Φορτιστής για μπαταρία Li-Ion από σκουπίδια. Τι είναι οι μπαταρίες λιθίου;
Πολλοί άνθρωποι πιθανώς έχουν πρόβλημα με τη φόρτιση μιας μπαταρίας Li-Ion χωρίς ελεγκτή· είχα αυτήν την κατάσταση. Έλαβα ένα νεκρό φορητό υπολογιστή και υπήρχαν 4 κουτιά SANYO UR18650A στην μπαταρία που ήταν ζωντανά.
Αποφάσισα να αντικαταστήσω Φακός LED, αντί για τρεις μπαταρίες ΑΑΑ. Προέκυψε το ερώτημα σχετικά με τη φόρτισή τους.
Αφού έψαξα στο Διαδίκτυο, βρήκα ένα σωρό διαγράμματα, αλλά οι λεπτομέρειες είναι λίγο σφιχτές στην πόλη μας.
Δοκίμασα να φορτίσω από φορτιστή κινητού τηλεφώνου, το πρόβλημα είναι στον έλεγχο φόρτισης, πρέπει να παρακολουθείτε συνεχώς τη θέρμανση, μόλις αρχίζει να θερμαίνεται, πρέπει να αποσυνδεθείτε από τη φόρτιση, διαφορετικά η μπαταρία θα καταστραφεί στην καλύτερη περίπτωση, διαφορετικά μπορείς να ανάψεις φωτιά.
Αποφάσισα να το κάνω μόνος μου. Αγόρασα ένα κρεβάτι για την μπαταρία στο κατάστημα. Αγόρασα έναν φορτιστή σε μια υπαίθρια αγορά. Για να διευκολυνθεί η παρακολούθηση του τέλους της φόρτισης, συνιστάται να βρείτε ένα με δίχρωμη λυχνία LED που σηματοδοτεί το τέλος της φόρτισης. Αλλάζει από κόκκινο σε πράσινο όταν ολοκληρωθεί η φόρτιση.
Μπορείτε όμως να χρησιμοποιήσετε και ένα κανονικό. Ο φορτιστής μπορεί να αντικατασταθεί με καλώδιο USB και να φορτιστεί από υπολογιστή ή φορτιστή με έξοδο USB.
Ο φορτιστής μου είναι μόνο για μπαταρίες χωρίς χειριστήριο. Πήρα το χειριστήριο από μια παλιά μπαταρία κινητού. Εξασφαλίζει ότι η μπαταρία δεν υπερφορτίζεται πάνω από τάση 4,2 V ή αποφορτίζεται κάτω από 2...3 V. Επίσης, το κύκλωμα προστασίας εξοικονομεί από βραχυκυκλώματα αποσυνδέοντας την ίδια την τράπεζα από τον καταναλωτή τη δεδομένη στιγμή βραχυκύκλωμα.
Περιέχει το τσιπ DW01 και ένα συγκρότημα δύο τρανζίστορ MOSFET SM8502A (M1, M2). Υπάρχουν και άλλα σημάδια, αλλά τα κυκλώματα είναι παρόμοια με αυτό και λειτουργούν παρόμοια.
Ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας κινητού τηλεφώνου.
Κύκλωμα ελεγκτή.
Ένα άλλο κύκλωμα ελεγκτή.
Το κύριο πράγμα είναι να μην συγχέουμε την πολικότητα της συγκόλλησης του ελεγκτή στο κρεβάτι και του ελεγκτή στο φορτιστή. Η πλακέτα ελεγκτή έχει επαφές "+" και "-".
Συνιστάται να κάνετε μια σαφώς ορατή ένδειξη στο κρεβάτι κοντά στη θετική επαφή, χρησιμοποιώντας κόκκινη βαφή ή αυτοκόλλητη μεμβράνη, για να αποφύγετε την αντιστροφή της πολικότητας.
Τα έβαλα όλα μαζί και αυτό έγινε.
Χρεώσεις υπέροχες. Όταν η τάση φτάσει τα 4,2 βολτ, ο ελεγκτής αποσυνδέει την μπαταρία από τη φόρτιση και το LED αλλάζει από κόκκινο σε πράσινο. Η φόρτιση έχει ολοκληρωθεί. Μπορείτε να φορτίσετε άλλες μπαταρίες Li-Ion, απλώς χρησιμοποιήστε ένα διαφορετικό κρεβάτι. Καλή τύχη σε όλους.
Η πρόοδος προχωρά και τα παραδοσιακά χρησιμοποιούμενα NiCd (νικέλιο-κάδμιο) και NiMh (υδρίδιο νικελίου-μετάλλου) αντικαθίστανται όλο και περισσότερο μπαταρίες λιθίου.
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.
Μπορείς μόνος σου να κάνεις κάτι απλό ή όχι τόσο απλό Φορτιστής, 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 υπεισέλθω στις πιο μικρές λεπτομέρειες της εργασίας με το μικροκύκλωμα· όλα είναι στο φύλλο δεδομένων. 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 απλό κύκλωμα, το οποίο ανάβει το 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 αν 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 το πούμε αυτό μπαταρίες πολυμερούς λιθίουοι πιο «λεπτές» μπαταρίες που υπάρχουν, δηλαδή απαιτούν υποχρεωτική συμμόρφωση με αρκετούς απλούς αλλά υποχρεωτικούς κανόνες, η μη συμμόρφωση με τους οποίους μπορεί να οδηγήσει σε 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 εκκένωση 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 αποφόρτισης είναι επιβλαβής.
Η μη συμμόρφωση με τα πρώτα τρία σημεία οδηγεί σε πυρκαγιά, τα υπόλοιπα - σε πλήρη ή μερική απώλεια χωρητικότητας.
Από την πρακτική της πολύχρονης χρήσης, μπορώ να πω ότι η χωρητικότητα της μπαταρίας αλλάζει ελάχιστα, αλλά αυξάνεται εσωτερική αντίστασηκαι 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 μία 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 την χωρητικότητα και είναι λιγότερο από αυτό που γράφεται.
Ειλικρινής Sanyo 18650
Η αξιολόγηση των χαρακτηριστικών ενός συγκεκριμένου φορτιστή είναι δύσκολη χωρίς να κατανοήσουμε πώς θα πρέπει πραγματικά να προχωρήσει μια υποδειγματική φόρτιση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. Επομένως, πριν προχωρήσουμε απευθείας στα διαγράμματα, ας θυμηθούμε μια μικρή θεωρία.
Τι είναι οι μπαταρίες λιθίου;
Ανάλογα με το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο το θετικό ηλεκτρόδιο μιας μπαταρίας λιθίου, υπάρχουν διάφορες ποικιλίες:
- με κάθοδο κοβαλτικού λιθίου.
- με μια κάθοδο που βασίζεται σε λιθιωμένο φωσφορικό σίδηρο.
- με βάση το νικέλιο-κοβάλτιο-αλουμίνιο.
- με βάση το νικέλιο-κοβάλτιο-μαγγάνιο.
Όλες αυτές οι μπαταρίες έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά, αλλά επειδή αυτές οι αποχρώσεις δεν έχουν θεμελιώδη σημασία για τον γενικό καταναλωτή, δεν θα εξεταστούν σε αυτό το άρθρο.
Επίσης, όλες οι μπαταρίες ιόντων λιθίου παράγονται σε διάφορα μεγέθη και παράγοντες μορφής. Μπορούν να είναι είτε με θήκη (για παράδειγμα, το δημοφιλές 18650 σήμερα) είτε πλαστικοποιημένο ή πρισματικό (μπαταρίες gel-polymer). Οι τελευταίες είναι ερμητικά σφραγισμένες σακούλες από ειδική μεμβράνη, οι οποίες περιέχουν ηλεκτρόδια και μάζα ηλεκτροδίων.
Τα πιο συνηθισμένα μεγέθη μπαταριών ιόντων λιθίου φαίνονται στον παρακάτω πίνακα (όλες έχουν ονομαστική τάση 3,7 βολτ):
| Ονομασία | Κανονικό μέγεθος | Παρόμοιο μέγεθος |
|---|---|---|
| XXYY0, Οπου XX- ένδειξη διαμέτρου σε mm, YY- τιμή μήκους σε mm, 0 - αντικατοπτρίζει το σχέδιο με τη μορφή κυλίνδρου |
10180 | 2/5 ΑΑΑ |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø αντιστοιχεί σε AAA, αλλά το μισό μήκος) | |
| 10280 | ||
| 10430 | ΑΑΑ | |
| 10440 | ΑΑΑ | |
| 14250 | 1/2 ΑΑ | |
| 14270 | Ø AA, μήκος CR2 | |
| 14430 | Ø 14 mm (ίδιο με το AA), αλλά μικρότερο μήκος | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (ή 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (ή 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (ή 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | ΜΕ | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | ρε | |
| 42120 |
Οι εσωτερικές ηλεκτροχημικές διεργασίες προχωρούν με τον ίδιο τρόπο και δεν εξαρτώνται από τον παράγοντα μορφής και τη σχεδίαση της μπαταρίας, επομένως όλα όσα αναφέρονται παρακάτω ισχύουν εξίσου για όλες τις μπαταρίες λιθίου.
Πώς να φορτίζετε σωστά τις μπαταρίες ιόντων λιθίου
Ο πιο σωστός τρόπος φόρτισης των μπαταριών λιθίου είναι η φόρτιση σε δύο στάδια. Αυτή είναι η μέθοδος που χρησιμοποιεί η Sony σε όλους τους φορτιστές της. Παρά τον πιο περίπλοκο ελεγκτή φόρτισης, παρέχει περισσότερα πλήρης φόρτισημπαταρίες ιόντων λιθίου χωρίς να μειώνεται η διάρκεια ζωής τους.
Εδώ μιλάμε για προφίλ φόρτισης δύο σταδίων για μπαταρίες λιθίου, που συντομεύεται ως CC/CV (σταθερό ρεύμα, σταθερή τάση). Υπάρχουν επίσης επιλογές με ρεύματα παλμών και βημάτων, αλλά δεν συζητούνται σε αυτό το άρθρο. Περισσότερα για τη φόρτιση παλμικό ρεύμαμπορεί να διαβαστεί.
Ας δούμε, λοιπόν, και τα δύο στάδια φόρτισης με περισσότερες λεπτομέρειες.
1. Στο πρώτο στάδιοΠρέπει να διασφαλίζεται σταθερό ρεύμα φόρτισης. Η τρέχουσα τιμή είναι 0,2-0,5 C. Για επιταχυνόμενη φόρτιση, επιτρέπεται η αύξηση του ρεύματος στους 0,5-1,0 C (όπου C είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας).
Για παράδειγμα, για μια μπαταρία χωρητικότητας 3000 mAh, το ονομαστικό ρεύμα φόρτισης στο πρώτο στάδιο είναι 600-1500 mA και το ρεύμα επιταχυνόμενης φόρτισης μπορεί να είναι στην περιοχή 1,5-3A.
Για να διασφαλιστεί ένα σταθερό ρεύμα φόρτισης μιας δεδομένης τιμής, το κύκλωμα φορτιστή πρέπει να μπορεί να αυξήσει την τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας. Μάλιστα, στο πρώτο στάδιο ο φορτιστής λειτουργεί ως κλασικός σταθεροποιητής ρεύματος.
Σπουδαίος:Εάν σκοπεύετε να φορτίσετε μπαταρίες με ενσωματωμένη πλακέτα προστασίας (PCB), τότε κατά το σχεδιασμό του κυκλώματος φορτιστή πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η τάση ανοιχτού κυκλώματος του κυκλώματος δεν μπορεί ποτέ να υπερβαίνει τα 6-7 βολτ. Διαφορετικά, μπορεί να καταστραφεί η πλακέτα προστασίας.
Τη στιγμή που η τάση της μπαταρίας αυξάνεται στα 4,2 βολτ, η μπαταρία θα αποκτήσει περίπου το 70-80% της χωρητικότητάς της (η συγκεκριμένη τιμή χωρητικότητας θα εξαρτηθεί από το ρεύμα φόρτισης: με επιταχυνόμενη φόρτιση θα είναι λίγο μικρότερη, με ονομαστική χρέωση - λίγο περισσότερο). Αυτή η στιγμή σηματοδοτεί το τέλος του πρώτου σταδίου φόρτισης και χρησιμεύει ως σήμα για τη μετάβαση στο δεύτερο (και τελευταίο) στάδιο.
2. Δεύτερο στάδιο φόρτισης- αυτή είναι η φόρτιση της μπαταρίας σταθερή τάση, αλλά με σταδιακά μειούμενο (πτώσιμο) ρεύμα.
Σε αυτό το στάδιο, ο φορτιστής διατηρεί τάση 4,15-4,25 βολτ στην μπαταρία και ελέγχει την τρέχουσα τιμή.
Καθώς η χωρητικότητα αυξάνεται, το ρεύμα φόρτισης θα μειωθεί. Μόλις η τιμή του μειωθεί στους 0,05-0,01C, η διαδικασία φόρτισης θεωρείται ολοκληρωμένη.
Μια σημαντική απόχρωση της σωστής λειτουργίας του φορτιστή είναι η πλήρης αποσύνδεσή του από την μπαταρία μετά την ολοκλήρωση της φόρτισης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι για τις μπαταρίες λιθίου είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητο να παραμένουν υπό υψηλή τάση για μεγάλο χρονικό διάστημα, το οποίο συνήθως παρέχεται από τον φορτιστή (δηλαδή 4,18-4,24 βολτ). Αυτό οδηγεί σε επιταχυνόμενη υποβάθμιση της χημικής σύνθεσης της μπαταρίας και, κατά συνέπεια, σε μείωση της χωρητικότητάς της. Η μακροχρόνια διαμονή σημαίνει δεκάδες ώρες ή περισσότερες.
Κατά το δεύτερο στάδιο της φόρτισης, η μπαταρία καταφέρνει να κερδίσει περίπου 0,1-0,15 επιπλέον της χωρητικότητάς της. Η συνολική φόρτιση της μπαταρίας φτάνει έτσι το 90-95%, που είναι ένας εξαιρετικός δείκτης.
Εξετάσαμε δύο βασικά στάδια φόρτισης. Ωστόσο, η κάλυψη του θέματος της φόρτισης των μπαταριών λιθίου θα ήταν ελλιπής αν δεν αναφερόταν ένα άλλο στάδιο φόρτισης - το λεγόμενο. προχρέωση.
Στάδιο προκαταρκτικής χρέωσης (προφόρτιση)- αυτό το στάδιο χρησιμοποιείται μόνο για μπαταρίες βαθιάς αποφόρτισης (κάτω από 2,5 V) για να τις φέρει σε κανονική λειτουργία.
Σε αυτό το στάδιο η χρέωση είναι εξασφαλισμένη DCμειωμένη τιμή έως ότου η τάση της μπαταρίας φτάσει τα 2,8 V.
Το προκαταρκτικό στάδιο είναι απαραίτητο για την αποφυγή διόγκωσης και αποσυμπίεσης (ή ακόμα και έκρηξης με φωτιά) κατεστραμμένων μπαταριών που έχουν, για παράδειγμα, εσωτερικό βραχυκύκλωμα μεταξύ των ηλεκτροδίων. Εάν ένα μεγάλο ρεύμα φόρτισης περάσει αμέσως μέσα από μια τέτοια μπαταρία, αυτό θα οδηγήσει αναπόφευκτα στη θέρμανση της και στη συνέχεια εξαρτάται.
Ένα άλλο πλεονέκτημα της προφόρτισης είναι η προθέρμανση της μπαταρίας, η οποία είναι σημαντική κατά τη φόρτιση σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος (σε μη θερμαινόμενο δωμάτιο κατά την ψυχρή περίοδο).
Η έξυπνη φόρτιση θα πρέπει να μπορεί να παρακολουθεί την τάση της μπαταρίας κατά τη διάρκεια του προκαταρκτικού σταδίου φόρτισης και, εάν η τάση δεν αυξάνεται για μεγάλο χρονικό διάστημα, να βγάλει συμπέρασμα ότι η μπαταρία είναι ελαττωματική.
Όλα τα στάδια φόρτισης μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου (συμπεριλαμβανομένου του σταδίου προφόρτισης) απεικονίζονται σχηματικά σε αυτό το γράφημα: 
Η υπέρβαση της ονομαστικής τάσης φόρτισης κατά 0,15 V μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας στο μισό. Η μείωση της τάσης φόρτισης κατά 0,1 volt μειώνει τη χωρητικότητα μιας φορτισμένης μπαταρίας κατά περίπου 10%, αλλά επεκτείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της. Η τάση μιας πλήρως φορτισμένης μπαταρίας μετά την αφαίρεσή της από τον φορτιστή είναι 4,1-4,15 βολτ.
Επιτρέψτε μου να συνοψίσω τα παραπάνω και να αναφέρω τα κύρια σημεία:
1. Τι ρεύμα πρέπει να χρησιμοποιήσω για να φορτίσω μια μπαταρία ιόντων λιθίου (για παράδειγμα, 18650 ή οποιαδήποτε άλλη);
Το ρεύμα θα εξαρτηθεί από το πόσο γρήγορα θα θέλατε να το φορτίσετε και μπορεί να κυμαίνεται από 0,2C έως 1C.
Για παράδειγμα, για μπαταρία μεγέθους 18650 με χωρητικότητα 3400 mAh, το ελάχιστο ρεύμα φόρτισης είναι 680 mA και το μέγιστο είναι 3400 mA.
2. Πόσος χρόνος χρειάζεται για να φορτιστεί πχ το ίδιο Επαναφορτιζομενες ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ 18650?
Ο χρόνος φόρτισης εξαρτάται άμεσα από το ρεύμα φόρτισης και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:
T = C / φορτίζω.
Για παράδειγμα, ο χρόνος φόρτισης της μπαταρίας μας 3400 mAh με ρεύμα 1Α θα είναι περίπου 3,5 ώρες.
3. Πώς να φορτίσετε σωστά μια μπαταρία πολυμερούς λιθίου;
Όλες οι μπαταρίες λιθίου φορτίζονται με τον ίδιο τρόπο. Δεν έχει σημασία αν είναι πολυμερές λιθίου ή ιόν λιθίου. Για εμάς, τους καταναλωτές, δεν υπάρχει διαφορά.
Τι είναι ένας πίνακας προστασίας;
Η πλακέτα προστασίας (ή πλακέτα ελέγχου ισχύος PCB) έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει από βραχυκύκλωμα, υπερφόρτιση και υπερφόρτιση της μπαταρίας λιθίου. Κατά κανόνα, η προστασία υπερθέρμανσης είναι επίσης ενσωματωμένη στις μονάδες προστασίας.
Για λόγους ασφαλείας, η χρήση μπαταριών λιθίου σε οικιακές συσκευές, εάν δεν έχουν ενσωματωμένη πλακέτα προστασίας. Επομένως, σε όλες τις μπαταρίες από κινητά τηλέφωναΥπάρχει πάντα μια πλακέτα PCB. Οι ακροδέκτες εξόδου της μπαταρίας βρίσκονται απευθείας στην πλακέτα: 
Αυτές οι πλακέτες χρησιμοποιούν έναν ελεγκτή φόρτισης με έξι πόδια σε μια εξειδικευμένη συσκευή (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 και άλλα ανάλογα). Η αποστολή αυτού του ελεγκτή είναι να αποσυνδέει την μπαταρία από το φορτίο όταν η μπαταρία είναι πλήρως αποφορτισμένη και να αποσυνδέει τη μπαταρία από τη φόρτιση όταν φτάσει τα 4,25 V.
Εδώ, για παράδειγμα, είναι ένα διάγραμμα της πλακέτας προστασίας μπαταρίας BP-6M που παρέχεται με παλιά τηλέφωνα Nokia: 
Αν μιλάμε για 18650, μπορούν να παραχθούν είτε με πλακέτα προστασίας είτε χωρίς. Η μονάδα προστασίας βρίσκεται κοντά στον αρνητικό πόλο της μπαταρίας. 
Η πλακέτα αυξάνει το μήκος της μπαταρίας κατά 2-3 mm. 
Οι μπαταρίες χωρίς μονάδα PCB περιλαμβάνονται συνήθως σε μπαταρίες που συνοδεύονται από τα δικά τους κυκλώματα προστασίας.
Οποιαδήποτε μπαταρία με προστασία μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε μπαταρία χωρίς προστασία, απλά πρέπει να την εκτονώσετε. 
Σήμερα, η μέγιστη χωρητικότητα της μπαταρίας 18650 είναι 3400 mAh. Οι μπαταρίες με προστασία πρέπει να φέρουν την αντίστοιχη ονομασία στη θήκη ("Προστατευμένη"). 
Μην συγχέετε την πλακέτα PCB με τη μονάδα PCM (PCM - μονάδα φόρτισης ισχύος). Εάν τα πρώτα εξυπηρετούν μόνο το σκοπό της προστασίας της μπαταρίας, τότε τα δεύτερα έχουν σχεδιαστεί για να ελέγχουν τη διαδικασία φόρτισης - περιορίζουν το ρεύμα φόρτισης σε ένα δεδομένο επίπεδο, ελέγχουν τη θερμοκρασία και, γενικά, διασφαλίζουν ολόκληρη τη διαδικασία. Η πλακέτα PCM είναι αυτό που ονομάζουμε ελεγκτής φόρτισης.
Ελπίζω τώρα να μην υπάρχουν ερωτήσεις, πώς να φορτίσω μια μπαταρία 18650 ή οποιαδήποτε άλλη μπαταρία λιθίου; Στη συνέχεια προχωράμε σε μια μικρή επιλογή από έτοιμες λύσεις κυκλωμάτων για φορτιστές (οι ίδιοι ελεγκτές φόρτισης).
Σχέδια φόρτισης για μπαταρίες ιόντων λιθίου
Όλα τα κυκλώματα είναι κατάλληλα για τη φόρτιση οποιασδήποτε μπαταρίας λιθίου· το μόνο που μένει είναι να αποφασίσετε για το ρεύμα φόρτισης και τη βάση του στοιχείου.
LM317
Διάγραμμα ενός απλού φορτιστή που βασίζεται στο τσιπ LM317 με ένδειξη φόρτισης: 
Το κύκλωμα είναι το απλούστερο, όλη η ρύθμιση καταλήγει στη ρύθμιση της τάσης εξόδου στα 4,2 βολτ χρησιμοποιώντας την αντίσταση περικοπής R8 (χωρίς συνδεδεμένη μπαταρία!) και τη ρύθμιση του ρεύματος φόρτισης επιλέγοντας αντιστάσεις R4, R6. Η ισχύς της αντίστασης R1 είναι τουλάχιστον 1 Watt.
Μόλις σβήσει το LED, η διαδικασία φόρτισης μπορεί να θεωρηθεί ολοκληρωμένη (το ρεύμα φόρτισης δεν θα μειωθεί ποτέ στο μηδέν). Δεν συνιστάται η διατήρηση της μπαταρίας σε αυτή τη φόρτιση για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την πλήρη φόρτισή της.
Το μικροκύκλωμα lm317 χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους σταθεροποιητές τάσης και ρεύματος (ανάλογα με το κύκλωμα σύνδεσης). Πωλείται σε κάθε γωνία και κοστίζει πένες (μπορείτε να πάρετε 10 κομμάτια μόνο για 55 ρούβλια).
Το LM317 διατίθεται σε διαφορετικά περιβλήματα: 
Ανάθεση καρφίτσας (pinout): 
Ανάλογα του τσιπ LM317 είναι: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (τα δύο τελευταία είναι εγχώριας παραγωγής).
Το ρεύμα φόρτισης μπορεί να αυξηθεί στα 3Α εάν πάρετε LM350 αντί για LM317. Ωστόσο, θα είναι πιο ακριβό - 11 ρούβλια/τεμάχιο.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και η διάταξη κυκλώματος φαίνονται παρακάτω: 
Το παλιό σοβιετικό τρανζίστορ KT361 μπορεί να αντικατασταθεί με ένα παρόμοιο τρανζίστορ pnp(για παράδειγμα, KT3107, KT3108 ή αστικό 2N5086, 2SA733, BC308A). Μπορεί να αφαιρεθεί εντελώς εάν δεν απαιτείται η ένδειξη φόρτισης.
Μειονέκτημα του κυκλώματος: η τάση τροφοδοσίας πρέπει να είναι στην περιοχή 8-12V. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι για την κανονική λειτουργία του τσιπ LM317, η διαφορά μεταξύ της τάσης της μπαταρίας και της τάσης τροφοδοσίας πρέπει να είναι τουλάχιστον 4,25 Volt. Έτσι, δεν θα είναι δυνατή η τροφοδοσία του από τη θύρα USB.
MAX1555 ή MAX1551
Οι MAX1551/MAX1555 είναι εξειδικευμένοι φορτιστές για μπαταρίες Li+, με δυνατότητα λειτουργίας από USB ή από ξεχωριστό τροφοδοτικό (για παράδειγμα, φορτιστή τηλεφώνου).
Η μόνη διαφορά μεταξύ αυτών των μικροκυκλωμάτων είναι ότι το MAX1555 παράγει ένα σήμα που υποδεικνύει τη διαδικασία φόρτισης και το MAX1551 παράγει ένα σήμα ότι η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη. Εκείνοι. Το 1555 εξακολουθεί να είναι προτιμότερο στις περισσότερες περιπτώσεις, επομένως το 1551 είναι πλέον δύσκολο να βρεθεί σε προσφορά.
Μια λεπτομερής περιγραφή αυτών των μικροκυκλωμάτων από τον κατασκευαστή είναι.
Η μέγιστη τάση εισόδου από τον προσαρμογέα DC είναι 7 V, όταν τροφοδοτείται από USB - 6 V. Όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει στα 3,52 V, το μικροκύκλωμα απενεργοποιείται και η φόρτιση σταματά.
Το ίδιο το μικροκύκλωμα ανιχνεύει σε ποια είσοδο υπάρχει η τάση τροφοδοσίας και συνδέεται με αυτό. Εάν η τροφοδοσία τροφοδοτείται μέσω του διαύλου USB, τότε το μέγιστο ρεύμα φόρτισης περιορίζεται στα 100 mA - αυτό σας επιτρέπει να συνδέσετε τον φορτιστή στη θύρα USB οποιουδήποτε υπολογιστή χωρίς φόβο ότι θα καεί η νότια γέφυρα.
Όταν τροφοδοτείται από ξεχωριστό τροφοδοτικό, το τυπικό ρεύμα φόρτισης είναι 280 mA.
Τα τσιπ έχουν ενσωματωμένη προστασία υπερθέρμανσης. Αλλά ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, το κύκλωμα συνεχίζει να λειτουργεί, μειώνοντας το ρεύμα φόρτισης κατά 17 mA για κάθε βαθμό πάνω από 110 ° C.
Υπάρχει μια λειτουργία προφόρτισης (δείτε παραπάνω): εφόσον η τάση της μπαταρίας είναι κάτω από 3 V, το μικροκύκλωμα περιορίζει το ρεύμα φόρτισης στα 40 mA.
Το μικροκύκλωμα έχει 5 ακίδες. Εδώ τυπικό διάγραμμαενσωματώσεις: 
Εάν υπάρχει εγγύηση ότι η τάση στην έξοδο του προσαρμογέα σας δεν μπορεί σε καμία περίπτωση να υπερβεί τα 7 βολτ, τότε μπορείτε να κάνετε χωρίς τον σταθεροποιητή 7805.
Η επιλογή φόρτισης USB μπορεί να συναρμολογηθεί, για παράδειγμα, σε αυτήν. 
Το μικροκύκλωμα δεν απαιτεί ούτε εξωτερικές διόδους ούτε εξωτερικά τρανζίστορ. Γενικά, φυσικά, υπέροχα μικροπράγματα! Μόνο που είναι πολύ μικρά και άβολα για συγκόλληση. Και είναι επίσης ακριβά ().
LP2951
Ο σταθεροποιητής LP2951 κατασκευάζεται από την National Semiconductors (). Παρέχει την εφαρμογή μιας ενσωματωμένης λειτουργίας περιορισμού ρεύματος και σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα σταθερό επίπεδο τάσης φόρτισης για μια μπαταρία ιόντων λιθίου στην έξοδο του κυκλώματος.
Η τάση φόρτισης είναι 4,08 - 4,26 βολτ και ρυθμίζεται από την αντίσταση R3 όταν αποσυνδεθεί η μπαταρία. Η τάση διατηρείται με μεγάλη ακρίβεια.
Το ρεύμα φόρτισης είναι 150 - 300 mA, αυτή η τιμή περιορίζεται από τα εσωτερικά κυκλώματα του τσιπ LP2951 (ανάλογα με τον κατασκευαστή).
Χρησιμοποιήστε τη δίοδο με μικρό αντίστροφο ρεύμα. Για παράδειγμα, μπορεί να είναι οποιαδήποτε από τη σειρά 1N400X που μπορείτε να αγοράσετε. Η δίοδος χρησιμοποιείται ως δίοδος αποκλεισμού για να αποτρέψει το αντίστροφο ρεύμα από την μπαταρία στο τσιπ LP2951 όταν η τάση εισόδου είναι απενεργοποιημένη. 
Αυτός ο φορτιστής παράγει ένα αρκετά χαμηλό ρεύμα φόρτισης, επομένως οποιαδήποτε μπαταρία 18650 μπορεί να φορτιστεί κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Το μικροκύκλωμα μπορεί να αγοραστεί τόσο σε συσκευασία DIP όσο και σε συσκευασία SOIC (κοστίζει περίπου 10 ρούβλια ανά τεμάχιο).
MCP73831
Το τσιπ σας επιτρέπει να δημιουργήσετε τους σωστούς φορτιστές και είναι επίσης φθηνότερο από τον πολυδιαφημισμένο MAX1555. 
Ένα τυπικό διάγραμμα σύνδεσης λαμβάνεται από: 
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του κυκλώματος είναι η απουσία ισχυρών αντιστάσεων χαμηλής αντίστασης που περιορίζουν το ρεύμα φόρτισης. Εδώ το ρεύμα ρυθμίζεται από μια αντίσταση που συνδέεται με τον 5ο ακροδέκτη του μικροκυκλώματος. Η αντίστασή του πρέπει να είναι στην περιοχή 2-10 kOhm.
Ο συναρμολογημένος φορτιστής μοιάζει με αυτό: 
Το μικροκύκλωμα θερμαίνεται αρκετά καλά κατά τη λειτουργία, αλλά αυτό δεν φαίνεται να το ενοχλεί. Εκπληρώνει τη λειτουργία του.
Ακολουθεί μια άλλη έκδοση μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος με LED SMD και υποδοχή micro-USB: 
LTC4054 (STC4054)
Πολύ απλό σχέδιο εξαιρετική επιλογή! Επιτρέπει τη φόρτιση με ρεύμα έως 800 mA (βλ.). Είναι αλήθεια ότι τείνει να ζεσταίνεται πολύ, αλλά σε αυτήν την περίπτωση η ενσωματωμένη προστασία υπερθέρμανσης μειώνει το ρεύμα. 
Το κύκλωμα μπορεί να απλοποιηθεί σημαντικά με την απόρριψη ενός ή και των δύο LED με ένα τρανζίστορ. Τότε θα μοιάζει με αυτό (πρέπει να παραδεχτείτε, δεν θα μπορούσε να είναι πιο απλό: μερικές αντιστάσεις και ένας συμπυκνωτής): 
Μία από τις επιλογές πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι διαθέσιμη στη διεύθυνση . Η πλακέτα έχει σχεδιαστεί για στοιχεία τυπικού μεγέθους 0805.
I=1000/R. Δεν πρέπει να ρυθμίσετε αμέσως υψηλό ρεύμα· πρώτα δείτε πόσο ζεσταίνεται το μικροκύκλωμα. Για τους σκοπούς μου, πήρα μια αντίσταση 2,7 kOhm και το ρεύμα φόρτισης αποδείχθηκε περίπου 360 mA.
Είναι απίθανο να είναι δυνατή η προσαρμογή ενός καλοριφέρ σε αυτό το μικροκύκλωμα και δεν είναι γεγονός ότι θα είναι αποτελεσματικό λόγω της υψηλής θερμικής αντίστασης της σύνδεσης κρυστάλλου-θήκης. Ο κατασκευαστής συνιστά να κάνετε την ψύκτρα "μέσω των καλωδίων" - κάνοντας τα ίχνη όσο το δυνατόν πιο παχιά και αφήνοντας το φύλλο κάτω από το σώμα του τσιπ. Γενικά, όσο περισσότερο αλουμινόχαρτο έχει απομείνει, τόσο το καλύτερο.
Παρεμπιπτόντως, το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας διαχέεται μέσω του 3ου ποδιού, οπότε μπορείτε να κάνετε αυτό το ίχνος πολύ φαρδύ και παχύ (γεμίστε το με περίσσεια κόλλησης). 
Το πακέτο τσιπ LTC4054 μπορεί να φέρει την ετικέτα LTH7 ή LTADY.
Το LTH7 διαφέρει από το LTADY στο ότι το πρώτο μπορεί να σηκώσει μια πολύ χαμηλή μπαταρία (στην οποία η τάση είναι μικρότερη από 2,9 βολτ), ενώ η δεύτερη δεν μπορεί (πρέπει να την περιστρέψετε ξεχωριστά).
Το τσιπ αποδείχθηκε πολύ επιτυχημένο, επομένως έχει μια δέσμη αναλόγων: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM181PT405, WPM181PT405 , VS6102, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Πριν χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε από τα ανάλογα, ελέγξτε τα φύλλα δεδομένων.
ΤΠ4056
Το μικροκύκλωμα είναι κατασκευασμένο σε περίβλημα SOP-8 (βλ.), έχει μια μεταλλική ψύκτρα στην κοιλιά του που δεν συνδέεται με τις επαφές, γεγονός που επιτρέπει την πιο αποτελεσματική απομάκρυνση της θερμότητας. Σας επιτρέπει να φορτίζετε την μπαταρία με ρεύμα έως και 1A (το ρεύμα εξαρτάται από την αντίσταση ρύθμισης ρεύματος). 
Το διάγραμμα σύνδεσης απαιτεί τα ελάχιστα στοιχεία ανάρτησης: 
Το κύκλωμα εφαρμόζει την κλασική διαδικασία φόρτισης - πρώτα φορτίζει με σταθερό ρεύμα, μετά με σταθερή τάση και ρεύμα πτώσης. Όλα είναι επιστημονικά. Αν κοιτάξετε τη φόρτιση βήμα προς βήμα, μπορείτε να διακρίνετε διάφορα στάδια:
- Παρακολούθηση της τάσης της συνδεδεμένης μπαταρίας (αυτό συμβαίνει συνεχώς).
- Φάση προφόρτισης (εάν η μπαταρία είναι αποφορτισμένη κάτω από 2,9 V). Φορτίστε με ρεύμα 1/10 από αυτό που έχει προγραμματίσει η αντίσταση R prog (100 mA σε R prog = 1,2 kOhm) σε επίπεδο 2,9 V.
- Φόρτιση με μέγιστο σταθερό ρεύμα (1000 mA σε R prog = 1,2 kOhm).
- Όταν η μπαταρία φτάσει τα 4,2 V, η τάση στην μπαταρία είναι σταθερή σε αυτό το επίπεδο. Ξεκινά μια σταδιακή μείωση του ρεύματος φόρτισης.
- Όταν το ρεύμα φτάσει στο 1/10 αυτού που έχει προγραμματίσει η αντίσταση R prog (100 mA σε R prog = 1,2 kOhm), ο φορτιστής απενεργοποιείται.
- Αφού ολοκληρωθεί η φόρτιση, ο ελεγκτής συνεχίζει να παρακολουθεί την τάση της μπαταρίας (βλ. σημείο 1). Το ρεύμα που καταναλώνεται από το κύκλωμα παρακολούθησης είναι 2-3 μΑ. Αφού πέσει η τάση στα 4,0 V, η φόρτιση ξεκινά ξανά. Και ούτω καθεξής σε κύκλο.
Το ρεύμα φόρτισης (σε αμπέρ) υπολογίζεται από τον τύπο I=1200/R προγ. Το επιτρεπόμενο μέγιστο είναι 1000 mA.
Μια πραγματική δοκιμή φόρτισης με μπαταρία 3400 mAh 18650 φαίνεται στο γράφημα: 
Το πλεονέκτημα του μικροκυκλώματος είναι ότι το ρεύμα φόρτισης ρυθμίζεται από μία μόνο αντίσταση. Δεν απαιτούνται ισχυρές αντιστάσεις χαμηλής αντίστασης. Επιπλέον, υπάρχει μια ένδειξη της διαδικασίας φόρτισης, καθώς και μια ένδειξη για το τέλος της φόρτισης. Όταν η μπαταρία δεν είναι συνδεδεμένη, η ένδειξη αναβοσβήνει κάθε λίγα δευτερόλεπτα.
Η τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος πρέπει να είναι εντός 4,5...8 βολτ. Όσο πιο κοντά στα 4,5 V, τόσο το καλύτερο (άρα το τσιπ θερμαίνεται λιγότερο).
Το πρώτο σκέλος χρησιμοποιείται για τη σύνδεση του ενσωματωμένου αισθητήρα θερμοκρασίας μπαταρία ιόντων λιθίου(συνήθως ο μεσαίος ακροδέκτης μπαταρίας κινητού τηλεφώνου). Εάν η τάση εξόδου είναι κάτω από το 45% ή πάνω από το 80% της τάσης τροφοδοσίας, η φόρτιση διακόπτεται. Εάν δεν χρειάζεστε έλεγχο θερμοκρασίας, απλώς φυτέψτε αυτό το πόδι στο έδαφος.
Προσοχή! Αυτό το κύκλωμα έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα: την απουσία κυκλώματος προστασίας αντίστροφης πολικότητας μπαταρίας. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ελεγκτής είναι εγγυημένο ότι θα καεί λόγω υπέρβασης του μέγιστου ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος πηγαίνει απευθείας στην μπαταρία, κάτι που είναι πολύ επικίνδυνο.
Η σφραγίδα είναι απλή και μπορεί να γίνει σε μια ώρα στο γόνατό σας. Εάν ο χρόνος είναι ουσιαστικός, μπορείτε να παραγγείλετε έτοιμες ενότητες. Μερικοί κατασκευαστές έτοιμες ενότητεςπροσθέστε προστασία από υπερένταση και υπερφόρτιση (για παράδειγμα, μπορείτε να επιλέξετε ποια πλακέτα χρειάζεστε - με ή χωρίς προστασία και με ποιον σύνδεσμο). 
Μπορείτε επίσης να βρείτε έτοιμες σανίδες με επαφή για αισθητήρα θερμοκρασίας. Ή ακόμα και μια μονάδα φόρτισης με πολλά παράλληλα μικροκυκλώματα TP4056 για αύξηση του ρεύματος φόρτισης και με προστασία αντίστροφης πολικότητας (παράδειγμα).
LTC1734
Επίσης ένα πολύ απλό σχέδιο. Το ρεύμα φόρτισης ρυθμίζεται από την αντίσταση R prog (για παράδειγμα, εάν εγκαταστήσετε μια αντίσταση 3 kOhm, το ρεύμα θα είναι 500 mA).
Τα μικροκυκλώματα συνήθως επισημαίνονται στη θήκη: LTRG (συχνά μπορούν να βρεθούν σε παλιά τηλέφωνα Samsung). 
Ένα τρανζίστορ θα κάνει μια χαρά οποιοδήποτε p-n-p, το κύριο πράγμα είναι ότι έχει σχεδιαστεί για ένα δεδομένο ρεύμα φόρτισης.
Δεν υπάρχει ένδειξη φόρτισης στο υποδεικνυόμενο διάγραμμα, αλλά στο LTC1734 λέγεται ότι ο ακροδέκτης "4" (Prog) έχει δύο λειτουργίες - ρύθμιση του ρεύματος και παρακολούθηση του τέλους φόρτισης της μπαταρίας. Για παράδειγμα, εμφανίζεται ένα κύκλωμα με έλεγχο του τέλους φόρτισης χρησιμοποιώντας τον συγκριτή LT1716. 
Ο συγκριτής LT1716 σε αυτή την περίπτωση μπορεί να αντικατασταθεί με ένα φτηνό LM358.
TL431 + τρανζίστορ
Είναι πιθανώς δύσκολο να καταλήξουμε σε ένα κύκλωμα που χρησιμοποιεί πιο οικονομικά εξαρτήματα. Το πιο δύσκολο πράγμα εδώ είναι να βρείτε την πηγή τάσης αναφοράς TL431. Αλλά είναι τόσο κοινά που βρίσκονται σχεδόν παντού (σπάνια μια πηγή ρεύματος κάνει χωρίς αυτό το μικροκύκλωμα). 
Λοιπόν, το τρανζίστορ TIP41 μπορεί να αντικατασταθεί με οποιοδήποτε άλλο με κατάλληλο ρεύμα συλλέκτη. Ακόμα και τα παλιά σοβιετικά KT819, KT805 (ή λιγότερο ισχυρά KT815, KT817) θα το κάνουν.
Η ρύθμιση του κυκλώματος καταλήγει στη ρύθμιση της τάσης εξόδου (χωρίς μπαταρία!!!) χρησιμοποιώντας μια αντίσταση περικοπής στα 4,2 βολτ. Η αντίσταση R1 ορίζει τη μέγιστη τιμή του ρεύματος φόρτισης.
Αυτό το κύκλωμα υλοποιεί πλήρως τη διαδικασία δύο σταδίων της φόρτισης των μπαταριών λιθίου - πρώτα φόρτιση με συνεχές ρεύμα, μετά μετάβαση στη φάση σταθεροποίησης τάσης και ομαλή μείωση του ρεύματος σχεδόν στο μηδέν. Το μόνο μειονέκτημα είναι η κακή επαναληψιμότητα του κυκλώματος (είναι ιδιότροπο στη ρύθμιση και απαιτητικό για τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται).
MCP73812
Υπάρχει άλλο ένα αδικαιολόγητα παραμελημένο μικροκύκλωμα από τη Microchip - MCP73812 (βλ.). Με βάση αυτό, επιτυγχάνεται μια πολύ οικονομική επιλογή χρέωσης (και φθηνή!). Το κιτ ολόκληρου σώματος είναι μόνο μία αντίσταση!
Παρεμπιπτόντως, το μικροκύκλωμα κατασκευάζεται σε συσκευασία φιλική προς τη συγκόλληση - SOT23-5. 
Το μόνο αρνητικό είναι ότι ζεσταίνεται πολύ και δεν υπάρχει ένδειξη φόρτισης. Επίσης, κατά κάποιο τρόπο δεν λειτουργεί πολύ αξιόπιστα εάν έχετε μια πηγή ενέργειας χαμηλής ισχύος (η οποία προκαλεί πτώση τάσης). 
Γενικά, αν η ένδειξη φόρτισης δεν είναι σημαντική για εσάς, και σας ταιριάζει ένα ρεύμα 500 mA, τότε το MCP73812 είναι μια πολύ καλή επιλογή.
NCP1835
Προσφέρεται μια πλήρως ενσωματωμένη λύση - NCP1835B, που παρέχει υψηλή σταθερότητα της τάσης φόρτισης (4,2 ±0,05 V).
Ίσως το μόνο μειονέκτημα αυτού του μικροκυκλώματος είναι το πολύ μικροσκοπικό του μέγεθος (θήκη DFN-10, μέγεθος 3x3 mm). Δεν μπορούν όλοι να παρέχουν υψηλής ποιότητας συγκόλληση τέτοιων μικροσκοπικών στοιχείων. 
Μεταξύ των αναμφισβήτητων πλεονεκτημάτων θα ήθελα να σημειώσω τα εξής:
- Ελάχιστος αριθμός μελών του σώματος.
- Δυνατότητα φόρτισης πλήρως αποφορτισμένης μπαταρίας (ρεύμα προφόρτισης 30 mA);
- Προσδιορισμός του τέλους φόρτισης.
- Προγραμματιζόμενο ρεύμα φόρτισης - έως 1000 mA.
- Ένδειξη φόρτισης και σφάλματος (με δυνατότητα ανίχνευσης μη φορτιζόμενων μπαταριών και σηματοδότησης).
- Προστασία από μακροχρόνια φόρτιση (αλλάζοντας την χωρητικότητα του πυκνωτή C t, μπορείτε να ρυθμίσετε μέγιστος χρόνοςφόρτιση από 6,6 έως 784 λεπτά).
Το κόστος του μικροκυκλώματος δεν είναι ακριβώς φθηνό, αλλά ούτε και τόσο υψηλό (~$1) ώστε να αρνηθείτε να το χρησιμοποιήσετε. Εάν αισθάνεστε άνετα με ένα κολλητήρι, θα συνιστούσα να επιλέξετε αυτήν την επιλογή.
Περισσότερο Λεπτομερής περιγραφήείναι στο .
Μπορώ να φορτίσω μια μπαταρία ιόντων λιθίου χωρίς ελεγκτή;
Ναι μπορείς. Ωστόσο, αυτό θα απαιτήσει στενό έλεγχο του ρεύματος και της τάσης φόρτισης.
Γενικά, δεν θα είναι δυνατή η φόρτιση μιας μπαταρίας, για παράδειγμα, του 18650 μας, χωρίς φορτιστή. Χρειάζεται ακόμα να περιορίσετε με κάποιο τρόπο το μέγιστο ρεύμα φόρτισης, επομένως θα εξακολουθεί να απαιτείται τουλάχιστον η πιο πρωτόγονη μνήμη.
Ο απλούστερος φορτιστής για οποιαδήποτε μπαταρία λιθίου είναι μια αντίσταση συνδεδεμένη σε σειρά με την μπαταρία: 
Η αντίσταση και η απαγωγή ισχύος της αντίστασης εξαρτώνται από την τάση της πηγής ισχύος που θα χρησιμοποιηθεί για τη φόρτιση.
Για παράδειγμα, ας υπολογίσουμε μια αντίσταση για ένα τροφοδοτικό 5 Volt. Θα φορτίσουμε μια μπαταρία 18650 χωρητικότητας 2400 mAh.
Έτσι, στην αρχή της φόρτισης, η πτώση τάσης στην αντίσταση θα είναι:
U r = 5 - 2,8 = 2,2 Volt
Ας υποθέσουμε ότι το τροφοδοτικό μας 5 V είναι ονομαστική για μέγιστο ρεύμα 1Α. Το κύκλωμα θα καταναλώσει το υψηλότερο ρεύμα στην αρχή της φόρτισης, όταν η τάση στην μπαταρία είναι ελάχιστη και ανέρχεται στα 2,7-2,8 Volt.
Προσοχή: αυτοί οι υπολογισμοί δεν λαμβάνουν υπόψη την πιθανότητα η μπαταρία να είναι πολύ βαθιά αποφορτισμένη και η τάση σε αυτήν να είναι πολύ χαμηλότερη, ακόμη και στο μηδέν.
Έτσι, η αντίσταση της αντίστασης που απαιτείται για τον περιορισμό του ρεύματος στην αρχή της φόρτισης στο 1 Ampere θα πρέπει να είναι:
R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohm
Διαρροή ισχύος αντίστασης:
P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W
Στο τέλος της φόρτισης της μπαταρίας, όταν η τάση σε αυτήν πλησιάσει τα 4,2 V, το ρεύμα φόρτισης θα είναι:
Φορτίζω = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A
Δηλαδή, όπως βλέπουμε, όλες οι τιμές δεν υπερβαίνουν τα επιτρεπόμενα όρια για μια δεδομένη μπαταρία: το αρχικό ρεύμα δεν υπερβαίνει το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα φόρτισης για μια δεδομένη μπαταρία (2,4 A) και το τελικό ρεύμα υπερβαίνει το ρεύμα στην οποία η μπαταρία δεν αποκτά πλέον χωρητικότητα ( 0,24 A).
Το κύριο μειονέκτημα μιας τέτοιας φόρτισης είναι η ανάγκη συνεχούς παρακολούθησης της τάσης στην μπαταρία. Και απενεργοποιήστε χειροκίνητα τη φόρτιση μόλις η τάση φτάσει τα 4,2 Volt. Το γεγονός είναι ότι οι μπαταρίες λιθίου ανέχονται πολύ άσχημα ακόμη και τη βραχυπρόθεσμη υπέρταση - οι μάζες των ηλεκτροδίων αρχίζουν να υποβαθμίζονται γρήγορα, γεγονός που αναπόφευκτα οδηγεί σε απώλεια χωρητικότητας. Ταυτόχρονα δημιουργούνται όλες οι προϋποθέσεις για υπερθέρμανση και αποσυμπίεση.
Εάν η μπαταρία σας έχει ενσωματωμένη πλακέτα προστασίας, η οποία συζητήθηκε ακριβώς παραπάνω, τότε όλα γίνονται πιο απλά. Όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη τάση στην μπαταρία, η ίδια η πλακέτα θα την αποσυνδέσει από τον φορτιστή. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος χρέωσης έχει σημαντικά μειονεκτήματα, τα οποία συζητήσαμε.
Η προστασία που είναι ενσωματωμένη στην μπαταρία δεν θα επιτρέψει την υπερφόρτισή της σε καμία περίπτωση. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να ελέγξετε το ρεύμα φόρτισης έτσι ώστε να μην υπερβαίνει τις επιτρεπόμενες τιμές για μια δεδομένη μπαταρία (οι προστατευτικές πλακέτες δεν μπορούν να περιορίσουν το ρεύμα φόρτισης, δυστυχώς).
Φόρτιση με χρήση εργαστηριακού τροφοδοτικού
Εάν έχετε τροφοδοτικό με προστασία ρεύματος (περιορισμός), τότε έχετε σωθεί! Μια τέτοια πηγή ενέργειας είναι ήδη ένας πλήρης φορτιστής που εφαρμόζει το σωστό προφίλ φόρτισης, για το οποίο γράψαμε παραπάνω (CC/CV).
Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε για να φορτίσετε το li-ion είναι να ρυθμίσετε την παροχή ρεύματος στα 4,2 βολτ και να ορίσετε το επιθυμητό όριο ρεύματος. Και μπορείτε να συνδέσετε την μπαταρία.
Αρχικά, όταν η μπαταρία είναι ακόμα αποφορτισμένη, το εργαστηριακό τροφοδοτικό θα λειτουργεί σε λειτουργία προστασίας ρεύματος (δηλαδή, θα σταθεροποιεί το ρεύμα εξόδου σε ένα δεδομένο επίπεδο). Στη συνέχεια, όταν η τάση στην τράπεζα ανέβει στο ρυθμισμένο 4,2 V, η τροφοδοσία ρεύματος θα μεταβεί σε λειτουργία σταθεροποίησης τάσης και το ρεύμα θα αρχίσει να πέφτει.
Όταν το ρεύμα πέσει στους 0,05-0,1 C, η μπαταρία μπορεί να θεωρηθεί πλήρως φορτισμένη.
Όπως μπορείτε να δείτε, το εργαστηριακό τροφοδοτικό είναι ένας σχεδόν ιδανικός φορτιστής! Το μόνο πράγμα που δεν μπορεί να κάνει αυτόματα είναι να αποφασίσει να φορτίσει πλήρως την μπαταρία και να απενεργοποιήσει. Αλλά αυτό είναι ένα μικρό πράγμα που δεν πρέπει καν να δώσετε προσοχή.
Πώς να φορτίσετε τις μπαταρίες λιθίου;
Και αν μιλάμε για μπαταρία μιας χρήσης που δεν προορίζεται για επαναφόρτιση, τότε η σωστή (και μόνη σωστή) απάντηση σε αυτή την ερώτηση είναι ΟΧΙ.
Το θέμα είναι ότι οποιαδήποτε μπαταρία λιθίου(για παράδειγμα, το κοινό CR2032 σε μορφή επίπεδου δισκίου) χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός εσωτερικού στρώματος παθητικοποίησης που καλύπτει την άνοδο λιθίου. Αυτό το στρώμα εμποδίζει μια χημική αντίδραση μεταξύ της ανόδου και του ηλεκτρολύτη. Και η παροχή εξωτερικού ρεύματος καταστρέφει το παραπάνω προστατευτικό στρώμα, οδηγώντας σε βλάβη της μπαταρίας.
Παρεμπιπτόντως, αν μιλάμε για τη μη επαναφορτιζόμενη μπαταρία CR2032, τότε το LIR2032, το οποίο μοιάζει πολύ με αυτό, είναι ήδη μια πλήρης μπαταρία. Μπορεί και πρέπει να χρεωθεί. Μόνο που η τάση του δεν είναι 3, αλλά 3,6V.
Ο τρόπος φόρτισης των μπαταριών λιθίου (είτε είναι μπαταρία τηλεφώνου, 18650 ή οποιαδήποτε άλλη μπαταρία ιόντων λιθίου) συζητήθηκε στην αρχή του άρθρου.
Για τα τελευταία μου έργα χρησιμοποιώ μπαταρίες κινητών τηλεφώνων Li-Pol. Είναι πραγματικά υπέροχοι. Υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, χαμηλή αυτοεκφόρτιση, χωρίς αποτέλεσμα μνήμης. Αλλά οι μπαταρίες Li-Pol, σε αντίθεση με άλλες, απαιτούν πιο σύνθετους φορτιστές. Πρέπει να αποφύγετε την υπέρβαση της τάσης φόρτισης και την υπερφόρτιση - αυτό μπορεί να βλάψει την μπαταρία.
Χρησιμοποίησα τον φορτιστή Sparkfun LiPoly με βάση το MAX1555 για κάποιο χρονικό διάστημα και λειτούργησε πολύ καλά. Το μόνο πράγμα που δεν λειτούργησε ήταν ο έλεγχος του ρεύματος φόρτισης. Μετά τη διεξαγωγή πολλών πειραμάτων, αποφάσισα να δοκιμάσω ένα άλλο τσιπ - MCP73833.
MC73833 Χαρακτηριστικά
(αντιγράφεται από τις προδιαγραφές):
- Υψηλή ακρίβεια ρύθμισης της τάσης εξόδου
- Επιλογές ελέγχου τάσης εξόδου
- Ρεύμα εξόδου προγραμματιζόμενο από τον χρήστη έως 1 A
- Δύο έξοδοι κατάστασης με ανοιχτή αποστράγγιση
- Επιλογές προφόρτισης και ολοκλήρωσης
- Προστασία από υπέρταση
- Έξοδος "φόρτιση ολοκληρώθηκε"
Μου άρεσε η ικανότητα του τσιπ να ρυθμίζει τις εξόδους ρεύματος φόρτισης και κατάστασης, οι οποίες είναι εξαιρετικά χρήσιμες σε σοβαρές συσκευές.
Σχέδιο
Η αντίσταση R4 ρυθμίζει το ρεύμα φόρτισης. Τοποθέτησα αυτήν την αντίσταση στις επαφές του βύσματος για να διευκολύνω την αλλαγή του ρεύματος για τη φόρτιση άλλων τύπων μπαταριών. Με αντίσταση αντίστασης 10 kOhm, το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας είναι 100 mA.
Αποτέλεσμα
Όλα τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται είναι 0805 SMD, εκτός από το τσιπ MCP73833, το οποίο έχει πακέτο MSOP-10. Αυτή ήταν η πρώτη μου προσπάθεια να φτιάξω μια συσκευή χρησιμοποιώντας εξαρτήματα SMD. Χρησιμοποίησα σταθμό συγκόλλησης. Αποδείχθηκε ότι απαιτείται πολύ ακριβής δόση πάστας συγκόλλησης. Η περίσσεια συγκόλλησης πρέπει να αφαιρεθεί με ειδική πλεξούδα αποκόλλησης.
συμπεράσματα
Η επόμενη έκδοση θα πρέπει να έχει υποδοχή για σύνδεση προσαρμογέα δικτύου. Οι δύο ακίδες δεν είναι βολικές για τη σύνδεση μιας πηγής ρεύματος.
Σημείωση: όπως μπορείτε να δείτε, η πλακέτα διαθέτει υποδοχή mini-USB για να μπορείτε να συνδέσετε τον φορτιστή στο φορητό υπολογιστή.
Συνιστώ ανεπιφύλακτα τη χρήση κάποιου τύπου διανομέα USB για να δοκιμάσετε οποιαδήποτε συσκευή USB κατασκευάζετε.
Δεν το έκανα αυτό και τώρα έχω την πρώτη μακέτα του φορτιστή που κάηκε και τη μόνη που επέζησε θύρα USBστο φορητό υπολογιστή. Και παρόλο που το λειτουργικό σύστημα με προειδοποίησε "Υψηλή κατανάλωση ρεύματος, η θύρα θα απενεργοποιηθεί", ήταν πολύ αργά. Με λίγα λόγια, έχετε προειδοποιηθεί.
Εισαγόμενα μικροκυκλώματα / Ελεγκτής MICROCHIP 1A Li-Ion/Li-Poly Charge mgmt, έξοδος PG MSOP10
| Προμηθευτής | Κατασκευαστής | Ονομα | Τιμή |
|---|---|---|---|
| Triema | MCP73833-CNI/MF | 1 τρίψιμο. | |
| Πρότυπο ΜΑΠ | Μικροτσίπ | MCP73833T-FCI/UN | 20 τρίψτε. |
| Ντέσυ | Μικροτσίπ | MCP73833T-FCI/UN | 72 τρίψτε. |
| LifeElectronics | Μικροτσίπ | MCP73833T-FCI/MF | κατόπιν αίτησης |
- ΠΟΛΥ, ΠΟΛΥ ΧΡΗΣΙΜΟ ΑΡΘΡΟ Η ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΜΠΑΤΑΡΙΑΣ ΕΙΝΑΙ ΤΡΕΧΟΥΣΑ.
- Μου άρεσε επίσης, είναι πολύ σχετικό και το πιο σημαντικό έχει πρακτική αξία.
- Πρόσθετες πληροφορίες για τις μπαταρίες. http://www.compitech.ru/html.cgi/arh...9/stat_116.htm
- Σημειώνεται σωστά - έχει πρακτική αξία. Και το πρόσθετο από το llllll είναι πολύ...
- Πες μου πού είναι το μέρος 2, μπαταρίες ιόντων λιθίου για ρομπότ. τεχνολογία?
- Αν εννοείς το άρθρο Μπαταρίες ιόντων λιθίου για ρομποτική. Μέρος 1. Εισαγωγή, πρώτον, αυτή η ερώτηση θα έπρεπε να είχε γίνει όχι σε αυτό το θέμα, αλλά στα σχόλια αυτού του άρθρου· δεύτερον, δείτε την ημερομηνία δημοσίευσης του άρθρου - χθες, 23 Ιουνίου. Στη συνέχεια, κοιτάξτε στο κάτω μέρος του άρθρου - Συνέχεια Κατά τη γνώμη μου, όλα είναι λογικά. Ή δεν είναι όλα προφανή; Λοιπόν, δώστε στους μεταφραστές και τους εκδότες τουλάχιστον λίγο χρόνο να ετοιμάσουν τη συνέχεια.
- Το τσιπ είναι καλό, αλλά δεν μου άρεσε πώς το χρησιμοποίησε ο συγγραφέας του άρθρου, δεν είναι περίεργο που έκαψε τη θύρα στο φορητό υπολογιστή. Ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά σε μέρος του διαγράμματος υποδοχής miniUSB.
- Πείτε μου πώς να αλλάξω το κύκλωμα για να ασφαλίσετε τη θύρα USB κατά τη φόρτιση από αυτό; Αλλά ήταν δυνατή η τροφοδοσία του φορτιστή από τον προσαρμογέα ρεύματος.
- εγκαταστήστε μια κατάλληλη αντίσταση, 3-5 kOhm, θα χρειαστούν περίπου 350-200 mA από τη θύρα, 1 kOhm θα τραβήξει ρεύμα 1A. Συναρμολόγησα το κύκλωμα χρησιμοποιώντας το φύλλο δεδομένων και τώρα υπάρχουν δύο ερωτήσεις που δεν καταλαβαίνω: γιατί το μικροκύκλωμα φορτίζει μόνο μέχρι 4,10-4,13 V; και πώς να συνδέσω μια λάμπα ώστε να σβήνει όταν επιτευχθεί η ελάχιστη τάση για την μπαταρία;
