Батериите играят важна роля във всеки офлайн механизъм. Акумулаторните батерии са доста скъпи поради необходимостта от закупуване на зарядно устройство с тях. В батериите се използват различни комбинации от проводими материали и електролити-оловна киселина, никел-кадмий (NiCd), никел-метален хидрид (NiMH), литиево-йон (Li-ion), литиево-йонен полимер (Li-Po).

Използвам литиево-йонни батерии в моите проекти, затова реших да направя зареждане за литиеви батерии 18650 със собствените си ръце, а не да купувам скъпа, така че нека започнем.

Стъпка 1: Видео

Видеото показва сглобяването на зарядното устройство.
Линк към youtube

Стъпка 2: Списък на електрическите компоненти

Покажете още 3 изображения

Списък на компонентите, необходими за сглобяване на акумулаторно зарядно устройство 18650:

• Модул за зареждане на чип TP4056 със защита на батерията
• Регулатор на напрежение 7805, ще ви трябват 1 бр
• Кондензатор 100 nF, 4 бр. (Не е необходимо, ако има 5V захранване)

Стъпка 3: Списък с инструменти

За да работите, ще ви трябват следните инструменти:

• Горещ нож
• Пластмасова кутия 8x7x3 cm (или подобна по размер)

Сега, когато всички необходими инструменти и компоненти са готови за работа, нека вземем модула TP4056.

Стъпка 4: Модул за зарядно устройство Li-io на базата на чип TP4056

Малко повече подробности за този модул. На пазара има две версии на тези модули: със и без защита на батерията.

Пробивната платка, съдържаща защитната верига, следи напрежението с помощта на захранващия филтър DW01A (интегрална схема за защита на батерията) и FS8205A (транзисторен модул с N-канал). По този начин пробивната платка съдържа три интегрални схеми (TP4056 + DW01A + FS8205A), докато зарядният модул без защита на батерията съдържа само един IC (TP4056).

TP4056-модул за зареждане на едноклетъчни Li-io батерии с линейно зареждане на постоянен ток и напрежение. Пакетът SOP и няколко външни компонента правят този модул отличен избор за използване в електрически уреди „направи си сам“. Зарежда се чрез USB, както и чрез обикновен захранващ адаптер. Разклонението на модула TP4056 е прикрепено (Фиг. 2), както и графиката на цикъла на зареждане (Фиг. 3) с криви на постоянен ток и DC напрежение. Два диода на задната платка показват текущото състояние на зареждане - заряд, край на зареждане и т.н. (фиг. 4).

За да не повредите батерията, 3,7 V литиево-йонните батерии трябва да се зареждат при постоянна стойност на тока 0,2-0,7 пъти по-голяма от капацитета им, докато изходното напрежение достигне 4,2 V, след което зареждането ще се извърши постоянно напрежениеи постепенно намаляващ (до 10% от първоначалната стойност) ток. Не можем да прекъснем зареждането при 4,2 V, тъй като нивото на зареждане ще бъде 40-80% от пълния капацитет на батерията. Модулът TP4056 отговаря за този процес. Друг важен момент е, че резисторът, свързан към щифта PROG, определя тока на зареждане. В модулите на пазара обикновено към този извод е свързан резистор от 1,2 KΩ, което съответства на зарядния ток от 1A (фиг. 5). За да получите различни стойности на тока на зареждане, можете да опитате да инсталирате различни резистори.

DW01A е IC защита на батерията, Фигура 6 показва типична електрическа схема. MOSFET -ите M1 и M2 са свързани външно чрез интегрална схема FS8205A.

Тези компоненти са инсталирани на задната платка на модула за зареждане на литиево-йонна батерия TP4056, който е посочен в Стъпка 2. Трябва да направим само две неща: да дадем напрежение в диапазона от 4-8 V към входния конектор и да свържем полюсите на батерията с модулите + и - изводи TP4056.

След това ще продължим да сглобяваме зарядното устройство.

Стъпка 5: Схема на свързване

За да завършим сглобяването на електрически компоненти, ги запояваме в съответствие със схемата. Приложил съм диаграма в програмата Fritzing и снимка на физическата връзка.

1. + контактът на захранващия конектор е свързан към един от контактите на превключвателя, и - контактът на захранващия конектор е свързан към щифта GND на стабилизатора 7805
2. Свързваме втория контакт на превключвателя към щифта Vin на стабилизатора 7805
3. Инсталирайте три 100nF кондензатора паралелно между щифтовете Vin и GND на регулатора на напрежението (използвайте макет за това)
4. Инсталирайте 100nF кондензатор между щифтовете Vout и GND на регулатора на напрежението (на чертежа)
5. Свържете щифта Vout на регулатора на напрежението към IN + щифт на модула TP4056
6. Свържете щифта GND на регулатора на напрежението към IN-извода на модула TP4056
7. Свържете + контакта на отделението за батерията към B + щифта на модула TP4056 и свържете контакта на отделението за батерията към B-щифта на модула TP4056

Това завършва връзките. Ако използвате 5V захранване, пропуснете всички стъпки с връзки към регулатора на напрежението 7805 и свържете + и - на устройството директно към IN + и IN -изводите на модула TP4056, съответно.
Ако използвате 12V захранване, регулаторът 7805 ще се нагрее, докато преминава 1A ток, това може да се коригира с радиатор.

Стъпка 6: Монтаж, част 1: изрежете дупки в кутията

Покажете още 7 изображения

За да монтирате правилно всички електрически компоненти в корпуса, трябва да изрежете дупки в него:

1. С помощта на острието на нож маркирайте границите на отделението за батерията по тялото (фиг. 1).
2. Използвайте горещ нож, за да изрежете дупка според направените маркировки (фиг. 2 и 3).
3. След изрязване на дупката тялото трябва да изглежда като Фигура 4.
4. Маркирайте мястото, където ще бъде разположен USB конекторът TP4056 (Фигури 5 и 6).
5. Използвайте горещ нож, за да изрежете дупка в корпуса за USB конектора (фиг. 7).
6. Маркирайте местата на кутията, където ще бъдат разположени диодите TP4056 (Фиг. 8 и 9).
7. Използвайте горещ нож, за да изрежете дупки за диодите (фиг. 10).
8. По същия начин направете дупки за захранващия конектор и превключвателя (фиг. 11 и 12)

Стъпка 7: монтаж, част 2: инсталирайте електрическите компоненти

Следвайте инструкциите за инсталиране на компонентите в шасито:

1. Инсталирайте отделението за батерии с точките за монтаж от външната страна на отделението / кутията. Залепете отделението с пистолет за лепило (фиг. 1).
2. Поставете отново модула TP4056, така че USB конекторът и диодите да влязат в съответните отвори, фиксирайте го с горещо лепило (фиг. 2).
3. Поставете отново регулатора на напрежението 7805, фиксирайте го с топло лепило (фиг. 3).
4. Поставете отново захранващия конектор и превключвателя, фиксирайте ги с горещо лепило (фиг. 4).
5. Разположението на компонентите трябва да изглежда същото като на фигура 5.
6. Закрепете долния капак на място с винтовете (фиг. 6).
7. По -късно покрих неравностите, оставени от горещия нож, с черна тиксо. Те също могат да бъдат изгладени с шкурка.

Завършеното зарядно устройство е показано на фигура 7. сега трябва да се преживее.

Стъпка 8: Тествайте

Поставете разредената батерия в зарядното устройство. Включете захранването към 12V или USB жака. Червеният диод трябва да мига, което означава, че процесът на зареждане е в ход.

Когато зареждането приключи, синият диод трябва да светне.
Прилагам снимка на зарядното в процеса на зареждане и снимка със заредена батерия.
Това завършва работата.

В тази статия ще ви покажа как да направите проста зарядно устройствоза тези презареждащи се батерии.

Сглобяване и тестване на зарядното устройство.

Имаме нужда от:

1. Спринцовка 20мл
2.2 медно окабеляване
3. Пружина от държача на батерията (от стара технология или играчки)
4. Модул за зареждане на литиеви батерии 18650 на TP4056 5V 1A с микро USB интерфейс ()
5. Топло лепило
6. Акумулаторна батерия тип 18650 ()

От инструменти:

1. Поялник
2. Пистолет за лепило
3. Канцеларски нож

Изработка на зарядно устройство

Нуждаем се от медицинска спринцовка от 20 ml и акумулаторна батерия 18650.

Спринцовката пасва идеално на размера на батерията.

Отрязваме носа на спринцовката (където е поставена иглата) с канцеларски нож, така че да не ни пречи при по -нататъшната работа.

Взимаме пружина от държачите на батерии от стара технология (например от дистанционно управление или играчки).
Прекарваме медното окабеляване отдолу в отвора и го фиксираме върху спиралата на пружината, както е показано на снимката.

Взимаме модул за зареждане на 18650 литиеви батерии на TP4056 5V 1A с микро USB интерфейс и го прикрепяме с горещо лепило към спринцовка на удобно място. Спазвайки полярността, ние довеждаме проводниците към модула и ги запояваме с поялник.

Малко за модула TP4056 5V 1A.

Проектиран да зарежда 3.7V литиеви батерии с ток до 1А. Този модул, поради размера си и микро USB конектора, лесно се вгражда в различни устройства и може да служи като алтернативен заместител на литиеви зарядни зарядни устройства, които не са в ред. Поддържа различни видове литиеви батерии, включително популярната 18650. Модулът не е защитен срещу обръщане на полярността, така че бъдете внимателни, когато свързвате батерии.

Отрежете малко парче от буталото на спринцовката в основата с ластик, както е показано на снимката. Това ще фиксира батерията вътре в спринцовката.

Правим дупка в спринцовката за медно окабеляване, така че да може да докосне положителния извод на батерията. Дупката трябва да бъде направена на ниво, когато батерията не е фиксирана от буталото на спринцовката. Снимката показва, че погрешно направих един по -нисък отвор във фиксираното положение на батерията.

След като сте прекарали проводника през отвора и сте закрепили батерията с буталото, можете да започнете теста на зарядното устройство.

Зарядното устройство работи стабилно... Батерията не се нагрява по време на зареждане. Благодарение на дисплея на модула можете да наблюдавате процеса на зареждане (червен светодиод) и завършването на процеса на зареждане на батерията (син светодиод).

Устройството е актуално поради ниската цена на консумативите за домашно зарядно устройство и прост дизайн.

Можете също така да направите държачи за този тип акумулаторни батерии от спринцовки от 20 ml и да ги използвате в различни занаяти.

Оценката на характеристиките на определено зарядно устройство е трудна, без да се разбере как всъщност трябва да протече един примерен заряд на литиево-йонна батерия. Ето защо, преди да преминем директно към схемите, нека припомним малко теорията.

Какво представляват литиевите батерии

В зависимост от материала, от който е направен положителният електрод на литиевата батерия, има няколко разновидности от тях:

• с литиево -кобалтатен катод;
• с катод на основата на литиран железен фосфат;
• на базата на никел-кобалт-алуминий;
• на основата на никел-кобалт-манган.

Всички тези батерии имат свои собствени характеристики, но тъй като тези нюанси не са от основно значение за обикновения потребител, те няма да бъдат разгледани в тази статия.

Също така, всички литиево-йонни батерии се произвеждат в различни стандартни размери и форм-фактори. Те могат да бъдат както в дизайн на корпус (например популярния днес 18650), така и в ламиниран или призматичен дизайн (гел-полимерни батерии). Последните са херметически затворени торбички, изработени от специален филм, които съдържат електроди и маса на електрода.

Най-често срещаните размери на литиево-йонните батерии са показани в таблицата по-долу (всички те имат номинално напрежение от 3,7 волта):

Обозначаване	Стандартен размер	Подобен размер
XXYY0, където XX- посочване на диаметъра в мм, YY- стойност на дължината в мм, 0 - отразява изпълнението под формата на цилиндър	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø съответства на AAA, но половината от дължината)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, дължина CR2
	14430	Ø 14 мм (като AA), но по -къси
	14500	АА
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S / 300S
	17670	2xCR123 (или 168S / 600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (или 150A / 300P)
	18650	2xCR123 (или 168A / 600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	С
	26650
	32650
	33600	д
	42120

Вътрешните електрохимични процеси протичат по същия начин и не зависят от форм -фактора и дизайна на батерията, поради което всичко казано по -долу важи еднакво за всички литиеви батерии.

Как правилно да зареждате литиево-йонни батерии

Най -правилният начин за зареждане на литиеви батерии е зареждането на два етапа. Това е методът, използван от Sony във всички свои зарядни устройства. Въпреки по-сложния контролер на зареждане, това осигурява по-пълно зареждане на литиево-йонните батерии, без да се компрометира продължителността на живота им.

Тук говорим за двустепенен профил на зареждане за литиеви батерии, съкратен като CC / CV (постоянен ток, постоянно напрежение). Има и опции с импулсни и стъпкови токове, но те не се разглеждат в тази статия. Можете да прочетете повече за зареждането с импулсен ток.

Така че, нека разгледаме по -подробно двата етапа на зареждане.

1. На първия етаптрябва да се осигури постоянен ток на зареждане. Текущата стойност е 0,2-0,5C. За ускорено зареждане е разрешено увеличаването на тока до 0,5-1,0C (където C е капацитетът на батерията).

Например, за батерия с капацитет 3000 mA / h, номиналният ток на зареждане на първия етап е 600-1500 mA, а ускореният ток на зареждане може да бъде в диапазона от 1,5-3A.

За да осигури постоянен ток на зареждане с дадена стойност, веригата на зарядното устройство (зарядното устройство) трябва да може да повиши напрежението на клемите на акумулатора. Всъщност на първия етап зарядното устройство работи като класически стабилизатор на ток.

Важно:ако планирате да зареждате батерии с вградена защитна платка (PCB), тогава при проектирането на веригата с памет трябва да се уверите, че напрежението на отворената верига на веригата никога не може да надвишава 6-7 волта. В противен случай защитната платка може да се повреди.

В момента, когато напрежението на батерията се повиши до стойност от 4,2 волта, батерията ще спечели приблизително 70-80% от капацитета си (специфичната стойност на капацитета ще зависи от тока на зареждане: при ускорено зареждане ще бъде леко по -малко, с номинално - малко повече). Този момент е краят на първия етап на зареждане и служи като сигнал за прехода към втория (и последния) етап.

2. Втори етап на зареждане- това е заряд на батерията с постоянно напрежение, но постепенно намаляващ (падащ) ток.

На този етап зарядното устройство поддържа напрежение от 4,15-4,25 волта на батерията и контролира текущата стойност.

С увеличаване на капацитета, зарядният ток ще намалява. Веднага след като стойността му намалее до 0,05-0,01C, процесът на зареждане се счита за завършен.

Важен нюанс на правилната работа на зарядното устройство е пълното му изключване от батерията след зареждане. Това се дължи на факта, че за литиевите батерии е изключително нежелателно да ги държите под повишено напрежение, който обикновено осигурява памет (т.е. 4,18-4,24 волта). Това води до ускорено влошаване на химичния състав на батерията и в резултат на това до намаляване на нейния капацитет. Дългосрочният престой означава десетки часове или повече.

По време на втория етап на зареждане батерията успява да спечели приблизително още 0,1-0,15 от капацитета си. Така общият заряд на батерията достига 90-95%, което е отличен показател.

Разгледахме два основни етапа на зареждане. Обхващането на въпроса за зареждането на литиеви батерии би било непълно, ако не беше споменат още един етап на зареждане - т.нар. предварително зареждане.

Етап на предварително зареждане (предварително зареждане)- този етап се използва само за дълбоко разредени батерии (под 2,5 V), за да ги върнете към нормални работни условия.

На този етап се осигурява таксата постоянен токнамалена стойност, докато напрежението на акумулатора достигне 2,8 V.

Необходим е предварителен етап, за да се предотврати набъбване и разхерметизиране (или дори експлозия с огън) на повредени батерии, например с вътрешно късо съединение между електродите. Ако през такава батерия веднага премине голям ток на зареждане, това неизбежно ще доведе до затоплянето й и тогава какъв късмет.

Друго предимство на предварително зареждане е предварително загряване на батерията, което е важно при зареждане при ниски температури на околната среда (в неотопляема стая през студения сезон).

Интелигентното зареждане трябва да може да следи напрежението на батерията по време на предварителния етап на зареждане и, ако напрежението не се повиши дълго време, да заключи, че батерията е дефектна.

Всички етапи на зареждане на литиево-йонна батерия (включително етапа на предварително зареждане) са схематично изобразени на тази графика:

Превишаването на номиналното зарядно напрежение с 0,15 V може да намали наполовина живота на батерията. Понижаването на зарядното напрежение с 0,1 волта намалява капацитета на заредена батерия с около 10%, но значително удължава живота й. Напрежението на напълно заредена батерия след изваждането й от зарядното устройство е 4,1-4,15 волта.

За да обобщим горното, ще очертаем основните тези:

1. С какъв ток да се зарежда литиево-йонна батерия (например 18650 или друга)?

Токът ще зависи от това колко бързо искате да го заредите и може да варира от 0.2C до 1C.

Например, за батерия с размер 18650 с капацитет 3400 mAh, минималният ток на зареждане е 680 mA, а максималният е 3400 mA.

2. Колко време отнема зареждането, например, на същите 18650 акумулаторни батерии?

Времето за зареждане директно зависи от зарядния ток и се изчислява по формулата:

T = C / зареждам.

Например, времето за зареждане на нашата 3400 mAh батерия с ток 1A ще бъде около 3,5 часа.

3. Как правилно да зареждате литиево -полимерната батерия?

Всички литиеви батерии се зареждат по същия начин. Няма значение дали е литиев полимер или литиево -йон. За нас, потребителите, няма разлика.

Какво е защитна дъска?

Защитната платка (или платката за управление на мощността) е предназначена да предпазва от късо съединение, презареждане и свръхразреждане литиева батерия... По правило в защитните модули е вградена и защита от прегряване.

От съображения за безопасност е забранено използването на литиеви батерии в домакински уреди, ако нямат вградена защитна платка. Следователно, всички батерии от мобилни телефони винаги имат PCB платка. Изходните клеми на батерията са разположени директно на платката:

Тези платки използват шесткрак контролер за зареждане, базиран на специализирани mikruh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 и др. Аналози). Задачата на този контролер е да изключи батерията от товара, когато батерията е напълно разредена и да изключи батерията от зареждането, когато достигне 4.25V.

Например, ето диаграма на защитната платка BP-6M, която се доставя със стари телефони на Nokia:

Ако говорим за 18650, тогава те могат да бъдат произведени със или без защитна дъска. Защитният модул се намира в зоната на отрицателния извод на батерията.

Дъската увеличава дължината на батерията с 2-3 мм.

Батериите без печатна платка обикновено се включват в батерии със собствени защитни вериги.

Всяка защитена батерия лесно се превръща в незащитена батерия, просто я изкормете.

Към днешна дата максималният капацитет на батерията 18650 е 3400mAh. Защитените батерии трябва да бъдат маркирани върху кутията ("Защитени").

Не бъркайте платката с модула за зареждане на захранването (PCM). Ако първите служат само за защита на батерията, последните са предназначени да контролират процеса на зареждане - те ограничават зареждащия ток на дадено ниво, контролират температурата и като цяло осигуряват целия процес. PCM платката е това, което наричаме контролер за зареждане.

Надявам се, че сега не са останали въпроси, как да заредим батерия 18650 или друга литиева батерия? След това се обръщаме към малък избор от готови схематични решения за зарядни устройства (същите тези контролери на заряд).

Схеми за зареждане на литиево-йонни батерии

Всички схеми са подходящи за зареждане на всяка литиева батерия, остава само да се вземе решение зареждащ токи елементна база.

LM317

Схема на просто зарядно устройство на базата на микросхема LM317 с индикатор за зареждане:

Схемата е проста, цялата настройка се свежда до задаване на изходното напрежение от 4,2 волта с помощта на тримерния резистор R8 (без свързана батерия!) И настройване на тока на зареждане чрез избор на резистори R4, R6. Мощността на резистора R1 е най -малко 1 ват.

Веднага след като светодиодът изгасне, процесът на зареждане може да се счита за завършен (зарядният ток никога няма да намалее до нула). Не се препоръчва да държите батерията в това зареждане дълго време след пълното й зареждане.

Микросхемата lm317 се използва широко в различни стабилизатори на напрежение и ток (в зависимост от превключващата верига). Продава се на всеки ъгъл и струва само стотинка (можете да вземете 10 броя само за 55 рубли).

LM317 се предлага в различни корпуси:

Присвояване на щифтове (pinout):

Аналози на микросхемата LM317 са: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (последните две са от местно производство).

Токът на зареждане може да се увеличи до 3А, ако вземете LM350 вместо LM317. Вярно е, че ще бъде по -скъпо - 11 рубли / брой.

ПХБ и схематичният монтаж са показани по -долу:

Старият съветски транзистор KT361 може да бъде заменен с подобен pnp транзистор(например KT3107, KT3108 или буржоазен 2N5086, 2SA733, BC308A). Може да се премахне напълно, ако индикаторът за зареждане не е необходим.

Недостатъкът на веригата: захранващото напрежение трябва да бъде в рамките на 8-12V. Това се дължи на факта, че за нормална работа на микросхемата LM317 разликата между напрежението на батерията и захранващото напрежение трябва да бъде най -малко 4,25 волта. По този начин той няма да работи от USB порта.

MAX1555 или MAX1551

MAX1551 / MAX1555 са специални Li + зарядни устройства, които могат да се захранват от USB или отделен захранващ адаптер (например зарядно за телефон).

Единствената разлика между тези микросхеми е, че MAX1555 дава сигнал за индикатора на процеса на зареждане, а MAX1551 дава сигнал, че захранването е включено. Тези. 1555 в повечето случаи все още е за предпочитане, така че сега 1551 е трудно да се намери в продажба.

Подробно описание на тези микросхеми от производителя -.

Максимум входен волтажот DC адаптер - 7 V, когато се захранва от USB - 6 V. Когато захранващото напрежение падне до 3,52 V, микросхемата се изключва и зареждането спира.

Самата микросхема открива на кой вход има захранващото напрежение и е свързана с нея. Ако захранването се захранва чрез шината YUSB, тогава максималният ток на зареждане е ограничен до 100 mA - това ви позволява да поставите зарядното устройство в USB порта на всеки компютър без страх от изгаряне на южния мост.

Когато се захранва от отделно захранване, типичният ток на зареждане е 280mA.

Микросхемите имат вградена защита от прегряване. Въпреки това веригата продължава да работи, намалявайки тока на зареждане със 17 mA за всеки градус над 110 ° C.

Има функция за предварително зареждане (вижте по-горе): докато напрежението на батерията е под 3V, микросхемата ограничава тока на зареждане до 40 mA.

Микросхемата има 5 пина. Тук типична схемавключвания:

Ако има гаранция, че напрежението на изхода на вашия адаптер при никакви обстоятелства няма да надвишава 7 волта, тогава можете да направите без стабилизатор 7805.

Опцията за USB зареждане може да бъде сглобена например на тази.

Микросхемата не се нуждае от външни диоди или външни транзистори. Като цяло, разбира се, великолепни микрухи! Само те са твърде малки, неудобно е да се запоява. И те също са скъпи ().

LP2951

Стабилизаторът LP2951 се произвежда от National Semiconductors (). Той осигурява изпълнението на вградената функция за ограничаване на тока и ви позволява да формирате стабилно ниво на зареждащото напрежение на литиево-йонната батерия на изхода на веригата.

Напрежението на зареждане е 4,08 - 4,26 волта и се настройва от резистора R3, когато батерията е изключена. Напрежението се държи много прецизно.

Токът на зареждане е 150 - 300mA, тази стойност е ограничена от вътрешните вериги на микросхемата LP2951 (в зависимост от производителя).

Използвайте диод с малък обратен ток. Например, това може да бъде всяка от серията 1N400X, която можете да закупите. Диодът се използва като блокиращ диод за предотвратяване на обратен ток от батерията в микросхемата LP2951, когато входното напрежение е изключено.

Това зареждане осигурява сравнително нисък ток на зареждане, така че всяка 18650 батерия може да се зарежда за една нощ.

Микросхемата може да бъде закупена както в DIP пакет, така и в пакет SOIC (цената е около 10 рубли на брой).

MCP73831

Микросхемата ви позволява да създадете правилните зарядни устройства, а освен това е по -евтина от разчупената MAX1555.

Типична електрическа схема е взета от:

Важно предимство на веригата е липсата на мощни резистори с ниско съпротивление, ограничаващи зарядния ток. Тук токът се задава от резистор, свързан към 5 -ия щифт на микросхемата. Съпротивлението му трябва да бъде в диапазона 2-10 kΩ.

Зарядното устройство изглежда така:

Микросхемата се нагрява доста добре по време на работа, но това изглежда не му пречи. Изпълнява своята функция.

Ето още един вариант печатна електронна платкас smd доведеи микро USB конектор:

LTC4054 (STC4054)

Силно проста схема, чудесен вариант! Позволява зареждане с ток до 800 mA (виж). Вярно е, че има тенденция да се нагрява много, но в този случай вградената защита от прегряване намалява тока.

Веригата може да бъде значително опростена чрез изхвърляне на един или дори двата светодиода с транзистор. Тогава ще изглежда така (трябва да признаете, че никъде не е по -лесно: чифт резистори и един кондензатор):

Една от опциите за печатни платки се предлага от. Платката е предназначена за елементи със стандартен размер 0805.

I = 1000 / R... Не си струва веднага да настроите голям ток, първо погледнете колко ще се загрее микросхемата. За моите собствени цели взех 2,7 kOhm резистор, докато зарядният ток се оказа около 360 mA.

Радиаторът за тази микросхема е малко вероятно да може да се адаптира и не е факт, че той ще бъде ефективен поради високата термична устойчивост на прехода на кристалния корпус. Производителят препоръчва да направите радиатора "през ​​щифтовете" - да направите песните възможно най -дебели и да оставите фолиото под корпуса на микросхемата. Като цяло, колкото повече "земно" фолио е оставено, толкова по -добре.

Между другото, по -голямата част от топлината се разсейва през третия крак, така че можете да направите тази писта много широка и дебела (запълнете я с излишна спойка).

Опаковката на чипа LTC4054 може да бъде обозначена като LTH7 или LTADY.

LTH7 се различава от LTADY по това, че първият може да повдигне силно изтощена батерия (на която напрежението е по -малко от 2,9 волта), а вторият не може (трябва да го люлеете отделно).

Микросхемата излезе много успешна, затова има куп аналози: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VX10, VS6 , EC49016, CYT5026, Q7051. Преди да използвате някой от аналозите, проверете листа с данни.

TP4056

Микросхемата е направена в кутията SOP-8 (виж), има метален топлинен колектор на корема си, който не е свързан с контактите, което дава възможност за по-ефективно отвеждане на топлината. Позволява ви да зареждате батерията с ток до 1A (токът зависи от текущия резистор за настройка).

Схемата за окабеляване изисква минималния брой шарнирни елементи:

Веригата реализира класическия процес на зареждане - първо зареждане с постоянен ток, след това с постоянно напрежение и падащ ток. Всичко е научно. Ако разглобяваме зареждането стъпка по стъпка, тогава можем да разграничим няколко етапа:

1. Мониторинг на напрежението на свързаната батерия (това се случва постоянно).
2. Етап на предварително зареждане (ако батерията е разредена под 2,9 V). Заредете с ток 1/10 от програмирания резистор R prog (100mA при R prog = 1,2 kOhm) до ниво 2,9 V.
3. Зареждане с максимален постоянен ток (1000mA при R prog = 1,2 kOhm);
4. Когато батерията достигне 4,2 V, напрежението на батерията се фиксира на това ниво. Започва постепенно намаляване на тока на зареждане.
5. Когато токът достигне 1/10 от този, програмиран от резистора R prog (100mA при R prog = 1.2kOhm), зарядното устройство се изключва.
6. След края на зареждането контролерът продължава да следи напрежението на акумулатора (вижте точка 1). Токът, консумиран от веригата за наблюдение, е 2-3 μA. След като напрежението спадне до 4.0V, зареждането се включва отново. И така в кръг.

Токът на зареждане (в ампери) се изчислява по формулата I = 1200 / R прог... Допустимият максимум е 1000 mA.

Истински тест за зареждане с батерия 18650 при 3400 mAh е показан на графиката:

Предимството на микросхемата е, че зарядният ток се настройва само от един резистор. Не се изискват мощни резистори с ниско съпротивление. Освен това има индикатор за процеса на зареждане, както и индикация за края на зареждането. Когато батерията не е свързана, индикаторът мига веднъж на няколко секунди.

Захранващото напрежение на веригата трябва да бъде в рамките на 4,5 ... 8 волта. Колкото по -близо до 4.5V, толкова по -добре (по този начин чипът се загрява по -малко).

Първият крак се използва за свързване на вградения температурен сензор литиево -йонна батерия(обикновено това е средният проводник на батерията на мобилния телефон). Ако изходното напрежение е под 45% или над 80% от захранващото напрежение, зареждането се преустановява. Ако не се нуждаете от контрол на температурата, просто поставете този крак на земята.

Внимание! Тази верига има един съществен недостатък: липсата на защитна верига за обръщане на полярността на батерията. В този случай контролерът гарантирано ще изгори поради превишаване на максималния ток. В този случай захранващото напрежение на веригата отива директно към батерията, което е много опасно.

Печатът е прост, изпълнен за час на коляното. Ако времето изтече, можете да поръчате готови модули. Някои производители на готови модули добавят защита срещу свръхток и свръхразреждане (например можете да изберете коя платка ви е необходима - със или без защита и с кой конектор).

Можете също така да намерите готови дъски с изходен контакт за температурния сензор. Или дори зареждащ модул с няколко паралелни чипа TP4056 за увеличаване на тока на зареждане и със защита срещу обратна полярност (пример).

LTC1734

Това също е много проста схема. Токът на зареждане се задава от резистора R prog (например, ако поставите резистор 3 kΩ, токът ще бъде 500 mA).

Микросхемите обикновено са маркирани на кутията: LTRG (те често могат да бъдат намерени в стари телефони на Samsung).

Транзисторът като цяло ще направи всеки p-n-p, основното е, че е предназначен за зададен токзареждане.

На показаната диаграма няма индикатор за зареждане, но LTC1734 казва, че щифт "4" (Prog) има две функции - настройка на тока и наблюдение на края на зареждането на батерията. Като пример е показана верига с контрол на края на зареждането с помощта на сравнителя LT1716.

Сравнителят LT1716 в този случай може да бъде заменен с евтин LM358.

TL431 + транзистор

Вероятно е трудно да се измислят по -достъпни компоненти. Трудната част тук е намирането на еталон за напрежение TL431. Но те са толкова често срещани, че се срещат почти навсякъде (рядко някое захранване прави без тази микросхема).

Е, транзисторът TIP41 може да бъде заменен с всеки друг с подходящ ток на колектора. Дори старите съветски KT819, KT805 (или по -малко мощни KT815, KT817) ще го направят.

Настройката на веригата се свежда до настройка на изходното напрежение (без батерия !!!) с помощта на подрязващ резистор при 4,2 волта. Резистор R1 задава максималния ток на зареждане.

Тази схема изпълнява напълно двустепенен процес на зареждане на литиеви батерии - първо зареждане с постоянен ток, след това преминаване към фаза на стабилизиране на напрежението и постепенно намаляване на тока до почти нула. Единственият недостатък е лошата повторяемост на веригата (капризна при настройката и взискателна към използваните компоненти).

MCP73812

Има още една незаслужено пренебрегвана микросхема от Microchip - MCP73812 (виж). Въз основа на това се получава много бюджетна опция за таксуване (и евтина!). Целият комплект за тяло е само един резистор!

Между другото, микросхемата е направена в удобен за запояване калъф - SOT23-5.

Единственият минус е, че става много горещо и няма индикация за зареждане. Също така по някакъв начин не работи много надеждно, ако имате захранване с ниска мощност (което дава спад на напрежението).

Като цяло, ако индикацията за зареждане не е важна за вас и токът от 500 mA ви подхожда, тогава MCP73812 е много добър вариант.

NCP1835

Предлага се напълно интегрирано решение - NCP1835B, осигуряващо висока стабилност на зарядното напрежение (4,2 ± 0,05 V).

Може би единственият недостатък на тази микросхема е твърде миниатюрният й размер (корпус DFN-10, размер 3x3 мм). Не всеки е в състояние да осигури висококачествено запояване на такива миниатюрни елементи.

От безспорните предимства бих искал да отбележа следното:

1. Минималният брой части на бодикита.
2. Възможност за зареждане на напълно разредена батерия (предварително зареждане с ток 30mA);
3. Определяне на края на зареждането.
4. Програмируем ток на зареждане - до 1000 mA.
5. Индикация за зареждане и грешка (способна да открива акумулаторни батерии и да сигнализира за това).
6. Защита срещу непрекъснато зареждане (чрез промяна на капацитета на кондензатора C t, можете да зададете максималното време на зареждане от 6,6 до 784 минути).

Цената на микросхемата не е толкова евтина, но не е толкова висока (~ $ 1), за да откажете да я използвате. Ако сте приятели с поялник, бих препоръчал да изберете тази опция.

По -подробно описание е в.

Може ли литиево-йонна батерия да се зарежда без контролер?

Да, можеш. Това обаче ще изисква строг контрол върху зарядния ток и напрежението.

Като цяло зареждането на батерия, например, нашия 18650 без зарядно, няма да работи. Все пак трябва по някакъв начин да ограничите максималния ток на зареждане, така че все още се изисква поне най -примитивното зарядно устройство.

Най -простото зарядно устройство за всяка литиева батерия е резистор, сериен с батерията:

Съпротивлението и разсейването на мощността на резистора зависи от напрежението на захранването, което ще се използва за зареждане.

Нека изчислим резистора за 5 -волтово захранване като пример. Ще зареждаме 18650 батерия с капацитет 2400 mAh.

Така че, в самото начало на зареждане, спадът на напрежението в резистора ще бъде:

U r = 5 - 2.8 = 2.2 волта

Да предположим, че нашето 5-волтово захранване е предназначено за максимален ток от 1А. Веригата ще консумира най-големия ток в самото начало на зареждането, когато напрежението на батерията е минимално и е 2,7-2,8 волта.

Внимание: тези изчисления не вземат предвид възможността батерията да бъде много дълбоко разредена и напрежението върху нея да бъде много по -ниско, до нула.

По този начин съпротивлението на резистора, необходимо за ограничаване на тока в самото начало на заряда на ниво 1 ампер, трябва да бъде:

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 ома

Мощност на разсейване на резистора:

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

В самия край на зареждането на батерията, когато напрежението върху нея достигне 4,2 V, токът на зареждане ще бъде:

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

Тоест, както виждаме, всички стойности не надхвърлят допустимото за дадена батерия: началният ток не надвишава максимално допустимия ток на зареждане за дадена батерия (2,4 А), а крайният ток надвишава тока при който батерията вече не набира капацитет (0,24 А).

Основният недостатък на такова зареждане е необходимостта от постоянно наблюдение на напрежението на батерията. И ръчно изключете зареждането веднага щом напрежението достигне 4,2 волта. Факт е, че литиевите батерии не понасят дори краткотрайно пренапрежение много зле - масите на електродите започват бързо да се разграждат, което неизбежно води до загуба на капацитет. В същото време се създават всички предпоставки за прегряване и намаляване на налягането.

Ако вашата батерия има вградена защитна платка, която беше обсъдена малко по-горе, тогава всичко е опростено. При достигане на определено напрежение на батерията, платката автоматично ще я изключи от зарядното устройство. Този метод на зареждане обаче има значителни недостатъци, за които говорихме в.

Вградената в батерията защита няма да позволи презареждане при никакви обстоятелства. Остава само да контролирате тока на зареждане, така че да не надвишава допустимите стойности за тази батерия (за съжаление защитните платки не знаят как да ограничат тока на зареждане).

Зареждане с лабораторно захранване

Ако имате на разположение токово ограничено захранване, вие сте спасени! Такъв източник на захранване вече е пълноценно зарядно устройство, което реализира правилния профил на зареждане, за който писахме по-горе (CC / CV).

Всичко, което трябва да направите, за да заредите литиево-йонния, е да настроите 4,2 волта на захранването и да зададете желаната граница на тока. И можете да свържете батерията.

Първоначално, когато батерията все още е разредена, лабораторна единицазахранването ще работи в режим на защита от свръхток (т.е. ще стабилизира изходния ток на дадено ниво). След това, когато напрежението на банката се повиши до зададените 4.2V, захранването ще премине в режим на стабилизация на напрежението и токът ще започне да спада.

Когато токът спадне до 0.05-0.1C, батерията може да се счита за напълно заредена.

Както можете да видите, лабораторното захранване е почти идеално зарядно устройство! Единственото нещо, което той не знае как да направи автоматично, е да вземе решение за пълно зареждане на батерията и изключване. Но това е дреболия, на която дори не си струва да се обръща внимание.

Как да зареждам литиеви батерии?

И ако говорим за батерия за еднократна употреба, която не е предназначена за презареждане, тогава правилният (и единствено правилен) отговор на този въпрос е НИКОЙ.

Факт е, че всяка литиева батерия (например широко разпространената CR2032 под формата на плоска таблетка) се характеризира с наличието на вътрешен пасивиращ слой, който покрива литиевия анод. Този слой предотвратява химическата реакция на анода с електролита. И захранването с външен ток разрушава горния защитен слой, което води до повреда на батерията.

Между другото, ако говорим за акумулаторна батерия CR2032, която не се презарежда, тоест LIR2032, която е много подобна на нея, вече е пълноценна батерия. Може и трябва да се таксува. Само напрежението й не е 3, а 3,6V.

Как се зареждат литиеви батерии (независимо дали става въпрос за батерия за телефон, 18650 или друга литиево-йонна батерия) беше обсъдено в началото на статията.

85 копейки / бр. Купува MCP73812 Втрийте 65 / бр. Купува NCP1835 Втрийте 83 / бр. Купува * Всички интегрални схеми с безплатна доставка

Вероятно много хора имат проблем със зареждането на Li-Ion батерия без контролер, имал съм такава ситуация. Убитият лаптоп е попаднал, в батерията са живи 4 кутии SANYO UR18650A.
Реших да го сменя с LED фенерче, вместо с три AAA батерии. Възникна въпросът за тяхното таксуване.
Ровейки се в интернет, намерих куп схеми, но с подробности в нашия град е малко стегнато.
Опитах се да зареждам от зареждане на мобилен телефон, проблемът е в контрола на зареждането, трябва постоянно да следите отоплението, трябва да го изключите от зареждането малко, в противен случай батерията може да бъде изключена в най -добрия случай или можете да стартирате пожар.
Реших да го направя сам. Купих легло за батерията в магазина. Купих зарядно на битпазар. За удобство при проследяване на края на зареждането е препоръчително да се намери двуцветен светодиод, който да сигнализира края на зареждането. Той превключва от червено на зелено, когато зареждането приключи.
Но можете да използвате и обичайния. Зарядното устройство може да бъде заменено с USB кабел и може да се зарежда от компютър или зареждане с USB изход.
Зарядното ми устройство е само за батерии без контролер. Взех контролера от стара батерия за мобилен телефон. Тя се уверява, че батерията не е презаредена над напрежение 4,2 V или разредена по -малко от 2 ... 3 V. Също така, защитната верига спестява от късо съединение, като изключва самата банка от потребителя в момента на късо верига.
Той има чип DW01 и монтаж от два MOSFET транзистора (M1, M2) SM8502A. Има и други маркировки, но схемите са подобни на тази и работят по същия начин.

Контролер за зареждане на батерията на мобилния телефон.

Схема на контролера.

Друга верига на контролера.
Основното нещо е да не бъркате полярността на запояването на контролера с леглото и контролера със зарядното устройство. Контактите "+" и "-" са посочени на платката на контролера.

В леглото близо до положителния контакт е препоръчително да се направи ясно видим показалец с червена боя или самозалепващ се филм, за да се избегне обръщане на полярността.
Събрах всичко и това се случи.

Таксите са страхотни. Когато напрежението достигне 4,2 волта, контролерът изключва батерията от зареждането и светодиодът превключва от червено на зелено. Зареждането е завършено. Можете също да зареждате други литиево-йонни батерии, просто използвайте различно легло. Успех на всички.

Този видео урок показва как се зареждат популярните 18650 литиево-йонни батерии, много хора използват подобни. Видеоклип на канала „Прегледи на колети и домашно приготвени продукти от jakson“ за това как да го направите сами за само половин долар, в долната част на статията.
Темата е актуална, например фенерче, което няма вградена функция за зареждане на такива батерии, не може без домашно зарядно устройство.

В Китай най -евтината цена е от 3 долара, по -висока. Можете да си купите в този китайски магазин.

Единственото нещо, което трябва да закупите, са евтини модули за зареждане на литиеви батерии, те могат да зареждат тези, използвани в радиоуправляемо оборудване, те са евтини. Би било възможно сами да направите подобен модул, но няма смисъл, най -вероятно той ще излезе по -скъп. Модулите се продават евтино в този китайски магазин.

За да могат батериите 18650 да се зареждат независимо една от друга, тъй като имат различен капацитет, ще използваме два модула.

Всъщност в тези модули няма нищо сложно, на входа има мини usb конектор за захранване на модула, на изхода има два контакта: положителен и отрицателен за свързване на батерията, както и два светодиода - индикатори за зареждане, единият показва процента на зареждане, вторият е, че батерията вече е заредена.

Единствената задача, която трябва да направите със собствените си ръце, е да направите калъф за зарядното устройство - за това ще използваме тапицерии от фибростъкло, те са лесни за обработка.

За да ги изрежем без прах и стърготини, използваме скалпел, друг остър, режещ инструмент, например нож за канцеларски материали за строителни материали.

Структурата на материала е доста мека, по -скоро като картон, отколкото някакъв вид дърво.

Като цяло отрязах ДВП със скалпел, отнеха около 10 минути, но не се получи добре, тъй като острието понякога отскача. Ръбовете, където е направен разрезът, не са равномерни, те са под ъгъл, но това не е критично, тъй като на тези места ще се излее горещо лепило, с което ще закрепим конструкцията. А по краищата можете да работите с шкурка, която ще изглади всички недостатъци.

Тялото на зарядното устройство ще бъде сглобено.

От тази страна ще извадим един мини usb конектор, от него втория модул, тъй като няма смисъл да правите две дупки в кутията.

Също така, върху страничните стени на домашното зарядно устройство ще направим вдлъбнатини, за да вземем батериите.

Подготвих всички части на кутията, направих дупки в тях и ги закрепих с топло лепило.
Калъфът за зарядното устройство е почти готов, време е да преминете към пълнежа, лепилото за топене е добро за закрепване на дървесни влакна, почти веднага се хваща, за разлика от лепилото PVA, практически не се налага да чакате при лепене, също е лесно за да се отървете от него със скалпел.

Ние използваме парчета плакирани с фолио платки като контактни подложки, които ще влязат в контакт с 18650 батерии. Ние ще ги калайдим, ще бъде лесно да запояваме проводниците към тях.

Два модула трябва да бъдат свързани помежду си, тъй като ще използваме само един мини usb, за това просто запояваме захранващите контакти на входа един към друг, минус към минус, плюс към плюс.
И сега, какво трябва да се случи в крайна сметка, ние свързахме входящите контакти за захранване помежду си.
Продължаване от 5 минути на устройството за редовно попълване на заряда на литиево-йонни батерии тип 18650

Има свързана тема.