سلام به همه! امروز به شما می گویم و به شما نشان می دهم مدار شارژ باتری های لیتیوم یونی از 12 ولت. چنین شارژری می تواند هنگام ماهیگیری، پیاده روی برای شارژ چراغ قوه یا در خانه هنگام استفاده از منبع برق 12 ولت مفید باشد.

بنابراین، یک شارژر مونتاژ شده طبق این طرح برای باتری های لیتیوم یونی با ظرفیت 900 میلی آمپر ساعت یا بیشتر مناسب است. شارژر می تواند از هر منبع برق 12 ولتی یا از فندک ماشین تغذیه شود. حداکثر جریان شارژ حدود 650 میلی آمپر خواهد بود.

این چیزی است که دستگاه مونتاژ شده تمام شده به نظر می رسد:

این طرح کاملا ساده است. در ابتدا مشاهده می شود که ولتاژ خروجی 8.4 ولت برای شارژ یک جفت (2) قوطی در نظر گرفته شده است. اما اینطور نیست. واقعیت این است که مقاومت متغیر در مدار (R4) مسئول ولتاژ است. با کمک آن می توانید ولتاژ خروجی را برای یک عنصر 4.2 ولت و یک جفت عنصر با ولتاژ کلی 8.4 ولت تنظیم کنید.

برای ایجاد چنین شارژی شما نیاز دارید:

• رگولاتور با ولتاژ خروجی قابل تنظیم LM317
• 2N2222A یا هر ترانزیستوری که 800 میلی آمپر را مدیریت می کند
• 2 خازن 0.1 µF
• مقاومت 1 اهم 1 وات
• مقاومت متغیر 1K
• هیت سینک بزرگی برای LM317 نیست

مقاومت R4 ولتاژ خروجی مورد نیاز را تنظیم می کند
R1 جریان خروجی را کنترل می کند

عکس تابلو بعد از اچ و در حالت مونتاژ:

ویژگی های شارژ باتری های لیتیومی و شارژر برای آنها

افراد مدرن از بسیاری از ابزارهای الکترونیکی استفاده می کنند. این یک لپ تاپ، تلفن همراه، تبلت، دوربین و بسیاری موارد دیگر است. بیشتر این دستگاه ها با باتری های لیتیومی تغذیه می شوند. از این گذشته، ما دقیقاً به این دلیل برای آنها ارزش قائل هستیم که آنها دستگاه های تلفن همراه هستند. با این حال، قابل حمل بودن به قیمت شارژ مداوم باتری ها تمام می شود. برای این کار به یک شارژر باتری لیتیومی نیاز دارید. در بیشتر موارد شارژرها به همراه خود دستگاه عرضه می شوند. این همان آداپتور برق لپ تاپ یا تلفن است. در حالت ایده آل، البته، باید از شارژر استاندارد برای شارژ استفاده شود. اما اگر گم شد یا آسیب دید چه باید کرد. شما باید یک شارژر مناسب انتخاب کنید. آنچه باید در نظر گرفته شود در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.

به طور کلی، شارژر باید دارای ولتاژ خروجی 5 ولت و جریانی باشد که مقدار آن برابر با (0.5─1)*Cn باشد. CH ظرفیت اسمی باتری است. به عنوان مثال، برای یک سلول لیتیومی با ظرفیت 2200 میلی آمپر ساعت، شارژ باید جریانی برابر با 1.1 آمپر تولید کند.

اکثر شارژرهای سازنده های معتبر باتری های لیتیوم را در چند مرحله شارژ می کنند. مرحله اول در یک مقدار جریان ثابت 0.2─1 C و ولتاژ 4.1─4.2 V رخ می دهد (در اینجا منظور ما ولتاژ در هر عنصر یا شیشه است). این مرحله تقریباً 40-50 دقیقه طول می کشد. مرحله دوم با ولتاژ ثابت انجام می شود. دستگاه هایی وجود دارند که از حالت پالس برای سرعت بخشیدن به فرآیند شارژ استفاده می کنند. برای سیستم های لیتیوم یونی با سیستم گرافیت، ولتاژ باید به 4.1 ولت در هر سلول محدود شود.

اگر از ولتاژ بالاتر از 4.1 ولت استفاده می کنید، می توانید چگالی انرژی باتری را افزایش دهید. اما در همان زمان، واکنش های اکسیداتیو شروع می شود که عمر باتری را کوتاه می کند. در مدل های بعدی این مشکل با افزودنی ها اصلاح شد. و ولتاژ روی آنها در هنگام شارژ را می توان با انحراف 0.05 در هر عنصر به 4.2 ولت افزایش داد.

اگر در مورد باتری های لیتیومی برای استفاده صنعتی و برای بخش نظامی صحبت کنیم، شارژرهای آنها از ولتاژ 3.9 ولت پشتیبانی می کنند. این امر عمر طولانی و قابلیت اطمینان را تضمین می کند.

اگر شارژر جریان 1C تولید کند، باتری در حدود 2-3 ساعت شارژ می شود. هنگامی که شارژ به طور کامل شارژ می شود و ولتاژ به مقدار قطع می رسد، جریان به شدت کاهش می یابد و به چند درصد از مقدار اولیه می رسد.

شایان ذکر است که با افزایش جریان شارژ، زمان شارژ عملا کاهش نمی یابد. در جریان بالاتر، ولتاژ در مرحله اول فرآیند سریعتر افزایش می یابد، اما مرحله دوم شارژ مجدد در این حالت زمان بیشتری می برد.

شارژرهایی وجود دارند که می توانند باتری لیتیومی را در حدود یک ساعت شارژ کنند. این شارژر باتری های لیتیومی مرحله دوم ندارد و باتری پس از اتمام مرحله اول آماده استفاده می باشد. میزان شارژ باتری 70 درصد خواهد بود. اما، به دلیل ماهیت باتری های لیتیومی، این برای آنها حیاتی نیست.

در نمودار بالا سه مرحله شارژ باتری لیتیوم را مشاهده می کنید:

• اولین. حداکثر جریان شارژ ممکن (1C) از باتری عبور می کند. این مرحله زمانی به پایان می رسد که ولتاژ به یک مقدار آستانه افزایش یابد.
• دومین. ولتاژ حداکثر (4.1-4.2 ولت) باقی می ماند و جریان شارژ به 3 درصد مقدار اولیه کاهش می یابد.
• سوم. جبران شارژ در طول ذخیره سازی (تقریباً هر 20 روز یک بار انجام می شود).

در مرحله ذخیره سازی، شارژ قطره ای برای باتری های لیتیومی امکان پذیر نیست، زیرا این امر منجر به فلزی شدن لیتیوم می شود. اما شارژ مجدد کوتاه مدت با جریان مستقیم افت شارژ را جبران می کند. این شارژ باید زمانی انجام شود که ولتاژ سلول به 4.05 ولت کاهش یابد. فرآیند شارژ در 4.2 ولت متوقف می شود.

و یک نکته مهم دیگر. سلول های باتری لیتیومی به شارژ بیش از حد بسیار حساس هستند. حتی با یک بار شارژ مجدد، متالیزاسیون لیتیوم روی سطح الکترود منفی آغاز می شود. بسیار فعال است و با الکترولیت تعامل دارد. در نتیجه واکنش در کاتد، اکسیژن آزاد می شود و فشار افزایش می یابد. در نتیجه کاهش فشار عنصر، احتراق و حتی یک انفجار کوچک ممکن است رخ دهد.

علاوه بر این، اگر ولتاژ شارژ به طور مداوم تجاوز کند، عمر باتری های لیتیومی کاهش می یابد. بنابراین در اکثر باتری های لیتیومی علاوه بر خود سلول ها، یک برد محافظ نیز وجود دارد.

برد، فرآیند شارژ و دشارژ المنت ها را با توجه به محدودیت های ولتاژ پایین و بالایی کنترل می کند. سنسورهای دما اغلب برای خاموش کردن عناصر در دمای 90 درجه سانتیگراد استفاده می شوند. برخی از انواع باتری ها دارای یک دریچه مکانیکی هستند که با افزایش فشار داخل کیس از حد معینی باز می شود.

استثناهایی وجود دارد. برای مثال باتری های حاوی منگنز چنین حفاظتی ندارند. منگنز به شدت از متالیزاسیون در آند و تشکیل اکسیژن جلوگیری می کند. بنابراین، چنین حفاظتی ضروری نیست.

هنگام انتخاب شارژر باید همه این موارد را در نظر داشت. اگر قوطی لیتیومی را مستقیماً بدون کنترلر شارژ کنید، ولتاژ باید دائماً کنترل شود. اما بسیار بهتر است از دستگاه هایی با کنترل خودکار استفاده کنید یا باتری را از طریق برد محافظ شارژ کنید.

شارژر برای وسایل مختلف

شارژر برای باتری گوشی های هوشمند

اگر شارژر استاندارد تلفن خود را گم کرده اید، "قورباغه" به شما کمک می کند. این یکی از رایج ترین دستگاه ها است. اتهام نام خود را به دلیل شکل مشخص خود دریافت کرد.

استفاده از آن نمی تواند ساده تر باشد. شارژر دارای 2 کنتاکت قابل تنظیم عرض است: مثبت و منفی. باید آنها را در موقعیتی مناسب برای شارژ باتری نصب کنید. سپس باتری وارد می شود تا با پایانه های آن تماس داشته باشد و با میله گیره بالایی ثابت می شود. طبیعتاً هنگام نصب باید قطبیت رعایت شود. سپس دستگاه وارد کانکتور 220 ولتی شده و شارژ می شود تا نشانگر پایان فرآیند را نشان دهد.

شارژر باتری لیتیوم یونکه نمودار آن در این مقاله ارائه شده است، بر اساس تجربه طراحی شارژرهای مشابه، تلاش برای رفع خطاها و دستیابی به حداکثر سادگی توسعه یافته است. شارژر دارای ولتاژ خروجی بسیار پایدار است.

شرح شارژ باتری های لیتیوم یون

عنصر اصلی طراحی (IO1) است - منبع ولتاژ مرجع. پایداری آن بسیار بهتر از حد قابل قبول است، و همانطور که برای باتری های لیتیوم یونی شناخته شده است، این یک ویژگی بسیار مهم در هنگام شارژ است.

عنصر TL431 در این مدار به عنوان تثبیت کننده جریان در عملکرد ترانزیستورهای T1 و T2 استفاده می شود. جریان شارژ از طریق R1 می گذرد. اگر افت ولتاژ در این مقاومت از حدود 0.6 ولت بیشتر شود، جریان عبوری از ترانزیستورهای T1 و T2 محدود می شود. مقدار مقاومت R1 معادل جریان شارژ است.

ولتاژ خروجی توسط عنصر TL431 فوق کنترل می شود. مقدار توسط تقسیم کننده ولتاژ خروجی (R5، R7، P1) تعیین می شود.

اجزای R4، C1 برای سرکوب نویز. نشان دادن میزان جریان شارژ با استفاده از LED1 بسیار راحت است. درخشش نشان می دهد که چه مقدار جریان در مدار پایه ترانزیستور T2 جریان دارد که متناسب با جریان خروجی است. با شارژ شدن باتری لیتیوم یون، روشنایی LED به تدریج کاهش می یابد.

دیود D1 برای جلوگیری از تخلیه باتری لیتیوم یونی در هنگام عدم وجود ولتاژ در ورودی شارژر طراحی شده است. مدار شارژ باتری نیازی به محافظت در برابر اتصال قطبی نادرست باتری لیتیوم یونی ندارد.

تمامی قطعات روی یک برد مدار چاپی یک طرفه قرار می گیرند.

سنسور جریان - مقاومت R1 از چندین مقاومت به صورت موازی تشکیل شده است. ترانزیستور T2 باید روی هیت سینک قرار گیرد. اندازه آن به جریان شارژ و اختلاف ولتاژ بین ورودی و خروجی شارژر بستگی دارد.

مدار شارژر باتری لیتیوم یون به قدری ساده است که اگر قطعات رادیویی به درستی نصب شده باشند، باید بار اول کار کند. تنها چیزی که ممکن است مورد نیاز باشد تنظیم ولتاژ خروجی است. برای یک باتری لیتیوم یون، این تقریباً 4.2 ولت است. ترانزیستور T2 در حالت بیکار نباید داغ باشد. ولتاژ ورودی باید حداقل 2 ولت بیشتر از ولتاژ خروجی مورد نیاز باشد.

مدار برای شارژ جریان تا 1 آمپر طراحی شده است. اگر نیاز به افزایش جریان شارژ باتری لیتیوم یون دارید، لازم است مقاومت مقاومت R6 را کاهش دهید و ترانزیستور خروجی T2 باید قدرت بیشتری داشته باشد.

در پایان فرآیند شارژ، LED هنوز کمی می درخشد، برای از بین بردن این موضوع، می توانید به سادگی یک مقاومت با مقاومت 10 ... 56 کیلو اهم را به موازات LED متصل کنید. بنابراین، هنگامی که جریان شارژ به کمتر از 10 میلی آمپر کاهش می یابد، LED روشن می شود.

http://web.quick.cz/PetrLBC/zajic.htm

دستگاه‌های الکترونیکی مدرن (مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ یا تبلت) با باتری‌های لیتیوم یونی تغذیه می‌شوند که جایگزین باتری‌های قلیایی خود شده‌اند. باتری های نیکل کادمیوم و نیکل هیدرید فلز جای خود را به باتری های Li─Ion به دلیل کیفیت فنی و مصرفی بهتر باتری های دومی داده اند. شارژ موجود در چنین باتری هایی از لحظه تولید از چهار تا شش درصد متغیر است و پس از آن با استفاده شروع به کاهش می کند. ظرف 12 ماه اول ظرفیت باتری 10 تا 20 درصد کاهش می یابد.

شارژرهای اصلی

واحدهای شارژ باتری‌های یونی بسیار شبیه به دستگاه‌های مشابه باتری‌های سرب اسیدی هستند، با این حال، باتری‌های آن‌ها که به دلیل شباهت خارجی‌شان «بانک» نامیده می‌شوند، ولتاژ بالاتری دارند، بنابراین شرایط تحمل سخت‌گیرانه‌تری وجود دارد (به عنوان مثال، ولتاژ مجاز). تفاوت فقط 0. 05 c). رایج ترین فرمت بانک باتری یونی 18650 این است که قطر آن 1.8 سانتی متر و ارتفاع آن 6.5 سانتی متر است.

در یک یادداشت.یک باتری لیتیوم یون استاندارد تا سه ساعت برای شارژ شدن نیاز دارد و زمان دقیق تر با ظرفیت اصلی آن تعیین می شود.

سازندگان باتری‌های لیتیوم یونی توصیه می‌کنند برای شارژ فقط از شارژرهای اصلی استفاده کنید که ولتاژ مورد نیاز باتری را تضمین می‌کنند و با شارژ بیش از حد المنت و ایجاد اختلال در سیستم شیمیایی، بخشی از ظرفیت آن را از بین نمی‌برند؛ همچنین شارژ کامل آن نامطلوب است. باتری.

توجه داشته باشید!در طول ذخیره سازی طولانی مدت، باتری های لیتیومی باید به طور مطلوب شارژ کمی داشته باشند (بیش از 50٪) و همچنین لازم است آنها را از واحدها خارج کنید.

اگر باتری‌های لیتیومی دارای برد محافظ باشند، خطر شارژ بیش از حد آن‌ها وجود ندارد.

برد محافظ داخلی، ولتاژ بیش از حد (بیش از 3.7 ولت در هر سلول) را در حین شارژ قطع می کند و اگر سطح شارژ به حداقل 2.4 ولت کاهش یابد، باتری را خاموش می کند. کنترل کننده شارژ لحظه ای که ولتاژ روی بانک به 3.7 ولت می رسد را تشخیص می دهد و شارژر را از باتری جدا می کند. این دستگاه ضروری همچنین دمای باتری را کنترل می کند تا از گرم شدن بیش از حد و جریان بیش از حد جلوگیری کند. حفاظت بر اساس ریز مدار DV01-P است. پس از قطع شدن مدار توسط کنترل کننده، بازیابی آن به طور خودکار هنگامی که پارامترها عادی می شوند انجام می شود.

روی تراشه یک نشانگر قرمز به معنی شارژ و سبز یا آبی نشان دهنده شارژ شدن باتری است.

نحوه صحیح شارژ باتری های لیتیومی

سازندگان معروف باتری های لیتیوم یون (به عنوان مثال، سونی) از اصل شارژ دو یا سه مرحله ای در شارژرهای خود استفاده می کنند که می تواند عمر باتری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

در خروجی، شارژر دارای ولتاژ پنج ولت است و مقدار جریان از 0.5 تا 1.0 ظرفیت اسمی باتری متغیر است (به عنوان مثال، برای یک عنصر با ظرفیت 2200 میلی آمپر ساعت، جریان شارژر باید باشد. از 1.1 آمپر.)

در مرحله اولیه، پس از اتصال شارژر باتری های لیتیومی، مقدار فعلی از 0.2 تا 1.0 ظرفیت اسمی است، در حالی که ولتاژ 4.1 ولت (در هر سلول) است. در این شرایط باتری ها در 40 تا 50 دقیقه شارژ می شوند.

برای دستیابی به جریان ثابت، مدار شارژر باید بتواند ولتاژ را در پایانه های باتری افزایش دهد، در این زمان شارژر برای اکثر باتری های لیتیوم یونی به عنوان یک تنظیم کننده ولتاژ معمولی عمل می کند.

مهم!در صورت نیاز به شارژ باتری های لیتیوم یونی که دارای برد محافظ داخلی هستند، ولتاژ مدار باز نباید بیشتر از شش تا هفت ولت باشد، در غیر این صورت خراب می شود.

زمانی که ولتاژ به 4.2 ولت برسد، ظرفیت باتری بین 70 تا 80 درصد ظرفیت خواهد بود که نشان دهنده پایان فاز شارژ اولیه خواهد بود.

مرحله بعدی در حضور ولتاژ ثابت انجام می شود.

اطلاعات تکمیلی.برخی از واحدها از روش پالس برای شارژ سریعتر استفاده می کنند. اگر باتری لیتیوم یونی دارای سیستم گرافیتی باشد، باید با محدودیت ولتاژ 4.1 ولت در هر سلول مطابقت داشته باشد. اگر از این پارامتر فراتر رود، چگالی انرژی باتری افزایش می یابد و واکنش های اکسیداسیون را آغاز می کند و عمر باتری را کوتاه می کند. در مدل های باتری مدرن، از افزودنی های ویژه ای استفاده می شود که اجازه می دهد ولتاژ هنگام اتصال شارژر برای باتری های لیتیوم یونی به 4.2 ولت به اضافه / منهای 0.05 ولت افزایش یابد.

در باتری های لیتیومی ساده، شارژرها سطح ولتاژ 3.9 ولت را حفظ می کنند که برای آنها تضمین قابل اعتمادی برای عمر طولانی است.

هنگام تحویل جریان 1 ظرفیت باتری، زمان برای به دست آوردن یک باتری بهینه شارژ از 2 تا 3 ساعت خواهد بود. به محض اینکه شارژ کامل می شود، ولتاژ به حد هنجار قطع می رسد، مقدار جریان به سرعت کاهش می یابد و در سطح چند درصد از مقدار اولیه باقی می ماند.

اگر جریان شارژ به طور مصنوعی افزایش یابد، زمان استفاده از شارژر برای تغذیه باتری های لیتیوم یونی به سختی کاهش می یابد. در این حالت در ابتدا ولتاژ سریعتر افزایش می یابد، اما در عین حال مدت زمان مرحله دوم افزایش می یابد.

برخی از شارژرها می توانند باتری را در 60 تا 70 دقیقه به طور کامل شارژ کنند؛ در طی چنین شارژی، مرحله دوم حذف می شود و باتری می تواند پس از مرحله اولیه استفاده شود (سطح شارژ نیز در ظرفیت 70 درصد خواهد بود).

در مرحله سوم و آخر شارژ، شارژ جبرانی انجام می شود. این کار هر بار انجام نمی شود، بلکه فقط هر 3 هفته یک بار، هنگام ذخیره (عدم استفاده از) باتری ها انجام می شود. در شرایط نگهداری باتری، استفاده از شارژ جت غیرممکن است، زیرا در این حالت متالیزاسیون لیتیوم رخ می دهد. با این حال، شارژ مجدد کوتاه مدت با جریان ولتاژ ثابت به جلوگیری از تلفات شارژ کمک می کند. هنگامی که ولتاژ به 4.2 ولت برسد، شارژ متوقف می شود.

متالیزاسیون لیتیوم به دلیل آزاد شدن اکسیژن و افزایش ناگهانی فشار خطرناک است که می تواند منجر به اشتعال و حتی انفجار شود.

شارژر باتری DIY

شارژر برای باتری های لیتیوم یونی ارزان است، اما اگر کمی دانش الکترونیکی دارید، می توانید خودتان آن را بسازید. اگر اطلاعات دقیقی در مورد منشاء عناصر باتری وجود ندارد و در مورد صحت ابزار اندازه گیری تردید وجود دارد، باید آستانه شارژ در منطقه را از 4.1 تا 4.15 ولت تنظیم کنید. این امر به ویژه در صورتی صادق است که باتری دارای برد محافظ نباشد.

برای مونتاژ شارژر باتری های لیتیومی با دستان خود، یک مدار ساده کافی است که تعداد زیادی از آنها به صورت رایگان در اینترنت موجود است.

برای نشانگر، می‌توانید از یک LED نوع شارژ استفاده کنید که وقتی شارژ باتری به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد روشن می‌شود و با تخلیه تا "صفر" خاموش می‌شود.

شارژر به ترتیب زیر مونتاژ می شود:

• یک مسکن مناسب قرار دارد؛
• یک منبع تغذیه پنج ولت و سایر قطعات مدار نصب شده است (به شدت دنباله را دنبال کنید!)
• یک جفت نوار برنجی بریده شده و به سوراخ های سوکت متصل می شود.
• با استفاده از یک مهره، فاصله بین مخاطبین و باتری متصل تعیین می شود.
• یک سوئیچ برای تغییر قطبیت (اختیاری) نصب شده است.

اگر وظیفه مونتاژ شارژر برای باتری های 18650 با دستان خود باشد، به مدار پیچیده تر و مهارت های فنی بیشتری نیاز است.

همه باتری‌های لیتیوم یونی نیاز به شارژ مجدد دارند، اما باید از شارژ بیش از حد و همچنین تخلیه کامل خودداری شود. حفظ عملکرد باتری ها و حفظ ظرفیت کاری آنها برای مدت طولانی با کمک شارژرهای مخصوص امکان پذیر است. توصیه می شود از شارژرهای اصلی استفاده کنید، اما می توانید آنها را خودتان مونتاژ کنید.

ویدیو

برای خودم شارژر چهار باتری لیتیوم یون درست کردم. اکنون کسی فکر خواهد کرد: خوب، او این کار را کرد و انجام داد، تعداد زیادی از آنها در اینترنت وجود دارد. و می خواهم فوراً بگویم که طراحی من قادر است هر دو یک باتری و چهار باتری را به طور همزمان شارژ کند. تمام باتری ها به طور مستقل از یکدیگر شارژ می شوند.
این امکان شارژ همزمان باتری ها را از دستگاه های مختلف و با شارژهای اولیه متفاوت فراهم می کند.
برای باتری 18650 شارژر درست کردم که در چراغ قوه، پاوربانک، لپ تاپ و ... استفاده می کنم.
مدار از ماژول های آماده تشکیل شده و بسیار سریع و ساده مونتاژ می شود.

نیاز خواهد داشت

• - 4 چیز
• - 4 چیز
• گیره کاغذ.

ساخت شارژر برای تعداد باتری های مختلف