Φορτιστής για μπαταρίες λιθίου. Κύκλωμα φόρτισης μπαταριών λιθίου

Η πρόοδος προχωρά και οι μπαταρίες λιθίου αντικαθιστούν όλο και περισσότερο τις παραδοσιακά χρησιμοποιούμενες μπαταρίες NiCd (νικελίου-καδμίου) και NiMh (νικελίου-υδριδίου μετάλλου).
Με συγκρίσιμο βάρος ενός στοιχείου, το λίθιο έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα, επιπλέον, η τάση του στοιχείου είναι τρεις φορές υψηλότερη - 3,6 V ανά στοιχείο, αντί για 1,2 V.
Το κόστος των μπαταριών λιθίου έχει αρχίσει να προσεγγίζει αυτό των συμβατικών αλκαλικών μπαταριών, το βάρος και το μέγεθός τους είναι πολύ μικρότερα, και επιπλέον μπορούν και πρέπει να φορτιστούν. Ο κατασκευαστής λέει ότι αντέχουν 300-600 κύκλους.
Υπάρχουν διάφορα μεγέθη και η επιλογή του σωστού δεν είναι δύσκολη.
Η αυτοεκφόρτιση είναι τόσο χαμηλή που κάθονται χρόνια και παραμένουν φορτισμένα, δηλ. Η συσκευή παραμένει σε λειτουργία όταν χρειάζεται.

Το "C" σημαίνει χωρητικότητα

Ένας χαρακτηρισμός όπως "xC" βρίσκεται συχνά. Αυτός είναι απλώς ένας βολικός προσδιορισμός του ρεύματος φόρτισης ή εκφόρτισης της μπαταρίας με μερίδια της χωρητικότητάς της. Προέρχεται από την αγγλική λέξη "Capacity" (χωρητικότητα, χωρητικότητα).
Όταν μιλούν για φόρτιση με ρεύμα 2 C ή 0,1 C, συνήθως εννοούν ότι το ρεύμα πρέπει να είναι (2 × χωρητικότητα μπαταρίας)/ώρα ή (0,1 × χωρητικότητα μπαταρίας)/ώρα, αντίστοιχα.
Για παράδειγμα, μια μπαταρία χωρητικότητας 720 mAh, για την οποία το ρεύμα φόρτισης είναι 0,5 C, πρέπει να φορτιστεί με ρεύμα 0,5 × 720 mAh / h = 360 mA, αυτό ισχύει και για την εκφόρτιση.

Μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας έναν απλό ή όχι πολύ απλό φορτιστή, ανάλογα με την εμπειρία και τις δυνατότητές σας.

Διάγραμμα κυκλώματος ενός απλού φορτιστή LM317

Ρύζι. 5.

Το κύκλωμα εφαρμογής παρέχει αρκετά ακριβή σταθεροποίηση τάσης, η οποία ρυθμίζεται από το ποτενσιόμετρο R2.
Η σταθεροποίηση ρεύματος δεν είναι τόσο κρίσιμη όσο η σταθεροποίηση τάσης, επομένως αρκεί να σταθεροποιήσετε το ρεύμα χρησιμοποιώντας μια αντίσταση διακλάδωσης Rx και ένα τρανζίστορ NPN (VT1).

Το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης για μια συγκεκριμένη μπαταρία ιόντων λιθίου (Li-Ion) και λιθίου-πολυμερούς (Li-Pol) επιλέγεται αλλάζοντας την αντίσταση Rx.
Η αντίσταση Rx αντιστοιχεί περίπου στην ακόλουθη αναλογία: 0,95/Imax.
Η τιμή της αντίστασης Rx που υποδεικνύεται στο διάγραμμα αντιστοιχεί σε ρεύμα 200 mA, αυτή είναι μια κατά προσέγγιση τιμή, εξαρτάται επίσης από το τρανζίστορ.

Είναι απαραίτητο να παρέχεται ένα ψυγείο ανάλογα με το ρεύμα φόρτισης και την τάση εισόδου.
Η τάση εισόδου πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 Volt υψηλότερη από την τάση της μπαταρίας για την κανονική λειτουργία του σταθεροποιητή, η οποία για ένα κουτί είναι 7-9 V.

Διάγραμμα κυκλώματος ενός απλού φορτιστή στο LTC4054

Ρύζι. 6.

Μπορείτε να αφαιρέσετε τον ελεγκτή φόρτισης LTC4054 από ένα παλιό κινητό τηλέφωνο, για παράδειγμα, τη Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).

Ρύζι. 7. Αυτό το μικρό τσιπ με 5 πόδια φέρει την ετικέτα "LTH7" ή "LTADY"

Δεν θα μπω στις πιο μικρές λεπτομέρειες της εργασίας με το μικροκύκλωμα. Θα περιγράψω μόνο τα πιο απαραίτητα χαρακτηριστικά.
Ρεύμα φόρτισης έως 800 mA.
Η βέλτιστη τάση τροφοδοσίας είναι από 4,3 έως 6 Volt.
Ένδειξη χρέωσης.
Προστασία βραχυκυκλώματος εξόδου.
Προστασία υπερθέρμανσης (μείωση ρεύματος φόρτισης σε θερμοκρασίες άνω των 120°).
Δεν φορτίζει την μπαταρία όταν η τάση της είναι κάτω από 2,9 V.

Το ρεύμα φόρτισης ρυθμίζεται από μια αντίσταση μεταξύ του πέμπτου ακροδέκτη του μικροκυκλώματος και της γείωσης σύμφωνα με τον τύπο

I=1000/R,
όπου I είναι το ρεύμα φόρτισης σε Amperes, R είναι η αντίσταση της αντίστασης σε Ohms.

Ένδειξη χαμηλής μπαταρίας λιθίου

Εδώ είναι ένα απλό κύκλωμα που ανάβει ένα LED όταν η μπαταρία είναι χαμηλή και η υπολειπόμενη τάση της είναι κοντά στο κρίσιμο.

Ρύζι. 8.

Οποιαδήποτε τρανζίστορ χαμηλής ισχύος. Η τάση ανάφλεξης LED επιλέγεται από έναν διαχωριστή από τις αντιστάσεις R2 και R3. Είναι καλύτερα να συνδέσετε το κύκλωμα μετά τη μονάδα προστασίας, έτσι ώστε το LED να μην αδειάζει εντελώς την μπαταρία.

Η απόχρωση της ανθεκτικότητας

Ο κατασκευαστής ισχυρίζεται συνήθως 300 κύκλους, αλλά εάν φορτίζετε λίθιο μόλις 0,1 Volt λιγότερο, στα 4,10 V, τότε ο αριθμός των κύκλων αυξάνεται στους 600 ή και περισσότερους.

Λειτουργία και προφυλάξεις

Είναι ασφαλές να πούμε ότι οι μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς είναι οι πιο «λεπτές» μπαταρίες που υπάρχουν, δηλαδή απαιτούν υποχρεωτική συμμόρφωση με αρκετούς απλούς αλλά υποχρεωτικούς κανόνες, η μη συμμόρφωση με τους οποίους μπορεί να προκαλέσει προβλήματα.
1. Δεν επιτρέπεται η φόρτιση σε τάση που υπερβαίνει τα 4,20 Volt ανά βάζο.
2. Μην βραχυκυκλώνετε την μπαταρία.
3. Δεν επιτρέπεται η εκφόρτιση με ρεύματα που υπερβαίνουν τη χωρητικότητα φορτίου ή η θέρμανση της μπαταρίας πάνω από 60°C. 4. Μια εκφόρτιση κάτω από μια τάση 3,00 Volt ανά βάζο είναι επιβλαβής.
5. Η θέρμανση της μπαταρίας πάνω από 60°C είναι επιβλαβής. 6. Η αποσυμπίεση της μπαταρίας είναι επιβλαβής.
7. Η αποθήκευση σε κατάσταση εκκένωσης είναι επιβλαβής.

Η μη συμμόρφωση με τα πρώτα τρία σημεία οδηγεί σε πυρκαγιά, τα υπόλοιπα - σε πλήρη ή μερική απώλεια χωρητικότητας.

Από την εμπειρία πολλών ετών χρήσης, μπορώ να πω ότι η χωρητικότητα των μπαταριών αλλάζει ελάχιστα, αλλά η εσωτερική αντίσταση αυξάνεται και η μπαταρία αρχίζει να λειτουργεί λιγότερο χρόνο σε υψηλή κατανάλωση ρεύματος - φαίνεται ότι η χωρητικότητα έχει πέσει.
Για το λόγο αυτό συνήθως τοποθετώ μεγαλύτερο δοχείο, όπως το επιτρέπουν οι διαστάσεις της συσκευής, ακόμα και παλιά κονσέρβες δέκα ετών λειτουργούν αρκετά καλά.

Για όχι πολύ υψηλά ρεύματα, οι παλιές μπαταρίες κινητών είναι κατάλληλες.

Μπορείτε να πάρετε πολλές μπαταρίες 18650 που λειτουργούν τέλεια από μια παλιά μπαταρία φορητού υπολογιστή.

Πού μπορώ να χρησιμοποιήσω τις μπαταρίες λιθίου;

Μετέτρεψα το κατσαβίδι και το ηλεκτρικό μου κατσαβίδι σε λίθιο πριν από πολύ καιρό. Δεν χρησιμοποιώ αυτά τα εργαλεία τακτικά. Πλέον και μετά από ένα χρόνο αχρηστίας λειτουργούν χωρίς επαναφόρτιση!

Βάζω μικρές μπαταρίες σε παιδικά παιχνίδια, ρολόγια κ.λπ., όπου είχαν τοποθετηθεί 2-3 κελιά “κουμπιά” από το εργοστάσιο. Όπου ακριβώς χρειάζεται 3V, προσθέτω μια δίοδο σε σειρά και λειτουργεί σωστά.

Τα έβαλα σε φακούς LED.

Αντί για το ακριβό και χαμηλής χωρητικότητας Krona 9V, τοποθέτησα 2 κονσέρβες στο tester και ξέχασα όλα τα προβλήματα και τα επιπλέον έξοδα.

Γενικά το βάζω όπου μπορώ αντί για μπαταρίες.

Πού μπορώ να αγοράσω λίθιο και τα σχετικά βοηθητικά προγράμματα

Προς πώληση. Στον ίδιο σύνδεσμο θα βρείτε μονάδες φόρτισης και άλλα χρήσιμα είδη για DIYers.

Οι Κινέζοι συνήθως λένε ψέματα για τη χωρητικότητα και είναι μικρότερη από ότι γράφεται.

Ειλικρινής Sanyo 18650

Δεδομένου ότι ο αριθμός των επισκέψεων στις σελίδες του ιστότοπου για το αίτημα "κύκλωμα φόρτισης μπαταρίας ιόντων λιθίου" έχει αυξηθεί σημαντικά. Μπορείτε ακόμη και να πείτε την πλειοψηφία αυτών των αιτημάτων ανά ημέρα. Επομένως, για να ικανοποιήσουμε τη ζήτηση πληροφοριών, θα αφιερώσουμε μια ξεχωριστή ενότητα σε αυτό το θέμα.

Αρχικά, σας παρουσιάζω το απλούστερο κύκλωμα φόρτισης για μπαταρίες ιόντων λιθίου 3,7 volt. Το τροφοδοτικό είναι 5 βολτ, σε αυτό το κύκλωμα τροφοδοτείται από υπολογιστή USB, προσαρμογέα DC 5 volt (για παράδειγμα, φορτιστή από κινητό τηλέφωνο) ή ηλιακή μπαταρία χαμηλής ισχύος. Η ισχύς του φορτιστή θεωρείται ότι είναι περίπου 1 αμπέρ.

Ο εγκέφαλος και η καρδιά του κυκλώματος είναι το μικροτσίπ MCP73831. Πολύ εύκολο να αποκτήσετε ή να αγοράσετε σε κατάστημα ραδιοφώνου. Η μέση τιμή είναι περίπου 1,5 - 2 αμερικανικά αειθαλή. Μπορείτε να παραγγείλετε από τους Κινέζους μέσω του συνδέσμου μόνο με 3,88 $ για 10 κομμάτια. Το MCP73831 είναι ένα από τα φθηνά μικροτσίπ στη σειρά ελεγκτών φόρτισης για χρήση σε περιορισμένο χώρο πλακέτας. Μπορείτε να δείτε το φύλλο δεδομένων για το MCP73831 στη διεύθυνση. Αυτό το τσιπ χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο σταθερού ρεύματος/σταθερής φόρτισης. Σταματά επίσης να φορτίζεται όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη.

Εδώ είναι ένα γενικό διάγραμμα:

Έχουν γίνει δημοφιλείς στα φορητά ηλεκτρονικά είδη επειδή διαθέτουν την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από οποιαδήποτε μπαταρία που χρησιμοποιείται σε εμπορικές εφαρμογές. Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν χιλιάδες επαναφορτίσεις και καμία εμφάνιση "", σε αντίθεση με τις μπαταρίες. Ωστόσο, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου πρέπει να φορτίζονται υπό προσεκτικό έλεγχο σταθερού ρεύματος και σταθερής τάσης. Η υπερφόρτιση και ο απρόσεκτος χειρισμός των στοιχείων ιόντων λιθίου μπορεί να προκαλέσει βλάβη ή ασταθή λειτουργία της μπαταρίας.

Έτσι, όπως ήδη αναφέρθηκε, το ρεύμα φόρτισης θα πρέπει να είναι περίπου 1 αμπέρ. Η παρεχόμενη τάση δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 5 βολτ. Οι εκτιμώμενες διαστάσεις της πλακέτας του φορτιστή δεν είναι μεγάλες, περίπου 25 x 19 x 10 mm.

Όλα τα απαραίτητα στοιχεία φαίνονται στο διάγραμμα. Η mini υποδοχή USB χρησιμεύει ως δέκτης 5 volt, αλλά η φαντασία σας δεν είναι περιορισμένη. Μπορείτε τουλάχιστον να κολλήσετε απευθείας τα καλώδια από τον προσαρμογέα 5 V.

• Το αμπερόμετρο μπορεί να συνδεθεί μόνο στην είσοδο +5 v.
• Εάν η τάση εισόδου εξακολουθεί να είναι ελαφρώς υψηλότερη, το ρεύμα φόρτισης θα είναι επίσης αντίστοιχα υψηλότερο. Αλλά αυτό είναι εντάξει, καθώς το μικροτσίπ MCP73831 θα κόψει την υπερβολική τάση στην έξοδο.
• Το μικροκύκλωμα θα σταματήσει επίσης να φορτίζει όταν η τάση της μπαταρίας φτάσει τα 3,7 V.
• Είναι καλύτερο το ρεύμα φόρτισης να είναι 35 - 37% της χωρητικότητας της μπαταρίας που φορτίζεται. Δηλαδή, εάν η μπαταρία είναι ονομαστική στα 1000 mA, τότε το ρεύμα φόρτισης θα πρέπει να είναι περίπου 400 mA.

Έτοιμα κασκόλ για συγκόλληση:

Έτσι μοιάζει η ολοκληρωμένη πλακέτα φορτιστή μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Να σας υπενθυμίσω ότι οι διαστάσεις πρέπει να είναι περίπου 25 x 19 x 10 mm.

Αν και το κύκλωμα είναι εξαιρετικά απλό στη σχεδίαση και τη συναρμολόγηση, και η συναρμολόγησή του δεν θα είναι δύσκολη, νομίζω ότι είναι απαραίτητο να σας ειδοποιήσω ότι μπορείτε να αγοράσετε αυτό το κύκλωμα για όχι περισσότερο από 2 $, όπως ίσως έχετε μαντέψει, από τους Κινέζους.

Μπορείτε να στερεώσετε το ίδιο το κουτί της μπαταρίας, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας μαγνήτες νεοδυμίου, και επίσης να δείτε άλλες επιλογές για τη σύνδεση επαφών για μπαταρίες κουτιών

Αυτό είναι όλο, σύντομα θα δείξω και άλλα και κυκλώματα φορτιστών εξισορρόπησης.

Σήμερα, ειδικές μπαταρίες χρησιμοποιούνται για κινητά, οικιακές συσκευές και εργαλεία. Διαφέρουν ως προς τα χαρακτηριστικά απόδοσης. Προκειμένου η μπαταρία να λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, χωρίς αστοχίες, πρέπει να λάβετε υπόψη τις απαιτήσεις των κατασκευαστών των προϊόντων που παρουσιάζονται.

Ένας από τους πιο δημοφιλείς τύπους σήμερα είναι οι μπαταρίες Li-Ion. Ο τρόπος σωστής φόρτισης αυτού του τύπου μπαταρίας, καθώς και τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας του, θα πρέπει να εξεταστούν λεπτομερώς πριν από τη λειτουργία της συσκευής.

γενικά χαρακτηριστικά

Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους μπαταριών σήμερα είναι ο τύπος Li-Ion. Τέτοιες συσκευές έχουν σχετικά χαμηλό κόστος. Ταυτόχρονα, δεν είναι απαιτητικά για τις συνθήκες λειτουργίας. Σε αυτήν την περίπτωση, ο χρήστης σπάνια έχει μια ερώτηση σχετικά με το πώς να φορτίσει σωστά μια κυλινδρική μπαταρία Li-Ion 18650 ή άλλου τύπου.

Τις περισσότερες φορές, οι μπαταρίες που παρουσιάζονται εγκαθίστανται σε smartphone, φορητούς υπολογιστές, tablet και άλλες παρόμοιες συσκευές. Οι μπαταρίες που παρουσιάζονται χαρακτηρίζονται από ανθεκτικότητα και αξιοπιστία. Δεν φοβούνται την πλήρη αποφόρτιση.

Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των προϊόντων που παρουσιάζονται είναι η απουσία "εφέ μνήμης". Αυτές οι μπαταρίες μπορούν να φορτιστούν σχεδόν σε οποιαδήποτε κατάλληλη στιγμή. Το "φαινόμενο μνήμης" εμφανίζεται όταν η μπαταρία δεν είναι πλήρως αποφορτισμένη. Εάν έχει μείνει λίγη φόρτιση σε αυτό, η χωρητικότητα της μπαταρίας θα αρχίσει να μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Αυτό θα οδηγήσει σε ανεπαρκή παροχή ρεύματος για τον εξοπλισμό. Στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, το «φαινόμενο μνήμης» ελαχιστοποιείται.

Σχέδιο

Ο σχεδιασμός μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου εξαρτάται από τον τύπο της συσκευής για την οποία προορίζεται. Ένα κινητό τηλέφωνο χρησιμοποιεί μια μπαταρία που ονομάζεται "βάζο". Έχει ορθογώνιο σχήμα και περιλαμβάνει ένα δομικό στοιχείο. Η ονομαστική του τάση είναι 3,7 V.

Ο παρουσιαζόμενος τύπος μπαταρίας για φορητό υπολογιστή έχει εντελώς διαφορετικό σχεδιασμό. Μπορεί να υπάρχουν πολλές μεμονωμένες μπαταρίες σε αυτό (2-12 τεμάχια). Κάθε ένα από αυτά έχει κυλινδρικό σχήμα. Αυτές είναι μπαταρίες Li-Ion 18650 Ο κατασκευαστής του εξοπλισμού υποδεικνύει λεπτομερώς πώς να τις φορτίσετε σωστά. Αυτός ο σχεδιασμός περιλαμβάνει έναν ειδικό ελεγκτή. Μοιάζει με μικροκύκλωμα. Ο ελεγκτής ελέγχει τη διαδικασία φόρτισης και δεν επιτρέπει την υπέρβαση της ονομαστικής χωρητικότητας της μπαταρίας.

Οι σύγχρονες μπαταρίες για tablet και smartphone παρέχουν επίσης λειτουργία ελέγχου φόρτισης. Αυτό επεκτείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Προστατεύεται από διάφορους δυσμενείς παράγοντες.

Λειτουργίες Φόρτισης

Όταν εξετάζετε πώς να φορτίζετε σωστά τις μπαταρίες Li-Ion ενός τηλεφώνου, φορητού υπολογιστή και άλλου εξοπλισμού, πρέπει να δώσετε προσοχή στα χαρακτηριστικά λειτουργίας της παρουσιαζόμενης συσκευής. Πρέπει να πούμε ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν ανέχονται βαθιά εκφόρτιση και υπερφόρτιση. Αυτό ελέγχεται από μια ειδική συσκευή που προστίθεται στο σχέδιο (ελεγκτής).

Είναι ιδανικό να διατηρείτε τη φόρτιση του παρουσιαζόμενου τύπου μπαταρίας σε επίπεδο 20 έως 80% της πλήρους χωρητικότητας. Ο ελεγκτής το παρακολουθεί. Ωστόσο, οι ειδικοί δεν συνιστούν να αφήνετε τη συσκευή συνεχώς συνδεδεμένη στη φόρτιση. Αυτό μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Σε αυτή την περίπτωση, ο ελεγκτής υπόκειται σε σταθερό φορτίο. Με την πάροδο του χρόνου, η λειτουργικότητά του μπορεί να μειωθεί εξαιτίας αυτού.

Ταυτόχρονα, ο ελεγκτής δεν θα επιτρέπει επίσης βαθιά εκφόρτιση. Απλώς θα απενεργοποιήσει την μπαταρία σε μια συγκεκριμένη στιγμή. Αυτή η προστατευτική λειτουργία είναι εξαιρετικά απαραίτητη. Διαφορετικά, ο χρήστης θα μπορούσε κατά λάθος να υπερφορτίσει ή να υπερφορτίσει την μπαταρία. Οι σύγχρονες μπαταρίες παρέχουν επίσης υψηλής ποιότητας προστασία από την υπερθέρμανση.

Αρχή λειτουργίας μπαταρίας

Για να κατανοήσετε πώς να φορτίζετε σωστά μια μπαταρία Li-Ion (καινούργια ή μεταχειρισμένη), πρέπει να εξετάσετε την αρχή της λειτουργίας της. Αυτό θα σας επιτρέψει να αξιολογήσετε την ανάγκη παρακολούθησης του επιπέδου εκφόρτισης και φόρτισης της συσκευής.

Τα ιόντα λιθίου σε μια μπαταρία αυτού του τύπου μετακινούνται από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ηλεκτρόδια μπορούν να κατασκευαστούν από διαφορετικά υλικά. Αυτός ο δείκτης έχει μικρότερο αντίκτυπο στα χαρακτηριστικά απόδοσης της συσκευής.

Τα ιόντα λιθίου αναπτύσσονται στο κρυσταλλικό πλέγμα των ηλεκτροδίων. Τα τελευταία, με τη σειρά τους, αλλάζουν τον όγκο και τη σύνθεσή τους. Όταν η μπαταρία φορτίζεται ή αποφορτίζεται, υπάρχουν περισσότερα ιόντα σε ένα από τα ηλεκτρόδια. Όσο υψηλότερο είναι το φορτίο στα μεταλλικά δομικά στοιχεία που τοποθετεί το λίθιο, τόσο μικρότερη θα είναι η διάρκεια ζωής της συσκευής. Επομένως, είναι προτιμότερο να μην αφήνετε ένα υψηλό ποσοστό ιόντων να καθιζάνει στο ένα ή στο άλλο ηλεκτρόδιο.

Επιλογές φόρτισης

Πριν χρησιμοποιήσετε την μπαταρία, πρέπει να σκεφτείτε πώς να φορτίσετε σωστά την μπαταρία Li-Ion ενός smartphone, tablet και άλλου εξοπλισμού. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να γίνει αυτό.

Μια από τις πιο σωστές λύσεις θα ήταν η χρήση φορτιστή. Παρέχεται πλήρης με ηλεκτρονικό εξοπλισμό από κάθε κατασκευαστή.

Η δεύτερη επιλογή είναι να φορτίσετε την μπαταρία από έναν επιτραπέζιο υπολογιστή συνδεδεμένο σε ένα οικιακό δίκτυο. Για αυτό χρησιμοποιείται ένα καλώδιο USB. Σε αυτήν την περίπτωση, η διαδικασία φόρτισης θα διαρκέσει περισσότερο από ό,τι όταν χρησιμοποιείτε την πρώτη μέθοδο.

Μπορείτε να εκτελέσετε αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιώντας τον αναπτήρα στο αυτοκίνητό σας. Μια άλλη λιγότερο δημοφιλής μέθοδος είναι η φόρτιση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου χρησιμοποιώντας μια καθολική συσκευή. Λέγεται και «βάτραχος». Τις περισσότερες φορές, τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται για την επαναφόρτιση μπαταριών smartphone. Οι επαφές αυτής της συσκευής μπορούν να ρυθμιστούν σε πλάτος.

Φόρτιση νέας μπαταρίας

Η νέα μπαταρία πρέπει να τεθεί σε λειτουργία σωστά. Για να γίνει αυτό, το τηλέφωνο, το tablet ή άλλος εξοπλισμός σας πρέπει να είναι πλήρως αποφορτισμένο. Μόνο όταν η συσκευή απενεργοποιηθεί μπορεί να συνδεθεί στο δίκτυο. Το χειριστήριο θα αποτρέψει την υπερβολική εξάντληση της μπαταρίας. Είναι αυτός που απενεργοποιεί τη συσκευή όταν η μπαταρία χάνει χωρητικότητα σε ένα προκαθορισμένο επίπεδο.

Στη συνέχεια, πρέπει να συνδέσετε τον ηλεκτρικό εξοπλισμό στο δίκτυο χρησιμοποιώντας έναν τυπικό φορτιστή. Η διαδικασία εκτελείται μέχρι να ανάψει πράσινη η ένδειξη. Μπορείτε να αφήσετε τη συσκευή online για μερικές ακόμη ώρες. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται αρκετές φορές. Δεν χρειάζεται να αποφορτίσετε ειδικά το τηλέφωνο, το tablet ή το φορητό υπολογιστή σας.

Κανονική φόρτιση

Η γνώση του πώς να φορτίζετε σωστά τις μπαταρίες Li-Ion μπορεί να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Οι ειδικοί συνιστούν να ακολουθήσετε τη σωστή διαδικασία για αυτή τη διαδικασία για μια νέα μπαταρία. Μετά από αυτό, δεν συνιστάται η πλήρης αποφόρτιση της μπαταρίας. Όταν η ένδειξη δείχνει ότι η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι φορτισμένη μόνο κατά 14-15%, πρέπει να συνδεθεί στο δίκτυο.

Ταυτόχρονα, δεν συνιστάται επίσης η χρήση άλλων συσκευών εκτός από την τυπική για την πλήρωση της χωρητικότητας της μπαταρίας. Έχει τις μέγιστες αποδεκτές τιμές ρεύματος που επιτρέπονται για ένα συγκεκριμένο μοντέλο μπαταρίας. Άλλες επιλογές θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο εάν είναι απολύτως απαραίτητο.

Βαθμονόμηση

Υπάρχει μια ακόμη απόχρωση που πρέπει να γνωρίζετε όταν μελετάτε το ερώτημα πώς να φορτίζετε σωστά τις μπαταρίες Li-Ion. Οι ειδικοί συνιστούν περιοδική βαθμονόμηση αυτής της συσκευής. Πραγματοποιείται μία φορά κάθε τρεις μήνες.

Πρώτα, σε κανονική λειτουργία, πρέπει να αποφορτίσετε τον ηλεκτρικό εξοπλισμό πριν τον απενεργοποιήσετε. Στη συνέχεια συνδέεται στο δίκτυο. Η φόρτιση συνεχίζεται μέχρι να γίνει πράσινη η ένδειξη (η μπαταρία είναι 100% φορτισμένη). Αυτή η διαδικασία πρέπει να ακολουθηθεί για να λειτουργεί σωστά ο ελεγκτής.

Κατά τη διεξαγωγή μιας τέτοιας διαδικασίας, η πλακέτα κυκλώματος μπαταρίας καθορίζει τα όρια φόρτισης και εκφόρτισης. Αυτό είναι απαραίτητο για τη διασφάλιση της κανονικής λειτουργίας του ελεγκτή και την αποφυγή αστοχιών. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται ένας τυπικός φορτιστής, ο οποίος παρέχεται από τον κατασκευαστή μαζί με το τηλέφωνο, το tablet ή το φορητό υπολογιστή.

Αποθήκευση

Προκειμένου η μπαταρία να λειτουργεί όσο το δυνατόν περισσότερο και αποτελεσματικά, πρέπει επίσης να εξετάσετε το ερώτημα πώς να φορτίσετε σωστά μια μπαταρία Li-Ion για αποθήκευση. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να προκύψει μια κατάσταση όταν η συσκευή για την τροφοδοσία του εξοπλισμού δεν χρησιμοποιείται προσωρινά. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να προετοιμαστεί κατάλληλα για αποθήκευση.

Η μπαταρία φορτίζεται στο 50%. Σε αυτή την κατάσταση μπορεί να αποθηκευτεί για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, η θερμοκρασία περιβάλλοντος πρέπει να είναι περίπου 15 ºC. Εάν αυξηθεί, ο ρυθμός με τον οποίο η μπαταρία χάνει τη χωρητικότητά της θα αυξηθεί.

Εάν η μπαταρία πρέπει να αποθηκευτεί για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, πρέπει να αποφορτίζεται πλήρως και να φορτίζεται μία φορά το μήνα. Η μπαταρία φτάνει το 100% της καθορισμένης χωρητικότητάς της. Στη συνέχεια η συσκευή αποφορτίζεται ξανά και φορτίζεται στο 50%. Εάν αυτή η διαδικασία εκτελείται τακτικά, η μπαταρία μπορεί να αποθηκευτεί για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Μετά από αυτό, θα είναι πλήρως χρησιμοποιήσιμο.

Εξετάζοντας πώς να φορτίζετε σωστά τις μπαταρίες Li-Ion, μπορείτε να παρατείνετε σημαντικά τη διάρκεια ζωής αυτού του τύπου μπαταριών.

Στο προηγούμενο άρθρο, εξέτασα το θέμα της αντικατάστασης των μπαταριών κατσαβιδιού νικελίου-καδμίου (νικελίου-μαγγανίου) NiCd (NiMn) με μπαταρίες λιθίου. Είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη αρκετούς κανόνες για τη φόρτιση των μπαταριών.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μεγέθους 18650 μπορούν γενικά να φορτιστούν σε τάση 4,20 V ανά στοιχείο με ανοχή όχι μεγαλύτερη από 50 mV, επειδή η αύξηση της τάσης μπορεί να βλάψει τη δομή της μπαταρίας. Το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας μπορεί να είναι 0,1xC έως 1xC (εδώ χωρητικότητα C). Είναι καλύτερα να επιλέξετε αυτές τις τιμές από το φύλλο δεδομένων. Χρησιμοποίησα επώνυμες μπαταρίες για την ανακατασκευή του κατσαβιδιού. Κοιτάμε το φύλλο δεδομένων - ρεύμα φόρτισης -1,5Α.

Ο πιο σωστός τρόπος θα ήταν να φορτίσετε τις μπαταρίες λιθίου σε δύο βήματα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο CCCV (σταθερό ρεύμα, σταθερή τάση).

Το πρώτο στάδιο πρέπει να παρέχει σταθερό ρεύμα φόρτισης. Η τρέχουσα τιμή είναι 0,2-0,5 C. Χρησιμοποίησα μια μπαταρία χωρητικότητας 3000 mAh, που σημαίνει ότι το ονομαστικό ρεύμα φόρτισης θα είναι 600-1500 mA. Αφού το δοχείο φορτιστεί με σταθερή τάση, το ρεύμα μειώνεται συνεχώς.

Η τάση της μπαταρίας διατηρείται στα 4,15-4,25V. Η μπαταρία φορτίζεται εάν το ρεύμα μειωθεί στους 0,05-0,01 C. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, χρησιμοποιούμε ηλεκτρονικές πλακέτες της Aliexpress. Κατεβάστε την πλακέτα CC/CV με περιορισμό ρεύματος στο τσιπ XL4015E1 ή στο LM2596. Ένας τέτοιος πίνακας είναι προτιμότερος καθώς είναι πιο βολικό στη διαμόρφωση.

XL4015E1 Προδιαγραφές.
Μέγιστο ρεύμα εξόδου έως 5 A.
Τάση εξόδου: 0,8V-30V.
Τάση εισόδου 5V-32V.
έχει παρόμοιες παραμέτρους, μόνο ρεύμα μέχρι 3 Α.

Κατάλογος εργαλείων και υλικών.

Προσαρμογέας 220\12 V, 3 A - 1 τεμάχιο;
- τυπικός φορτιστής κατσαβιδιού (ή τροφοδοτικό).
-Πλακέτα φόρτισης CC/CV σε ή -1 τεμ.
- καλώδια σύνδεσης - συγκολλητικό σίδερο.
-δοκιμαστής;
- πλαστικό κουτί για πλακέτα φόρτισης - 1 τεμάχιο.
- μίνι βολτόμετρο - 1 τεμάχιο;
-μεταβλητή αντίσταση (ποτενσιόμετρο) για 10-20 kOhm - 1 τεμάχιο.
- υποδοχή τροφοδοσίας για τη θήκη μπαταριών του κατσαβιδιού - 1 τεμ.

Βήμα πρώτο. Συναρμολόγηση ενός φορτιστή μπαταρίας κατσαβιδιού σε έναν προσαρμογέα.

Έχουμε ήδη επιλέξει την πλακέτα cccv παραπάνω. Ως πηγή ενέργειας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε με τις ακόλουθες παραμέτρους - τάση εξόδου όχι μικρότερη από 18 V (για κύκλωμα 4S), ρεύμα 3 A. Στο πρώτο παράδειγμα κατασκευής φορτιστή για μπαταρίες ιόντων λιθίου ενός κατσαβιδιού, Χρησιμοποίησα έναν προσαρμογέα 12 V, 3 A.

Πρώτα, έλεγξα τι ρεύμα μπορεί να παράγει στο ονομαστικό φορτίο. Συνέδεσα μια λάμπα αυτοκινήτου στην έξοδο και περίμενα μισή ώρα. Παράγει ελεύθερα 1,9 A χωρίς υπερφόρτωση. Επίσης, μέτρησα τη θερμοκρασία στο ψυγείο του τρανζίστορ - 40°C. Αρκετά κανονική λειτουργία.

Αλλά σε αυτή την περίπτωση δεν υπάρχει αρκετή ένταση. Αυτό μπορεί εύκολα να διορθωθεί με τη βοήθεια μόνο ενός φθηνού ραδιοεξάρτημα - μιας μεταβλητής αντίστασης (ποτενσιόμετρο) 10-20 kOhm. Ας δούμε ένα τυπικό κύκλωμα προσαρμογέα.

Υπάρχει μια ελεγχόμενη δίοδος zener TL431 στο διάγραμμα που βρίσκεται στο κύκλωμα ανάδρασης. Το καθήκον του είναι να διατηρεί σταθερή τάση εξόδου σύμφωνα με το φορτίο. Μέσω ενός διαχωριστή δύο αντιστάσεων, συνδέεται με τη θετική έξοδο του προσαρμογέα. Πρέπει να κολλήσουμε στην αντίσταση (ή να την ξεκολλήσουμε εντελώς και να την κολλήσουμε στη θέση της, τότε η τάση θα ρυθμιστεί προς τα κάτω) η οποία συνδέεται στον ακροδέκτη 1 της διόδου zener TL431 και στον αρνητικό δίαυλο μια μεταβλητή αντίσταση. Περιστρέψτε τον άξονα του ποτενσιόμετρου και ρυθμίστε την επιθυμητή τάση. Στη δική μου περίπτωση, το έβαλα στα 18 V (μικρό περιθώριο από 16,8 V για πτώση στην πλακέτα CC/CV). Εάν η τάση που υποδεικνύεται στα περιβλήματα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών που βρίσκονται στην έξοδο του κυκλώματος είναι μεγαλύτερη από τη νέα τάση, μπορεί να εκραγούν. Στη συνέχεια, πρέπει να τα αντικαταστήσετε με ένα απόθεμα τάσης 30%.

Στη συνέχεια, συνδέουμε την πλακέτα ελέγχου φόρτισης στον προσαρμογέα. Ρυθμίζουμε την τάση στην πλακέτα με μια αντίσταση trimmer στα 16,8 V. Με μια άλλη αντίσταση trimmer ρυθμίζουμε το ρεύμα στα 1,5 A, και πρώτα συνδέουμε τον ελεγκτή σε λειτουργία αμπερόμετρου στην έξοδο της πλακέτας. Τώρα μπορείτε να συνδέσετε το συγκρότημα κατσαβιδιών ιόντων λιθίου. Η φόρτιση πήγε καλά, το ρεύμα έπεσε στο ελάχιστο στο τέλος της φόρτισης και η μπαταρία φορτίστηκε. Η θερμοκρασία στον προσαρμογέα ήταν μεταξύ 40-43°C, κάτι που είναι απολύτως φυσιολογικό. Στο μέλλον, μπορείτε να ανοίξετε τρύπες στο σώμα του προσαρμογέα για να βελτιώσετε τον αερισμό (ειδικά το καλοκαίρι).

Το τέλος της φόρτισης της μπαταρίας φαίνεται από το LED στην πλακέτα του XL4015E1 που ανάβει. Σε αυτό το παράδειγμα, χρησιμοποίησα μια άλλη πλακέτα LM2596 με τον ίδιο τρόπο που έκαψα κατά λάθος το XL4015E1 κατά τη διάρκεια πειραμάτων. Σας συμβουλεύω να κάνετε καλύτερη φόρτιση στην πλακέτα XL4015E1.

Βήμα δυο. Συναρμολόγηση κυκλώματος φορτιστή μπαταρίας κατσαβιδιού με χρήση τυπικού φορτιστή.

Είχα έναν τυπικό φορτιστή από άλλο κατσαβίδι. Είναι σχεδιασμένο να φορτίζει μπαταρίες νικελίου-μαγγανίου. Το καθήκον ήταν να φορτιστούν τόσο μπαταρίες νικελίου-μαγγανίου όσο και ιόντων λιθίου.

Έτσι, με τη βοήθεια ενός μικρού κουτιού, ή καλύτερα του περιεχομένου του, μπορείτε να φορτίσετε τις μπαταρίες του κατσαβιδιού μας.

Εάν έχετε έναν τυπικό φορτιστή σε μετασχηματιστή, τότε μπορείτε να συνδέσετε την πλακέτα CC/CV μετά τη γέφυρα διόδου του ανορθωτή.

Η μέθοδος μετατροπής του προσαρμογέα μπορεί να γίνει από αρχάριους και μπορεί να είναι χρήσιμη για άλλους σκοπούς, ως αποτέλεσμα, έχουμε μια μονάδα προϋπολογισμού για την τροφοδοσία διαφόρων συσκευών.

Περισσότερες λεπτομέρειες στο βίντεο:

Εύχομαι σε όλους υγεία και επιτυχίες στη ζωή και την εργασία!

Σίγουρα, κάθε ραδιοερασιτέχνης αντιμετώπισε πρόβλημα κατά τη σύνδεση μπαταριών λιθίου σε σειρά, παρατήρησε ότι η μία τελειώνει γρήγορα και η άλλη εξακολουθεί να φορτίζει, αλλά λόγω της άλλης, ολόκληρη η μπαταρία δεν παράγει την απαιτούμενη τάση. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν φορτίζεται ολόκληρο το πακέτο μπαταριών, δεν φορτίζονται ομοιόμορφα και ορισμένες μπαταρίες αποκτούν πλήρη χωρητικότητα ενώ άλλες όχι. Αυτό οδηγεί όχι μόνο σε γρήγορη εκφόρτιση, αλλά και σε αστοχία μεμονωμένων στοιχείων λόγω συνεχούς ανεπαρκούς φόρτισης.
Η επίλυση του προβλήματος είναι αρκετά απλή, κάθε στοιχείο μπαταρίας απαιτεί έναν λεγόμενο εξισορροπητή, μια συσκευή που, αφού φορτιστεί πλήρως η μπαταρία, εμποδίζει την περαιτέρω επαναφόρτισή της και χρησιμοποιεί ένα τρανζίστορ ελέγχου για να περάσει το ρεύμα φόρτισης από την κυψέλη.
Το κύκλωμα εξισορρόπησης είναι αρκετά απλό, συναρμολογημένο σε μια δίοδο zener ελεγχόμενης ακρίβειας TL431A και ένα τρανζίστορ άμεσης αγωγής BD140.

Μετά από πολύ πειραματισμό, το κύκλωμα άλλαξε λίγο, 3 δίοδοι 1N4007 συνδεδεμένες σε σειρά εγκαταστάθηκαν στη θέση των αντιστάσεων, ο εξισορροπητής, κατά τη γνώμη μου, έγινε πιο σταθερός, οι δίοδοι ζεσταίνονται αισθητά κατά τη φόρτιση, αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη όταν απλώνοντας τον πίνακα.

Αρχή λειτουργίαςπολύ απλό, εφόσον η τάση στο στοιχείο είναι μικρότερη από 4,2 βολτ, η φόρτιση βρίσκεται σε εξέλιξη, η ελεγχόμενη δίοδος zener και το τρανζίστορ είναι κλειστά και δεν επηρεάζουν τη διαδικασία φόρτισης. Μόλις η τάση φτάσει τα 4,2 βολτ, η δίοδος zener αρχίζει να ανοίγει το τρανζίστορ, το οποίο μεταφέρει την μπαταρία μέσω αντιστάσεων συνολικής αντίστασης 4 Ωμ, εμποδίζοντας έτσι την αύξηση της τάσης πάνω από το ανώτερο όριο των 4,2 βολτ και επιτρέπει το υπόλοιπο μπαταρίες για φόρτιση. Ένα τρανζίστορ με αντιστάσεις περνάει αθόρυβα ρεύμα περίπου 500 mA, ενώ θερμαίνεται μέχρι 40-45 βαθμούς. Μόλις ανάψει η λυχνία LED στον εξισορροπητή, η μπαταρία που είναι συνδεδεμένη σε αυτήν είναι πλήρως φορτισμένη. Δηλαδή, εάν έχετε συνδεδεμένες 3 μπαταρίες, τότε το τέλος της φόρτισης θα πρέπει να θεωρείται το άναμμα των LED και των τριών εξισορροπητών.
ΡυθμίσειςΕίναι πολύ απλό, εφαρμόζουμε τάση 5 βολτ στην πλακέτα (χωρίς μπαταρία) μέσω μιας αντίστασης περίπου 220 Ohms και μετράμε την τάση στην πλακέτα, θα πρέπει να είναι 4,2 βολτ, αν διαφέρει, τότε επιλέγουμε 220 αντίσταση kOhm εντός μικρών ορίων.
Η τάση για φόρτιση πρέπει να παρέχεται περίπου 0,1-0,2 βολτ περισσότερο από την τάση σε κάθε στοιχείο στη φορτισμένη κατάσταση, για παράδειγμα: έχουμε 3 μπαταρίες συνδεδεμένες σε σειρά, 4,2 βολτ η καθεμία σε κατάσταση φόρτισης, η συνολική τάση είναι 12,6 βολτ. 12,6 + 0,1 + 0,1 + 0,1 = 12,9 βολτ. Θα πρέπει επίσης να περιορίσετε το ρεύμα φόρτισης στα 0,5 A.
Ως επιλογή για σταθεροποιητή τάσης και ρεύματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το μικροκύκλωμα LM317, η σύνδεση είναι στάνταρ από το φύλλο δεδομένων, το κύκλωμα μοιάζει με αυτό.

Ο μετασχηματιστής πρέπει να επιλεγεί με βάση τον υπολογισμό - η τάση της φορτισμένης μπαταρίας + 3 volt σύμφωνα με τη μεταβλητή, για τη σωστή λειτουργία του LM317. Παράδειγμα: έχετε μπαταρία 12,6 volt + 3 volt = ένας μετασχηματιστής χρειάζεται εναλλασσόμενη τάση 15-16 volt.
Δεδομένου ότι το LM317 είναι ένας γραμμικός ρυθμιστής και η πτώση τάσης σε αυτό θα μετατραπεί σε θερμότητα, πρέπει να το εγκαταστήσουμε σε ένα καλοριφέρ.
Τώρα λίγο για τον τρόπο υπολογισμού του διαιρέτη R3-R4 για σταθεροποίηση τάσης, αλλά πολύ απλά σύμφωνα με τον τύπο R3+R4=(Vo/1,25-1)*R2, η τιμή Vo είναι η τάση τέλους φόρτισης (μέγιστη έξοδος μετά τον σταθεροποιητή).
Παράδειγμα: πρέπει να πάρουμε έξοδο 12,9 βολτ για 3. μπαταρίες με εξισορροπητές. R3+R4=(12,9/1,25-1)*240=2476,8 Ohm. που είναι περίπου ίσο με 2,4 kOhm + έχουμε μια αντίσταση κοπής για ακριβή ρύθμιση (470 Ohms), η οποία θα μας επιτρέψει να ρυθμίσουμε εύκολα την υπολογισμένη τάση εξόδου.
Τώρα υπολογίστε το ρεύμα εξόδου, η αντίσταση Ri είναι υπεύθυνη για αυτό, ο τύπος είναι απλός Ri=0,6/Iz, όπου Iз είναι το μέγιστο ρεύμα φόρτισης. Παράδειγμα: χρειαζόμαστε ρεύμα 500 mA, Ri=0,6/0,5A= 1,2 Ohm. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ένα ρεύμα φόρτισης ρέει μέσω αυτής της αντίστασης, επομένως η ισχύς του πρέπει να είναι 2 W. Αυτό είναι όλο, δεν αναρτώ τους πίνακες, θα είναι όταν συναρμολογήσω έναν φορτιστή με έναν εξισορροπητή για τον ανιχνευτή μετάλλων μου.