

T = C / eu încărcați.

De exemplu, timpul de încărcare pentru bateria noastră de 3400 mAh cu un curent de 1 A va fi de aproximativ 3,5 ore.

3. Cum să încărcați corect o baterie cu litiu polimer?

Toate bateriile cu litiu se încarcă la fel. Nu contează dacă este polimer de litiu sau ion de litiu. Pentru noi, consumatorii, nu există nicio diferență.

Ce este o placă de protecție?

Placa de protecție (sau PCB - placă de control al puterii) este proiectată pentru a proteja împotriva scurt-circuit, supraîncărcare și supradescărcare baterie cu litiu. De regulă, protecția la supraîncălzire este integrată și în modulele de protecție.

Din motive de siguranță, utilizarea bateriilor cu litiu în aparate electrocasnice, daca nu au placa de protectie incorporata. De aceea, toate bateriile de telefon mobil au întotdeauna o placă PCB. Terminalele de ieșire a bateriei sunt amplasate direct pe placă:

Aceste plăci folosesc un controler de încărcare cu șase picioare pe un dispozitiv specializat (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 și alți analogi). Sarcina acestui controler este de a deconecta bateria de la sarcină când descărcat complet baterii și deconectarea bateriei de la încărcare când ajunge la 4,25V.

Iată, de exemplu, o diagramă a plăcii de protecție a bateriei BP-6M care a fost furnizată cu telefoanele Nokia vechi:

Daca vorbim de 18650, acestea pot fi produse fie cu sau fara placa de protectie. Modulul de protecție este situat lângă borna negativă a bateriei.

Placa mărește lungimea bateriei cu 2-3 mm.

Bateriile fără modul PCB sunt de obicei incluse în bateriile care vin cu propriile circuite de protecție.

Orice baterie cu protecție se poate transforma cu ușurință într-o baterie fără protecție, trebuie doar să o eliminați.

Până în prezent capacitate maximă Bateria 18650 are 3400 mAh. Bateriile cu protecție trebuie să aibă o denumire corespunzătoare pe carcasă ("Protected").

Nu confundați placa PCB cu modulul PCM (PCM - modul de încărcare a puterii). Dacă primele servesc doar scopului de a proteja bateria, atunci cele din urmă sunt concepute pentru a controla procesul de încărcare - limitează curentul de încărcare la un anumit nivel, controlează temperatura și, în general, asigură întregul proces. Placa PCM este ceea ce numim un controler de încărcare.

Sper că acum nu mai sunt întrebări, cum să încărcați o baterie 18650 sau orice altă baterie cu litiu? Atunci să trecem la selecție mică soluții de circuite gata făcute pentru încărcătoare (aceleași regulatoare de încărcare).

Scheme de încărcare pentru bateriile li-ion

Toate circuitele sunt potrivite pentru încărcarea oricărei baterii cu litiu, nu rămâne decât să decideți asupra curentului de încărcare și a bazei elementului.

LM317

Diagrama unui încărcător simplu bazat pe cipul LM317 cu un indicator de încărcare:

Circuitul este cel mai simplu, întreaga configurație se reduce la setarea tensiunii de ieșire la 4,2 volți folosind rezistența de reglare R8 (fără o baterie conectată!) și setarea curentului de încărcare selectând rezistențele R4, R6. Puterea rezistorului R1 este de cel puțin 1 Watt.

De îndată ce LED-ul se stinge, procesul de încărcare poate fi considerat finalizat (curentul de încărcare nu va scădea niciodată la zero). Nu este recomandat să păstrați bateria la această încărcare mult timp după ce este complet încărcată.

Microcircuitul lm317 este utilizat pe scară largă în diverși stabilizatori de tensiune și curent (în funcție de circuitul de conectare). Se vinde la fiecare colț și costă doar un ban (poți obține 10 bucăți pentru doar 55 de ruble).

LM317 vine în diferite carcase:

Atribuire pin (pinout):

Analogii cipului LM317 sunt: ​​GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (ultimele două sunt produse pe plan intern).

Curentul de încărcare poate fi crescut la 3A dacă luați LM350 în loc de LM317. Totuși, va fi mai scump - 11 ruble/buc.

Placa de circuit imprimat și ansamblul de circuite sunt prezentate mai jos:

Vechiul tranzistor sovietic KT361 poate fi înlocuit cu similar cu p-n-p tranzistor (de exemplu, KT3107, KT3108 sau burghez 2N5086, 2SA733, BC308A). Poate fi îndepărtat cu totul dacă indicatorul de încărcare nu este necesar.

Dezavantajul circuitului: tensiunea de alimentare trebuie să fie în intervalul 8-12V. Acest lucru se datorează faptului că pt funcționare normală Microcircuit LM317, diferența dintre tensiunea bateriei și tensiunea de alimentare trebuie să fie de cel puțin 4,25 Volți. Astfel, nu va fi posibilă alimentarea acestuia de la portul USB.

MAX1555 sau MAX1551

MAX1551/MAX1555 sunt încărcătoare specializate pentru baterii Li+, capabile să funcționeze de la USB sau de la un adaptor de alimentare separat (de exemplu, un încărcător de telefon).

Singura diferență dintre aceste microcircuite este că MAX1555 produce un semnal pentru a indica procesul de încărcare, iar MAX1551 produce un semnal că alimentarea este pornită. Aceste. 1555 este încă de preferat în majoritatea cazurilor, așa că 1551 este acum greu de găsit la vânzare.

O descriere detaliată a acestor microcircuite de la producător este.

Maxim tensiune de intrare de la adaptorul DC - 7 V, când este alimentat prin USB - 6 V. Când tensiunea de alimentare scade la 3,52 V, microcircuitul se oprește și încărcarea se oprește.

Microcircuitul însuși detectează la ce intrare este prezentă tensiunea de alimentare și se conectează la acesta. Dacă alimentarea este furnizată prin magistrala USB, atunci curent maximÎncărcarea este limitată la 100 mA - acest lucru vă permite să conectați încărcătorul la portul USB al oricărui computer fără teama de a arde podul de sud.

Când este alimentat de o sursă de alimentare separată, curentul de încărcare tipic este de 280 mA.

Cipurile au protecție încorporată împotriva supraîncălzirii. Dar chiar și în acest caz, circuitul continuă să funcționeze, reducând curentul de încărcare cu 17 mA pentru fiecare grad peste 110 ° C.

Există o funcție de pre-încărcare (vezi mai sus): atâta timp cât tensiunea bateriei este sub 3V, microcircuitul limitează curentul de încărcare la 40 mA.

Microcircuitul are 5 pini. Aici diagramă tipică incluziuni:

Dacă există garanția că tensiunea la ieșirea adaptorului dvs. nu poate depăși în niciun caz 7 volți, atunci puteți face fără stabilizatorul 7805.

Opțiunea de încărcare USB poate fi asamblată, de exemplu, pe aceasta.

Microcircuitul nu necesită nici diode externe, nici tranzistoare externe. În general, desigur, lucruri mărunte! Numai că sunt prea mici și incomod de lipit. Și sunt, de asemenea, scumpe ().

LP2951

Stabilizatorul LP2951 este fabricat de National Semiconductors (). Acesta oferă implementarea unei funcții de limitare a curentului încorporat și vă permite să generați un nivel stabil de tensiune de încărcare pentru o baterie litiu-ion la ieșirea circuitului.

Tensiunea de încărcare este de 4,08 - 4,26 volți și este setată de rezistența R3 când bateria este deconectată. Tensiunea este păstrată foarte precis.

Curentul de încărcare este de 150 - 300mA, această valoare este limitată de circuitele interne ale cipului LP2951 (în funcție de producător).

Utilizați dioda cu un mic curent invers. De exemplu, poate fi oricare dintre seria 1N400X pe care o puteți achiziționa. Dioda este folosită ca o diodă de blocare pentru a preveni inversarea curentului de la baterie în cipul LP2951 atunci când tensiunea de intrare este oprită.

Acest încărcător produce un curent de încărcare destul de scăzut, astfel încât orice baterie 18650 se poate încărca peste noapte.

Microcircuitul poate fi achiziționat atât într-un pachet DIP, cât și într-un pachet SOIC (costă aproximativ 10 ruble per bucată).

MCP73831

Cipul vă permite să creați încărcătoarele potrivite și este, de asemenea, mai ieftin decât MAX1555.

O diagramă tipică de conectare este luată din:

Un avantaj important al circuitului este absența impedanței scăzute rezistente puternice, limitând curentul de încărcare. Aici curentul este setat de un rezistor conectat la al 5-lea pin al microcircuitului. Rezistența sa ar trebui să fie în intervalul 2-10 kOhm.

Încărcătorul asamblat arată astfel:

Microcircuitul se încălzește destul de bine în timpul funcționării, dar acest lucru nu pare să-l deranjeze. Își îndeplinește funcția.

Iată o altă opțiune placa de circuit imprimat Cu smd ledși conector micro USB:

LTC4054 (STC4054)

Foarte circuit simplu, opțiune grozavă! Permite încărcarea cu curent de până la 800 mA (vezi). Adevărat, tinde să devină foarte fierbinte, dar în acest caz protecția încorporată la supraîncălzire reduce curentul.

Circuitul poate fi simplificat semnificativ prin aruncarea unuia sau chiar a ambelor LED-uri cu un tranzistor. Apoi va arăta așa (trebuie să recunoașteți, nu ar putea fi mai simplu: o pereche de rezistențe și un condensator):

Una dintre opțiunile de plăci de circuit imprimat este disponibilă la . Placa este proiectată pentru elemente de dimensiune standard 0805.

I=1000/R. Nu ar trebui să setați imediat un curent ridicat; vedeți mai întâi cât de fierbinte devine microcircuitul. Pentru scopurile mele, am luat un rezistor de 2,7 kOhm, iar curentul de încărcare s-a dovedit a fi de aproximativ 360 mA.

Este puțin probabil că va fi posibilă adaptarea unui radiator la acest microcircuit și nu este un fapt că va fi eficient datorită rezistenței termice ridicate a joncțiunii cu carcasa de cristal. Producătorul recomandă să faceți radiatorul „prin cabluri” - să faceți urmele cât mai groase posibil și să lăsați folia sub corpul cipului. În general, cu cât rămâne mai multă folie „de pământ”, cu atât mai bine.

Apropo, cea mai mare parte a căldurii este disipată prin al 3-lea picior, așa că puteți face această urmă foarte lată și groasă (umpleți-o cu exces de lipit).

Pachetul de cip LTC4054 poate fi etichetat LTH7 sau LTADY.

LTH7 diferă de LTADY prin faptul că primul poate ridica o baterie foarte scăzută (la care tensiunea este mai mică de 2,9 volți), în timp ce al doilea nu poate (trebuie să o balansați separat).

Cipul s-a dovedit a fi foarte reușit, așa că are o grămadă de analogi: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, YPM4054, YPM4054, YPM4054, YPM4054 , 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Înainte de a utiliza oricare dintre analogii, verificați fișele tehnice.

TP4056

Microcircuitul este realizat într-o carcasă SOP-8 (vezi), are pe burtă un radiator metalic care nu este conectat la contacte, ceea ce permite o îndepărtare mai eficientă a căldurii. Vă permite să încărcați bateria cu un curent de până la 1A (curentul depinde de rezistența de setare a curentului).

Schema de conectare necesită un minim de elemente suspendate:

Circuitul implementează procesul clasic de încărcare - mai întâi încărcarea cu un curent constant, apoi cu o tensiune constantă și un curent în scădere. Totul este științific. Dacă te uiți la încărcare pas cu pas, poți distinge mai multe etape:

1. Monitorizarea tensiunii bateriei conectate (acest lucru se întâmplă tot timpul).
2. Faza de preîncărcare (dacă bateria este descărcată sub 2,9 V). Încărcați cu un curent de 1/10 față de cel programat de rezistența R prog (100 mA la R prog = 1,2 kOhm) la un nivel de 2,9 V.
3. Încărcare cu curent maxim valoare constantă(1000mA la R prog = 1,2 kOhm);
4. Când bateria ajunge la 4,2 V, tensiunea de pe baterie este fixată la acest nivel. Începe o scădere treptată a curentului de încărcare.
5. Când curentul ajunge la 1/10 din cel programat de rezistența R prog (100 mA la R prog = 1,2 kOhm), încărcătorul se oprește.
6. După finalizarea încărcării, controlerul continuă să monitorizeze tensiunea bateriei (vezi punctul 1). Curentul consumat de circuitul de monitorizare este de 2-3 µA. După ce tensiunea scade la 4,0 V, încărcarea începe din nou. Și așa mai departe într-un cerc.

Curentul de încărcare (în amperi) este calculat prin formula I=1200/R prog. Maximul admis este de 1000 mA.

Un test de încărcare real cu o baterie de 3400 mAh 18650 este prezentat în grafic:

Avantajul microcircuitului este că curentul de încărcare este stabilit de un singur rezistor. Nu sunt necesare rezistențe puternice de rezistență scăzută. În plus, există un indicator al procesului de încărcare, precum și o indicație a sfârșitului încărcării. Când bateria nu este conectată, indicatorul clipește la fiecare câteva secunde.

Tensiunea de alimentare a circuitului trebuie să fie între 4,5...8 volți. Cu cât este mai aproape de 4,5V, cu atât mai bine (deci cipul se încălzește mai puțin).

Primul picior este folosit pentru a conecta senzorul de temperatură încorporat în bateria litiu-ion (de obicei producție medie baterie telefon mobil). Dacă tensiunea de ieșire este sub 45% sau peste 80% din tensiunea de alimentare, încărcarea este suspendată. Dacă nu aveți nevoie de controlul temperaturii, plantați piciorul pe pământ.

Atenţie! Acest circuit are un dezavantaj semnificativ: absența unui circuit de protecție a polarității inverse a bateriei. În acest caz, controlerul este garantat să se ardă din cauza depășirii curentului maxim. În acest caz, tensiunea de alimentare a circuitului merge direct la baterie, ceea ce este foarte periculos.

Sigilul este simplu și se poate face într-o oră pe genunchi. Dacă timpul este esențial, puteți comanda module gata făcute. Unii producători de module gata făcute adaugă protecție împotriva supracurentului și supradescărcării (de exemplu, puteți alege de ce placă aveți nevoie - cu sau fără protecție și cu ce conector).

De asemenea, puteți găsi plăci gata făcute cu un contact situat sub senzor de temperatură. Sau chiar un modul de încărcare cu mai multe microcircuite paralele TP4056 pentru a crește curentul de încărcare și cu protecție la inversarea polarității (exemplu).

LTC1734

De asemenea, o schemă foarte simplă. Curentul de încărcare este setat de rezistența R prog (de exemplu, dacă instalați un rezistor de 3 kOhm, curentul va fi de 500 mA).

Microcircuitele sunt de obicei marcate pe carcasă: LTRG (se pot găsi adesea în telefoanele Samsung vechi).

Un tranzistor va merge bine orice p-n-p, principalul lucru este că este proiectat pentru un anumit curent de încărcare.

Nu există un indicator de încărcare pe diagrama indicată, dar pe LTC1734 se spune că pinul „4” (Prog) are două funcții - setarea curentului și monitorizarea sfârșitului de încărcare a bateriei. De exemplu, este prezentat un circuit cu controlul sfârșitului de încărcare folosind comparatorul LT1716.

Comparator LT1716 în acest caz, poate fi înlocuit cu un LM358 ieftin.

TL431 + tranzistor

Probabil că este dificil să vină cu un circuit care să utilizeze componente mai accesibile. Cel mai greu lucru aici este să găsești sursa tensiune de referință TL431. Dar sunt atât de comune încât se găsesc aproape peste tot (rareori o sursă de alimentare se descurcă fără acest microcircuit).

Ei bine, tranzistorul TIP41 poate fi înlocuit cu oricare altul cu un curent de colector adecvat. Chiar și vechiul sovietic KT819, KT805 (sau KT815, KT817 mai puțin puternic) va face.

Configurarea circuitului se reduce la setarea tensiunii de ieșire (fără baterie!!!) folosind o rezistență de reglare la 4,2 volți. Rezistorul R1 se setează valoare maximă curent de încărcare.

Acest circuit implementează pe deplin procesul în două etape de încărcare a bateriilor cu litiu - mai întâi încărcarea cu curent continuu, apoi trecerea la faza de stabilizare a tensiunii și reducerea fără probleme a curentului la aproape zero. Singurul dezavantaj este repetabilitatea slabă a circuitului (este capricios în setare și pretențios la componentele folosite).

MCP73812

Există un alt microcircuit neglijat nemeritat de la Microcip - MCP73812 (vezi). Pe baza ei se dovedește foarte varianta bugetaraîncărcare (și ieftin!). Întregul kit de caroserie este doar un rezistor!

Apropo, microcircuitul este realizat într-un pachet prietenos cu lipirea - SOT23-5.

Singurul negativ este că se încălzește foarte mult și nu există nicio indicație de încărcare. De asemenea, cumva nu funcționează foarte fiabil dacă aveți o sursă de alimentare cu putere redusă (care provoacă o cădere de tensiune).

În general, dacă indicația de încărcare nu este importantă pentru tine, iar un curent de 500 mA ți se potrivește, atunci MCP73812 este o opțiune foarte bună.

NCP1835

Este oferită o soluție complet integrată - NCP1835B, care asigură o stabilitate ridicată a tensiunii de încărcare (4,2 ±0,05 V).

Poate singurul dezavantaj al acestui microcircuit este dimensiunea prea miniaturală (carcasa DFN-10, dimensiunea 3x3 mm). Nu toată lumea poate oferi lipire de înaltă calitate a unor astfel de elemente miniaturale.

Dintre avantajele incontestabile aș dori să remarc următoarele:

1. Număr minim de părți ale corpului.
2. Posibilitate de încărcare a unei baterii complet descărcate (curent de preîncărcare 30 mA);
3. Determinarea sfârșitului încărcării.
4. Curent de încărcare programabil - până la 1000 mA.
5. Indicarea încărcării și erorilor (capabil să detecteze bateriile neîncărcabile și să semnaleze acest lucru).
6. Protecție împotriva încărcării pe termen lung (prin schimbarea capacității condensatorului C t, puteți seta timpul maxim de încărcare de la 6,6 la 784 de minute).

Costul microcircuitului nu este tocmai ieftin, dar nici atât de mare (~ 1 USD) încât să poți refuza să-l folosești. Dacă vă simțiți confortabil cu un fier de lipit, vă recomand să alegeți această opțiune.

Mai mult descriere detaliată este situat în .

Pot încărca o baterie litiu-ion fără controler?

Da, poți. Cu toate acestea, acest lucru va necesita un control atent al curentului și tensiunii de încărcare.

În general, nu va fi posibil să încărcați o baterie, de exemplu, 18650-ul nostru, fără încărcător. Încă trebuie să limitați cumva curentul maxim de încărcare, așa că cel puțin cea mai primitivă memorie va fi în continuare necesară.

Cel mai simplu încărcător pentru orice baterie cu litiu este un rezistor conectat în serie cu bateria:

Rezistența și puterea disipată a rezistenței depind de tensiunea sursei de alimentare care va fi utilizată pentru încărcare.

De exemplu, să calculăm un rezistor pentru o sursă de alimentare de 5 volți. Vom încărca o baterie 18650 cu o capacitate de 2400 mAh.

Deci, chiar la începutul încărcării, căderea de tensiune pe rezistor va fi:

U r = 5 - 2,8 = 2,2 Volți

Să presupunem că sursa noastră de alimentare de 5 V este evaluată pentru un curent maxim de 1 A. Circuitul va consuma cel mai mare curent chiar la începutul încărcării, când tensiunea bateriei este minimă și se ridică la 2,7-2,8 volți.

Atentie: aceste calcule nu iau in calcul posibilitatea ca bateria sa fie foarte profund descarcata si tensiunea pe ea sa fie mult mai mica, chiar la zero.

Astfel, rezistența rezistorului necesară pentru a limita curentul la începutul încărcării la 1 Amper ar trebui să fie:

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohm

Disiparea puterii rezistenței:

P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W

La sfârșitul încărcării bateriei, când tensiunea de pe aceasta se apropie de 4,2 V, curentul de încărcare va fi:

Încarc = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

Adică, după cum vedem, toate valorile nu depășesc limitele permise pentru o anumită baterie: curentul inițial nu depășește curentul de încărcare maxim admisibil pentru o anumită baterie (2,4 A), iar curentul final depășește curentul. la care bateria nu mai câștigă capacitate ( 0,24 A).

Cele mai multe dezavantajul principal O astfel de încărcare implică necesitatea de a monitoriza constant tensiunea bateriei. Și opriți manual încărcarea imediat ce tensiunea ajunge la 4,2 volți. Faptul este că bateriile cu litiu tolerează foarte slab chiar și supratensiunea pe termen scurt - masele electrozilor încep să se degradeze rapid, ceea ce duce inevitabil la pierderea capacității. În același timp, sunt create toate condițiile prealabile pentru supraîncălzire și depresurizare.

Dacă bateria dvs. are o placă de protecție încorporată, despre care am discutat chiar mai sus, atunci totul devine mai simplu. Când se atinge o anumită tensiune pe baterie, placa în sine o va deconecta de la încărcător. Cu toate acestea, această metodă de încărcare are dezavantaje semnificative, despre care am discutat în.

Protecția încorporată în baterie nu va permite în niciun caz supraîncărcarea acesteia. Tot ce trebuie să faceți este să controlați curentul de încărcare astfel încât să nu depășească valorile admise pentru o anumită baterie (plăcile de protecție nu pot limita curentul de încărcare, din păcate).

Încărcarea utilizând o sursă de alimentare de laborator

Dacă ai o sursă de alimentare cu protecție de curent (limitare), atunci ești salvat! O astfel de sursă de alimentare este deja un încărcător cu drepturi depline care implementează profilul de încărcare corect, despre care am scris mai sus (CC/CV).

Tot ce trebuie să faci pentru încărcare li-ion- aceasta este pentru a seta sursa de alimentare la 4,2 volți și a seta limita de curent dorită. Și poți conecta bateria.

La început, când bateria este încă descărcată, bloc laborator sursa de alimentare va funcționa în modul de protecție a curentului (adică va stabiliza curentul de ieșire la un anumit nivel). Apoi, când tensiunea de pe bancă crește la setul de 4,2 V, sursa de alimentare va trece în modul de stabilizare a tensiunii, iar curentul va începe să scadă.

Când curentul scade la 0,05-0,1C, bateria poate fi considerată complet încărcată.

După cum puteți vedea, sursa de alimentare de laborator este un încărcător aproape ideal! Singurul lucru pe care nu îl poate face automat este să ia decizii complet încărcat baterie și opriți. Dar acesta este un lucru mic căruia nici nu ar trebui să-i acordați atenție.

Cum se încarcă bateriile cu litiu?

Și dacă vorbim despre o baterie de unică folosință care nu este destinată reîncărcării, atunci răspunsul corect (și singurul corect) la această întrebare este NU.

Ideea este că orice baterie cu litiu(de exemplu, CR2032 obișnuit sub formă de tabletă plată) se caracterizează prin prezența unui strat de pasivare intern care acoperă anodul de litiu. Acest strat previne o reacție chimică între anod și electrolit. Și alimentarea cu curent extern distruge stratul protector de mai sus, ducând la deteriorarea bateriei.

Apropo, dacă vorbim despre bateria nereîncărcabilă CR2032, atunci LIR2032, care este foarte asemănătoare cu aceasta, este deja o baterie cu drepturi depline. Poate și ar trebui să fie încărcat. Doar că tensiunea sa nu este de 3, ci de 3,6 V.

Cum să încărcați bateriile cu litiu (fie o baterie de telefon, 18650 sau orice altă baterie li-ion) a fost discutată la începutul articolului.

De unde să cumpăr microcipuri?

Puteți, desigur, să-l cumpărați în Chipe-Dip, dar acolo este scump. De aceea cumpăr mereu dintr-un magazin foarte secret)) Cel mai important lucru este să alegi vânzătorul potrivit, apoi comanda va ajunge rapid și sigur.

Pentru comoditatea ta, am adunat cei mai de încredere vânzători într-un singur tabel, folosește-l pentru sănătatea ta:

Aproape toate bateriile moderne litiu-ion au o capacitate energetică excelentă, precum și dimensiuni compacte ridicate. Cu ajutorul lor puteți alimenta dispozitivele putere mare cu cea mai mare eficienta. Și pentru aceasta, nu este absolut necesar să cumpărați un încărcător gata făcut într-un magazin, deoarece există o opțiune mai prietenoasă cu bugetul pe care amatorii de radio le vor plăcea în special - să asamblați un încărcător pentru baterii litiu-ion cu propriile mâini.

Precauții: supraîncărcarea este interzisă

Este extrem de important să rețineți un lucru înainte de a începe asamblarea bateriei: lucru simplu- Bateriile cu litiu nu trebuie reîncărcate. Au cerințe foarte stricte pentru modul de încărcare și funcționare, așa că nu pot fi încărcate la o tensiune mai mare de 4,2 V. Este și mai bine să te ghidezi după informații despre pragul de siguranță pentru fiecare cutie individuală. Apropo, chiar și un prag mai mic poate fi indicat acolo, ceea ce este considerat acceptabil pentru acest caz.

Este și mai bine dacă ai de gând să-ți faci singur încărcarea bateriei cu litiu, verifică materialele și echipamentele folosite de mai multe ori. Dacă aveți îndoieli cu privire la acuratețea citirilor voltmetrului sau la originea cutiilor, precum și la puterea maximă admisă a încărcării acestora, este mai bine să setați pragul și mai mic. Intervalul optim va fi între 4,1–4,15 V. În acest caz, încărcarea bateriilor care nu au o placă de protecție încorporată va fi sigură pentru dvs.

În caz contrar, există o probabilitate mare căldură mareși umflarea conservelor, eliberarea abundentă de gaz cu un miros neplăcut ascuțit și chiar explozia lor ulterioară. Verificați totul de mai multe ori înainte de a continua cu asamblarea și încărcarea.

Asamblam un încărcător pentru baterii cu litiu cu propriile mâini

Pentru a asambla un încărcător pentru baterii cu litiu, va fi suficient un circuit simplificat. O memorie creată conform acestei scheme practic nu va trebui ajustată, iar pentru a funcționa veți avea nevoie de:

• Setați Uout=4,2 V fără o baterie conectată (folosind R8);
• Setați curentul de încărcare folosind R6 și R

Un LED de tip „încărcare” va funcționa bine ca indicator al funcționării încărcătorului. Se va aprinde dacă bateria conectată la acesta este descărcată și se va stinge când este complet încărcată.

Secvența de colectare a încărcării bateriei cu litiu cu propriile mâini este următoarea:

1. selectați un caz potrivit;
2. atașați la aceasta sursa de alimentare (5 V) și elementele circuitului specificat (neapărat în ordinea corectă);
3. luați alamă și tăiați două benzi din ea, atașați-le la prize;
4. folosind o piuliță, setați distanța dintre contacte și bateria pe care urmează să o conectați;
5. atașați întrerupătorul dacă doriți să puteți schimba ulterior polaritatea prizei (dacă nu, lăsați totul așa cum este).

Cum să asamblați un încărcător pentru baterii litiu-ion cu propriile mâini?

Din moment ce Baterii Li-Ion sensibile la tensiunea bruscă în timpul încărcării, bateriile de marcă au microcircuite speciale încorporate. Acestea asigură controlul tensiunii și nu permit depășirea limitelor admise. Prin urmare, pentru a asambla un încărcător pentru baterii cu litiu 18650 cu propriile mâini, aveți nevoie de mai multe circuit complex decât cel discutat mai sus.

Această versiune a bateriei va fi mult mai dificil de creat decât cea anterioară, iar acasă este posibil doar dacă aveți anumite abilități și experiență relevantă. În teorie, puteți obține un încărcător ale cărui caracteristici nu sunt deloc inferioare bateriilor de marcă. Dar, în practică, acest lucru nu este întotdeauna cazul.