Nabíječka pro Li-Ion baterie z odpadu. Co jsou to lithiové baterie?
Mnoho lidí má pravděpodobně problém s nabíjením Li-Ion baterie bez ovladače, já jsem měl tuto situaci. Dostal jsem mrtvý notebook a v baterii byly 4 živé plechovky SANYO UR18650A.
Rozhodl jsem se vyměnit LED svítilna místo tří AAA baterií. Vyvstala otázka jejich nabíjení.
Po prohrabání se na internetu jsem našel hromadu schémat, ale detaily jsou v našem městě trochu těsné.
Zkoušel jsem nabíjení z nabíječky mobilu, problém je v kontrole nabíjení, je potřeba neustále hlídat zahřívání, prostě se to začne hřát, je potřeba odpojit od nabíjení, jinak se v lepším případě poškodí baterie, jinak můžete rozdělat oheň.
Rozhodl jsem se to udělat sám. Koupil jsem v obchodě postel na baterii. Nabíječku jsem koupil na bleším trhu. Pro snazší sledování konce nabíjení je vhodné najít takový s dvoubarevnou LED, která signalizuje konec nabíjení. Po dokončení nabíjení se změní z červené na zelenou.
Můžete ale použít i obyčejný. Nabíječku lze vyměnit za USB kabel a nabíjet z počítače nebo nabíječky s USB výstupem.
Moje nabíječka je pouze na baterie bez ovladače. Vzal jsem ovladač ze staré baterie mobilního telefonu. Zajišťuje, aby nedošlo k přebití baterie nad napětím 4,2 V, nebo vybití pod 2...3 V. Ochranný obvod také šetří zkraty tím, že v okamžiku odpojí samotnou banku od spotřebitele zkrat.
Obsahuje čip DW01 a sestavu dvou tranzistorů MOSFET SM8502A (M1, M2). Existují i další značení, ale obvody jsou podobné tomuto a fungují podobně.
Ovladač nabíjení baterie mobilního telefonu.
Obvod regulátoru.
Další obvod regulátoru.
Hlavní je nezaměnit polaritu připájení ovladače k lůžku a ovladače k nabíječce. Řídicí deska má kontakty „+“ a „-“.
Je vhodné udělat v lůžku v blízkosti kladného kontaktu dobře viditelný indikátor pomocí červené barvy nebo samolepicí fólie, aby nedošlo k přepólování.
Dal jsem všechno dohromady a stalo se toto.
Nabíjí skvěle. Když napětí dosáhne 4,2 V, regulátor odpojí baterii od nabíjení a LED se přepne z červené na zelenou. Nabíjení je dokončeno. Můžete nabíjet jiné Li-Ion baterie, stačí použít jiné lůžko. Hodně štěstí všem.
Pokrok jde dopředu a tradičně používané NiCd (nikl-kadmium) a NiMh (nikl-metalhydrid) jsou stále častěji nahrazovány lithiové baterie.
Při srovnatelné hmotnosti jednoho prvku má lithium vyšší kapacitu, navíc napětí prvku je třikrát vyšší – 3,6 V na prvek, místo 1,2 V.
Cena lithiových baterií se začala blížit konvenčním alkalickým bateriím, jejich hmotnost a velikost jsou mnohem menší a kromě toho se mohou a měly by se nabíjet. Výrobce uvádí, že vydrží 300-600 cyklů.
Existují různé velikosti a vybrat si tu správnou není těžké.
Samovybíjení je tak nízké, že sedí roky a zůstávají nabité, tzn. Zařízení zůstává v provozu v případě potřeby.
"C" znamená kapacitu
Často se vyskytuje označení jako „xC“. Jde jednoduše o pohodlné označení nabíjecího nebo vybíjecího proudu baterie s podíly její kapacity. Odvozeno z anglického slova „Capacity“ (kapacita, kapacita).Když mluví o nabíjení proudem 2C, nebo 0,1C, obvykle tím myslí, že proud by měl být (2 × kapacita baterie)/h, respektive (0,1 × kapacita baterie)/h.
Například akumulátor s kapacitou 720 mAh, u kterého je nabíjecí proud 0,5 C, je nutné nabíjet proudem 0,5 × 720 mAh / h = 360 mA, to platí i pro vybíjení.
Sami můžete udělat něco jednoduchého nebo ne tak jednoduchého Nabíječka, v závislosti na vašich zkušenostech a schopnostech.
Schéma zapojení jednoduché nabíječky LM317
Rýže. 5.
Aplikační obvod zajišťuje poměrně přesnou stabilizaci napětí, která se nastavuje potenciometrem R2.
Stabilizace proudu není tak kritická jako stabilizace napětí, takže stačí stabilizovat proud pomocí bočníku Rx a tranzistoru NPN (VT1).
Požadovaný nabíjecí proud pro konkrétní lithium-iontovou (Li-Ion) a lithium-polymerovou (Li-Pol) baterii se volí změnou odporu Rx.
Odpor Rx přibližně odpovídá následujícímu poměru: 0,95/Imax.
Hodnota odporu Rx uvedená v diagramu odpovídá proudu 200 mA, jedná se o přibližnou hodnotu, záleží také na tranzistoru.
Je nutné zajistit radiátor v závislosti na nabíjecím proudu a vstupním napětí.
Vstupní napětí musí být alespoň o 3 V vyšší než napětí baterie pro normální provoz stabilizátoru, což je pro jednu plechovku 7-9 V.
Schéma zapojení jednoduché nabíječky na LTC4054
Rýže. 6.
Ovladač nabíjení LTC4054 můžete odstranit ze starého mobilního telefonu, například Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).
Rýže. 7. Tento malý 5nohý čip je označen „LTH7“ nebo „LTADY“
Nebudu zacházet do nejmenších detailů práce s mikroobvodem, vše je v datovém listu. Popíšu jen ty nejnutnější vlastnosti.
Nabíjecí proud až 800 mA.
Optimální napájecí napětí je od 4,3 do 6 Voltů.
Indikace nabití.
Ochrana proti zkratu na výstupu.
Ochrana proti přehřátí (snížení nabíjecího proudu při teplotách nad 120°).
Nenabíjí baterii, pokud je její napětí nižší než 2,9 V.
Nabíjecí proud je nastaven odporem mezi pátou svorkou mikroobvodu a zemí podle vzorce
I=1000/R,
kde I je nabíjecí proud v ampérech, R je odpor odporu v ohmech.
Indikátor vybití lithiové baterie
Tady jednoduchý obvod, který rozsvítí LED, když je baterie vybitá a její zbytkové napětí se blíží kritické hodnotě.
Rýže. 8.
Jakékoli tranzistory s nízkým výkonem. Zapalovací napětí LED se volí děličem z rezistorů R2 a R3. Je lepší zapojit obvod za ochrannou jednotku, aby LED zcela nevybila baterii.
Nuance trvanlivosti
Výrobce obvykle uvádí 300 cyklů, ale pokud nabijete lithium jen o 0,1 Voltu méně, na 4,10 V, pak se počet cyklů zvýší na 600 nebo dokonce více.Provoz a bezpečnostní opatření
Dá se to říct lithium-polymerové baterie nejjemnější existující baterie, to znamená, že vyžadují povinné dodržování několika jednoduchých, ale povinných pravidel, jejichž nedodržení může vést k problémům.1. Nabíjení na napětí přesahující 4,20 V na nádobu není povoleno.
2. Nezkratujte baterii.
3. Vybíjení proudy, které překračují nosnost nebo zahřívání baterie nad 60°C, není povoleno. 4. Výboj pod napětím 3,00 V na sklenici je škodlivý.
5. Zahřívání baterie nad 60 °C je škodlivé. 6. Odtlakování baterie je škodlivé.
7. Skladování ve vybitém stavu je škodlivé.
Nedodržení prvních tří bodů vede k požáru, zbytek - k úplné nebo částečné ztrátě kapacity.
Z praxe mnohaletého používání mohu říci, že kapacita baterie se mění málo, ale zvyšuje vnitřní odpor a baterie začne pracovat kratší dobu při vysokém odběru proudu - zdá se, že kapacita klesla.
Z tohoto důvodu většinou instaluji větší nádobu, jak to rozměry přístroje dovolují a docela dobře fungují i staré plechovky staré deset let.
Pro nepříliš vysoké proudy jsou vhodné staré baterie do mobilních telefonů.
Ze staré baterie notebooku můžete získat spoustu perfektně fungujících baterií 18650.
Kde mohu použít lithiové baterie?
Svůj šroubovák a elektrický šroubovák jsem předělal na lithium už dávno. Tyto nástroje nepoužívám pravidelně. Nyní i po roce nepoužívání fungují bez dobíjení!Dávám malé baterie do dětských hraček, hodinek atd., kde byly z výroby nainstalovány 2-3 „knoflíkové“ články. Tam, kde je potřeba přesně 3V, přidám jednu diodu do série a funguje to tak akorát.
Dal jsem je do LED baterek.
Místo drahé a malokapacitní Krony 9V jsem do testeru nainstaloval 2 plechovky a zapomněl na všechny problémy a náklady navíc.
Obecně to dávám, kam se dá, místo baterií.
Kde koupím lithium a související nástroje
Na prodej. Na stejném odkazu najdete nabíjecí moduly a další užitečné předměty pro kutily.Číňané většinou lžou o kapacitě a ta je menší, než se píše.
Poctivé Sanyo 18650
Posouzení vlastností konkrétní nabíječky je obtížné bez pochopení toho, jak by vlastně mělo probíhat příkladné nabíjení li-ion baterie. Než tedy přejdeme přímo ke schématům, připomeňme si trochu teorie.
Co jsou to lithiové baterie?
V závislosti na tom, z jakého materiálu je kladná elektroda lithiové baterie vyrobena, existuje několik druhů:
- s kobaltátovou katodou lithnou;
- s katodou na bázi lithiovaného fosforečnanu železitého;
- na bázi nikl-kobalt-hliník;
- na bázi nikl-kobalt-mangan.
Všechny tyto baterie mají své vlastní vlastnosti, ale protože tyto nuance nemají pro běžného spotřebitele zásadní význam, nebudou v tomto článku brány v úvahu.
Také všechny li-ion baterie jsou vyráběny v různých velikostech a tvarech. Mohou být buď opláštěné (například dnes populární 18650), nebo laminované či prizmatické (gel-polymerové baterie). Posledně jmenované jsou hermeticky uzavřené sáčky vyrobené ze speciální fólie, které obsahují elektrody a elektrodovou hmotu.
Nejběžnější velikosti li-ion baterií jsou uvedeny v tabulce níže (všechny mají jmenovité napětí 3,7 V):
| Označení | Standardní velikost | Podobná velikost |
|---|---|---|
| XXYY0, Kde XX- údaj o průměru v mm, YY- délka v mm, 0 - odráží design ve formě válce |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø odpovídá AAA, ale poloviční délky) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2 AA | |
| 14270 | Ø AA, délka CR2 | |
| 14430 | Ø 14 mm (stejné jako AA), ale kratší délka | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (nebo 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (nebo 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (nebo 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | S | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Vnitřní elektrochemické procesy probíhají stejným způsobem a nezávisí na tvarovém faktoru a konstrukci baterie, takže vše níže uvedené platí stejně pro všechny lithiové baterie.
Jak správně nabíjet lithium-iontové baterie
Nejsprávnější způsob nabíjení lithiových baterií je nabíjení ve dvou fázích. Toto je metoda, kterou Sony používá u všech svých nabíječek. I přes složitější regulátor nabíjení toho poskytuje více plné nabití li-ion baterie bez snížení jejich životnosti.
Zde hovoříme o dvoustupňovém nabíjecím profilu pro lithiové baterie, zkráceně CC/CV (konstantní proud, konstantní napětí). Existují také možnosti s pulzními a krokovými proudy, ale ty nejsou v tomto článku diskutovány. Více o nabíjení pulzní proud lze číst.
Pojďme se tedy na obě fáze nabíjení podívat podrobněji.
1. V první fázi Musí být zajištěn konstantní nabíjecí proud. Aktuální hodnota je 0,2-0,5C. Pro zrychlené nabíjení je povoleno zvýšit proud na 0,5-1,0C (kde C je kapacita baterie).
Například pro baterii s kapacitou 3000 mAh je nominální nabíjecí proud na prvním stupni 600-1500 mA a zrychlený nabíjecí proud může být v rozsahu 1,5-3A.
Aby byl zajištěn konstantní nabíjecí proud dané hodnoty, musí být obvod nabíječky schopen zvýšit napětí na svorkách baterie. Nabíječka totiž v první fázi funguje jako klasický stabilizátor proudu.
Důležité: Pokud plánujete nabíjet baterie pomocí vestavěné ochranné desky (PCB), pak se při navrhování obvodu nabíječky musíte ujistit, že napětí naprázdno obvodu nemůže nikdy překročit 6-7 voltů. Jinak může dojít k poškození ochranné desky.
V okamžiku, kdy napětí na baterii stoupne na 4,2 voltu, získá baterie přibližně 70-80 % své kapacity (konkrétní hodnota kapacity bude záviset na nabíjecím proudu: při zrychleném nabíjení to bude o něco méně, při nominální poplatek - o něco více). Tento okamžik značí konec prvního stupně nabíjení a slouží jako signál pro přechod do druhého (a konečného) stupně.
2. Druhá fáze nabíjení- toto je nabití baterie konstantní napětí, ale s postupně se snižujícím (klesajícím) proudem.
V této fázi nabíječka udržuje napětí 4,15-4,25 V na baterii a řídí aktuální hodnotu.
S rostoucí kapacitou se bude nabíjecí proud snižovat. Jakmile jeho hodnota klesne na 0,05-0,01C, je proces nabíjení považován za dokončený.
Důležitou nuancí správné činnosti nabíječky je její úplné odpojení od baterie po dokončení nabíjení. To je způsobeno tím, že pro lithiové baterie je krajně nežádoucí, aby zůstaly po dlouhou dobu pod vysokým napětím, které obvykle zajišťuje nabíječka (tedy 4,18-4,24 voltů). To vede k urychlené degradaci chemického složení baterie a v důsledku toho ke snížení její kapacity. Dlouhodobý pobyt znamená desítky hodin i více.
Během druhé fáze nabíjení se baterii podaří získat přibližně o 0,1-0,15 více své kapacity. Celkové nabití baterie tak dosahuje 90-95 %, což je výborný ukazatel.
Podívali jsme se na dvě hlavní fáze nabíjení. Pokrytí problematiky nabíjení lithiových baterií by však bylo neúplné, pokud by nebyla zmíněna další etapa nabíjení – tzv. předem nabít.
Fáze předběžného nabíjení (předběžné nabíjení)- tento stupeň se používá pouze pro hluboce vybité baterie (méně než 2,5 V) pro uvedení do normálního provozního režimu.
V této fázi je nabíjení zajištěno DC sníženou hodnotu, dokud napětí baterie nedosáhne 2,8 V.
Předběžná fáze je nezbytná pro zabránění nabobtnání a odtlakování (nebo dokonce výbuchu ohněm) poškozených baterií, které mají například vnitřní zkrat mezi elektrodami. Pokud takovou baterií okamžitě projde velký nabíjecí proud, nevyhnutelně to povede k jejímu zahřátí a pak záleží.
Další výhodou přednabíjení je předehřívání baterie, které je důležité při nabíjení při nízkých okolních teplotách (v nevytápěné místnosti v chladném období).
Inteligentní nabíjení by mělo být schopno monitorovat napětí na baterii během fáze předběžného nabíjení, a pokud se napětí po dlouhou dobu nezvýší, vyvodit závěr, že baterie je vadná.
Všechny fáze nabíjení lithium-iontové baterie (včetně fáze předběžného nabíjení) jsou schematicky znázorněny v tomto grafu: 
Překročení jmenovitého nabíjecího napětí o 0,15 V může snížit životnost baterie na polovinu. Snížení nabíjecího napětí o 0,1 voltu snižuje kapacitu nabité baterie asi o 10 %, ale výrazně prodlužuje její životnost. Napětí plně nabité baterie po vyjmutí z nabíječky je 4,1-4,15 voltů.
Dovolte mi shrnout výše uvedené a nastínit hlavní body:
1. Jakým proudem bych měl nabíjet li-ion baterii (například 18650 nebo jakoukoli jinou)?
Proud bude záviset na tom, jak rychle jej chcete nabíjet, a může se pohybovat od 0,2C do 1C.
Například pro baterii velikosti 18650 s kapacitou 3400 mAh je minimální nabíjecí proud 680 mA a maximální 3400 mA.
2. Jak dlouho trvá nabití např. stejně nabíjecí baterie 18650?
Doba nabíjení přímo závisí na nabíjecím proudu a počítá se pomocí vzorce:
T = C / nabíjím.
Například doba nabíjení naší 3400 mAh baterie s proudem 1A bude asi 3,5 hodiny.
3. Jak správně nabíjet lithium-polymerovou baterii?
Všechny lithiové baterie se nabíjejí stejným způsobem. Nezáleží na tom, zda se jedná o lithium polymer nebo lithium ion. Pro nás, spotřebitele, v tom není žádný rozdíl.
Co je ochranná deska?
Ochranná deska (neboli PCB - power control board) je určena k ochraně proti zkratu, přebití a nadměrnému vybití lithiové baterie. Do ochranných modulů je zpravidla zabudována také ochrana proti přehřátí.
Z bezpečnostních důvodů je použití lithiových baterií v domácí přístroje, pokud nemají zabudovanou ochrannou desku. Proto ve všech bateriích od mobily Vždy je tam deska PCB. Výstupní svorky baterie jsou umístěny přímo na desce: 
Tyto desky používají šestinohý regulátor nabíjení na specializovaném zařízení (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 a další analogy). Úkolem tohoto ovladače je odpojit baterii od zátěže při úplném vybití baterie a odpojit baterii od nabíjení při dosažení 4,25V.
Zde je například schéma desky ochrany baterie BP-6M, která byla dodána se starými telefony Nokia: 
Pokud mluvíme o 18650, mohou být vyrobeny s nebo bez ochranné desky. Ochranný modul je umístěn v blízkosti záporného pólu baterie. 
Deska zvyšuje délku baterie o 2-3 mm. 
Baterie bez modulu PCB jsou obvykle součástí baterií, které se dodávají s vlastními ochrannými obvody.
Jakákoli baterie s ochranou se může snadno změnit na baterii bez ochrany, stačí ji vykuchat. 
Dnes je maximální kapacita baterie 18650 3400 mAh. Baterie s ochranou musí mít na pouzdře odpovídající označení ("Chráněno"). 
Nezaměňujte desku PCB s modulem PCM (PCM - power charge module). Pokud první slouží pouze k ochraně baterie, pak druhé jsou určeny k řízení procesu nabíjení - omezují nabíjecí proud na dané úrovni, řídí teplotu a obecně zajišťují celý proces. Deska PCM je to, čemu říkáme regulátor nabíjení.
Doufám, že nyní nezůstaly žádné otázky, jak nabíjet baterii 18650 nebo jakoukoli jinou lithiovou baterii? Poté přejdeme k malému výběru hotových obvodových řešení pro nabíječky (stejné regulátory nabíjení).
Schémata nabíjení pro li-ion baterie
Všechny obvody jsou vhodné pro nabíjení libovolné lithiové baterie, zbývá pouze rozhodnout o nabíjecím proudu a základně prvku.
LM317
Schéma jednoduché nabíječky založené na čipu LM317 s indikátorem nabití: 
Zapojení je nejjednodušší, celé nastavení spočívá v nastavení výstupního napětí na 4,2 V pomocí trimovacího rezistoru R8 (bez připojené baterie!) a nastavení nabíjecího proudu volbou rezistorů R4, R6. Výkon rezistoru R1 je minimálně 1 Watt.
Jakmile LED zhasne, lze proces nabíjení považovat za ukončený (nabíjecí proud nikdy neklesne na nulu). Po úplném nabití se nedoporučuje nechávat baterii v tomto nabití dlouhou dobu.
Mikroobvod lm317 je široce používán v různých stabilizátorech napětí a proudu (v závislosti na připojovacím obvodu). Prodává se na každém rohu a stojí haléře (můžete si vzít 10 kusů za pouhých 55 rublů).
LM317 se dodává v různých pouzdrech: 
Přiřazení pinu (pinout): 
Analogy čipu LM317 jsou: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (poslední dva jsou domácí výroby).
Nabíjecí proud lze zvýšit na 3A, pokud místo LM317 vezmete LM350. Bude to však dražší - 11 rublů/kus.
Deska s plošnými spoji a sestava obvodů jsou zobrazeny níže: 
Starý sovětský tranzistor KT361 lze nahradit podobným pnp tranzistor(například KT3107, KT3108 nebo buržoazní 2N5086, 2SA733, BC308A). Pokud indikátor nabití nepotřebujete, lze jej zcela odstranit.
Nevýhoda obvodu: napájecí napětí musí být v rozmezí 8-12V. To je způsobeno skutečností, že pro normální provoz čipu LM317 musí být rozdíl mezi napětím baterie a napájecím napětím alespoň 4,25 V. Nebude tedy možné jej napájet z USB portu.
MAX1555 nebo MAX1551
MAX1551/MAX1555 jsou specializované nabíječky pro Li+ baterie, schopné provozu z USB nebo ze samostatného napájecího adaptéru (například nabíječky telefonu).
Jediný rozdíl mezi těmito mikroobvody je v tom, že MAX1555 vydává signál indikující proces nabíjení a MAX1551 vydává signál, že je napájení zapnuto. Tito. 1555 je stále výhodnější ve většině případů, takže 1551 je nyní obtížné najít na prodej.
Podrobný popis těchto mikroobvodů od výrobce je.
Maximální vstupní napětí z DC adaptéru je 7 V, při napájení z USB - 6 V. Při poklesu napájecího napětí na 3,52 V se mikroobvod vypne a nabíjení se zastaví.
Mikroobvod sám zjistí, na kterém vstupu je napájecí napětí a připojí se k němu. Pokud je napájení dodáváno přes USB sběrnici, pak je maximální nabíjecí proud omezen na 100 mA – to umožňuje zapojit nabíječku do USB portu libovolného počítače bez obav ze spálení jižního můstku.
Při napájení ze samostatného zdroje je typický nabíjecí proud 280 mA.
Čipy mají zabudovanou ochranu proti přehřátí. Ale i v tomto případě obvod pokračuje v provozu a snižuje nabíjecí proud o 17 mA na každý stupeň nad 110 ° C.
K dispozici je funkce předběžného nabíjení (viz výše): pokud je napětí baterie nižší než 3V, mikroobvod omezí nabíjecí proud na 40 mA.
Mikroobvod má 5 pinů. Tady typický diagram zahrnutí: 
Pokud existuje záruka, že napětí na výstupu vašeho adaptéru nemůže za žádných okolností překročit 7 voltů, pak se bez stabilizátoru 7805 obejdete.
Na tomto lze sestavit například možnost USB nabíjení. 
Mikroobvod nevyžaduje externí diody ani externí tranzistory. Obecně, samozřejmě, nádherné maličkosti! Pouze jsou příliš malé a nepohodlné na pájení. A jsou také drahé ().
LP2951
Stabilizátor LP2951 vyrábí společnost National Semiconductors (). Poskytuje implementaci vestavěné funkce omezení proudu a umožňuje generovat stabilní úroveň nabíjecího napětí pro lithium-iontovou baterii na výstupu obvodu.
Nabíjecí napětí je 4,08 - 4,26 V a nastavuje se odporem R3 při odpojení baterie. Napětí je udržováno velmi přesně.
Nabíjecí proud je 150 - 300mA, tato hodnota je omezena vnitřními obvody čipu LP2951 (záleží na výrobci).
Použijte diodu s malým zpětným proudem. Může to být například jakákoli řada 1N400X, kterou si můžete zakoupit. Dioda se používá jako blokovací dioda pro zamezení zpětného proudu z baterie do čipu LP2951 při vypnutí vstupního napětí. 
Tato nabíječka produkuje poměrně nízký nabíjecí proud, takže jakákoli baterie 18650 se může nabíjet přes noc.
Mikroobvod lze zakoupit jak v balíčku DIP, tak v balíčku SOIC (stojí asi 10 rublů za kus).
MCP73831
Čip vám umožňuje vytvářet správné nabíječky a je také levnější než tolik medializovaný MAX1555. 
Typické schéma zapojení je převzato z: 
Důležitou výhodou obvodu je absence nízkoodporových výkonných rezistorů, které omezují nabíjecí proud. Zde se proud nastavuje odporem připojeným k 5. pinu mikroobvodu. Jeho odpor by měl být v rozmezí 2-10 kOhm.
Sestavená nabíječka vypadá takto: 
Mikroobvod se během provozu docela dobře zahřívá, ale nezdá se, že by mu to vadilo. Svou funkci plní.
Zde je další verze desky plošných spojů s SMD LED a micro-USB konektorem: 
LTC4054 (STC4054)
Velmi jednoduché schéma skvělá možnost! Umožňuje nabíjení proudem až 800 mA (viz). Je pravda, že má tendenci se velmi zahřívat, ale v tomto případě vestavěná ochrana proti přehřátí snižuje proud. 
Obvod lze výrazně zjednodušit vyhozením jedné nebo i obou LED s tranzistorem. Pak to bude vypadat takto (musíte uznat, že to nemůže být jednodušší: pár rezistorů a jeden kondenzátor): 
Jedna z možností desky plošných spojů je dostupná na . Deska je určena pro prvky standardní velikosti 0805.
I = 1000/R. Neměli byste hned nastavovat vysoký proud; nejprve se podívejte, jak se mikroobvod zahřeje. Pro mé účely jsem vzal odpor 2,7 kOhm a nabíjecí proud se ukázal být asi 360 mA.
Je nepravděpodobné, že bude možné přizpůsobit radiátor tomuto mikroobvodu a není skutečností, že to bude účinné kvůli vysokému tepelnému odporu spojení krystal-pouzdro. Výrobce doporučuje udělat chladič „přes vývody“ – stopy vytvořit co nejtlustší a nechat fólii pod tělem čipu. Obecně platí, že čím více „zemní“ fólie zbude, tím lépe.
Mimochodem, většina tepla se odvádí přes 3. nohu, takže tuto stopu můžete udělat velmi širokou a tlustou (naplňte ji přebytečnou pájkou). 
Balíček čipu LTC4054 může být označen LTH7 nebo LTADY.
LTH7 se od LTADY liší tím, že první dokáže zvednout velmi vybitou baterii (na které je napětí menší než 2,9 voltu), zatímco druhý nikoli (je třeba ji rozhoupat samostatně).
Čip se ukázal jako velmi úspěšný, takže má spoustu analogů: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, IT4618054, WPT4804, VPT468054, YPT48054, YPT48054, V S6102, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Před použitím některého z analogů si prohlédněte katalogové listy.
TP4056
Mikroobvod je vyroben v pouzdře SOP-8 (viz), na břiše má kovový chladič, který není spojen s kontakty, což umožňuje efektivnější odvod tepla. Umožňuje nabíjet baterii proudem až 1A (proud závisí na odporu nastavení proudu). 
Schéma zapojení vyžaduje naprosté minimum závěsných prvků: 
Obvod realizuje klasický proces nabíjení - nejprve nabíjení konstantním proudem, poté konstantním napětím a klesajícím proudem. Všechno je vědecké. Pokud se podíváte na nabíjení krok za krokem, můžete rozlišit několik fází:
- Sledování napětí připojené baterie (toto se děje neustále).
- Fáze přednabíjení (pokud je baterie vybitá pod 2,9 V). Nabíjejte proudem 1/10 z naprogramovaného odporu R prog (100 mA při R prog = 1,2 kOhm) na úroveň 2,9 V.
- Nabíjení maximálním konstantním proudem (1000 mA při R prog = 1,2 kOhm);
- Když baterie dosáhne 4,2 V, napětí na baterii je pevně na této úrovni. Začíná postupný pokles nabíjecího proudu.
- Když proud dosáhne 1/10 hodnoty naprogramované rezistorem R prog (100 mA při R prog = 1,2 kOhm), nabíječka se vypne.
- Po dokončení nabíjení regulátor pokračuje ve sledování napětí baterie (viz bod 1). Proud spotřebovaný monitorovacím obvodem je 2-3 µA. Po poklesu napětí na 4,0 V se nabíjení znovu spustí. A tak dále v kruhu.
Nabíjecí proud (v ampérech) se vypočítá podle vzorce I=1200/R prog. Přípustné maximum je 1000 mA.
Reálný test nabíjení s baterií 3400 mAh 18650 ukazuje graf: 
Výhodou mikroobvodu je, že nabíjecí proud se nastavuje pouze jedním rezistorem. Výkonné nízkoodporové odpory nejsou nutné. Navíc je zde indikátor průběhu nabíjení a také indikace konce nabíjení. Pokud není baterie připojena, indikátor každých několik sekund bliká.
Napájecí napětí obvodu by mělo být v rozmezí 4,5...8 voltů. Čím blíže k 4,5V, tím lépe (čip se tedy méně zahřívá).
První větev se používá pro připojení teplotního čidla zabudovaného v lithium-iontová baterie(obvykle střední svorka baterie mobilního telefonu). Pokud je výstupní napětí pod 45 % nebo nad 80 % napájecího napětí, nabíjení se přeruší. Pokud nepotřebujete regulaci teploty, položte nohu na zem.
Pozornost! Tento obvod má jednu významnou nevýhodu: nepřítomnost obvodu ochrany proti přepólování baterie. V tomto případě je zaručeno spálení regulátoru kvůli překročení maximálního proudu. V tomto případě jde napájecí napětí obvodu přímo do baterie, což je velmi nebezpečné.
Signet je jednoduchý a dá se udělat za hodinu na koleni. Pokud jde o čas, můžete si objednat hotové moduly. Někteří výrobci hotové moduly přidat ochranu proti nadproudu a nadměrnému vybití (můžete si například vybrat, jakou desku potřebujete - s ochranou nebo bez ní a s jakým konektorem). 
Sehnat lze i hotové desky s kontaktem na teplotní čidlo. Nebo dokonce nabíjecí modul s několika paralelními mikroobvody TP4056 pro zvýšení nabíjecího proudu as ochranou proti přepólování (příklad).
LTC1734
Také velmi jednoduché schéma. Nabíjecí proud se nastavuje odporem R prog (např. pokud instalujete odpor 3 kOhm, proud bude 500 mA).
Mikroobvody jsou na pouzdru obvykle označeny: LTRG (často je lze nalézt ve starých telefonech Samsung). 
Tranzistor bude v pohodě jakékoli p-n-p, hlavní je, že je dimenzován na daný nabíjecí proud.
Na uvedeném schématu není žádný indikátor nabití, ale na LTC1734 se říká, že pin „4“ (Prog) má dvě funkce - nastavení proudu a sledování konce nabíjení baterie. Například je znázorněn obvod s řízením konce nabíjení pomocí komparátoru LT1716. 
Komparátor LT1716 lze v tomto případě nahradit levným LM358.
TL431 + tranzistor
Vymyslet obvod využívající cenově dostupnější součástky je asi těžké. Nejobtížnější je zde najít zdroj referenčního napětí TL431. Jsou však tak běžné, že se nacházejí téměř všude (zřídka se zdroj energie obejde bez tohoto mikroobvodu). 
No a tranzistor TIP41 lze vyměnit za jakýkoliv jiný s vhodným kolektorovým proudem. Postačí i stará sovětská KT819, KT805 (nebo méně výkonná KT815, KT817).
Nastavení obvodu spočívá v nastavení výstupního napětí (bez baterie!!!) pomocí trimovacího rezistoru na 4,2 V. Rezistor R1 nastavuje maximální hodnotu nabíjecího proudu.
Tento obvod plně implementuje dvoustupňový proces nabíjení lithiových baterií - nejprve nabíjení stejnosměrným proudem, poté přechod do fáze stabilizace napětí a plynulé snížení proudu téměř na nulu. Jedinou nevýhodou je špatná opakovatelnost obvodu (je vrtošivý v nastavení a náročný na použité součástky).
MCP73812
Existuje další nezaslouženě opomíjený mikroobvod od Microchip - MCP73812 (viz). Na základě toho je získána velmi rozpočtová možnost zpoplatnění (a levná!). Celá sada těla je pouze jeden odpor!
Mimochodem, mikroobvod je vyroben v pájecím balení - SOT23-5. 
Jediným negativem je, že se velmi zahřívá a není zde žádná indikace nabití. Také to nějak nefunguje příliš spolehlivě, pokud máte zdroj s nízkou spotřebou energie (což způsobuje pokles napětí). 
Obecně platí, že pokud pro vás indikace nabití není důležitá a vyhovuje vám proud 500 mA, pak je MCP73812 velmi dobrou volbou.
NCP1835
Nabízí se plně integrované řešení - NCP1835B, poskytující vysokou stabilitu nabíjecího napětí (4,2 ±0,05 V).
Snad jedinou nevýhodou tohoto mikroobvodu je jeho příliš miniaturní velikost (pouzdro DFN-10, rozměr 3x3 mm). Ne každý může zajistit kvalitní pájení takových miniaturních prvků. 
Mezi nepopiratelné výhody bych rád poznamenal následující:
- Minimální počet částí těla.
- Možnost nabíjení zcela vybité baterie (přednabíjecí proud 30 mA);
- Určení konce nabíjení.
- Programovatelný nabíjecí proud - až 1000 mA.
- Indikace nabití a chyb (schopná detekovat nenabíjecí baterie a signalizovat to).
- Ochrana proti dlouhodobému nabíjení (změnou kapacity kondenzátoru C t můžete nastavit maximální čas nabíjení od 6,6 do 784 minut).
Náklady na mikroobvod nejsou zrovna levné, ale také nejsou tak vysoké (~ 1 $), abyste jej mohli odmítnout používat. Pokud vám vyhovuje páječka, doporučil bych zvolit tuto možnost.
Více Detailní popis je v .
Mohu nabíjet lithium-iontovou baterii bez ovladače?
Ano můžeš. To však bude vyžadovat pečlivou kontrolu nabíjecího proudu a napětí.
Obecně platí, že bez nabíječky nebude možné nabíjet baterii, například naši 18650. Stále je potřeba nějak omezit maximální nabíjecí proud, takže bude stále potřeba alespoň ta nejprimitivnější paměť.
Nejjednodušší nabíječka pro jakoukoli lithiovou baterii je rezistor zapojený do série s baterií: 
Odpor a ztrátový výkon rezistoru závisí na napětí napájecího zdroje, který bude použit pro nabíjení.
Jako příklad si spočítejme odpor pro 5V napájecí zdroj. Nabíjet budeme baterii 18650 s kapacitou 2400 mAh.
Takže na samém začátku nabíjení bude pokles napětí na rezistoru:
U r = 5 - 2,8 = 2,2 voltů
Řekněme, že náš 5V zdroj je dimenzován na maximální proud 1A. Obvod spotřebuje nejvyšší proud na samém začátku nabíjení, kdy je napětí na baterii minimální a činí 2,7-2,8 V.
Pozor: tyto výpočty neberou v úvahu možnost, že baterie může být velmi hluboko vybitá a napětí na ní může být mnohem nižší, dokonce až nulové.
Odpor odporu potřebný k omezení proudu na samém začátku nabíjení při 1 ampéru by tedy měl být:
R = U/I = 2,2/1 = 2,2 Ohm
Ztrátový výkon rezistoru:
Pr = I2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W
Na samém konci nabíjení baterie, když se napětí na ní blíží 4,2 V, bude nabíjecí proud:
Nabíjím = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A
To znamená, jak vidíme, všechny hodnoty nepřekračují přípustné limity pro danou baterii: počáteční proud nepřekračuje maximální přípustný nabíjecí proud pro danou baterii (2,4 A) a konečný proud překračuje proud při kterém již baterie nezíská kapacitu ( 0,24 A).
Hlavní nevýhodou takového nabíjení je nutnost neustále sledovat napětí na baterii. A ručně vypněte nabíjení, jakmile napětí dosáhne 4,2 V. Lithiové baterie totiž velmi špatně snášejí i krátkodobé přepětí – hmoty elektrod začnou rychle degradovat, což nevyhnutelně vede ke ztrátě kapacity. Zároveň jsou vytvořeny všechny předpoklady pro přehřívání a odtlakování.
Pokud má vaše baterie vestavěnou ochrannou desku, o které jsme hovořili výše, vše se zjednoduší. Při dosažení určitého napětí na baterii ji samotná deska odpojí od nabíječky. Tento způsob nabíjení má však značné nevýhody, o kterých jsme hovořili v.
Ochrana zabudovaná v baterii nedovolí její přebití za žádných okolností. Stačí řídit nabíjecí proud tak, aby nepřekračoval povolené hodnoty pro danou baterii (ochranné desky bohužel nedokážou omezit nabíjecí proud).
Nabíjení pomocí laboratorního zdroje
Pokud máte napájecí zdroj s proudovou ochranou (omezení), pak jste zachráněni! Takovým zdrojem energie je již plnohodnotná nabíječka, která implementuje správný nabíjecí profil, o kterém jsme psali výše (CC/CV).
Pro nabíjení li-ion stačí nastavit napájení na 4,2 voltu a nastavit požadovaný proudový limit. A můžete připojit baterii.
Zpočátku, když je baterie stále vybitá, bude laboratorní zdroj pracovat v režimu proudové ochrany (tj. bude stabilizovat výstupní proud na dané úrovni). Poté, když napětí na bance stoupne na nastavených 4,2V, zdroj přejde do režimu stabilizace napětí a proud začne klesat.
Když proud klesne na 0,05-0,1C, lze baterii považovat za plně nabitou.
Jak vidíte, laboratorní zdroj je téměř ideální nabíječka! Jediná věc, kterou nemůže udělat automaticky, je rozhodnout se plně nabít baterii a vypnout. Ale to je maličkost, které byste neměli věnovat pozornost.
Jak nabíjet lithiové baterie?
A pokud se bavíme o jednorázové baterii, která není určena k dobíjení, tak správná (a jediná správná) odpověď na tuto otázku je NE.
Jde o to, že jakýkoli lithiová baterie(například běžný CR2032 ve formě ploché tablety) se vyznačuje přítomností vnitřní pasivační vrstvy, která pokrývá lithiovou anodu. Tato vrstva zabraňuje chemické reakci mezi anodou a elektrolytem. A přívod vnějšího proudu ničí výše uvedenou ochrannou vrstvu, což vede k poškození baterie.
Mimochodem, pokud mluvíme o nedobíjecí baterii CR2032, tak LIR2032, která je jí velmi podobná, je již plnohodnotnou baterií. Může a měl by být zpoplatněn. Jen jeho napětí není 3, ale 3,6V.
Jak nabíjet lithiové baterie (ať už jde o baterii telefonu, 18650 nebo jakoukoli jinou li-ion baterii) bylo diskutováno na začátku článku.
Pro své poslední projekty používám Li-Pol baterie pro mobilní telefony. Jsou opravdu úžasné. Vysoká hustota energie, nízké samovybíjení, žádný paměťový efekt. Li-Pol baterie ale na rozdíl od jiných vyžadují složitější nabíječky. Musíte se vyvarovat překročení nabíjecího napětí a přebíjení – může dojít k poškození baterie.
Nějakou dobu jsem používal nabíječku Sparkfun LiPoly založenou na MAX1555 a fungovalo to opravdu dobře. Jediná věc, která nefungovala, bylo ovládání nabíjecího proudu. Po provedení několika experimentů jsem se rozhodl vyzkoušet jiný čip - MCP73833.
Vlastnosti MC73833
(zkopírováno ze specifikace):
- Vysoká přesnost nastavení výstupního napětí
- Možnosti ovládání výstupního napětí
- Uživatelsky programovatelný výstupní proud až 1 A
- Dva stavové výstupy s otevřeným odtokem
- Možnosti přednabíjení a dokončení
- Ochrana před vysokým napětím
- Výstup „nabíjení dokončeno“
Líbila se mi schopnost čipu nastavit nabíjecí proud a stavové výstupy, které jsou velmi užitečné ve vážných zařízeních.
Systém
Rezistor R4 nastavuje nabíjecí proud. Tento odpor jsem nainstaloval do kontaktů konektoru, aby bylo pohodlnější měnit proud pro nabíjení jiných typů baterií. Při odporu rezistoru 10 kOhm je nabíjecí proud baterie 100 mA.
Výsledek
Všechny použité součástky jsou 0805 SMD, kromě čipu MCP73833, který má pouzdro MSOP-10. Toto byl můj první pokus vyrobit zařízení pomocí SMD součástek. Použil jsem pájecí stanici. Ukázalo se, že je potřeba velmi přesné dávkování pájecí pasty. Přebytečná pájka musí být odstraněna speciálním odpájecím opletem.
závěry
Další verze by měla mít zásuvku pro připojení síťový adaptér. Dva kolíky jsou nepohodlné pro připojení zdroje energie.
Poznámka: Jak vidíte, deska má mini-USB konektor, aby bylo možné připojit nabíječku k notebooku.
Důrazně doporučuji použít nějaký typ USB rozbočovače k testování jakéhokoli USB zařízení, které vytvoříte.
Neudělal jsem to a teď mám první maketu nabíječky, která vyhořela a jediná, která přežila USB port v notebooku. A ačkoli mě OS varoval „Vysoká spotřeba proudu, port bude deaktivován“, bylo příliš pozdě. Stručně řečeno, byli jste varováni.
Importované mikroobvody / MICROCHIP 1A Li-Ion/Li-Poly Charge mgmt ovladač, PG výstup MSOP10
| Poskytovatel | Výrobce | název | Cena |
|---|---|---|---|
| Triema | MCP73833-CNI/MF | 1 rub. | |
| Standard OOP | Mikročip | MCP73833T-FCI/UN | 20 rublů. |
| Dessie | Mikročip | MCP73833T-FCI/UN | 72 rublů. |
| LifeElectronics | Mikročip | MCP73833T-FCI/MF | NA ZNAMENÍ |
- VELMI, VELMI UŽITEČNÝ ČLÁNEK AUTOMATICKÉ NABÍJENÍ BATERIE JE AKTUÁLNÍ.
- Také se mi to líbilo, je to velmi relevantní a hlavně má praktickou hodnotu.
- Další informace o bateriích. http://www.compitech.ru/html.cgi/arh...9/stat_116.htm
- Je to správně poznamenáno - jde o praktickou hodnotu. A přísada z lllll je velmi...
- Řekni mi, kde je část 2, Li-Ion baterie pro roboty. technika?
- Pokud máte na mysli článek Lithium-iontové baterie pro robotiku. Část 1. Úvod, za prvé, tato otázka měla být položena ne v tomto tématu, ale v komentářích k tomu článku, za druhé se podívejte na datum vydání článku - včera 23. června. Dále se podívejte úplně dole v článku - Pokračování Podle mého názoru je vše logické. Nebo není vše zřejmé? Inu, dejte překladatelům a redaktorům alespoň trochu času na přípravu pokračování.
- Čip je dobrý, ale nelíbilo se mi, jak jej autor článku použil, není divu, že spálil port v notebooku. Podívejte se blíže na část schématu konektoru miniUSB.
- Řekněte mi, jak změnit obvod pro zabezpečení portu USB při nabíjení z něj? Nabíječku ale bylo možné napájet ze síťového adaptéru.
- nainstalujte vhodný odpor, 3-5kOhm, z portu bude odebírat asi 350-200mA, 1kOhm odebere proud 1A. Sestavil jsem obvod pomocí datového listu a nyní jsou dvě otázky, kterým nerozumím: proč se mikroobvod nabíjí pouze do 4,10-4,13V? a jak zapojit žárovku, aby zhasla při dosažení minimálního napětí pro baterii?
