Punjač za Li-Ion bateriju od smeća. Šta su litijumske baterije?
Mnogi ljudi vjerovatno imaju problem s punjenjem Li-Ion baterije bez kontrolera; ja sam imao ovu situaciju. Dobio sam mrtav laptop, a u bateriji su bile 4 limenke SANYO UR18650A koje su bile žive.
Odlučio sam zamijeniti LED lampa, umjesto tri AAA baterije. Postavilo se pitanje o njihovoj naplati.
Nakon kopanja po internetu pronašao sam gomilu dijagrama, ali detalji su malo skučeni u našem gradu.
Probao sam puniti sa punjaca za mobitel, problem je u kontroli punjenja, treba stalno pratiti grijanje, samo pocne da se grije, treba iskljuciti punjenje inace ce se baterija u najboljem slucaju ostetiti, u suprotnom možete zapaliti vatru.
Odlučio sam da to uradim sam. Kupio sam krevet za bateriju u radnji. Kupio sam punjač na buvljaku. Da biste lakše pratili kraj punjenja, preporučljivo je pronaći onaj sa dvobojnim LED diodom koji signalizira kraj punjenja. Prebacuje se iz crvene u zelenu kada je punjenje završeno.
Ali možete koristiti i običnu. Punjač se može zamijeniti USB kablom i puniti sa računara ili punjača sa USB izlazom.
Moj punjač je samo za baterije bez kontrolera. Uzeo sam kontroler sa stare baterije mobilnog telefona. Osigurava da baterija ne bude prenapunjena iznad napona od 4,2 V, ili ispražnjena ispod 2...3 V. Takođe, zaštitni krug štedi od kratkih spojeva isključujući samu banku od potrošača u trenutku kratki spoj.
Sadrži DW01 čip i sklop od dva SM8502A MOSFET tranzistora (M1, M2). Postoje i druge oznake, ali kola su slična ovoj i rade slično.
Kontroler punjenja baterije mobilnog telefona.
Kontrolni krug.
Još jedno kolo kontrolera.
Glavna stvar je da ne pobrkate polaritet lemljenja kontrolera na krevet i kontrolera na punjač. Kontrolna ploča ima “+” i “-” kontakte.
Preporučljivo je napraviti jasno vidljiv indikator u krevetu blizu pozitivnog kontakta, koristeći crvenu boju ili samoljepljivu foliju, kako bi se izbjegao obrnuti polaritet.
Sve sam spojio i evo šta se desilo.
Naplaćuje odlično. Kada napon dostigne 4,2 volta, kontroler isključuje bateriju iz punjenja i LED se prebacuje iz crvene u zelenu. Punjenje je završeno. Možete puniti druge Li-Ion baterije, samo koristite drugi krevet. Sretno svima.
Napredak ide naprijed, a tradicionalno korišteni NiCd (nikl-kadmijum) i NiMh (nikl-metal hidrid) se sve više zamjenjuju litijumske baterije.
Uz uporedivu težinu jednog elementa, litijum ima veći kapacitet, osim toga, napon elementa je tri puta veći - 3,6 V po elementu, umjesto 1,2 V.
Cijena litijumskih baterija se počela približavati cijenama konvencionalnih alkalnih baterija, njihova težina i veličina su mnogo manje, a osim toga, mogu se i trebaju se puniti. Proizvođač kaže da mogu izdržati 300-600 ciklusa.
Postoje različite veličine i nije teško odabrati pravu.
Samopražnjenje je toliko nisko da godinama sjede i ostaju napunjeni, tj. Uređaj ostaje u funkciji kada je to potrebno.
"C" označava kapacitet
Često se nalazi oznaka poput "xC". Ovo je jednostavno zgodna oznaka struje punjenja ili pražnjenja baterije s udjelima njenog kapaciteta. Izvedeno od engleske riječi “Capacity” (kapacitet, kapacitet).Kada govore o punjenju strujom od 2C, odnosno 0,1C, obično misle da bi struja trebala biti (2 × kapacitet baterije)/h ili (0,1 × kapacitet baterije)/h, respektivno.
Na primjer, baterija kapaciteta 720 mAh, za koju je struja punjenja 0,5 C, mora se puniti strujom od 0,5 × 720 mAh / h = 360 mA, to vrijedi i za pražnjenje.
Možete sami učiniti nešto jednostavno ili ne tako jednostavno Punjač, u zavisnosti od vašeg iskustva i mogućnosti.
Šema strujnog kruga jednostavnog punjača LM317
Rice. 5.
Aplikacioni krug pruža prilično preciznu stabilizaciju napona, koja se postavlja potenciometrom R2.
Stabilizacija struje nije toliko kritična kao stabilizacija napona, pa je dovoljno stabilizirati struju pomoću šant otpornika Rx i NPN tranzistora (VT1).
Potrebna struja punjenja za određenu litijum-jonsku (Li-Ion) i litijum-polimersku (Li-Pol) bateriju se bira promjenom Rx otpora.
Otpor Rx približno odgovara sljedećem omjeru: 0,95/Imax.
Vrijednost otpornika Rx prikazana na dijagramu odgovara struji od 200 mA, ovo je približna vrijednost, također ovisi o tranzistoru.
Potrebno je obezbediti radijator u zavisnosti od struje punjenja i ulaznog napona.
Ulazni napon mora biti najmanje 3 Volta veći od napona baterije za normalan rad stabilizatora, što za jednu konzervu iznosi 7-9 V.
Šema strujnog kruga jednostavnog punjača na LTC4054
Rice. 6.
Možete ukloniti LTC4054 kontroler punjenja sa starog mobilnog telefona, na primjer, Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).
Rice. 7. Ovaj mali čip sa 5 nogu je označen sa "LTH7" ili "LTADY"
Neću ulaziti u najsitnije detalje rada s mikrokolo; sve je u datasheet-u. Opisaću samo najpotrebnije karakteristike.
Struja punjenja do 800 mA.
Optimalni napon napajanja je od 4,3 do 6 volti.
Indikacija punjenja.
Izlazna zaštita od kratkog spoja.
Zaštita od pregrijavanja (smanjenje struje punjenja na temperaturama iznad 120°).
Ne puni bateriju kada je njen napon ispod 2,9 V.
Struja punjenja se postavlja otpornikom između petog terminala mikrokola i mase prema formuli
I=1000/R,
gdje je I struja punjenja u Amperima, R je otpor otpornika u Ohmima.
Indikator slabe litijumske baterije
Evo jednostavno kolo, koji svijetli LED kada je baterija prazna i njen preostali napon je blizu kritičnog.
Rice. 8.
Bilo koji tranzistori male snage. Napon paljenja LED dioda se bira djeliteljem od otpornika R2 i R3. Bolje je spojiti krug nakon zaštitne jedinice tako da LED ne isprazni bateriju u potpunosti.
Nijansa trajnosti
Proizvođač obično tvrdi 300 ciklusa, ali ako litij napunite samo 0,1 Volt manje, na 4,10 V, tada se broj ciklusa povećava na 600 ili čak više.Rad i mjere opreza
Sigurno je to reći litijum-polimerske baterije najosjetljivije baterije koje postoje, odnosno zahtijevaju obavezno poštivanje nekoliko jednostavnih, ali obaveznih pravila, nepoštovanje kojih može dovesti do problema.1. Punjenje do napona većeg od 4,20 volti po tegli nije dozvoljeno.
2. Nemojte kratko spojiti bateriju.
3. Pražnjenje strujama koje prelaze kapacitet opterećenja ili zagrijavanje baterije iznad 60°C nije dozvoljeno. 4. Pražnjenje ispod napona od 3,00 volti po tegli je štetno.
5. Zagrijavanje baterije iznad 60°C je štetno. 6. Smanjenje pritiska baterije je štetno.
7. Skladištenje u ispražnjenom stanju je štetno.
Nepoštivanje prve tri tačke dovodi do požara, ostatak - do potpunog ili djelomičnog gubitka kapaciteta.
Iz prakse dugogodišnjeg korištenja mogu reći da se kapacitet baterije malo mijenja, ali raste unutrašnji otpor i baterija počinje raditi kraće pri velikoj potrošnji struje - čini se da je kapacitet pao.
Iz tog razloga najčešće ugrađujem veći kontejner, kako to dimenzije uređaja dopuštaju, a i stare limenke stare deset godina sasvim dobro rade.
Za ne baš velike struje, prikladne su stare baterije za mobitele.
Možete dobiti puno savršeno ispravnih baterija 18650 iz stare baterije za laptop.
Gdje da koristim litijumske baterije?
Pretvorio sam svoj šrafciger i električni odvijač na litijum davno. Ove alate ne koristim redovno. Sada, čak i nakon godinu dana nekorištenja, rade bez punjenja!Baterije sam stavljao u dječje igračke, satove i sl., gdje su fabrički ugrađene 2-3 "dugmaste" ćelije. Tamo gdje je potrebno točno 3V, dodam jednu diodu u seriju i radi kako treba.
Stavio sam ih u LED lampe.
Umjesto skupe Krone 9V malog kapaciteta, u tester sam ugradio 2 limenke i zaboravio sve probleme i dodatne troškove.
Uglavnom, stavljam ga gdje god mogu, umjesto baterija.
Gdje mogu kupiti litijum i pripadajuće komunalne usluge
Na prodaju. Na istom linku ćete pronaći module za punjenje i druge korisne stvari za DIYers.Kinezi obično lažu o kapacitetu i manji je od onoga što piše.
Iskren Sanyo 18650
Procjena karakteristika određenog punjača je teška bez razumijevanja kako bi primjerno punjenje litijum-jonske baterije zapravo trebalo da se odvija. Stoga, prije nego što prijeđemo direktno na dijagrame, prisjetimo se malo teorije.
Šta su litijumske baterije?
U zavisnosti od materijala od kojeg je napravljena pozitivna elektroda litijumske baterije, postoji nekoliko varijanti:
- sa litijum-kobaltatnom katodom;
- sa katodom na bazi litijevog željeznog fosfata;
- na bazi nikl-kobalt-aluminijuma;
- na bazi nikl-kobalt-mangana.
Sve ove baterije imaju svoje karakteristike, ali budući da ove nijanse nisu od fundamentalnog značaja za općeg potrošača, neće se razmatrati u ovom članku.
Također, sve Li-ion baterije se proizvode u različitim veličinama i faktorima oblika. Mogu biti u kućištu (na primjer, danas popularni 18650) ili laminirani ili prizmatični (gel-polimer baterije). Potonje su hermetički zatvorene vrećice napravljene od posebnog filma, koje sadrže elektrode i elektrodnu masu.
Najčešće veličine litij-ionskih baterija prikazane su u donjoj tabeli (sve imaju nominalni napon od 3,7 volti):
| Oznaka | Standardna veličina | Slična veličina |
|---|---|---|
| XXYY0, Gdje XX- indikacija prečnika u mm, YY- vrijednost dužine u mm, 0 - odražava dizajn u obliku cilindra |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø odgovara AAA, ali polovina dužine) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2 AA | |
| 14270 | Ø AA, dužina CR2 | |
| 14430 | Ø 14 mm (isto kao AA), ali kraće dužine | |
| 14500 | aa | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (ili 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (ili 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (ili 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | WITH | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Unutrašnji elektrohemijski procesi se odvijaju na isti način i ne ovise o faktoru forme i dizajnu baterije, tako da sve što je dole navedeno važi podjednako za sve litijumske baterije.
Kako pravilno puniti litijum-jonske baterije
Najispravniji način punjenja litijumskih baterija je punjenje u dvije faze. Ovo je metod koji Sony koristi u svim svojim punjačima. Unatoč složenijem kontroleru punjenja, on pruža više puna napunjenost Li-ion baterije bez smanjenja njihovog radnog vijeka.
Ovdje govorimo o dvostepenom profilu punjenja za litijumske baterije, skraćeno CC/CV (konstantna struja, konstantni napon). Postoje i opcije s impulsnim i koraknim strujama, ali o njima se ne govori u ovom članku. Više o punjenju pulsna struja može se čitati.
Dakle, pogledajmo detaljnije obje faze punjenja.
1. U prvoj fazi Mora se osigurati stalna struja punjenja. Trenutna vrijednost je 0,2-0,5C. Za ubrzano punjenje, dozvoljeno je povećanje struje na 0,5-1,0C (gdje je C kapacitet baterije).
Na primjer, za bateriju kapaciteta 3000 mAh, nominalna struja punjenja u prvoj fazi je 600-1500 mA, a ubrzana struja punjenja može biti u rasponu od 1,5-3A.
Da bi se osigurala stalna struja punjenja određene vrijednosti, krug punjača mora biti u stanju povećati napon na terminalima baterije. Zapravo, u prvoj fazi punjač radi kao klasični stabilizator struje.
Bitan: Ako planirate puniti baterije s ugrađenom zaštitnom pločom (PCB), tada prilikom projektiranja kruga punjača morate osigurati da napon otvorenog kruga kruga nikada ne može prijeći 6-7 volti. U suprotnom, zaštitna ploča se može oštetiti.
U trenutku kada napon na bateriji poraste na 4,2 volta, baterija će dobiti otprilike 70-80% svog kapaciteta (konkretna vrijednost kapaciteta ovisit će o struji punjenja: s ubrzanim punjenjem bit će nešto manja, sa nominalna naplata - malo više). Ovaj trenutak označava kraj prve faze punjenja i služi kao signal za prelazak u drugu (i završnu) fazu.
2. Druga faza punjenja- ovo je napunjenost baterije konstantan napon, ali uz postepeno opadajuću (opadajuću) struju.
U ovoj fazi, punjač održava napon od 4,15-4,25 volti na bateriji i kontrolira trenutnu vrijednost.
Kako se kapacitet povećava, struja punjenja će se smanjiti. Čim se njegova vrijednost smanji na 0,05-0,01C, proces punjenja se smatra završenim.
Važna nijansa ispravnog rada punjača je njegovo potpuno odvajanje od baterije nakon završetka punjenja. To je zbog činjenice da je za litijumske baterije krajnje nepoželjno da ostanu pod visokim naponom dugo vremena, što obično osigurava punjač (tj. 4,18-4,24 volta). To dovodi do ubrzane degradacije kemijskog sastava baterije i, kao posljedica, smanjenja njenog kapaciteta. Dugotrajan boravak znači desetine sati ili više.
Tokom druge faze punjenja, baterija uspeva da dobije otprilike 0,1-0,15 više od svog kapaciteta. Ukupna napunjenost baterije tako dostiže 90-95%, što je odličan pokazatelj.
Pogledali smo dvije glavne faze punjenja. Međutim, obrada pitanja punjenja litijumskih baterija bila bi nepotpuna da se ne spominje još jedna faza punjenja - tzv. precharge.
Faza preliminarnog punjenja (predpunjenje)- ova faza se koristi samo za duboko ispražnjene baterije (ispod 2,5 V) kako bi se dovele u normalan način rada.
U ovoj fazi je naplata osigurana DC smanjuje vrijednost dok napon baterije ne dostigne 2,8 V.
Preliminarna faza je neophodna kako bi se spriječilo bubrenje i smanjenje tlaka (ili čak eksplozija vatrom) oštećenih baterija koje imaju, na primjer, unutrašnji kratki spoj između elektroda. Ako se velika struja punjenja odmah prođe kroz takvu bateriju, to će neizbježno dovesti do njenog zagrijavanja, a onda ovisi.
Još jedna prednost prethodnog punjenja je prethodno zagrevanje baterije, što je važno pri punjenju na niskim temperaturama okoline (u negrijanoj prostoriji tokom hladne sezone).
Inteligentno punjenje treba da bude u stanju da prati napon na bateriji tokom preliminarne faze punjenja i, ako napon ne raste duže vreme, zaključi da je baterija neispravna.
Sve faze punjenja litijum-jonske baterije (uključujući fazu prethodnog punjenja) shematski su prikazane na ovom grafikonu: 
Prekoračenje nazivnog napona punjenja za 0,15 V može smanjiti vijek trajanja baterije za polovicu. Smanjenje napona punjenja za 0,1 volt smanjuje kapacitet napunjene baterije za oko 10%, ali značajno produžava njen vijek trajanja. Napon potpuno napunjene baterije nakon vađenja iz punjača je 4,1-4,15 volti.
Dozvolite mi da sumiram gore navedeno i iznesem glavne tačke:
1. Koju struju trebam koristiti za punjenje li-jonske baterije (na primjer, 18650 ili bilo koje druge)?
Struja će ovisiti o tome koliko brzo želite da ga punite i može se kretati od 0,2C do 1C.
Na primjer, za bateriju veličine 18650 s kapacitetom od 3400 mAh, minimalna struja punjenja je 680 mA, a maksimalna je 3400 mA.
2. Koliko dugo traje punjenje, na primjer, istog punjive baterije 18650?
Vrijeme punjenja direktno ovisi o struji punjenja i izračunava se pomoću formule:
T = C / I punjenje.
Na primjer, vrijeme punjenja naše baterije od 3400 mAh sa strujom od 1A bit će oko 3,5 sata.
3. Kako pravilno napuniti litijum-polimersku bateriju?
Sve litijumske baterije pune se na isti način. Nije bitno da li je litijum polimer ili litijum jonski. Za nas potrošače nema razlike.
Šta je zaštitna ploča?
Zaštitna ploča (ili PCB - ploča za kontrolu napajanja) je dizajnirana da zaštiti od kratkog spoja, prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja litijumske baterije. Zaštita od pregrijavanja je po pravilu ugrađena i u module zaštite.
Iz sigurnosnih razloga upotreba litijumskih baterija u kućanskih aparata, ako nemaju ugrađenu zaštitnu ploču. Dakle, u svim baterijama od mobiteli Uvek postoji PCB ploča. Izlazni terminali baterije nalaze se direktno na ploči: 
Ove ploče koriste šestokraki kontroler punjenja na specijalizovanom uređaju (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 i drugi analozi). Zadatak ovog kontrolera je da isključi bateriju iz opterećenja kada je baterija potpuno ispražnjena i isključi bateriju iz punjenja kada dostigne 4,25V.
Evo, na primjer, dijagrama ploče za zaštitu baterije BP-6M koja je bila isporučena sa starim Nokia telefonima: 
Ako govorimo o 18650, mogu se proizvoditi sa ili bez zaštitne ploče. Zaštitni modul se nalazi u blizini negativnog terminala baterije. 
Ploča povećava dužinu baterije za 2-3 mm. 
Baterije bez PCB modula obično su uključene u baterije koje dolaze s vlastitim zaštitnim krugovima.
Svaka baterija sa zaštitom može se lako pretvoriti u bateriju bez zaštite; samo je trebate iznutriti. 
Danas je maksimalni kapacitet baterije 18650 3400 mAh. Baterije sa zaštitom moraju imati odgovarajuću oznaku na kućištu ("Protected"). 
Nemojte brkati PCB ploču sa PCM modulom (PCM - modul napajanja). Ako prvi služe samo u svrhu zaštite baterije, onda su drugi dizajnirani za kontrolu procesa punjenja - ograničavaju struju punjenja na datom nivou, kontroliraju temperaturu i općenito osiguravaju cijeli proces. PCM ploča je ono što zovemo kontroler punjenja.
Nadam se da sada više nema pitanja, kako napuniti 18650 bateriju ili bilo koju drugu litijumsku bateriju? Zatim prelazimo na mali izbor gotovih rješenja sklopova za punjače (isti kontroleri punjenja).
Šeme punjenja za Li-ion baterije
Svi krugovi su prikladni za punjenje bilo koje litijumske baterije; ostaje samo odlučiti o struji punjenja i bazi elemenata.
LM317
Dijagram jednostavnog punjača na bazi LM317 čipa s indikatorom napunjenosti: 
Krug je najjednostavniji, cijela postavka se svodi na postavljanje izlaznog napona na 4,2 volta pomoću trim otpornika R8 (bez priključene baterije!) i podešavanje struje punjenja odabirom otpornika R4, R6. Snaga otpornika R1 je najmanje 1 W.
Čim se LED ugasi, proces punjenja se može smatrati završenim (struja punjenja se nikada neće smanjiti na nulu). Nije preporučljivo držati bateriju na ovom punjenju dugo vremena nakon što je potpuno napunjena.
Mikrokrug lm317 se široko koristi u raznim stabilizatorima napona i struje (ovisno o strujnom krugu). Prodaje se na svakom uglu i košta peni (možete uzeti 10 komada za samo 55 rubalja).
LM317 dolazi u različitim kućištima: 
Dodjela pinova (pinout): 
Analozi LM317 čipa su: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (posljednja dva su domaće proizvodnje).
Struja punjenja se može povećati na 3A ako uzmete LM350 umjesto LM317. To će, međutim, biti skuplje - 11 rubalja po komadu.
Štampana ploča i sklop kola su prikazani u nastavku: 
Stari sovjetski tranzistor KT361 može se zamijeniti sličnim pnp tranzistor(na primjer, KT3107, KT3108 ili buržoaski 2N5086, 2SA733, BC308A). Može se potpuno ukloniti ako indikator punjenja nije potreban.
Nedostatak kola: napon napajanja mora biti u rasponu od 8-12V. To je zbog činjenice da za normalan rad LM317 čipa razlika između napona baterije i napona napajanja mora biti najmanje 4,25 volti. Stoga ga neće biti moguće napajati iz USB porta.
MAX1555 ili MAX1551
MAX1551/MAX1555 su specijalizovani punjači za Li+ baterije, koji mogu da rade sa USB-a ili sa zasebnog adaptera za napajanje (na primer, punjač za telefon).
Jedina razlika između ovih mikro krugova je u tome što MAX1555 proizvodi signal koji ukazuje na proces punjenja, a MAX1551 proizvodi signal da je napajanje uključeno. One. 1555 je i dalje poželjniji u većini slučajeva, tako da je 1551 sada teško naći u prodaji.
Detaljan opis ovih mikro krugova od proizvođača je.
Maksimalni ulazni napon iz DC adaptera je 7 V, kada se napaja preko USB-a - 6 V. Kada napon napajanja padne na 3,52 V, mikrokolo se isključuje i punjenje prestaje.
Mikrokrug sam detektuje na kom je ulazu prisutan napon napajanja i povezuje se na njega. Ako se napajanje napaja preko USB magistrale, tada je maksimalna struja punjenja ograničena na 100 mA - to vam omogućava da uključite punjač u USB priključak bilo kojeg računala bez straha od spaljivanja južnog mosta.
Kada se napaja odvojenim napajanjem, tipična struja punjenja je 280 mA.
Čipovi imaju ugrađenu zaštitu od pregrijavanja. Ali čak i u ovom slučaju, krug nastavlja raditi, smanjujući struju punjenja za 17 mA za svaki stupanj iznad 110 ° C.
Postoji funkcija prethodnog punjenja (vidi gore): sve dok je napon baterije ispod 3V, mikrokolo ograničava struju punjenja na 40 mA.
Mikrokolo ima 5 pinova. Evo tipičan dijagram uključuje: 
Ako postoji garancija da napon na izlazu vašeg adaptera ni pod kojim okolnostima ne može prijeći 7 volti, onda možete bez stabilizatora 7805.
Opcija USB punjenja se može sklopiti, na primjer, na ovom. 
Mikrokrug ne zahtijeva ni vanjske diode ni eksterne tranzistori. Općenito, naravno, prekrasne male stvari! Samo što su premalene i nezgodne za lemljenje. A i skupi su ().
LP2951
Stabilizator LP2951 proizvodi National Semiconductors (). Omogućava implementaciju ugrađene funkcije ograničavanja struje i omogućava vam da generišete stabilan nivo napona punjenja za litijum-jonsku bateriju na izlazu kola.
Napon punjenja je 4,08 - 4,26 volti i postavlja se otpornikom R3 kada je baterija isključena. Napon se održava vrlo precizno.
Struja punjenja je 150 - 300mA, ova vrijednost je ograničena unutarnjim krugovima LP2951 čipa (ovisno o proizvođaču).
Koristite diodu s malom obrnutom strujom. Na primjer, to može biti bilo koja serija 1N400X koju možete kupiti. Dioda se koristi kao dioda za blokiranje kako bi se spriječila povratna struja iz baterije u LP2951 čip kada je ulazni napon isključen. 
Ovaj punjač proizvodi prilično nisku struju punjenja, tako da se svaka 18650 baterija može puniti preko noći.
Mikrokrug se može kupiti iu DIP paketu iu SOIC paketu (košta oko 10 rubalja po komadu).
MCP73831
Čip vam omogućava da kreirate prave punjače, a takođe je jeftiniji od popularnog MAX1555. 
Tipičan dijagram povezivanja je preuzet iz: 
Važna prednost kruga je odsustvo snažnih otpornika niskog otpora koji ograničavaju struju punjenja. Ovdje se struja postavlja otpornikom spojenim na 5. pin mikrokola. Njegov otpor bi trebao biti u rasponu od 2-10 kOhm.
Sastavljen punjač izgleda ovako: 
Mikrokrug se prilično dobro zagrijava tokom rada, ali čini se da mu to ne smeta. Ispunjava svoju funkciju.
Evo još jedne verzije štampane ploče sa SMD LED i mikro-USB konektorom: 
LTC4054 (STC4054)
Vrlo jednostavna shema odlična opcija! Omogućava punjenje strujom do 800 mA (vidi). Istina, ima tendenciju da se jako zagrije, ali u ovom slučaju ugrađena zaštita od pregrijavanja smanjuje struju. 
Krug se može značajno pojednostaviti izbacivanjem jedne ili čak obje LED diode s tranzistorom. Onda će to izgledati ovako (morate priznati, ne može biti jednostavnije: par otpornika i jedan kondenzator): 
Jedna od opcija štampanih ploča dostupna je na . Ploča je dizajnirana za elemente standardne veličine 0805.
I=1000/R. Ne biste trebali odmah podesiti veliku struju; prvo pogledajte koliko će se mikrokolo zagrijati. Za svoje potrebe uzeo sam otpornik od 2,7 kOhm, a struja punjenja je bila oko 360 mA.
Malo je vjerovatno da će biti moguće prilagoditi radijator ovom mikrokrugu, a nije činjenica da će biti efikasan zbog visoke toplinske otpornosti spoja kristalnog kućišta. Proizvođač preporučuje da se hladnjak napravi “kroz provodnike” – da tragovi budu što deblji i da se folija ostavi ispod tijela čipa. Općenito, što je više "zemljane" folije ostalo, to bolje.
Inače, najveći dio topline se odvodi kroz 3. krak, tako da ovaj trag možete učiniti vrlo širokim i debelim (napunite ga viškom lema). 
LTC4054 paket čipa može biti označen kao LTH7 ili LTADY.
LTH7 se razlikuje od LTADY-a po tome što prvi može podići vrlo praznu bateriju (na kojoj je napon manji od 2,9 volti), dok drugi ne može (treba ga ljuljati zasebno).
Čip se pokazao veoma uspješnim, tako da ima gomilu analoga: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, ITPT408, BL4054, ITPT4080 , VS6102 , HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Prije upotrebe bilo kojeg od analoga, provjerite tehničke listove.
TP4056
Mikrokolo je napravljeno u kućištu SOP-8 (vidi), na trbuhu ima metalni hladnjak koji nije spojen na kontakte, što omogućava efikasnije odvođenje topline. Omogućava punjenje baterije strujom do 1A (struja ovisi o otporniku za podešavanje struje). 
Za dijagram povezivanja potreban je minimum visećih elemenata: 
Kolo provodi klasični proces punjenja - prvo punjenje konstantnom strujom, zatim konstantnim naponom i opadajućom strujom. Sve je naučno. Ako pogledate punjenje korak po korak, možete razlikovati nekoliko faza:
- Praćenje napona priključene baterije (ovo se stalno dešava).
- Faza predpunjenja (ako je baterija prazna ispod 2,9 V). Napunite strujom od 1/10 od one koju je programirao otpornik R prog (100 mA na R prog = 1,2 kOhm) do nivoa od 2,9 V.
- Punjenje maksimalnom konstantnom strujom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
- Kada baterija dostigne 4,2 V, napon na bateriji je fiksiran na ovom nivou. Počinje postepeno smanjenje struje punjenja.
- Kada struja dostigne 1/10 one koju je programirao otpornik R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), punjač se isključuje.
- Nakon što je punjenje završeno, kontroler nastavlja pratiti napon baterije (vidi točku 1). Struja koju troši strujni krug je 2-3 µA. Nakon što napon padne na 4.0V, punjenje počinje ponovo. I tako u krug.
Struja punjenja (u amperima) se izračunava po formuli I=1200/R prog. Dozvoljeni maksimum je 1000 mA.
Pravi test punjenja sa baterijom od 3400 mAh 18650 prikazan je na grafikonu: 
Prednost mikrokola je u tome što struju punjenja postavlja samo jedan otpornik. Snažni otpornici niskog otpora nisu potrebni. Plus tu je indikator procesa punjenja, kao i indikacija kraja punjenja. Kada baterija nije priključena, indikator treperi svakih nekoliko sekundi.
Napon napajanja kruga treba biti unutar 4,5...8 volti. Što je bliže 4,5V, to bolje (tako da se čip manje zagrijava).
Prva noga se koristi za povezivanje senzora temperature ugrađenog u litijum-jonska baterija(obično srednji terminal baterije mobilnog telefona). Ako je izlazni napon ispod 45% ili iznad 80% napona napajanja, punjenje se prekida. Ako vam nije potrebna kontrola temperature, samo stavite tu nogu na tlo.
Pažnja! Ovaj krug ima jedan značajan nedostatak: nepostojanje zaštitnog kruga od obrnutog polariteta baterije. U ovom slučaju, kontroler će zajamčeno izgorjeti zbog prekoračenja maksimalne struje. U ovom slučaju, napon napajanja kruga direktno ide na bateriju, što je vrlo opasno.
Pečat je jednostavan i može se napraviti za sat vremena na kolenu. Ako je vrijeme bitno, možete naručiti gotove module. Neki proizvođači gotovih modula dodajte zaštitu od prekomjerne struje i prekomjernog pražnjenja (na primjer, možete odabrati koju ploču trebate - sa ili bez zaštite i s kojim konektorom). 
Možete pronaći i gotove ploče sa kontaktom za senzor temperature. Ili čak i modul za punjenje s nekoliko paralelnih TP4056 mikro krugova za povećanje struje punjenja i sa zaštitom od obrnutog polariteta (primjer).
LTC1734
Također vrlo jednostavna shema. Struja punjenja je podešena otpornikom R prog (na primjer, ako instalirate otpornik od 3 kOhm, struja će biti 500 mA).
Mikro kola su obično označena na kućištu: LTRG (često se mogu naći u starim Samsung telefonima). 
Tranzistor će raditi sasvim dobro bilo koji p-n-p, glavna stvar je da je dizajniran za datu struju punjenja.
Na prikazanom dijagramu nema indikatora napunjenosti, ali na LTC1734 se kaže da pin “4” (Prog) ima dvije funkcije - podešavanje struje i praćenje kraja punjenja baterije. Na primjer, prikazano je kolo s kontrolom kraja punjenja pomoću komparatora LT1716. 
LT1716 komparator u ovom slučaju može se zamijeniti jeftinim LM358.
TL431 + tranzistor
Vjerojatno je teško smisliti sklop koji koristi pristupačnije komponente. Najteži dio ovdje je pronaći izvor referentnog napona TL431. Ali oni su toliko česti da se nalaze gotovo posvuda (rijetko kada izvor napajanja radi bez ovog mikrokruga). 
Pa, TIP41 tranzistor se može zamijeniti bilo kojim drugim s odgovarajućom strujom kolektora. Čak će i stari sovjetski KT819, KT805 (ili manje moćni KT815, KT817) moći.
Postavljanje kola se svodi na postavljanje izlaznog napona (bez baterije!!!) pomoću trim otpornika na 4,2 volta. Otpornik R1 postavlja maksimalnu vrijednost struje punjenja.
Ovaj krug u potpunosti implementira dvostepeni proces punjenja litijumskih baterija - prvo punjenje jednosmjernom strujom, zatim prelazak na fazu stabilizacije napona i glatko smanjenje struje na gotovo nulu. Jedini nedostatak je loša ponovljivost kola (kapriciozna je u postavljanju i zahtjevna za komponente koje se koriste).
MCP73812
Postoji još jedno nezasluženo zanemareno mikrokolo iz Microchipa - MCP73812 (vidi). Na osnovu toga dobija se vrlo jeftina opcija punjenja (i jeftina!). Cijeli body kit je samo jedan otpornik!
Inače, mikrokolo je napravljeno u paketu pogodnom za lemljenje - SOT23-5. 
Jedini nedostatak je što se jako zagrije i nema indikacije napunjenosti. Također nekako ne radi vrlo pouzdano ako imate izvor napajanja male snage (što uzrokuje pad napona). 
Općenito, ako vam indikacija punjenja nije važna, a struja od 500 mA vam odgovara, onda je MCP73812 vrlo dobra opcija.
NCP1835
Nudi se potpuno integrisano rešenje - NCP1835B, koje obezbeđuje visoku stabilnost napona punjenja (4,2 ±0,05 V).
Možda je jedini nedostatak ovog mikrokola njegova suviše minijaturna veličina (futrola DFN-10, veličine 3x3 mm). Ne može svatko osigurati kvalitetno lemljenje takvih minijaturnih elemenata. 
Među neospornim prednostima želim napomenuti sljedeće:
- Minimalni broj dijelova tijela.
- Mogućnost punjenja potpuno ispražnjene baterije (struja predpunjenja 30 mA);
- Određivanje kraja punjenja.
- Programabilna struja punjenja - do 1000 mA.
- Indikacija punjenja i greške (može detektovati baterije koje se ne mogu puniti i to signalizirati).
- Zaštita od dugotrajnog punjenja (promjenom kapacitivnosti kondenzatora C t, možete podesiti maksimalno vrijeme punjenje sa 6,6 na 784 minuta).
Cijena mikrokola nije baš jeftina, ali nije ni toliko visoka (~1$) da biste mogli odbiti da ga koristite. Ako vam odgovara lemilica, preporučio bih da odaberete ovu opciju.
Više Detaljan opis je u .
Mogu li puniti litijum-jonsku bateriju bez kontrolera?
Da, možeš. Međutim, to će zahtijevati blisku kontrolu struje i napona punjenja.
Općenito, neće biti moguće napuniti bateriju, na primjer, naš 18650, bez punjača. Još uvijek morate nekako ograničiti maksimalnu struju punjenja, tako da će i dalje biti potrebna barem najprimitivnija memorija.
Najjednostavniji punjač za bilo koju litijumsku bateriju je otpornik povezan serijski sa baterijom: 
Otpor i disipacija snage otpornika zavise od napona izvora napajanja koji će se koristiti za punjenje.
Kao primjer, izračunajmo otpornik za napajanje od 5 volti. Punićemo bateriju 18650 kapaciteta 2400 mAh.
Dakle, na samom početku punjenja, pad napona na otporniku će biti:
U r = 5 - 2,8 = 2,2 volta
Recimo da je naše napajanje od 5V predviđeno za maksimalnu struju od 1A. Krug će potrošiti najveću struju na samom početku punjenja, kada je napon na bateriji minimalan i iznosi 2,7-2,8 volti.
Pažnja: ovi proračuni ne uzimaju u obzir mogućnost da baterija bude jako duboko ispražnjena i da napon na njoj može biti mnogo niži, čak i na nulu.
Dakle, otpor otpornika potreban za ograničavanje struje na samom početku punjenja na 1 Amper bi trebao biti:
R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohm
Rasipanje snage otpornika:
P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W
Na samom kraju punjenja baterije, kada se napon na njoj približi 4,2 V, struja punjenja će biti:
I punjenje = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A
Odnosno, kao što vidimo, sve vrijednosti ne prelaze dozvoljene granice za datu bateriju: početna struja ne prelazi maksimalnu dozvoljenu struju punjenja za datu bateriju (2,4 A), a konačna struja premašuje struju kada baterija više ne dobija kapacitet (0,24 A).
Glavni nedostatak takvog punjenja je potreba za stalnim praćenjem napona na bateriji. I ručno isključite punjenje čim napon dostigne 4,2 volta. Činjenica je da litijumske baterije vrlo loše podnose čak i kratkotrajni prenapon - mase elektroda počinju brzo degradirati, što neizbježno dovodi do gubitka kapaciteta. Istovremeno se stvaraju svi preduslovi za pregrijavanje i smanjenje pritiska.
Ako vaša baterija ima ugrađenu zaštitnu ploču, o čemu je bilo riječi gore, onda sve postaje jednostavnije. Kada se dostigne određeni napon na bateriji, sama ploča će je odvojiti od punjača. Međutim, ovaj način punjenja ima značajne nedostatke, o kojima smo govorili u.
Zaštita ugrađena u bateriju neće dozvoliti njeno prepunjavanje ni pod kojim okolnostima. Sve što treba da uradite je da kontrolišete struju punjenja tako da ne prelazi dozvoljene vrednosti za datu bateriju (nažalost, zaštitne ploče ne mogu ograničiti struju punjenja).
Punjenje pomoću laboratorijskog napajanja
Ako imate napajanje sa strujnom zaštitom (ograničenjem), onda ste spašeni! Takav izvor napajanja je već punopravni punjač koji implementira ispravan profil punjenja, o čemu smo pisali gore (CC/CV).
Sve što treba da uradite da biste napunili li-ion je da podesite napajanje na 4,2 volta i podesite željeno ograničenje struje. I možete spojiti bateriju.
U početku, kada je baterija još uvijek prazna, laboratorijsko napajanje će raditi u režimu strujne zaštite (tj. stabiliziraće izlaznu struju na datom nivou). Zatim, kada napon na banci poraste na postavljenih 4,2V, napajanje će se prebaciti u režim stabilizacije napona, a struja će početi opadati.
Kada struja padne na 0,05-0,1C, baterija se može smatrati potpuno napunjenom.
Kao što vidite, laboratorijsko napajanje je gotovo idealan punjač! Jedina stvar koju ne može učiniti automatski je donijeti odluku da potpuno napuni bateriju i isključi se. Ali ovo je sitnica na koju ne treba ni obraćati pažnju.
Kako napuniti litijumske baterije?
A ako govorimo o bateriji za jednokratnu upotrebu koja nije namijenjena za punjenje, onda je tačan (i jedini ispravan) odgovor na ovo pitanje NE.
Poenta je da bilo koji litijumska baterija(na primjer, uobičajeni CR2032 u obliku ravne tablete) karakterizira prisustvo unutrašnjeg pasivizirajućeg sloja koji prekriva litijumsku anodu. Ovaj sloj sprečava hemijsku reakciju između anode i elektrolita. A dovod vanjske struje uništava gornji zaštitni sloj, što dovodi do oštećenja baterije.
Usput, ako govorimo o nepunjivoj CR2032 bateriji, onda je LIR2032, koja je vrlo slična njoj, već punopravna baterija. Može se i treba naplatiti. Samo njegov napon nije 3, već 3,6V.
O tome kako puniti litijumske baterije (bilo da se radi o bateriji telefona, 18650 ili bilo kojoj drugoj litij-ionskoj bateriji) raspravljalo se na početku članka.
Za svoje najnovije projekte koristio sam Li-Pol baterije za mobitele. Zaista su divni. Visoka gustoća energije, nisko samopražnjenje, bez efekta memorije. Ali Li-Pol baterije, za razliku od drugih, zahtijevaju složenije punjače. Morate izbjegavati prekoračenje napona punjenja i prekomjerno punjenje - to može oštetiti bateriju.
Koristio sam Sparkfun LiPoly punjač baziran na MAX1555 neko vrijeme i radio je jako dobro. Jedina stvar koja nije radila je kontrola struje punjenja. Nakon nekoliko eksperimenata, odlučio sam isprobati još jedan čip - MCP73833.
MC73833 Features
(kopirano iz specifikacije):
- Visoka preciznost podešavanja izlaznog napona
- Opcije kontrole izlaznog napona
- Izlazna struja koju može programirati korisnik do 1 A
- Dva statusna izlaza sa otvorenim odvodom
- Opcije pretplate i završetka
- Zaštita od prenapona
- Izlaz "punjenje je završeno"
Svidjela mi se sposobnost čipa da podesi struju punjenja i izlaze statusa, koji su izuzetno korisni u ozbiljnim uređajima.
Šema
Otpornik R4 postavlja struju punjenja. Ugradio sam ovaj otpornik u kontakte konektora kako bi bilo pogodnije promijeniti struju za punjenje drugih vrsta baterija. Uz otpor otpornika od 10 kOhm, struja punjenja baterije je 100 mA.
Rezultat
Sve korištene komponente su 0805 SMD, osim čipa MCP73833, koji ima MSOP-10 paket. Ovo je bio moj prvi pokušaj da napravim uređaj koristeći SMD komponente. Koristio sam stanicu za lemljenje. Pokazalo se da je potrebna vrlo precizna doza paste za lemljenje. Višak lema se mora ukloniti posebnom pletenicom za odlemljenje.
zaključci
Sljedeća verzija bi trebala imati utičnicu za povezivanje mrežni adapter. Dva pina su nezgodna za povezivanje izvora napajanja.
Napomena: kao što vidite, ploča ima mini-USB konektor za povezivanje punjača sa laptopom.
Toplo preporučujem korištenje neke vrste USB čvorišta za testiranje bilo kojeg USB uređaja koji napravite.
Nisam ovo uradio, a sada imam prvi maketu punjača koji je izgoreo i jedini koji je preživeo USB port u laptopu. I iako me je OS upozorio "Visoka potrošnja struje, port će biti onemogućen", bilo je prekasno. Ukratko, upozoreni ste.
Uvezena mikro kola / MICROCHIP 1A Li-Ion/Li-Poly kontroler punjenja, PG izlaz MSOP10
| Provajder | Proizvođač | Ime | Cijena |
|---|---|---|---|
| Triema | MCP73833-CNI/MF | 1 rub. | |
| LZO standard | Microchip | MCP73833T-FCI/UN | 20 rub. |
| Dessie | Microchip | MCP73833T-FCI/UN | 72 rub. |
| LifeElectronics | Microchip | MCP73833T-FCI/MF | na zahtjev |
- VRLO, JAKO KORISAN ARTIKL AUTOMATSKO PUNJENJE BATERIJE JE AKTUELNO.
- I meni se dopao, veoma je relevantan, i što je najvažnije, ima praktičnu vrednost.
- Dodatne informacije o baterijama. http://www.compitech.ru/html.cgi/arh...9/stat_116.htm
- Točno je navedeno - to je praktična vrijednost. A aditiv iz llllll je jako...
- Reci mi gdje je drugi dio, Li-jonske baterije za robote. tehnologija?
- Ako mislite na članak Litijum-jonske baterije za robotiku. Deo 1. Uvod, prvo, ovo pitanje je trebalo postaviti ne u ovoj temi, već u komentarima tog članka, drugo, pogledajte datum objavljivanja članka - juče 23. juna. Dalje, pogledajte sam dno članka - nastavak Po mom mišljenju, sve je logično. Ili nije sve očigledno? Pa, dajte prevodiocima i urednicima bar malo vremena da pripreme nastavak.
- Čip je dobar, ali mi se nije svidjelo kako ga je autor članka koristio, nije ni čudo što je spalio port na laptopu. Pogledajte detaljnije dio dijagrama miniUSB konektora.
- Recite mi kako promijeniti krug da osiguram USB priključak prilikom punjenja s njega? Ali bilo je moguće napajati punjač iz mrežnog adaptera.
- ugradite odgovarajući otpornik, 3-5kOhm, potrebno je oko 350-200mA sa porta, 1kOhm će povući struju od 1A. Sastavio sam krug koristeći datasheet i sada postoje dva pitanja koja ne razumijem: zašto se mikrokolo puni samo do 4,10-4,13V? i kako spojiti sijalicu da se ugasi kada se dostigne minimalni napon za bateriju?
