Polnilec za Li-Ion baterijo iz smeti. Kaj so litijeve baterije?
Verjetno ima marsikdo težave s polnjenjem Li-Ion baterije brez krmilnika, jaz sem imel to situacijo. Prejel sem mrtev prenosnik in v bateriji so bile 4 pločevinke SANYO UR18650A, ki so bile žive.
Odločil sem se za zamenjavo LED svetilka, namesto treh AAA baterij. Pojavilo se je vprašanje, kako jih zaračunati.
Ko sem brskal po internetu, sem našel kup diagramov, vendar je podrobnosti v našem mestu malo skopo.
Poskusil sem polniti iz polnilnika za mobilni telefon, težava je v nadzoru polnjenja, nenehno morate spremljati ogrevanje, samo začne se segrevati, morate odklopiti od polnjenja, sicer se bo baterija v najboljšem primeru poškodovala, drugače lahko zanetite ogenj.
Odločil sem se, da to naredim sam. V trgovini sem kupil posteljo za baterijo. Polnilec sem kupil na bolšjem sejmu. Za lažje sledenje koncu polnjenja je priporočljivo najti takšnega z dvobarvno LED diodo, ki signalizira konec polnjenja. Ko je polnjenje končano, preklopi iz rdeče v zeleno.
Lahko pa uporabite tudi navadnega. Polnilec lahko zamenjate z USB kablom in polnite iz računalnika ali polnilnika z USB izhodom.
Moj polnilec je samo za baterije brez krmilnika. Krmilnik sem vzel iz stare baterije mobitela. Zagotavlja, da baterija ni prenapolnjena nad napetostjo 4,2 V ali izpraznjena pod 2...3 V. Prav tako zaščitno vezje varuje pred kratkimi stiki tako, da v trenutku odklopi banko od porabnika kratek stik.
Vsebuje čip DW01 in sklop dveh MOSFET tranzistorjev SM8502A (M1, M2). Obstajajo tudi druge oznake, vendar so vezja podobna tem in delujejo podobno.
Krmilnik polnjenja baterije mobilnega telefona.
Krmilno vezje.
Drugo krmilno vezje.
Glavna stvar je, da ne zamenjate polarnosti spajkanja krmilnika na posteljo in krmilnika na polnilnik. Krmilna plošča ima kontakte "+" in "-".
Priporočljivo je, da v postelji blizu pozitivnega kontakta naredite jasno viden indikator z rdečo barvo ali samolepilno folijo, da preprečite zamenjavo polarnosti.
Vse sem sestavil in to se je zgodilo.
Zaračuna odlično. Ko napetost doseže 4,2 volta, krmilnik izklopi baterijo iz polnjenja in LED preklopi iz rdeče v zeleno. Polnjenje je končano. Lahko polnite druge Li-Ion baterije, samo uporabite drugo posteljo. Srečno vsem.
Napredek gre naprej in tradicionalno uporabljena NiCd (nikelj-kadmij) in NiMh (nikelj-metal hidrid) vse bolj nadomeščata litijeve baterije.
Pri primerljivi teži enega elementa ima litij večjo kapaciteto, poleg tega je napetost elementa trikrat večja - 3,6 V na element, namesto 1,2 V.
Stroški litijevih baterij so se začeli približevati običajnim alkalnim baterijam, njihova teža in velikost sta veliko manjši, poleg tega pa jih je mogoče in treba polniti. Proizvajalec pravi, da lahko prenesejo 300-600 ciklov.
Na voljo so različne velikosti in izbrati pravega ni težko.
Samopraznjenje je tako nizko, da sedijo leta in ostanejo napolnjeni, tj. Naprava ostane delujoča, ko je to potrebno.
"C" pomeni zmogljivost
Pogosto najdemo oznako, kot je "xC". To je preprosto priročna oznaka toka polnjenja ali praznjenja baterije z deleži njene zmogljivosti. Izpeljanka iz angleške besede »Capacity« (zmogljivost, zmogljivost).Ko govorijo o polnjenju s tokom 2C ali 0,1C, običajno mislijo, da mora biti tok (2 × kapaciteta baterije)/h oziroma (0,1 × zmogljivost baterije)/h.
Na primer, baterijo s kapaciteto 720 mAh, za katero je polnilni tok 0,5 C, je treba napolniti s tokom 0,5 × 720 mAh / h = 360 mA, to velja tudi za praznjenje.
Sami lahko naredite nekaj preprostega ali manj preprostega Polnilec, odvisno od vaših izkušenj in zmožnosti.
Shema vezja preprostega polnilnika LM317
riž. 5.
Aplikacijsko vezje zagotavlja dokaj natančno stabilizacijo napetosti, ki se nastavi s potenciometrom R2.
Stabilizacija toka ni tako kritična kot stabilizacija napetosti, zato je dovolj, da stabilizirate tok z uporabo shunt upora Rx in NPN tranzistorja (VT1).
Potreben polnilni tok za določeno litij-ionsko (Li-Ion) in litij-polimerno (Li-Pol) baterijo izberemo s spreminjanjem upora Rx.
Upor Rx približno ustreza naslednjemu razmerju: 0,95/Imax.
Vrednost upora Rx, prikazana na diagramu, ustreza toku 200 mA, to je približna vrednost, odvisna je tudi od tranzistorja.
Glede na polnilni tok in vhodno napetost je treba zagotoviti radiator.
Za normalno delovanje stabilizatorja mora biti vhodna napetost vsaj 3 V višja od napetosti baterije, ki je za eno pločevinko 7-9 V.
Shema vezja preprostega polnilnika na LTC4054
riž. 6.
Krmilnik polnjenja LTC4054 lahko odstranite iz starega mobilnega telefona, na primer Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).
riž. 7. Ta majhen 5-kraki čip je označen z "LTH7" ali "LTADY"
Ne bom se spuščal v najmanjše podrobnosti dela z mikrovezjem, vse je v podatkovnem listu. Opisal bom le najbolj potrebne lastnosti.
Polnilni tok do 800 mA.
Optimalna napajalna napetost je od 4,3 do 6 voltov.
Prikaz polnjenja.
Izhodna zaščita pred kratkim stikom.
Zaščita pred pregrevanjem (zmanjšanje polnilnega toka pri temperaturah nad 120°).
Ne polni baterije, ko je njena napetost pod 2,9 V.
Polnilni tok nastavi upor med petim terminalom mikrovezja in maso po formuli
I=1000/R,
kjer je I polnilni tok v amperih, R je upornost upora v ohmih.
Indikator prazne litijeve baterije
Tukaj preprosto vezje, ki zasveti LED, ko je baterija prazna in je njena preostala napetost blizu kritične.
riž. 8.
Vsi tranzistorji majhne moči. Napetost vžiga LED se izbere z delilnikom iz uporov R2 in R3. Bolje je, da vezje priključite po zaščitni enoti, tako da LED ne izprazni baterije v celoti.
Niansa trajnosti
Proizvajalec običajno navaja 300 ciklov, če pa litij napolnite le 0,1 V manj, na 4,10 V, se število ciklov poveča na 600 ali celo več.Delovanje in previdnostni ukrepi
To je varno reči litijeve polimerne baterije najbolj "občutljive" baterije, kar pomeni, da zahtevajo obvezno upoštevanje več preprostih, a obveznih pravil, katerih neupoštevanje lahko povzroči težave.1. Polnjenje do napetosti nad 4,20 V na kozarec ni dovoljeno.
2. Ne povzročite kratkega stika baterije.
3. Praznjenje s tokovi, ki presegajo nosilnost, ali segrevanje akumulatorja nad 60°C ni dovoljeno. 4. Razelektritev pod napetostjo 3,00 voltov na kozarec je škodljiva.
5. Segrevanje baterije nad 60°C je škodljivo. 6. Zmanjšanje tlaka v akumulatorju je škodljivo.
7. Shranjevanje v izpraznjenem stanju je škodljivo.
Neupoštevanje prvih treh točk vodi do požara, ostalo - do popolne ali delne izgube zmogljivosti.
Iz prakse dolgoletne uporabe lahko rečem, da se zmogljivost baterije malo spreminja, povečuje pa notranji upor in baterija začne delovati manj časa pri visoki porabi toka - zdi se, da je zmogljivost padla.
Zaradi tega ponavadi vgradim večjo posodo, saj dimenzije naprave to dopuščajo, pa se kar dobro obnesejo tudi stare pločevinke, stare deset let.
Za ne zelo visoke tokove so primerne stare baterije mobilnih telefonov.
Iz stare baterije prenosnika lahko dobite veliko popolnoma delujočih baterij 18650.
Kje naj uporabljam litijeve baterije?
Izvijač in električni izvijač sem že zdavnaj predelal na litij. Teh orodij ne uporabljam redno. Zdaj, tudi po enem letu neuporabe, delujejo brez ponovnega polnjenja!Male baterije sem vstavljal v otroške igrače, ure itd., kjer so bile tovarniško nameščene 2-3 “gumbaste” celice. Kjer je potrebno točno 3V, dodam eno diodo zaporedno in deluje ravno prav.
Postavil sem jih v LED svetilke.
Namesto drage in nizko zmogljive Krone 9V sem v tester namestil 2 pločevinki in pozabil na vse težave in dodatne stroške.
Nasploh ga dam kamorkoli lahko, namesto baterij.
Kje lahko kupim litij in sorodne pripomočke
Naprodaj. Na isti povezavi najdete polnilne module in druge uporabne artikle za domače mojstre.Kitajci ponavadi lažejo o kapaciteti in je manjša kot piše.
Pošten Sanyo 18650
Ocena lastnosti določenega polnilnika je težka brez razumevanja, kako naj bi dejansko potekalo zgledno polnjenje li-ionske baterije. Zato se, preden se premaknemo neposredno na diagrame, spomnimo malo teorije.
Kaj so litijeve baterije?
Glede na material, iz katerega je izdelana pozitivna elektroda litijeve baterije, obstaja več vrst:
- s katodo iz litijevega kobaltata;
- s katodo na osnovi litiranega železovega fosfata;
- na osnovi nikelj-kobalt-aluminij;
- na osnovi nikelj-kobalt-mangan.
Vse te baterije imajo svoje značilnosti, a ker te nianse niso bistvenega pomena za splošnega potrošnika, jih v tem članku ne bomo obravnavali.
Poleg tega so vse litij-ionske baterije izdelane v različnih velikostih in oblikah. Lahko so v ohišju (na primer danes priljubljeni 18650) ali laminirani ali prizmatični (gel-polimerne baterije). Slednje so hermetično zaprte vrečke iz posebne folije, v katerih so elektrode in elektrodna masa.
Najpogostejše velikosti litij-ionskih baterij so prikazane v spodnji tabeli (vse imajo nazivno napetost 3,7 volta):
| Imenovanje | Standardna velikost | Podobna velikost |
|---|---|---|
| XXYY0, Kje XX- navedba premera v mm, YY- vrednost dolžine v mm, 0 - odraža dizajn v obliki valja |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø ustreza AAA, vendar polovica dolžine) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2 AA | |
| 14270 | Ø AA, dolžina CR2 | |
| 14430 | Ø 14 mm (enako kot AA), vendar krajša dolžina | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (ali 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (ali 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (ali 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | Z | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Notranji elektrokemični procesi potekajo na enak način in niso odvisni od oblike in dizajna baterije, zato vse povedano velja enako za vse litijeve baterije.
Kako pravilno polniti litij-ionske baterije
Najbolj pravilen način polnjenja litijevih baterij je dvostopenjsko polnjenje. To je metoda, ki jo Sony uporablja pri vseh svojih polnilnikih. Kljub kompleksnejšemu krmilniku polnjenja zagotavlja več polna napolnjenost li-ionskih baterij, ne da bi zmanjšali njihovo življenjsko dobo.
Tukaj govorimo o dvostopenjskem profilu polnjenja za litijeve baterije, skrajšano CC/CV (konstantni tok, konstantna napetost). Obstajajo tudi možnosti z impulznimi in stopenjskimi tokovi, vendar v tem članku niso obravnavane. Več o polnjenju impulzni tok mogoče prebrati.
Torej, poglejmo obe stopnji polnjenja podrobneje.
1. Na prvi stopnji Zagotoviti je treba stalen polnilni tok. Trenutna vrednost je 0,2-0,5C. Za pospešeno polnjenje je dovoljeno povečati tok na 0,5-1,0C (kjer je C zmogljivost baterije).
Na primer, za baterijo s kapaciteto 3000 mAh je nazivni polnilni tok na prvi stopnji 600-1500 mA, pospešeni polnilni tok pa je lahko v območju 1,5-3A.
Za zagotovitev konstantnega polnilnega toka dane vrednosti mora biti vezje polnilnika sposobno povečati napetost na sponkah baterije. Pravzaprav na prvi stopnji polnilec deluje kot klasičen tokovni stabilizator.
Pomembno:Če nameravate polniti baterije z vgrajeno zaščitno ploščo (PCB), morate pri načrtovanju polnilnega vezja zagotoviti, da napetost odprtega vezja nikoli ne sme preseči 6-7 voltov. V nasprotnem primeru se lahko zaščitna plošča poškoduje.
V trenutku, ko napetost na bateriji naraste na 4,2 volta, bo baterija pridobila približno 70-80% svoje kapacitete (konkretna vrednost kapacitete bo odvisna od polnilnega toka: pri pospešenem polnjenju bo nekoliko manj, pri nominalna obremenitev - malo več). Ta trenutek označuje konec prve stopnje polnjenja in služi kot signal za prehod na drugo (in zadnjo) stopnjo.
2. Druga stopnja polnjenja- to je polnjenje baterije konstantna napetost, vendar s postopno padajočim (padajočim) tokom.
Na tej stopnji polnilnik vzdržuje napetost 4,15-4,25 voltov na bateriji in nadzoruje trenutno vrednost.
Ko se zmogljivost poveča, se polnilni tok zmanjša. Takoj ko se njegova vrednost zmanjša na 0,05-0,01C, se postopek polnjenja šteje za končan.
Pomemben odtenek pravilnega delovanja polnilnika je njegova popolna ločitev od baterije po končanem polnjenju. To je posledica dejstva, da je za litijeve baterije izjemno nezaželeno, da ostanejo dolgo časa pod visoko napetostjo, ki jo običajno zagotavlja polnilnik (to je 4,18-4,24 voltov). To vodi do pospešene degradacije kemične sestave baterije in posledično zmanjšanja njene zmogljivosti. Dolgotrajno bivanje pomeni več deset ur ali več.
Med drugo stopnjo polnjenja uspe baterija pridobiti približno 0,1-0,15 več svoje kapacitete. Skupna napolnjenost baterije tako doseže 90-95%, kar je odličen pokazatelj.
Ogledali smo si dve glavni stopnji polnjenja. Pokritost problematike polnjenja litijevih baterij pa bi bila nepopolna, če ne bi omenili še ene stopnje polnjenja - t.i. prednapolniti.
Faza predhodnega polnjenja (predhodno polnjenje)- ta stopnja se uporablja samo za globoko izpraznjene baterije (pod 2,5 V), da jih spravimo v normalen način delovanja.
Na tej stopnji je polnjenje zagotovljeno DC zmanjšano vrednost, dokler napetost baterije ne doseže 2,8 V.
Predhodna stopnja je potrebna, da se prepreči nabrekanje in znižanje tlaka (ali celo eksplozija z ognjem) poškodovanih baterij, ki imajo na primer notranji kratek stik med elektrodama. Če skozi takšno baterijo takoj preide velik polnilni tok, bo to neizogibno povzročilo njeno segrevanje, nato pa je odvisno.
Druga prednost predpolnjenja je predgretje baterije, kar je pomembno pri polnjenju pri nizkih temperaturah okolja (v neogrevanem prostoru v hladni sezoni).
Inteligentno polnjenje bi moralo biti sposobno spremljati napetost na akumulatorju v fazi predhodnega polnjenja in, če napetost dlje časa ne naraste, sklepati, da je akumulator v okvari.
Vse stopnje polnjenja litij-ionske baterije (vključno s stopnjo predpolnjenja) so shematično prikazane na tem grafu: 
Preseganje nazivne polnilne napetosti za 0,15 V lahko zmanjša življenjsko dobo baterije za polovico. Znižanje polnilne napetosti za 0,1 volta zmanjša kapaciteto napolnjene baterije za približno 10%, vendar znatno podaljša njeno življenjsko dobo. Napetost popolnoma napolnjene baterije po odstranitvi iz polnilnika je 4,1-4,15 voltov.
Naj povzamem zgoraj navedeno in izpostavim glavne točke:
1. S kakšnim tokom naj napolnim li-ionsko baterijo (na primer 18650 ali katero koli drugo)?
Tok bo odvisen od tega, kako hitro ga želite napolniti in se lahko giblje od 0,2C do 1C.
Na primer, za baterijo velikosti 18650 s kapaciteto 3400 mAh je najmanjši polnilni tok 680 mA, največji pa 3400 mA.
2. Koliko časa traja polnjenje npr polnilne baterije 18650?
Čas polnjenja je neposredno odvisen od polnilnega toka in se izračuna po formuli:
T = C / I polnjenje.
Na primer, čas polnjenja naše 3400 mAh baterije s tokom 1A bo približno 3,5 ure.
3. Kako pravilno napolniti litij polimerno baterijo?
Vse litijeve baterije se polnijo na enak način. Ni pomembno, ali gre za litij-polimer ali litij-ion. Za nas, potrošnike, ni razlike.
Kaj je zaščitna plošča?
Zaščitna plošča (ali PCB - power control board) je zasnovana za zaščito pred kratkim stikom, prenapolnjenostjo in prekomerno izpraznitvijo litijeve baterije. V zaščitne module je praviloma vgrajena tudi zaščita pred pregrevanjem.
Iz varnostnih razlogov je uporaba litijevih baterij v gospodinjski aparati, če nimajo vgrajene zaščitne plošče. Zato v vseh baterijah iz mobilni telefon Vedno je PCB plošča. Izhodne sponke baterije se nahajajo neposredno na plošči: 
Te plošče uporabljajo šestkraki krmilnik polnjenja na specializirani napravi (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 in drugi analogi). Naloga tega krmilnika je, da odklopi baterijo od bremena, ko je baterija popolnoma izpraznjena in odklopi baterijo od polnjenja, ko doseže 4,25 V.
Tukaj je na primer diagram zaščitne plošče baterije BP-6M, ki je bila priložena starim telefonom Nokia: 
Če govorimo o 18650, so lahko izdelani z ali brez zaščitne plošče. Zaščitni modul se nahaja blizu negativnega pola baterije. 
Plošča poveča dolžino baterije za 2-3 mm. 
Baterije brez PCB modula so običajno vključene v baterije, ki imajo lastna zaščitna vezja.
Vsaka baterija z zaščito se zlahka spremeni v baterijo brez zaščite, le iztrebiti jo morate. 
Danes je največja zmogljivost baterije 18650 3400 mAh. Baterije z zaščito morajo imeti ustrezno oznako na ohišju ("Protected"). 
Ne zamenjujte plošče PCB z modulom PCM (PCM - modul za napajanje). Če prvi služijo samo zaščiti baterije, potem so drugi namenjeni nadzoru procesa polnjenja - omejujejo polnilni tok na določeni ravni, nadzorujejo temperaturo in na splošno zagotavljajo celoten proces. Plošča PCM je tisto, kar imenujemo krmilnik polnjenja.
Upam, da zdaj ni več vprašanj, kako napolniti baterijo 18650 ali katero koli drugo litijevo baterijo? Nato preidemo na majhen izbor že pripravljenih rešitev vezja za polnilnike (isti krmilniki polnjenja).
Sheme polnjenja li-ionskih baterij
Vsa vezja so primerna za polnjenje katere koli litijeve baterije, preostane le še odločitev o polnilnem toku in elementni bazi.
LM317
Diagram preprostega polnilnika na osnovi čipa LM317 z indikatorjem napolnjenosti: 
Vezje je najenostavnejše, celotna nastavitev se zmanjša na nastavitev izhodne napetosti na 4,2 volta s trimernim uporom R8 (brez priključene baterije!) in nastavitev polnilnega toka z izbiro uporov R4, R6. Moč upora R1 je najmanj 1 vat.
Takoj ko LED ugasne, se lahko šteje, da je postopek polnjenja zaključen (polnilni tok se ne bo nikoli zmanjšal na nič). Baterije po tem, ko je popolnoma napolnjena, ni priporočljivo hraniti na tem polnjenju dlje časa.
Mikrovezje lm317 se pogosto uporablja v različnih stabilizatorjih napetosti in toka (odvisno od povezovalnega vezja). Prodaja se na vsakem vogalu in stane penijev (lahko vzamete 10 kosov za samo 55 rubljev).
LM317 je na voljo v različnih ohišjih: 
Dodelitev pinov (pinout): 
Analogi čipa LM317 so: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (zadnja dva sta domača proizvodnja).
Polnilni tok lahko povečate na 3A, če vzamete LM350 namesto LM317. Bo pa dražje - 11 rubljev/kos.
Tiskano vezje in sklop vezja sta prikazana spodaj: 
Stari sovjetski tranzistor KT361 je mogoče zamenjati s podobnim pnp tranzistor(na primer KT3107, KT3108 ali bourgeois 2N5086, 2SA733, BC308A). Lahko ga popolnoma odstranite, če indikator napolnjenosti ni potreben.
Pomanjkljivost vezja: napajalna napetost mora biti v območju 8-12V. To je posledica dejstva, da mora biti za normalno delovanje čipa LM317 razlika med napetostjo baterije in napajalno napetostjo najmanj 4,25 voltov. Tako ga ne bo mogoče napajati iz USB priključka.
MAX1555 ali MAX1551
MAX1551/MAX1555 sta specializirana polnilca za Li+ baterije, ki lahko delujeta iz USB-ja ali iz ločenega napajalnika (na primer polnilec za telefon).
Edina razlika med temi mikrovezji je, da MAX1555 proizvaja signal, ki označuje postopek polnjenja, MAX1551 pa proizvaja signal, da je napajanje vklopljeno. Tisti. 1555 je še vedno prednost v večini primerov, zato je 1551 zdaj težko najti v prodaji.
Podroben opis teh mikrovezij proizvajalca je.
Največja vhodna napetost iz adapterja DC je 7 V, pri napajanju preko USB - 6 V. Ko napajalna napetost pade na 3,52 V, se mikrovezje izklopi in polnjenje se ustavi.
Mikrovezje samo zazna, na katerem vhodu je prisotna napajalna napetost in se nanjo poveže. Če se napajanje napaja prek vodila USB, je največji polnilni tok omejen na 100 mA - to vam omogoča, da polnilnik priključite na vrata USB katerega koli računalnika, ne da bi se bali, da bi zažgali južni most.
Pri napajanju z ločenim napajalnikom je tipični polnilni tok 280 mA.
Čipi imajo vgrajeno zaščito pred pregrevanjem. Toda tudi v tem primeru vezje še naprej deluje in zmanjša polnilni tok za 17 mA za vsako stopinjo nad 110 ° C.
Obstaja funkcija predhodnega polnjenja (glej zgoraj): dokler je napetost baterije pod 3 V, mikrovezje omeji polnilni tok na 40 mA.
Mikrovezje ima 5 zatičev. Tukaj tipični diagram vključitve: 
Če obstaja jamstvo, da napetost na izhodu vašega adapterja v nobenem primeru ne more preseči 7 voltov, potem lahko storite brez stabilizatorja 7805.
Možnost polnjenja USB je mogoče sestaviti na primer na tem. 
Mikrovezje ne potrebuje zunanjih diod ali zunanjih tranzistorjev. Na splošno, seveda, čudovite malenkosti! Le da so premajhni in neprimerni za spajkanje. In so tudi drage ().
LP2951
Stabilizator LP2951 proizvaja National Semiconductors (). Zagotavlja izvedbo vgrajene funkcije za omejevanje toka in omogoča ustvarjanje stabilne ravni napetosti polnjenja za litij-ionsko baterijo na izhodu vezja.
Napetost polnjenja je 4,08 - 4,26 voltov in jo nastavi upor R3, ko je baterija odklopljena. Napetost se ohranja zelo natančno.
Polnilni tok je 150 - 300 mA, ta vrednost je omejena z notranjimi vezji čipa LP2951 (odvisno od proizvajalca).
Uporabite diodo z majhnim povratnim tokom. Lahko je na primer katera koli serija 1N400X, ki jo lahko kupite. Dioda se uporablja kot blokirna dioda za preprečevanje povratnega toka iz baterije v čip LP2951, ko je vhodna napetost izklopljena. 
Ta polnilnik proizvaja dokaj nizek polnilni tok, tako da se lahko vsaka baterija 18650 polni čez noč.
Mikrovezje je mogoče kupiti tako v paketu DIP kot v paketu SOIC (stane približno 10 rubljev na kos).
MCP73831
Čip vam omogoča ustvarjanje pravih polnilnikov, poleg tega pa je cenejši od tako opevanega MAX1555. 
Tipičen diagram povezave je vzet iz: 
Pomembna prednost vezja je odsotnost močnih uporov z nizkim uporom, ki omejujejo polnilni tok. Tu je tok nastavljen z uporom, priključenim na 5. nožico mikrovezja. Njegova upornost mora biti v območju 2-10 kOhm.
Sestavljen polnilnik izgleda takole: 
Mikrovezje se med delovanjem precej dobro segreje, vendar se zdi, da to ne moti. Izpolnjuje svojo funkcijo.
Tukaj je še ena različica tiskanega vezja s SMD LED in priključkom micro-USB: 
LTC4054 (STC4054)
Zelo preprosta shema odlična možnost! Omogoča polnjenje s tokom do 800 mA (glej). Res je, da se zelo segreje, vendar v tem primeru vgrajena zaščita pred pregrevanjem zmanjša tok. 
Vezje je mogoče bistveno poenostaviti, če izločimo eno ali celo obe LED s tranzistorjem. Potem bo videti takole (priznajte, da ne bi moglo biti preprostejše: nekaj uporov in en kondenzator): 
Ena od možnosti tiskanega vezja je na voljo na. Plošča je zasnovana za elemente standardne velikosti 0805.
I=1000/R. Ne bi smeli takoj nastaviti visokega toka; najprej preverite, kako segreje se mikrovezje. Za svoje namene sem vzel upor 2,7 kOhm, polnilni tok pa je bil približno 360 mA.
Malo verjetno je, da bo mogoče radiator prilagoditi temu mikrovezju, in ni dejstvo, da bo učinkovit zaradi visoke toplotne odpornosti spoja kristalnega ohišja. Proizvajalec priporoča izdelavo hladilnega telesa "skozi žice" - naj bodo sledi čim debelejše in pustijo folijo pod ohišjem čipa. Na splošno velja, da več "zemeljske" folije ostane, tem bolje.
Mimogrede, večina toplote se odvaja skozi 3. nogo, tako da lahko naredite to sled zelo široko in debelo (napolnite jo z odvečnim spajkom). 
Paket čipov LTC4054 ima lahko oznako LTH7 ali LTADY.
LTH7 se od LTADY razlikuje po tem, da lahko prvi dvigne zelo nizko baterijo (na kateri je napetost nižja od 2,9 voltov), drugi pa ne more (jo morate zanihati posebej).
Čip se je izkazal za zelo uspešnega, zato ima kopico analogov: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181 , VS6102 , HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Pred uporabo katerega koli od analogov preverite podatkovne liste.
TP4056
Mikrovezje je izdelano v ohišju SOP-8 (glej), na trebuhu ima kovinsko hladilno telo, ki ni povezano s kontakti, kar omogoča učinkovitejši odvod toplote. Omogoča polnjenje baterije s tokom do 1A (tok je odvisen od upora za nastavitev toka). 
Priključni diagram zahteva minimalno količino visečih elementov: 
Vezje izvaja klasični postopek polnjenja - najprej polnjenje s konstantnim tokom, nato s konstantno napetostjo in padajočim tokom. Vse je znanstveno. Če pogledate polnjenje korak za korakom, lahko ločite več stopenj:
- Spremljanje napetosti priključene baterije (to se dogaja ves čas).
- Faza predpolnjenja (če je baterija izpraznjena pod 2,9 V). Napolnite s tokom 1/10 od tistega, ki ga programira upor R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm) do ravni 2,9 V.
- Polnjenje z največjim konstantnim tokom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
- Ko baterija doseže 4,2 V, je napetost na bateriji fiksna na tej ravni. Začne se postopno zmanjševanje polnilnega toka.
- Ko tok doseže 1/10 programiranega z uporom R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), se polnilec izklopi.
- Po končanem polnjenju krmilnik nadaljuje s spremljanjem napetosti baterije (glej točko 1). Tok, ki ga porabi nadzorno vezje, je 2-3 µA. Ko napetost pade na 4,0 V, se polnjenje znova začne. In tako naprej v krogu.
Polnilni tok (v amperih) se izračuna po formuli I=1200/R prog. Dovoljeni maksimum je 1000 mA.
Realni test polnjenja z baterijo 3400 mAh 18650 je prikazan na grafu: 
Prednost mikrovezja je, da polnilni tok nastavi samo en upor. Zmogljivi upori z nizkim uporom niso potrebni. Poleg tega je indikator postopka polnjenja, pa tudi indikator konca polnjenja. Ko baterija ni priključena, indikator utripa vsakih nekaj sekund.
Napajalna napetost vezja mora biti znotraj 4,5...8 voltov. Bližje kot je 4,5 V, tem bolje (torej se čip manj segreva).
Prva noga se uporablja za povezavo temperaturnega senzorja, vgrajenega v litij-ionska baterija(običajno srednji terminal baterije mobilnega telefona). Če je izhodna napetost pod 45 % ali nad 80 % napajalne napetosti, se polnjenje prekine. Če ne potrebujete nadzora temperature, samo postavite to nogo na tla.
Pozor! To vezje ima eno pomembno pomanjkljivost: odsotnost zaščitnega vezja za zamenjavo polarnosti baterije. V tem primeru je zagotovljeno, da bo krmilnik izgorel zaradi prekoračitve največjega toka. V tem primeru gre napajalna napetost vezja neposredno na akumulator, kar je zelo nevarno.
Pečat je preprost in ga lahko naredite v eni uri na kolenu. Če je čas pomemben, lahko naročite že pripravljene module. Nekateri proizvajalci že pripravljeni moduli dodajte zaščito pred prevelikim tokom in prekomernim praznjenjem (na primer, lahko izberete, katero ploščo potrebujete - z ali brez zaščite in s katerim konektorjem). 
Najdete lahko tudi že pripravljene plošče s kontaktom za temperaturni senzor. Ali celo polnilni modul z več vzporednimi mikrovezji TP4056 za povečanje polnilnega toka in z zaščito pred obratno polariteto (primer).
LTC1734
Tudi zelo preprosta shema. Polnilni tok nastavi upor R prog (na primer, če namestite upor 3 kOhm, bo tok 500 mA).
Mikrovezja so običajno označena na ohišju: LTRG (pogosto jih najdemo v starih telefonih Samsung). 
Tranzistor bo čisto v redu kateri koli p-n-p, glavna stvar je, da je zasnovan za dani polnilni tok.
Na prikazanem diagramu ni indikatorja polnjenja, na LTC1734 pa je rečeno, da ima pin "4" (Prog) dve funkciji - nastavitev toka in spremljanje konca polnjenja baterije. Na primer, prikazano je vezje s krmiljenjem konca polnjenja s primerjalnikom LT1716. 
Primerjalnik LT1716 je v tem primeru mogoče zamenjati s poceni LM358.
TL431 + tranzistor
Verjetno je težko pripraviti vezje z uporabo cenovno dostopnejših komponent. Najtežji del tukaj je najti vir referenčne napetosti TL431. Vendar so tako pogosti, da jih najdemo skoraj povsod (redko vir energije brez tega mikrovezja). 
No, tranzistor TIP41 lahko zamenjamo s katerimkoli drugim z ustreznim kolektorskim tokom. Tudi stari sovjetski KT819, KT805 (ali manj zmogljivi KT815, KT817) bodo zadostovali.
Nastavitev vezja se zmanjša na nastavitev izhodne napetosti (brez baterije!!!) z uporabo trim upora pri 4,2 volta. Upor R1 nastavi največjo vrednost polnilnega toka.
To vezje v celoti izvaja dvostopenjski postopek polnjenja litijevih baterij - najprej polnjenje z enosmernim tokom, nato prehod v fazo stabilizacije napetosti in gladko zmanjšanje toka na skoraj nič. Edina pomanjkljivost je slaba ponovljivost vezja (pri nastavitvah je muhasto in zahtevno glede uporabljenih komponent).
MCP73812
Obstaja še eno nezasluženo zapostavljeno mikrovezje Microchip - MCP73812 (glej). Na podlagi tega dobimo zelo proračunsko možnost polnjenja (in poceni!). Celoten body kit je samo en upor!
Mimogrede, mikrovezje je izdelano v paketu, ki je prijazen do spajkanja - SOT23-5. 
Edina pomanjkljivost je, da se zelo segreje in ni prikaza polnjenja. Prav tako nekako ne deluje zelo zanesljivo, če imate vir energije majhne moči (kar povzroči padec napetosti). 
Na splošno, če vam indikator napolnjenosti ni pomemben in vam ustreza tok 500 mA, potem je MCP73812 zelo dobra možnost.
NCP1835
Na voljo je popolnoma integrirana rešitev - NCP1835B, ki zagotavlja visoko stabilnost polnilne napetosti (4,2 ±0,05 V).
Morda je edina pomanjkljivost tega mikrovezja njegova preveč miniaturna velikost (ohišje DFN-10, velikost 3x3 mm). Vsakdo ne more zagotoviti kakovostnega spajkanja takšnih miniaturnih elementov. 
Med nespornimi prednostmi bi rad omenil naslednje:
- Najmanjše število delov telesa.
- Možnost polnjenja popolnoma izpraznjene baterije (predpolnilni tok 30 mA);
- Določanje konca polnjenja.
- Programabilni polnilni tok - do 1000 mA.
- Indikator polnjenja in napake (sposoben zaznati baterije, ki jih ni mogoče polniti, in to signalizirati).
- Zaščita pred dolgotrajnim nabojem (s spremembo kapacitivnosti kondenzatorja C t lahko nastavite največji čas polnjenje od 6,6 do 784 minut).
Stroški mikrovezja niso ravno poceni, vendar tudi ne tako visoki (~ 1 $), da bi lahko zavrnili njegovo uporabo. Če ste zadovoljni s spajkalnikom, vam priporočam, da izberete to možnost.
več natančen opis je v .
Ali lahko polnim litij-ionsko baterijo brez krmilnika?
Ja lahko. Vendar bo to zahtevalo natančno kontrolo polnilnega toka in napetosti.
Na splošno ne bo mogoče napolniti baterije, na primer našega 18650, brez polnilnika. Še vedno morate nekako omejiti največji polnilni tok, zato bo še vedno potreben vsaj najbolj primitiven pomnilnik.
Najenostavnejši polnilec za katero koli litijevo baterijo je upor, ki je zaporedno povezan z baterijo: 
Upornost in disipacija moči upora sta odvisna od napetosti vira energije, ki se bo uporabljal za polnjenje.
Kot primer izračunajmo upor za 5-voltno napajanje. Polnili bomo baterijo 18650 s kapaciteto 2400 mAh.
Torej, na samem začetku polnjenja bo padec napetosti na uporu:
U r = 5 - 2,8 = 2,2 volta
Recimo, da je naš napajalnik 5 V ocenjen za največji tok 1 A. Vezje bo porabilo največji tok na samem začetku polnjenja, ko je napetost na bateriji minimalna in znaša 2,7-2,8 voltov.
Pozor: ti izračuni ne upoštevajo možnosti, da je baterija zelo globoko izpraznjena in je lahko napetost na njej precej nižja, celo do nič.
Tako mora biti upornost upora, potrebna za omejitev toka na samem začetku polnjenja pri 1 amperu:
R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohma
Odvajanje moči upora:
P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W
Na samem koncu polnjenja akumulatorja, ko se napetost na njem približa 4,2 V, bo polnilni tok:
Polnim = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A
To pomeni, kot vidimo, vse vrednosti ne presegajo dovoljenih meja za dano baterijo: začetni tok ne presega največjega dovoljenega polnilnega toka za dano baterijo (2,4 A), končni tok pa presega tok pri kateri baterija ne pridobi več kapacitete ( 0,24 A).
Glavna pomanjkljivost takšnega polnjenja je potreba po stalnem spremljanju napetosti na bateriji. In ročno izklopite polnjenje takoj, ko napetost doseže 4,2 volta. Dejstvo je, da litijeve baterije zelo slabo prenašajo celo kratkotrajno prenapetost - elektrodne mase se začnejo hitro razgrajevati, kar neizogibno vodi do izgube zmogljivosti. Hkrati so ustvarjeni vsi predpogoji za pregrevanje in znižanje tlaka.
Če ima vaša baterija vgrajeno zaščitno ploščo, o kateri smo govorili zgoraj, potem je vse preprostejše. Ko je na bateriji dosežena določena napetost, jo bo plošča sama odklopila od polnilnika. Vendar ima ta način polnjenja precejšnje pomanjkljivosti, o katerih smo razpravljali v.
Zaščita, vgrajena v baterijo, v nobenem primeru ne bo dovolila, da bi jo prenapolnili. Vse kar morate storiti je, da nadzirate polnilni tok, da ne preseže dovoljenih vrednosti za dano baterijo (zaščitne plošče polnilnega toka žal ne morejo omejiti).
Polnjenje z uporabo laboratorijskega napajalnika
Če imate napajalnik s tokovno zaščito (omejitev), potem ste rešeni! Takšen vir energije je že polnopravni polnilnik, ki izvaja pravilen profil polnjenja, o katerem smo pisali zgoraj (CC/CV).
Vse, kar morate storiti, da napolnite li-ion, je, da nastavite napajanje na 4,2 volta in nastavite želeno omejitev toka. In lahko priključite baterijo.
Na začetku, ko je baterija še izpraznjena, bo laboratorijski napajalnik deloval v tokovnem zaščitnem načinu (tj. stabiliziral bo izhodni tok na dani ravni). Potem, ko se napetost na banki dvigne na nastavljeno 4,2 V, bo napajalnik prešel v način stabilizacije napetosti in tok bo začel padati.
Ko tok pade na 0,05-0,1C, se lahko šteje, da je baterija popolnoma napolnjena.
Kot lahko vidite, je laboratorijski napajalnik skoraj idealen polnilec! Edino, česar ne more storiti samodejno, je, da se odloči, da popolnoma napolni baterijo in se izklopi. Toda to je malenkost, na katero sploh ne bi smeli biti pozorni.
Kako polniti litijeve baterije?
In če govorimo o bateriji za enkratno uporabo, ki ni namenjena polnjenju, potem je pravilen (in edini pravilen) odgovor na to vprašanje NE.
Bistvo je, da kateri koli litijeva baterija(na primer običajni CR2032 v obliki ploščate tablete) je značilen po prisotnosti notranjega pasivacijskega sloja, ki pokriva litijevo anodo. Ta plast preprečuje kemično reakcijo med anodo in elektrolitom. Zunanji tok pa uniči zgornjo zaščitno plast, kar povzroči poškodbe baterije.
Mimogrede, če govorimo o bateriji CR2032 brez možnosti polnjenja, potem je LIR2032, ki ji je zelo podobna, že polna baterija. Lahko in mora biti zaračunano. Samo njegova napetost ni 3, ampak 3,6 V.
O tem, kako napolniti litijeve baterije (bodisi telefonsko baterijo, 18650 ali katero koli drugo li-ionsko baterijo), smo razpravljali na začetku članka.
Za svoje zadnje projekte sem uporabljal Li-Pol baterije za mobilne telefone. Resnično so čudoviti. Visoka energijska gostota, nizko samopraznjenje, brez spominskega učinka. Toda Li-Pol baterije za razliko od drugih zahtevajo bolj zapletene polnilnike. Izogibati se morate prekoračitvi polnilne napetosti in prekomernemu polnjenju - to lahko poškoduje baterijo.
Nekaj časa sem uporabljal polnilnik Sparkfun LiPoly na osnovi MAX1555 in deloval je zelo dobro. Edina stvar, ki ni delovala, je bila kontrola polnilnega toka. Po več poskusih sem se odločil preizkusiti še en čip - MCP73833.
Lastnosti MC73833
(prepisano iz specifikacije):
- Visoka natančnost nastavitve izhodne napetosti
- Možnosti nadzora izhodne napetosti
- Izhodni tok, ki ga lahko programira uporabnik do 1 A
- Dva statusna izhoda z odprtim odtokom
- Možnosti predpolnjenja in dokončanja
- Prenapetostna zaščita
- Izhod "polnjenje končano"
Všeč mi je bila sposobnost čipa, da nastavi polnilni tok in statusne izhode, kar je izjemno uporabno v resnih napravah.
Shema
Upor R4 nastavi polnilni tok. Ta upor sem namestil v kontakte konektorja, da bi bilo bolj priročno spreminjati tok za polnjenje drugih vrst baterij. Z upornostjo upora 10 kOhm je polnilni tok baterije 100 mA.
Rezultat
Vse uporabljene komponente so 0805 SMD, razen čipa MCP73833, ki ima paket MSOP-10. To je bil moj prvi poskus izdelave naprave s komponentami SMD. Uporabil sem spajkalno postajo. Izkazalo se je, da je potrebno zelo natančno doziranje spajkalne paste. Odvečno spajko je treba odstraniti s posebno pletenico za odspajkanje.
zaključki
Naslednja različica bi morala imeti vtičnico za povezavo omrežni adapter. Dva zatiča sta neprimerna za priključitev vira napajanja.
Opomba: kot lahko vidite, ima plošča mini-USB priključek za priključitev polnilnika na prenosnik.
Toplo priporočam uporabo neke vrste zvezdišča USB za testiranje katere koli naprave USB, ki jo sestavite.
Tega nisem naredil, zdaj pa imam prvo maketo polnilca, ki je zgorel in edini preživel vrata USB v prenosniku. In čeprav me je OS opozoril »Visoka poraba toka, vrata bodo onemogočena,« je bilo prepozno. Skratka, opozorjeni ste.
Uvožena mikrovezja / krmilnik MICROCHIP 1A Li-Ion/Li-Poly Charge mgmt, PG izhod MSOP10
| Ponudnik | Proizvajalec | Ime | Cena |
|---|---|---|---|
| Triema | MCP73833-CNI/MF | 1 rub. | |
| standard PPE | mikročip | MCP73833T-FCI/ZN | 20 rub. |
| Dessie | mikročip | MCP73833T-FCI/ZN | 72 rubljev. |
| LifeElectronics | mikročip | MCP73833T-FCI/MF | na zahtevo |
- ZELO, ZELO UPORABEN ČLANEK AKTUALNO JE SAMODEJNO POLNJENJE BATERIJE.
- Tudi meni je bil všeč, je zelo aktualen, predvsem pa ima uporabno vrednost.
- Dodatne informacije o baterijah. http://www.compitech.ru/html.cgi/arh...9/stat_116.htm
- Pravilno je opozorjeno - je praktična vrednost. In dodatek iz lllll je zelo ...
- Povej mi, kje je 2. del, Li-ionske baterije za robote. tehnologija?
- Če mislite na članek Litij-ionske baterije za robotiko. Del 1. Uvod, prvič, to vprašanje bi bilo treba postaviti ne v tej temi, ampak v komentarjih tega članka; drugič, poglejte datum objave članka - včeraj, 23. junija. Nato poglejte čisto na dno članka - Nadaljevanje Po mojem mnenju je vse logično. Ali pa ni vse očitno? No, dajte prevajalcem in urednikom vsaj nekaj časa, da pripravijo nadaljevanje.
- Čip je dober, vendar mi ni bilo všeč, kako ga je avtor članka uporabil, ni čudno, da je zažgal vrata v prenosniku. Pobližje si oglejte del diagrama priključka miniUSB.
- Povejte mi, kako spremeniti vezje, da zaščitim vrata USB pri polnjenju iz njega? Toda polnilnik je bilo mogoče napajati iz napajalnika.
- namestite ustrezen upor, 3-5 kOhm, bo potreboval približno 350-200 mA iz vrat, 1 kOhm bo porabil 1 A toka. Sestavil sem vezje s podatkovnim listom in zdaj obstajata dve vprašanji, ki ju ne razumem: zakaj se mikrovezje polni le do 4,10-4,13 V? in kako priklopiti žarnico, da ugasne, ko je dosežena minimalna napetost za akumulator?
