آیا ارزش دارد خودتان یک کنترلر شارژ باتری لیتیومی بسازید؟ باتری های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر در طرح های ما آیا شارژ باتری لیتیوم یون بدون کنترلر امکان پذیر است

من از ریز مدارهای کوچک برای شارژرهای ساده خوشم آمد. من آنها را از فروشگاه آفلاین محلی خود خریدم، اما از شانس و اقبال، آنها از آنجا فرار کردند، مدت زیادی طول کشید تا از جای دیگری منتقل شوند. با نگاهی به این وضعیت، تصمیم گرفتم آنها را به صورت عمده سفارش دهم، زیرا ریز مدارها بسیار خوب هستند و من از نحوه کار آنها خوشم آمد.
توضیحات و مقایسه در زیر برش.

بیهوده در عنوان مقاله در مورد مقایسه نوشتم ، زیرا در طول سفر می توانست میکروفون در فروشگاه ظاهر شود ، چندین قطعه خریدم و تصمیم گرفتم آنها را با هم مقایسه کنم.
این بررسی دارای متن زیادی نیست، اما تعداد زیادی عکس خواهد داشت.

اما من مثل همیشه با این که چطور به من رسید شروع می کنم.
با قطعات مختلف دیگر همراه بود، خود میکروهی ها در کیسه ای با چفت و برچسبی با نام بسته بندی شده بودند.

این ریز مدار یک ریز مدار شارژر برای باتری های لیتیومی با ولتاژ پایان شارژ 4.2 ولت است.
این می تواند باتری ها را با جریانی تا 800 میلی آمپر شارژ کند.
مقدار فعلی با تغییر مقدار مقاومت خارجی تنظیم می شود.
همچنین در صورت تخلیه زیاد باتری (ولتاژ کمتر از 2.9 ولت) از عملکرد شارژ با جریان کمی پشتیبانی می کند.
هنگامی که تا ولتاژ 4.2 ولت شارژ می شود و جریان شارژ به کمتر از 1/10 مقدار تنظیم شده می رسد، ریز مدار شارژ را خاموش می کند. اگر ولتاژ به 4.05 ولت کاهش یابد، دوباره به حالت شارژ می رود.
همچنین یک خروجی برای اتصال LED نشانگر وجود دارد.
اطلاعات بیشتر را می‌توانید در این ریزمدار پیدا کنید، این ریزمدار یک مدار بسیار ارزان‌تر دارد.
علاوه بر این، اینجا ارزان تر است، در مورد علی برعکس است.
در واقع، برای مقایسه، من یک آنالوگ خریدم.

اما تعجب من را تصور کنید که ریزمدارهای LTC و STC از نظر ظاهری کاملاً یکسان هستند، هر دو دارای برچسب LTC4054 بودند.

خوب، شاید جالب تر باشد.
همانطور که همه می‌دانند، بررسی یک ریزمدار چندان آسان نیست، بلکه به مهار سایر اجزای رادیویی، ترجیحاً یک برد و غیره نیز نیاز دارد.
و درست همان موقع یکی از دوستان از من خواست که آن را درست کنم (اگرچه در این زمینه احتمال بیشتری وجود دارد که آن را دوباره انجام دهم) شارژربرای باتری های 18650.
نسخه اصلی سوخت و جریان شارژ خیلی کم بود.

به طور کلی، برای آزمایش ابتدا باید آنچه را که روی آن آزمایش خواهیم کرد مونتاژ کنیم.

من برد را از دیتاشیت کشیدم، حتی بدون نمودار، اما برای راحتی، نمودار را در اینجا می‌آورم.

خوب، برد مدار چاپی واقعی. هیچ دیود VD1 و VD2 روی برد نیست.

همه اینها پرینت شد و به یک تکه تکستولیت منتقل شد.
برای صرفه جویی در هزینه، من یک تابلوی دیگر با استفاده از ضایعات ساختم.

خب در واقع برد مدار چاپی ساخته شد و قطعات لازم انتخاب شد.

و من چنین شارژری را بازسازی خواهم کرد، احتمالاً برای خوانندگان بسیار شناخته شده است.

درون او چیزهای زیادی وجود دارد مدار پیچیده، متشکل از یک اتصال دهنده، LED، مقاومت و سیم های مخصوص آموزش دیده است که به شما امکان می دهد شارژ باتری ها را یکسان کنید.
شوخی است، شارژر در بلوکی قرار دارد که به یک پریز وصل شده است، اما در اینجا فقط 2 باتری به صورت موازی و یک LED به طور مداوم به باتری ها متصل است.
بعداً به شارژر اصلی خود برمی گردیم.

من روسری را لحیم کردم، تخته اصلی را با کنتاکت ها انتخاب کردم، خود تماس ها را با فنرها لحیم کردم، آنها هنوز مفید خواهند بود.

من چند سوراخ جدید سوراخ کردم، در وسط یک LED وجود دارد که نشان می دهد دستگاه روشن است، در طرفین - فرآیند شارژ.

من تماس ها را با فنرها و همچنین LED ها را به برد جدید لحیم کردم.
راحت است که ابتدا LED ها را داخل برد قرار دهید، سپس برد را با دقت در جای اصلی خود نصب کنید و تنها پس از آن لحیم کاری کنید، سپس به طور یکنواخت و یکسان می ایستند.

برد در جای خود نصب شده است، کابل برق لحیم شده است.
خود برد مدار چاپی برای سه گزینه منبع تغذیه ساخته شده است.
2 گزینه با کانکتور MiniUSB، اما در گزینه های نصب با طرف های مختلفبرد و کابل
در این مورد، ابتدا نمی دانستم چه مدت به کابل نیاز است، بنابراین یک کابل کوتاه را لحیم کردم.
سیم هایی که به کنتاکت های مثبت باتری ها می رفت را هم لحیم کردم.
حالا آنها از سیم های جداگانه عبور می کنند، یکی برای هر باتری.

در اینجا چگونه از بالا معلوم شد.

خب حالا بریم سراغ تست

در سمت چپ برد میکروها را که روی علی خریدم نصب کردم، سمت راست آن را آفلاین خریدم.
بر این اساس، آنها به صورت آینه ای در بالا قرار خواهند گرفت.

اول میکروه با علی.
جریان شارژ

اکنون آفلاین خریداری شده است.

جریان اتصال کوتاه
همینطور اول با علی.

اکنون از آفلاین

متوجه شدیم که در 4.8 ولت جریان شارژ 600 میلی آمپر است، در 5 ولت به 500 کاهش می یابد، اما پس از گرم شدن بررسی شد، شاید حفاظت از گرمای بیش از حد اینگونه کار می کند، من هنوز متوجه نشده ام، اما ریز مدارها تقریباً یکسان رفتار می کنند.

خوب، اکنون کمی در مورد فرآیند شارژ و نهایی کردن دوباره کاری (بله، حتی این اتفاق می افتد).
از همان ابتدا به این فکر می کردم که فقط LED را برای نشان دادن وضعیت روشن تنظیم کنم.
همه چیز ساده و واضح به نظر می رسد.
اما مثل همیشه بیشتر می خواستم.
به این نتیجه رسیدم که اگر در حین شارژ خاموش شود بهتر است.
من چند دیود (vd1 و vd2 در نمودار) را لحیم کردم، اما یک ضربه کوچک دیدم، LED نشان دهنده حالت شارژ حتی زمانی که باتری وجود ندارد می درخشد.
یا بهتر است بگوییم، نمی درخشد، اما به سرعت سوسو می زند، من یک خازن 47 μF را به موازات پایانه های باتری اضافه کردم، پس از آن خیلی کوتاه، تقریباً نامحسوس شروع به چشمک زدن کرد.
در صورتی که ولتاژ به زیر 4.05 ولت کاهش یابد، این دقیقا همان پسماند شارژ مجدد است.
به طور کلی، پس از این اصلاح همه چیز خوب بود.
باتری در حال شارژ است، چراغ قرمز روشن است، چراغ سبز روشن نیست، و LED در جایی که باتری وجود ندارد روشن نمی شود.

باتری کاملا شارژ شده است.

هنگامی که ریز مدار خاموش می شود، ولتاژ را به کانکتور برق منتقل نمی کند و از اتصال کوتاه نمی ترسد، بنابراین، باتری را به LED خود تخلیه نمی کند.

بدون اندازه گیری دما نیست.
بعد از 15 دقیقه شارژ، دمایم کمی بیشتر از 62 درجه بود.

خوب، این چیزی است که به طور کامل به نظر می رسد دستگاه تمام شده.
تغییرات خارجی برخلاف تغییرات داخلی حداقل هستند. یکی از دوستان منبع تغذیه 5/ولت 2 آمپری داشت و خیلی خوب بود.
دستگاه جریان شارژ 600 میلی آمپر در هر کانال را فراهم می کند، کانال ها مستقل هستند.

خب، این چیزی است که شارژر اصلی به نظر می رسد. یکی از دوستان می خواست از من بخواهد که جریان شارژ را در آن افزایش دهم. حتی مال خودش را هم نمی‌توانست تحمل کند، سرباره را در کجای دیگر پرورش دهد.

خلاصه.
به نظر من برای تراشه ای که 7 سنت قیمت دارد خیلی خوب است.
میکرو مدارها کاملاً کاربردی هستند و هیچ تفاوتی با مواردی که به صورت آفلاین خریداری می شوند ندارند.
من بسیار راضی هستم، اکنون یک عرضه میکرخ دارم و نیازی نیست منتظر باشم تا آنها در فروشگاه باشند (اخیراً دوباره از فروش خارج شدند).

از معایب - این یک دستگاه آماده نیست، بنابراین باید حکاکی، لحیم کاری و غیره انجام دهید، اما یک نکته مثبت وجود دارد: می توانید به جای استفاده از آنچه دارید، یک تخته برای یک برنامه خاص بسازید.

خوب، در نهایت، تهیه یک محصول کار ساخته شده توسط خودتان ارزان تر از تخته های آماده است و حتی در شرایط خاص شما.
من تقریبا فراموش کردم، دیتاشیت، نمودار و ردیابی -

http://4pda.ru/forum/index.php?showtopic=64541&st=1140

تراشه به شکل زیر است:
.
نمودار سیم کشی به شرح زیر است:

شارژ باتری های لیتیومی

http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=114759

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/405442xf.pdf

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3622.pdf
http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/dat ... TP4056.pdf

انجمن باتری های لیتیومی

http://radioskot.ru/forum/2-846-2

مدار دستگاه بسیار ساده است. هنگامی که به پورت متصل می شود USB کامپیوترپس از فشار دادن دکمه "شروع"، فرآیند شارژ شروع می شود. سه مقاومت 1.6 اهم به عنوان محدود کننده جریان و به عنوان سنسور جریان عمل می کنند. جریانی که از آنها می گذرد باعث ایجاد افت ولتاژ می شود که وقتی روی پایه T2 اعمال می شود، آن را باز نگه می دارد. در نتیجه LED روشن می شود و باز می شود ترانزیستور اثر میدانی T1. ترانزیستور را از روی برد محافظ از روی برد قدیمی جدا کردم باتری لیتیومی، اما می توان آن را به راحتی با ترانزیستور معمولی مانند IRLML2502 جایگزین کرد. جریان تا زمانی که ولتاژ دو طرف باتری به 4.25 ولت برسد، وارد باتری می شود. در این ولتاژ، مقایسه کننده برد محافظی که در داخل هر باتری قرار دارد فعال می شود تلفن های همراهو دوربین ها جریان در مدار شارژ به صفر می رسد، T2 بسته می شود و LED و دروازه T1 را خاموش می کند.
دستگاه به حالت غیرفعال می رود و جریانی را از USB یا باتری مصرف نمی کند.

________________________________________________________________________
http://radioskot.ru/forum/2-846-7

آشوب_84، من این نمودار را ارسال کردم، اما نمودار مال من نیست، من حدود 2 سال است که با موفقیت از این شارژر به طور خاص برای شارژ یک بلوک 3 قوطی لیتیومی 18650 استفاده می کنم ، که محدود خواهد شد حداکثر جریانشارژ، پالس روی lm2576 مونتاژ شده است منبع تنظیم شدهولتاژ 12.6 ولت است، اما به اصطلاح متعادل کننده روی op-amp مونتاژ شده است.

ماژول شارژ باتری LI-ION بر روی تراشه TP4056 از آسمان

من امروز این مورد بسیار مفید را از طریق نامه دریافت کردم. این برد کوچک حاوی یک کنترلر شارژ باتری های لیتیوم یونی TP4056 (صفحه داده) است. با قضاوت در نمودار از دیتاشیت، ریز مدار دارای ورودی برای اتصال ترمیستور باتری است. اما روی برد اولین پایه ریز مدار روی زمین قرار می گیرد و فقط پایه های پاور برای اتصال باتری موجود است. جریان شارژ به مقدار مقاومت Rprog در پایه 2 ریزمدار بستگی دارد. روی بردی که به من رسید یک مقاومت 1.2 کیلو اهم وجود دارد. که، با قضاوت در جدول از برگه داده، با جریان شارژ 1000 میلی آمپر مطابقت دارد. با این جریان باتری مرده من (از نوکیا در عکس) در حدود یک ساعت از ولتاژ اولیه 3.4 تا 4.19 ولت شارژ شد. ورودی شارژر با ولتاژ 5 ولت از کامپیوتر USB تامین می شد. لمسش کردم و چیزی داغ نشد. من می ترسیدم که در حداکثر جریان باتری گرم شود، به خصوص از آن زمان بازخوردغایب. اما هیچ اتفاقی نیفتاد. در اولین شروع، هیچ چیز منفجر نشد و در طول کل عملیات گرم نشد :) به طور کلی، تصور من این بود که کنترلر را دوست داشتم، و در درجه اول به خاطر قیمت. ما با 1.5 دلار یک کنترلر تمام عیار با نشانه و در طراحی آماده دریافت می کنیم که برای استفاده در پروژه های شما مناسب است. برای علاقه مندان، این لینک به لات http://www.ebay.com/1497.l2649

http://www.rlocman.ru/forum/showthread.php?t=11538

http://shemu.ru/zarydnoe/169-easy-ch...-from-usb.html

http://www.hobbielektronika.hu/kapcs...sor_tolto.html

اتصال موازی باتری های Li-Ion با ظرفیت های مختلف

http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=15615

خب پس معلوم می شود که تعدادی از مردم هنوز بیشتر به جادو اعتقاد دارند تا به فیزیک.

و یک مورد ساده مانند اتصال موازیمنابع جریان شیمیایی باعث سردرگمی و نوسان در ذهن می شود.

بنابراین، خوشبختانه، متداول ترین و معقول ترین روش اتصال موازی باتری ها، یعنی باتری های یکسان، از همان سازنده و از همان ظرفیت رتبه بندی شده، تقریباً هیچ کس شک نمی کند - ظرفیت کل برابر است با ظرفیت یک باتری ضرب در تعداد آنها. خوب.

اما هر از گاهی سوالاتی مانند "اما اگر یک باتری خوب و شارژ شده را به باتری بد و دشارژ شده ای که در سطل زباله پیدا شده است وصل کنید"، کل ظرفیت برابر با ظرفیت خود باتری خواهد بود. باتری بزرگ، کوچکترین، ظرفیت محاسباتی متوسط، و به طور کلی ناشناخته به چه، زیرا باتری خوببخشی از انرژی خود را صرف شارژ بد می کند و به طور کلی فرآیندهای عجیبی در آنجا رخ می دهد، یکی قبل از دیگری تخلیه می شود و غیره و غیره...

علاوه بر این، اگر شما یک شارژ خوب را با یک شارژ ضعیف موازی کنید، پس آنها خیلی بد هستند! بنابراین، فقط باتری های دارای محافظ باید موازی شوند

خیر خیر نه و نه!

ظروف همیشه هنگام اتصال موازی روی هم چیده می شوند. نه متوسط، نه حداقل یا حداکثر، بلکه صرفاً حاصل جمع است.

یک باتری خوب باتری بد را دوباره شارژ نمی کند، زیرا برای ظاهر شدن جریان شارژ، اختلاف پتانسیل بین باتری ها لازم است و با اتصال موازی آن صفر است.

همیشه. و بنابراین، در هنگام تخلیه، جریان خروجی از هر باتری به طور خودکار توزیع می شود، در نتیجه، بدون توجه به ویژگی های تخلیه و ظرفیت اولیه، آنها به طور همزمان تخلیه می شوند.

بیایید به تمرینات عملی برویم.

ما 2 باتری می گیریم - Panasonoc CGR18650E و تا آنجا که من به یاد دارم Ultrafire 18650 (روکش با علامت گذاری ها حفظ نشده است) از دسته DOA.

هر کدام را با جریان 0.5 آمپر تا ولتاژ 2.8 ولت پیش شارژ و تخلیه کنید.

ظرفیت ها به ترتیب 2403 و 171 میلی آمپر ساعت بود.

مقاومت های داخلی 85 و 400 میلی اهم.

ما آنها را در یک مجموعه موازی وصل می کنیم، شارژ و تخلیه می کنیم با جریان 1A (یعنی به طور رسمی همان 0.5A برای هر کدام، اگر این باتری ها یکسان باشند) به همان ولتاژ 2.8V.

ظرفیت ارائه شده توسط چنین مجموعه ای 2661 میلی آمپر ساعت است که 87 میلی آمپر ساعت بیشتر از ظرفیت کل باتری های جداگانه است. شگفت انگیز؟ اصلا. زیرا تخلیه با جریان کل تقسیم بر تعداد باتری انجام نمی شود، بلکه با جریان متفاوتی بسته به مقاومت داخلی و ظرفیت هر باتری رخ می دهد. واضح است که یک باتری بد با جریان بسیار کمتری نسبت به باتری خوب تخلیه می شود و بنابراین مقداری میلی آمپر ساعت بیشتری تحویل می دهد. اما به طور کلی به وضوح مشاهده می شود که ظرفیت خوبی ها برای شارژ مجدد بد هدر نمی رود.

به علاوه. سوال مهم این است که اگر باتری های مختلف را به قیمت بیش از 200 دلار در یک چراغ قوه گران قیمت قرار دهیم، چه اتفاقی می افتد، که حداقل یکی از آنها باید کاملاً خالی باشد و به طور معجزه آسایی از فرستادن به سطل زباله جلوگیری کرده باشد.

هیچ اتفاقی نخواهد افتاد:

و این جریان به سرعت کاهش می یابد، پس از 5-8 ثانیه در حال حاضر کمی بیشتر از 600 میلی آمپر است.

به شما یادآوری می کنم که قدرت جریان به مقاومت مدار و اختلاف پتانسیل بستگی دارد که به نوبه خود با تفاوت در emf باتری ها و افت ولتاژ در مقاومت های داخلی آنها تعیین می شود. یعنی هر چه جریان بیشتر باشد ولتاژ سمت تخلیه شده بیشتر و در سمت شارژ شده کمتر می شود که باعث کاهش اختلاف پتانسیل و کاهش جریان در مدار می شود. و این فرآیند بیشتر در جهت کاهش جریان به 0 توسعه می یابد.

گزینه دوم اتصال موازی باتری های شارژ شده و دشارژ شده، اما با کیفیت بالا است (کمتر جالب است، به دلایلی اکثر مردم به گزینه اول اهمیت می دهند، با باتری بد، و همه باتری های خوب به طور انحصاری به طور یکسان استفاده می شوند. متهم)

جریان به طور قابل توجهی بالاتر است. اما به تدریج در حال سقوط است.

در هر صورت، حفاظت از باتری فردی به سادگی در هر دو مورد کار نمی کند، جریان کافی نیست. و با تخته های حفاظتی حتی کمتر می شود، زیرا این مقاومت اضافی است.

حتی اگر 3 عدد شارژ شده و 1 عدد دشارژ را روشن کنید، به احتمال زیاد جریان خیلی بیشتر نخواهد بود، زیرا جریان بالاتر باعث افزایش ولتاژ باتری تخلیه شده می شود که منجر به کاهش اختلاف پتانسیل می شود. و غیره.

و در نهایت، من به سوالاتی می پردازم که گاهی در مورد اینکه هنگام شارژ و دشارژ مجموعه موازی باتری ها با محافظ های فردی چه اتفاقی می افتد، می پردازم. ظاهراً هنگام شارژ، یکی از باتری ها قبل از فعال شدن محافظ شارژ می شود، خاموش می شود و جریان بیشتری به بقیه می رسد.

نه، فقط یک باتری قابل شارژ نیست. در مونتاژ، ولتاژ برای همه باتری ها یکسان است، همه آنها به طور همزمان شارژ می شوند.

درست مانند هنگام تخلیه، به دلیل تخلیه بیش از حد، نمی توان خاموش شد، در نتیجه باعث افزایش بار روی دیگران می شود. نمی تواند. چون باز هم ولتاژ روی هر کدام یکسان است. اتصال موازی برای.

پیشرفت رو به جلو است و باتری‌های لیتیومی به طور فزاینده‌ای جایگزین باتری‌های سنتی NiCd (نیکل کادمیوم) و NiMh (نیکل-فلز هیدرید) می‌شوند.
با وزن قابل مقایسه یک عنصر، لیتیوم ظرفیت بالاتری دارد، علاوه بر این، ولتاژ عنصر سه برابر بیشتر است - 3.6 ولت در هر عنصر، به جای 1.2 ولت.
قیمت باتری های لیتیومی شروع به نزدیک شدن به باتری های قلیایی معمولی کرده است، وزن و اندازه آنها بسیار کوچکتر است و علاوه بر این، می توانند و باید شارژ شوند. سازنده می گوید آنها می توانند 300-600 چرخه را تحمل کنند.
اندازه های مختلفی وجود دارد و انتخاب مناسب آن کار سختی نیست.
خود تخلیه آنقدر کم است که سال ها می نشینند و شارژ می مانند. دستگاه در صورت نیاز فعال می ماند.

"C" مخفف ظرفیت است

بسته به تجربه و توانایی خود می توانید یک شارژر ساده یا نه چندان ساده بسازید.

نمودار مدار یک شارژر ساده LM317

برنج. 5.

جریان شارژ مورد نیاز برای یک باتری لیتیوم یون خاص (Li-Ion) و لیتیوم پلیمر (Li-Pol) با تغییر مقاومت Rx انتخاب می شود.
مقاومت Rx تقریباً با نسبت زیر مطابقت دارد: 0.95/Imax.
مقدار مقاومت Rx نشان داده شده در نمودار مربوط به جریان 200 میلی آمپر است، این یک مقدار تقریبی است، همچنین به ترانزیستور بستگی دارد.

تهیه رادیاتور بسته به جریان شارژ و ولتاژ ورودی ضروری است.
ولتاژ ورودی باید حداقل 3 ولت بیشتر از ولتاژ باتری باشد عملکرد عادیتثبیت کننده، کدام قوطی 7-9 ولت است؟

نمودار مدار یک شارژر ساده در LTC4054

برنج. 6.

برنج. 7. این تراشه کوچک 5 پا دارای برچسب "LTH7" یا "LTADY" است.

من وارد کوچکترین جزئیات کار با میکرو مدار نمی شوم. من فقط ضروری ترین ویژگی ها را شرح خواهم داد.
جریان شارژ تا 800 میلی آمپر
ولتاژ بهینه تغذیه از 4.3 تا 6 ولت است.
نشانگر شارژ
حفاظت از اتصال کوتاه خروجی
حفاظت از گرمای بیش از حد (کاهش جریان شارژ در دماهای بالاتر از 120 درجه).
هنگامی که ولتاژ باتری زیر 2.9 ولت است، باتری را شارژ نمی کند.

جریان شارژ توسط یک مقاومت بین ترمینال پنجم میکرو مدار و زمین طبق فرمول تنظیم می شود.

I=1000/R،
جایی که I جریان شارژ در آمپر است، R مقاومت مقاومت بر حسب اهم است.

نشانگر کم بودن باتری لیتیومی

برنج. 8.

تفاوت ظریف دوام

عملیات و اقدامات احتیاطی

عدم رعایت سه نقطه اول منجر به آتش سوزی می شود، بقیه - به از دست دادن کامل یا جزئی ظرفیت.

از روی تمرین چندین ساله استفاده می توانم بگویم که ظرفیت باتری کمی تغییر می کند، اما افزایش می یابد مقاومت داخلیو باتری در مصرف جریان بالا زمان کمتری شروع به کار می کند - به نظر می رسد ظرفیت کاهش یافته است.
به همین دلیل معمولاً ظرف بزرگتری را به اندازه ابعاد دستگاه نصب می کنم و حتی قوطی های قدیمی که ده سال از عمرشان می گذرد نیز کاملاً خوب عمل می کنند.

برای جریان های نه چندان زیاد، باتری های قدیمی تلفن همراه مناسب هستند.

کجا از باتری های لیتیومی استفاده کنم؟

من باتری های کوچک را در اسباب بازی های کودکان، ساعت ها و غیره قرار دادم، جایی که 2-3 سلول "دکمه" از کارخانه نصب شده بود. در جایی که دقیقاً 3 ولت مورد نیاز است، من یک دیود را به صورت سری اضافه می کنم و درست کار می کند.

من آنها را در چراغ قوه LED قرار دادم.

به جای کرون 9 ولت گران قیمت و کم ظرفیت، 2 قوطی در تستر نصب کردم و تمام مشکلات و هزینه های اضافی را فراموش کردم.

در کل به جای باتری هر جا که بتونم میذارمش.

لیتیوم و تجهیزات مربوطه را از کجا بخرم

چینی ها معمولا در مورد ظرفیت دروغ می گویند و کمتر از آن چیزی است که نوشته شده است.

صادقانه سانیو 18650

ارزیابی ویژگی های یک شارژر خاص بدون درک چگونگی عملکرد یک شارژر نمونه کار دشواری است. شارژ لی یونباتری بنابراین، قبل از حرکت مستقیم به نمودارها، بیایید یک نظریه کوچک را به خاطر بسپاریم.

باتری های لیتیومی چیست؟

بسته به اینکه الکترود مثبت باتری لیتیومی از چه ماده ای ساخته شده است، انواع مختلفی وجود دارد:

• با کاتد لیتیوم کبالتات؛
• با یک کاتد مبتنی بر فسفات آهن لیتیه؛
• بر اساس نیکل-کبالت-آلومینیوم؛
• بر پایه نیکل- کبالت- منگنز.

همه این باتری ها ویژگی های خاص خود را دارند، اما از آنجایی که این تفاوت های ظریف برای مصرف کننده عمومی اهمیت اساسی ندارند، در این مقاله بررسی نمی شوند.

همچنین تمامی باتری های لیتیوم یونی در اندازه ها و فرم های مختلف تولید می شوند. آنها می توانند محفظه ای (مثلاً محبوب 18650 امروزی) یا لمینیت یا منشوری (باتری های ژل پلیمری) باشند. دومی کیسه های مهر و موم شده هرمتیک ساخته شده از یک فیلم خاص است که حاوی الکترود و جرم الکترود است.

رایج ترین اندازه های باتری های لیتیوم یون در جدول زیر نشان داده شده است (همه آنها دارای ولتاژ اسمی 3.7 ولت هستند):

فرآیندهای الکتروشیمیایی داخلی به همین ترتیب انجام می شود و به فرم و طراحی باتری بستگی ندارد، بنابراین همه چیزهایی که در زیر گفته می شود به طور یکسان برای همه باتری های لیتیومی اعمال می شود.

نحوه صحیح شارژ باتری های لیتیوم یون

صحیح ترین روش شارژ باتری های لیتیومی شارژ در دو مرحله است. این روشی است که سونی در تمام شارژرهای خود از آن استفاده می کند. با وجود کنترلر شارژ پیچیده تر، این امر شارژ کامل تری باتری های لیتیوم یونی را بدون کاهش عمر مفید آنها تضمین می کند.

در اینجا ما در مورد مشخصات شارژ دو مرحله ای برای باتری های لیتیومی صحبت می کنیم که به اختصار CC/CV (جریان ثابت، ولتاژ ثابت) نامیده می شود. گزینه هایی با جریان پالس و پله نیز وجود دارد، اما در این مقاله مورد بحث قرار نگرفته است. می توانید در مورد شارژ با جریان پالسی بیشتر بخوانید.

بنابراین، اجازه دهید هر دو مرحله شارژ را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.

1. در مرحله اولجریان شارژ ثابت باید تضمین شود. مقدار فعلی 0.2-0.5C است. برای شارژ سریع، مجاز است جریان را به 0.5-1.0C افزایش دهید (که در آن C ظرفیت باتری است).

به عنوان مثال، برای باتری با ظرفیت 3000 میلی آمپر، جریان شارژ اسمی در مرحله اول 600-1500 میلی آمپر است و جریان شارژ شتاب می تواند در محدوده 1.5-3 آمپر باشد.

برای اطمینان از جریان شارژ ثابت با مقدار معین، مدار شارژر باید بتواند ولتاژ را در پایانه های باتری افزایش دهد. در واقع، در مرحله اول شارژر به عنوان یک تثبیت کننده جریان کلاسیک عمل می کند.

مهم:اگر قصد دارید باتری ها را با برد محافظ داخلی (PCB) شارژ کنید، پس هنگام طراحی مدار شارژر باید مطمئن شوید که ولتاژ حرکت بیکارمدارها هرگز نمی توانند از 6-7 ولت تجاوز کنند. در غیر این صورت، برد محافظ ممکن است آسیب ببیند.

در لحظه ای که ولتاژ باتری به 4.2 ولت افزایش می یابد، باتری تقریباً 70-80٪ ظرفیت خود را به دست می آورد (مقدار ظرفیت خاص به جریان شارژ بستگی دارد: با شارژ سریع کمی کمتر خواهد شد. شارژ اسمی - کمی بیشتر). این لحظه پایان مرحله اول شارژ را نشان می دهد و به عنوان سیگنالی برای انتقال به مرحله دوم (و نهایی) عمل می کند.

2. مرحله شارژ دوم- این شارژ باتری با یک ولتاژ ثابت است، اما جریان به تدریج کاهش می یابد (افت).

در این مرحله شارژر ولتاژ 4.15-4.25 ولت را روی باتری حفظ کرده و مقدار جریان را کنترل می کند.

با افزایش ظرفیت، جریان شارژ کاهش می یابد. به محض کاهش مقدار آن به 0.05-0.01C، فرآیند شارژ کامل در نظر گرفته می شود.

نکته مهم در عملکرد یک شارژر مناسب آن است خاموش شدن کاملاز باتری پس از اتمام شارژ. این به این دلیل است که برای باتری های لیتیومی بسیار نامطلوب است که آنها در زیر بمانند افزایش ولتاژ، که معمولا شارژر را فراهم می کند (یعنی 4.18-4.24 ولت). این منجر به تخریب سریع می شود ترکیب شیمیاییباتری و در نتیجه کاهش ظرفیت آن. اقامت طولانی مدت به معنای ده ها ساعت یا بیشتر است.

در مرحله دوم شارژ، باتری تقریباً 0.1-0.15 ظرفیت خود را افزایش می دهد. بنابراین کل شارژ باتری به 90-95٪ می رسد که یک شاخص عالی است.

ما دو مرحله اصلی شارژ را بررسی کردیم. با این حال، پوشش موضوع شارژ باتری های لیتیومی ناقص خواهد بود اگر مرحله شارژ دیگری - به اصطلاح - ذکر نشده باشد. پیش شارژ

مرحله شارژ اولیه (پیش شارژ)- این مرحله فقط برای باتری های با دشارژ عمیق (زیر 2.5 ولت) استفاده می شود تا آنها را به حالت عادی کار کند.

در این مرحله شارژ تضمین می شود دی سیمقدار کاهش می یابد تا زمانی که ولتاژ باتری به 2.8 ولت برسد.

مرحله مقدماتی برای جلوگیری از تورم و کاهش فشار (یا حتی انفجار با آتش) باتری های آسیب دیده که مثلاً دارای یک اتصال کوتاه داخلی بین الکترودها هستند، ضروری است. اگر یک جریان شارژ زیاد بلافاصله از چنین باتری عبور کند، این امر به ناچار منجر به گرم شدن آن می شود و سپس بستگی دارد.

یکی دیگر از مزایای پیش‌شارژ، گرم کردن پیش‌گرم باتری است که در هنگام شارژ کردن مهم است دمای پایین محیط(در یک اتاق گرم نشده در فصل سرد).

شارژ هوشمند باید بتواند ولتاژ باتری را در مرحله شارژ اولیه و در صورت وجود ولتاژ نظارت کند. برای مدت طولانیبالا نمی رود، نتیجه بگیرید که باتری معیوب است.

تمام مراحل شارژ باتری لیتیوم یونی (از جمله مرحله پیش شارژ) به صورت شماتیک در این نمودار نشان داده شده است:

بیش از اسمی ولتاژ شارژ 0.15 ولت می تواند عمر باتری را به نصف کاهش دهد. کاهش ولتاژ شارژ به میزان 0.1 ولت، ظرفیت باتری شارژ شده را تا حدود 10 درصد کاهش می دهد، اما عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. ولتاژ یک باتری کاملا شارژ شده پس از خارج کردن آن از شارژر 4.1-4.15 ولت است.

بگذارید موارد فوق را خلاصه کنم و نکات اصلی را بیان کنم:

1. برای شارژ باتری لیتیوم یونی (مثلا 18650 یا هر باتری دیگری) از چه جریانی استفاده کنم؟

جریان به سرعتی که می خواهید آن را شارژ کنید بستگی دارد و می تواند از 0.2C تا 1C متغیر باشد.

به عنوان مثال، برای یک باتری سایز 18650 با ظرفیت 3400 میلی آمپر ساعت، حداقل جریان شارژ 680 میلی آمپر و حداکثر آن 3400 میلی آمپر است.

2-چقدر طول میکشه که مثلا همون باطری های 18650 شارژ بشه؟

زمان شارژ مستقیماً به جریان شارژ بستگی دارد و با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

T = C / شارژ می کنم.

به عنوان مثال، زمان شارژ باتری 3400 میلی آمپری ما با جریان 1 آمپر حدود 3.5 ساعت خواهد بود.

3. چگونه باتری لیتیوم پلیمری را به درستی شارژ کنیم؟

تمام باتری های لیتیومی به یک شکل شارژ می شوند. فرقی نمی کند لیتیوم پلیمر باشد یا یون لیتیوم. برای ما، مصرف کنندگان، هیچ تفاوتی وجود ندارد.

برد حفاظتی چیست؟

برد حفاظتی (یا PCB - برد کنترل قدرت) برای محافظت در برابر مدار کوتاه، اضافه شارژ و تخلیه بیش از حد باتری لیتیومی. به عنوان یک قاعده، حفاظت از گرمای بیش از حد نیز در ماژول های حفاظتی تعبیه شده است.

به دلایل ایمنی، استفاده از باتری های لیتیومی در لوازم خانگی ممنوع است، مگر اینکه دارای برد محافظ داخلی باشند. به همین دلیل است که همه باتری های تلفن همراه همیشه دارای یک برد PCB هستند. پایانه های خروجی باتری مستقیماً روی برد قرار دارند:

این بردها از یک کنترلر شارژ شش پایه بر روی یک دستگاه تخصصی (JW01، JW11، K091، G2J، G3J، S8210، S8261، NE57600 و سایر آنالوگ ها) استفاده می کنند. وظیفه این کنترلر این است که با تخلیه کامل باتری، باتری را از بار جدا کند و با رسیدن به 4.25 ولت باتری را از شارژ جدا کند.

به عنوان مثال، نموداری از برد محافظ باتری BP-6M که همراه با گوشی های قدیمی نوکیا عرضه شده است:

اگر در مورد 18650 صحبت کنیم، می توان آنها را با یا بدون برد محافظ تولید کرد. ماژول حفاظتی در نزدیکی پایانه منفی باتری قرار دارد.

برد طول باتری را 2-3 میلی متر افزایش می دهد.

باتری‌های بدون ماژول PCB معمولاً در باتری‌هایی قرار می‌گیرند که مدارهای حفاظتی خود را دارند.

هر باتری با محافظ می تواند به راحتی بدون محافظت به باتری تبدیل شود.

امروزه حداکثر ظرفیت باتری 18650 3400 میلی آمپر ساعت است. باتری های دارای محافظ باید دارای یک نام مربوطه بر روی کیس ("محافظت شده") باشند.

برد PCB را با ماژول PCM (PCM - ماژول شارژ برق) اشتباه نگیرید. اگر اولی فقط به منظور محافظت از باتری باشد، دومی برای کنترل فرآیند شارژ طراحی شده است - آنها جریان شارژ را در یک سطح معین محدود می کنند، دما را کنترل می کنند و به طور کلی از کل فرآیند اطمینان می دهند. برد PCM همان چیزی است که ما آن را کنترل کننده شارژ می نامیم.

امیدوارم الان سوالی باقی نماند که چگونه باتری 18650 یا هر باتری لیتیوم دیگری را شارژ کنیم؟ سپس به سراغ مجموعه کوچکی از راه حل های مدار آماده برای شارژرها (همان کنترل کننده های شارژ) می رویم.

طرح های شارژ باتری های لیتیوم یون

تمام مدارها برای شارژ هر باتری لیتیومی مناسب هستند، تنها کاری که باید انجام دهید این است که تصمیم بگیرید جریان شارژو پایه عنصر

LM317

نمودار یک شارژر ساده بر اساس تراشه LM317 با نشانگر شارژ:

مدار ساده ترین است، کل تنظیمات به تنظیم ولتاژ خروجی روی 4.2 ولت با استفاده از تریم مقاومت R8 (بدون باتری متصل!) و تنظیم جریان شارژ با انتخاب مقاومت های R4، R6. قدرت مقاومت R1 حداقل 1 وات است.

به محض خاموش شدن LED، فرآیند شارژ را می توان تکمیل شده در نظر گرفت (جریان شارژ هرگز به صفر نمی رسد). توصیه نمی شود که باتری را برای مدت طولانی پس از شارژ کامل روی این شارژ نگه دارید.

ریز مدار lm317 به طور گسترده در تثبیت کننده های مختلف ولتاژ و جریان (بسته به مدار اتصال) استفاده می شود. در هر گوشه فروخته می شود و به طور کلی یک پنی قیمت دارد (در کل می توانید 10 قطعه بگیرید برای 55 روبل).

LM317 در بدنه های مختلفی عرضه می شود:

تخصیص پین (pinout):

آنالوگ های تراشه LM317 عبارتند از: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (دو مورد آخر تولید داخل هستند).

اگر به جای LM317 از LM350 استفاده کنید، جریان شارژ را می توان به 3 آمپر افزایش داد. با این حال، گران تر خواهد بود - 11 مالش / قطعه.

برد مدار چاپی و مجموعه مدار در زیر نشان داده شده است:

ترانزیستور قدیمی شوروی KT361 را می توان با ترانزیستور مشابه جایگزین کرد ترانزیستور pnp(به عنوان مثال، KT3107، KT3108 یا بورژوایی 2N5086، 2SA733، BC308A). در صورت عدم نیاز به نشانگر شارژ، می توان آن را به طور کلی حذف کرد.

عیب مدار: ولتاژ تغذیه باید در محدوده 8-12 ولت باشد. این به این دلیل است که برای عملکرد عادی تراشه LM317، اختلاف بین ولتاژ باتری و ولتاژ تغذیه باید حداقل 4.25 ولت باشد. بنابراین، تغذیه آن از درگاه USB امکان پذیر نخواهد بود.

MAX1555 یا MAX1551

MAX1551/MAX1555 شارژرهای تخصصی برای باتری های Li+ هستند که می توانند از طریق USB یا از یک آداپتور برق جداگانه (به عنوان مثال، شارژر تلفن) کار کنند.

تنها تفاوت بین این ریز مدارها این است که MAX1555 سیگنالی برای نشان دادن فرآیند شارژ تولید می کند و MAX1551 سیگنالی مبنی بر روشن بودن برق تولید می کند. آن ها 1555 هنوز در بیشتر موارد ارجح است، بنابراین یافتن 1551 در حال حاضر دشوار است.

شرح دقیق این ریز مدارها از طرف سازنده می باشد.

حداکثر ولتاژ ورودی از آداپتور DC 7 ولت است، زمانی که از USB تغذیه می شود - 6 ولت. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه به 3.52 ولت کاهش می یابد، ریز مدار خاموش می شود و شارژ متوقف می شود.

خود ریز مدار تشخیص می دهد که ولتاژ تغذیه در کدام ورودی وجود دارد و به آن متصل می شود. اگر برق از طریق گذرگاه USB تامین شود، حداکثر جریان شارژ به 100 میلی آمپر محدود می شود - این به شما امکان می دهد بدون ترس از سوختن پل جنوبی شارژر را به پورت USB هر رایانه وصل کنید.

هنگامی که توسط یک منبع تغذیه جداگانه تغذیه می شود، جریان شارژ معمولی 280 میلی آمپر است.

تراشه ها دارای محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد هستند. اما حتی در این مورد، مدار به کار خود ادامه می دهد و جریان شارژ را به میزان 17 میلی آمپر برای هر درجه بالاتر از 110 درجه سانتی گراد کاهش می دهد.

یک عملکرد پیش شارژ وجود دارد (به بالا مراجعه کنید): تا زمانی که ولتاژ باتری زیر 3 ولت باشد، ریزمدار جریان شارژ را به 40 میلی آمپر محدود می کند.

میکرو مدار دارای 5 پین است. در اینجا یک نمودار اتصال معمولی است:

اگر تضمینی وجود دارد که ولتاژ خروجی آداپتور شما تحت هیچ شرایطی نمی تواند از 7 ولت بیشتر شود، می توانید بدون تثبیت کننده 7805 این کار را انجام دهید.

گزینه شارژ USB را می توان به عنوان مثال روی این یکی مونتاژ کرد.

ریز مدار به دیودهای خارجی یا ترانزیستورهای خارجی نیاز ندارد. به طور کلی، البته، چیزهای کوچک زرق و برق دار! فقط آنها برای لحیم کاری بسیار کوچک و ناخوشایند هستند. و همچنین گران هستند ().

LP2951

تثبیت کننده LP2951 توسط National Semiconductors () تولید شده است. اجرای یک تابع محدود کننده جریان داخلی را فراهم می کند و به شما امکان می دهد یک سطح ولتاژ شارژ پایدار برای باتری لیتیوم یون در خروجی مدار ایجاد کنید.

ولتاژ شارژ 4.08 - 4.26 ولت است و توسط مقاومت R3 در هنگام قطع باتری تنظیم می شود. ولتاژ بسیار دقیق نگه داشته می شود.

جریان شارژ 150 - 300 میلی آمپر است، این مقدار توسط مدارهای داخلی تراشه LP2951 (بسته به سازنده) محدود می شود.

از دیود با جریان معکوس کوچک استفاده کنید. به عنوان مثال، می تواند هر یک از سری 1N400X باشد که می توانید خریداری کنید. دیود به عنوان یک دیود مسدود کننده برای جلوگیری استفاده می شود جریان معکوساز باتری به تراشه LP2951 زمانی که ولتاژ ورودی خاموش است.

این شارژر جریان شارژ نسبتا کمی تولید می کند، بنابراین هر باتری 18650 می تواند یک شبه شارژ شود.

میکرو مدار را می توان در خرید بسته DIP، و در بدن SOIC(هزینه حدود 10 روبل در هر قطعه).

MCP73831

این تراشه به شما امکان می‌دهد شارژرهای مناسب بسازید، و همچنین ارزان‌تر از MAX1555 است.

یک نمودار اتصال معمولی از:

مزیت مهم مدار عدم وجود مقاومت های قدرتمند با مقاومت کم است که جریان شارژ را محدود می کند. در اینجا جریان توسط یک مقاومت متصل به پایه 5 میکرو مدار تنظیم می شود. مقاومت آن باید در محدوده 2-10 کیلو اهم باشد.

شارژر مونتاژ شده به شکل زیر است:

ریز مدار در حین کار به خوبی گرم می شود، اما به نظر نمی رسد که این موضوع آن را آزار دهد. کارکرد خود را انجام می دهد.

در اینجا یک گزینه PCB دیگر با smd ledو رابط میکرو USB:

LTC4054 (STC4054)

طرح بسیار ساده گزینه عالی! اجازه شارژ با جریان تا 800 میلی آمپر را می دهد (نگاه کنید به). درست است که بسیار گرم می شود، اما در این مورد محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد جریان را کاهش می دهد.

مدار را می توان با بیرون انداختن یک یا حتی هر دو LED با یک ترانزیستور به طور قابل توجهی ساده کرد. سپس اینگونه به نظر می رسد (باید اعتراف کنید که نمی تواند ساده تر باشد: چند مقاومت و یک کندانسور):

یکی از گزینه های برد مدار چاپی در دسترس است. این برد برای عناصر با اندازه استاندارد 0805 طراحی شده است.

I=1000/R. شما نباید فوراً جریان بالایی را تنظیم کنید. برای اهدافم، یک مقاومت 2.7 کیلو اهم گرفتم و جریان شارژ حدود 360 میلی آمپر بود.

بعید است که بتوان رادیاتور را با این ریزمدار تطبیق داد و به دلیل مقاومت حرارتی بالای محل اتصال کریستال به کیس موثر نیست. سازنده توصیه می کند که هیت سینک را "از طریق سرنخ ها" بسازید - آثار را تا حد ممکن ضخیم کنید و فویل را زیر بدنه تراشه بگذارید. به طور کلی، هرچه فویل "زمین" بیشتری باقی بماند، بهتر است.

به هر حال، بیشتر گرما از طریق پایه سوم پخش می شود، بنابراین می توانید این اثر را بسیار گسترده و ضخیم کنید (آن را با لحیم کاری اضافی پر کنید).

بسته تراشه LTC4054 ممکن است دارای برچسب LTH7 یا LTADY باشد.

LTH7 با LTADY تفاوت دارد زیرا اولی می تواند باتری بسیار کم را بلند کند (که ولتاژ آن کمتر از 2.9 ولت است) در حالی که دومی نمی تواند (شما باید آن را جداگانه بچرخانید).

این تراشه بسیار موفق بود، بنابراین دارای یک دسته آنالوگ است: STC4054، MCP73831، TB4054، QX4054، TP4054، SGM4054، ACE4054، LP4054، U4054، BL4054، BL4054، BL4054، BL4050، WPM1PT406، 405 1، 2، HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. قبل از استفاده از هر یک از آنالوگ ها، برگه های داده را بررسی کنید.

TP4056

ریزمدار در یک محفظه SOP-8 ساخته شده است (نگاه کنید به) ، روی شکم خود یک هیت سینک فلزی دارد که به کنتاکت ها متصل نیست و این امکان حذف گرما کارآمدتر را فراهم می کند. به شما امکان می دهد باتری را با جریانی تا 1 آمپر شارژ کنید (جریان به مقاومت تنظیم کننده جریان بستگی دارد).

نمودار اتصال به حداقل عناصر آویزان نیاز دارد:

مدار فرآیند شارژ کلاسیک را اجرا می کند - ابتدا با یک جریان ثابت شارژ می شود، سپس با یک ولتاژ ثابت و یک جریان نزولی. همه چیز علمی است. اگر به مرحله به مرحله شارژ نگاه کنید، می توانید چندین مرحله را تشخیص دهید:

1. نظارت بر ولتاژ باتری متصل (این همیشه اتفاق می افتد).
2. فاز پیش شارژ (اگر باتری کمتر از 2.9 ولت تخلیه شود). با جریان 1/10 از جریان برنامه ریزی شده توسط مقاومت R prog (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) تا سطح 2.9 ولت شارژ کنید.
3. شارژ با حداکثر جریان ثابت (1000 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم).
4. هنگامی که باتری به 4.2 ولت می رسد، ولتاژ باتری در این سطح ثابت می شود. آغاز می شود کاهش صافجریان شارژ
5. هنگامی که جریان به 1/10 جریان برنامه ریزی شده توسط مقاومت R prog (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) برسد، شارژر خاموش می شود.
6. پس از اتمام شارژ، کنترل کننده به نظارت بر ولتاژ باتری ادامه می دهد (نقطه 1 را ببینید). جریان مصرفی مدار مانیتورینگ 2-3 μA است. پس از کاهش ولتاژ به 4.0 ولت، شارژ مجدد شروع می شود. و به همین ترتیب در یک دایره.

جریان شارژ (بر حسب آمپر) با فرمول محاسبه می شود I=1200/R prog. حداکثر مجاز 1000 میلی آمپر است.

آزمایش شارژ واقعی با باتری 3400 میلی آمپر ساعتی 18650 در نمودار نشان داده شده است:

مزیت ریز مدار این است که جریان شارژ تنها توسط یک مقاومت تنظیم می شود. مقاومت کم مقاومت قوی لازم نیست. به علاوه یک نشانگر فرآیند شارژ و همچنین نشانگر پایان شارژ وجود دارد. هنگامی که باتری وصل نیست، نشانگر هر چند ثانیه یکبار چشمک می زند.

ولتاژ تغذیه مدار باید در محدوده 4.5 ... 8 ولت باشد. هرچه به 4.5 ولت نزدیکتر باشد، بهتر است (بنابراین تراشه کمتر گرم می شود).

پایه اول برای اتصال یک سنسور دما که در باتری لیتیوم یونی تعبیه شده است (معمولاً ترمینال میانی باتری تلفن همراه) استفاده می شود. اگر ولتاژ خروجی کمتر از 45% یا بالاتر از 80% ولتاژ منبع تغذیه باشد، شارژ به حالت تعلیق در می آید. اگر به کنترل دما نیاز ندارید، فقط آن پا را روی زمین بکارید.

توجه! این مدار یک ایراد قابل توجه دارد: عدم وجود مدار حفاظت از قطبیت معکوس باتری. در این حالت، کنترل کننده به دلیل تجاوز از حداکثر جریان، سوختگی تضمین می شود. در این حالت ولتاژ تغذیه مدار مستقیماً به باتری می رود که بسیار خطرناک است.

علامت گذاری ساده است و می توان آن را در یک ساعت روی زانو انجام داد. اگر زمان بسیار مهم است، می توانید ماژول های آماده را سفارش دهید. برخی از تولید کنندگان ماژول های آماده محافظت در برابر جریان بیش از حد و تخلیه بیش از حد را اضافه می کنند (به عنوان مثال، می توانید انتخاب کنید به کدام برد نیاز دارید - با یا بدون حفاظت و با کدام کانکتور).

همچنین می توانید تخته های آماده را با یک کنتاکت سنسور دما پیدا کنید. یا حتی یک ماژول شارژ با چندین تراشه موازی TP4056 برای افزایش جریان شارژ و با محافظت از قطبیت معکوس ( مثال).

LTC1734

همچنین یک طرح بسیار ساده. جریان شارژ توسط مقاومت R prog تنظیم می شود (به عنوان مثال، اگر یک مقاومت 3 کیلو اهم نصب کنید، جریان 500 میلی آمپر خواهد بود).

ریز مدارها معمولاً روی قاب علامت گذاری می شوند: LTRG (اغلب می توان آنها را در تلفن های قدیمی سامسونگ یافت).

یک ترانزیستور به خوبی انجام خواهد داد هر p-n-p، نکته اصلی این است که برای یک جریان شارژ معین طراحی شده است.

در نمودار نشان داده شده نشانگر شارژ وجود ندارد، اما در LTC1734 گفته شده است که پین ​​"4" (Prog) دو عملکرد دارد - تنظیم جریان و نظارت بر پایان شارژ باتری. به عنوان مثال، مداری با کنترل پایان شارژ با استفاده از مقایسه کننده LT1716 نشان داده شده است.

مقایسه کننده LT1716 در این مورد می تواند با یک LM358 ارزان جایگزین شود.

TL431 + ترانزیستور

احتمالاً ایجاد مداری با استفاده از قطعات مقرون به صرفه تر دشوار است. سخت ترین کار اینجا یافتن منبع است ولتاژ مرجع TL431. اما آنها به قدری رایج هستند که تقریباً در همه جا یافت می شوند (به ندرت منبع تغذیه بدون این ریز مدار کار می کند).

خوب، ترانزیستور TIP41 را می توان با هر ترانزیستور دیگری با جریان کلکتور مناسب جایگزین کرد. حتی KT819، KT805 شوروی قدیمی (یا KT815، KT817 کمتر قدرتمندتر) این کار را می کند.

راه اندازی مدار به تنظیم ولتاژ خروجی (بدون باتری!!!) با استفاده از یک مقاومت تریم در 4.2 ولت ختم می شود. مجموعه مقاومت R1 حداکثر مقدارجریان شارژ

این مدار فرآیند دو مرحله‌ای شارژ باتری‌های لیتیومی را به طور کامل اجرا می‌کند - ابتدا با جریان مستقیم شارژ می‌شود، سپس به فاز تثبیت ولتاژ می‌رود و به آرامی جریان را تقریباً به صفر می‌رساند. تنها ایراد آن تکرارپذیری ضعیف مدار است (در راه اندازی دمدمی مزاج و برای اجزای مورد استفاده سخت است).

MCP73812

یک ریز مدار نادیده گرفته دیگری از Microchip وجود دارد - MCP73812 (نگاه کنید به). بر اساس آن، یک گزینه شارژ بسیار مقرون به صرفه به دست می آید (و ارزان!). کل کیت بدنه فقط یک مقاومت است!

به هر حال، ریز مدار در یک بسته لحیم کاری - SOT23-5 ساخته شده است.

تنها نکته منفی این است که بسیار گرم می شود و هیچ نشانه شارژ وجود ندارد. همچنین اگر منبع انرژی کم مصرف داشته باشید (که باعث افت ولتاژ می شود) به نحوی چندان قابل اعتماد کار نمی کند.

به طور کلی، اگر نشانگر شارژ برای شما مهم نیست و جریان 500 میلی آمپر برای شما مناسب است، پس MCP73812 گزینه بسیار خوبی است.

NCP1835

یک راه حل کاملا یکپارچه ارائه شده است - NCP1835B که پایداری بالایی در ولتاژ شارژ (4.2 ± 0.05 V) ارائه می دهد.

شاید تنها ایراد این ریز مدار اندازه بسیار مینیاتوری آن باشد (قاب DFN-10، اندازه 3x3 میلی متر). همه نمی توانند چنین عناصر مینیاتوری را با کیفیت بالا لحیم کاری کنند.

از جمله مزایای غیر قابل انکار می خواهم به موارد زیر اشاره کنم:

1. حداقل تعداد اعضای بدن
2. امکان شارژ باتری کاملا دشارژ شده (جریان پیش شارژ 30 میلی آمپر);
3. تعیین پایان شارژ.
4. جریان شارژ قابل برنامه ریزی - تا 1000 میلی آمپر.
5. نشانگر شارژ و خطا (قابلیت تشخیص باتری های غیرقابل شارژ و سیگنال دادن به آن).
6. محافظت در برابر شارژ طولانی مدت (با تغییر ظرفیت خازن C t می توانید حداکثر زمان شارژ را از 6.6 تا 784 دقیقه تنظیم کنید).

هزینه ریز مدار دقیقاً ارزان نیست، بلکه آنقدر بالا نیست (~1 دلار) که بتوانید از استفاده از آن خودداری کنید. اگر با اتو لحیم کاری راحت هستید، توصیه می کنم این گزینه را انتخاب کنید.

بیشتر توصیف همراه با جزئیاتهست در .

آیا می توانم باتری لیتیوم یونی را بدون کنترلر شارژ کنم؟

بله، تو میتونی. با این حال، این نیاز به کنترل دقیق جریان و ولتاژ شارژ دارد.

به طور کلی، شارژ باتری مثلاً 18650 ما بدون شارژر امکان پذیر نخواهد بود. شما هنوز باید به نحوی حداکثر جریان شارژ را محدود کنید، بنابراین حداقل ابتدایی ترین حافظه هنوز مورد نیاز خواهد بود.

ساده ترین شارژر برای هر باتری لیتیومی، مقاومتی است که به صورت سری به باتری متصل است:

مقاومت و اتلاف توان مقاومت به ولتاژ منبع تغذیه ای که برای شارژ استفاده می شود بستگی دارد.

به عنوان مثال، اجازه دهید یک مقاومت را برای یک منبع تغذیه 5 ولت محاسبه کنیم. ما یک باتری 18650 با ظرفیت 2400 میلی آمپر ساعت شارژ خواهیم کرد.

بنابراین، در همان ابتدای شارژ، افت ولتاژ در مقاومت به صورت زیر خواهد بود:

U r = 5 - 2.8 = 2.2 ولت

فرض کنید منبع تغذیه 5 ولت ما برای حداکثر جریان 1 آمپر درجه بندی شده است. مدار در همان ابتدای شارژ، زمانی که ولتاژ باتری حداقل است و به 2.7-2.8 ولت می رسد، بیشترین جریان را مصرف می کند.

توجه: در این محاسبات این احتمال وجود دارد که باتری بسیار عمیق تخلیه شود و ولتاژ روی آن بسیار کمتر و حتی به صفر برسد.

بنابراین، مقاومت مقاومت مورد نیاز برای محدود کردن جریان در همان ابتدای شارژ در 1 آمپر باید:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 اهم

اتلاف توان مقاومتی:

P r = I 2 R = 1 * 1 * 2.2 = 2.2 W

در پایان شارژ باتری، زمانی که ولتاژ روی آن به 4.2 ولت نزدیک شود، جریان شارژ به صورت زیر خواهد بود:

I شارژ = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A

یعنی همانطور که می بینیم، همه مقادیر از حد مجاز برای یک باتری معین فراتر نمی روند: جریان اولیه از حداکثر جریان شارژ مجاز برای یک باتری معین (2.4 A) تجاوز نمی کند و جریان نهایی از جریان تجاوز می کند. که در آن باتری دیگر ظرفیت پیدا نمی کند (0.24 A).

اکثر اشکال اصلیچنین شارژی نیاز به نظارت مداوم بر ولتاژ باتری دارد. و به محض اینکه ولتاژ به 4.2 ولت رسید شارژ را به صورت دستی خاموش کنید. واقعیت این است که باتری های لیتیومی حتی اضافه ولتاژ کوتاه مدت را بسیار ضعیف تحمل می کنند - توده های الکترود به سرعت شروع به تخریب می کنند، که به ناچار منجر به از دست دادن ظرفیت می شود. در عین حال، تمام پیش نیازها برای گرم شدن بیش از حد و کاهش فشار ایجاد می شود.

اگر باتری شما دارای یک برد محافظ داخلی است که در بالا توضیح داده شد، همه چیز ساده تر می شود. هنگامی که ولتاژ خاصی به باتری رسید، خود برد آن را از شارژر جدا می کند. با این حال، این روش شارژ دارای معایب قابل توجهی است که ما در مورد آنها صحبت کردیم.

محافظ تعبیه شده در باتری به هیچ عنوان اجازه شارژ بیش از حد آن را نخواهد داد. تنها کاری که باید انجام دهید این است که جریان شارژ را کنترل کنید تا از آن بیشتر نشود مقادیر معتبربرای این باتری (متاسفانه بردهای محافظ نمی توانند جریان شارژ را محدود کنند).

شارژ با استفاده از منبع تغذیه آزمایشگاهی

اگر منبع تغذیه با حفاظت جریان (محدودیت) دارید، پس نجات پیدا کرده اید! چنین منبع انرژی در حال حاضر یک شارژر تمام عیار است که مشخصات شارژ صحیح را که در بالا در مورد آن نوشتیم (CC/CV) پیاده سازی می کند.

تنها کاری که برای شارژ لیتیوم یون باید انجام دهید این است که منبع تغذیه را روی 4.2 ولت تنظیم کرده و حد جریان مورد نظر را تنظیم کنید. و می توانید باتری را وصل کنید.

در ابتدا وقتی باتری هنوز خالی است، بلوک آزمایشگاهیمنبع تغذیه در حالت حفاظت جریان کار می کند (یعنی جریان خروجی را در یک سطح معین تثبیت می کند). سپس، هنگامی که ولتاژ روی بانک به 4.2 ولت تنظیم شده افزایش می یابد، منبع تغذیه به حالت تثبیت ولتاژ تغییر می کند و جریان شروع به کاهش می کند.

هنگامی که جریان به 0.05-0.1 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، باتری را می توان شارژ کامل در نظر گرفت.

همانطور که می بینید منبع تغذیه آزمایشگاهی یک شارژر تقریبا ایده آل است! تنها کاری که نمی تواند به صورت خودکار انجام دهد، تصمیم گیری برای شارژ کامل باتری و خاموش شدن آن است. اما این یک چیز کوچک است که شما حتی نباید به آن توجه کنید.

چگونه باتری های لیتیومی را شارژ کنیم؟

و اگر ما در مورد باتری یکبار مصرف صحبت می کنیم که برای شارژ مجدد در نظر گرفته نشده است، پاسخ صحیح (و تنها صحیح) به این سوال خیر است.

نکته این است که هر باتری لیتیومی(به عنوان مثال، CR2032 معمولی به شکل یک قرص تخت) با وجود یک لایه غیرفعال سازی داخلی که آند لیتیوم را می پوشاند مشخص می شود. این لایه مانع می شود واکنش شیمیاییآند با الکترولیت و تامین جریان خارجی لایه محافظ فوق را از بین می برد و منجر به آسیب به باتری می شود.

به هر حال، اگر در مورد باتری غیرقابل شارژ CR2032 صحبت کنیم، LIR2032 که بسیار شبیه به آن است، در حال حاضر یک باتری تمام عیار است. می تواند و باید شارژ شود. فقط ولتاژش 3 نیست 3.6 ولت.

نحوه شارژ باتری های لیتیومی (خواه باتری تلفن باشد، 18650 یا هر باتری لیتیوم یون دیگری) در ابتدای مقاله مورد بحث قرار گرفت.