Patareid mängivad olulist rolli võrguühenduseta mehhanismides. Laetavad akud on üsna kallid, kuna on vaja osta laadija koos nendega. Patareides kasutatakse erinevaid elektrit juhtivate materjalide ja elektrolüütide kombinatsioone-pliihape, nikkelkaadmium (NiCd), nikkelmetallhüdriid (NiMH), liitiumioon (Li-ioon), liitiumioonpolümeer (Li-Po).

Kasutan oma projektides liitium-ioonakusid, seega otsustasin 18650 liitiumakusid laadida oma kätega ja mitte osta kallist, nii et alustame.

Samm: video

Videol on näha laadija kokkupanek.
Link youtube'i

Samm: elektriliste komponentide loend

Näita veel 3 pilti

18650 laetava akulaadija kokkupanekuks vajalike komponentide loend:

• Akukaitsega TP4056 kiibilaadija moodul
• Pingeregulaator 7805, vajate 1 tk
• Kondensaator 100 nF, 4 tk (5 V toiteallika korral pole seda vaja)

Samm: tööriistade loend

Töötamiseks vajate järgmisi tööriistu:

• Kuum nuga
• Plastkarp 8x7x3 cm (või sarnane suurus)

Nüüd, kui kõik vajalikud tööriistad ja komponendid on tööks valmis, võtame käsile TP4056 mooduli.

4. samm: TP4056 kiibil põhinev Li-io akulaadija moodul

Selle mooduli kohta natuke rohkem teavet. Turul on nende moodulite kaks versiooni: aku kaitsega ja ilma.

Kaitseskeemi sisaldav katkestusplaat jälgib pinget toitefiltri DW01A (akukaitse integreeritud ahel) ja FS8205A (N-kanaliga transistorimoodul) abil. Seega sisaldab katkestusplaat kolme IC -d (TP4056 + DW01A + FS8205A), aku kaitseta laadimismoodul aga ainult ühte IC -d (TP4056).

TP4056-laadimismoodul üheelemendilistele Li-io akudele koos pideva voolu ja pinge lineaarse laadimisega. SOP -pakett ja vähesed välised komponendid muudavad selle mooduli suurepäraseks kasutamiseks isetehtud elektriseadmetes. Laeb nii USB kui ka tavalise toiteadapteri kaudu. TP4056 mooduli pinout on kinnitatud (joonis 2), samuti laadimistsükli graafik (joonis 3) alalisvoolu ja alalispinge kõveratega. Kaks dioodi tagaplaadil näitavad laetuse hetkeolekut - laeng, laengu lõpp jne (joonis 4).

Aku kahjustamata jätmiseks tuleb 3,7 V liitium-ioonakusid laadida konstantse vooluväärtusega 0,2–0,7 korda nende võimsusest, kuni väljundpinge jõuab 4,2 V-ni, seejärel laaditakse. püsiv pinge ja väheneb järk -järgult (kuni 10% algväärtusest). Me ei saa 4,2 V laadimist katkestada, kuna laetuse tase on 40–80% aku täisvõimsusest. Selle protsessi eest vastutab moodul TP4056. Teine oluline punkt on see, et PROG -tihvtiga ühendatud takisti määrab laadimisvoolu. Turul olevate moodulite puhul on selle tihvtiga tavaliselt ühendatud 1,2 KΩ takisti, mis vastab laadimisvoolule 1A (joonis 5). Laadimisvoolu erinevate väärtuste saamiseks võite proovida paigaldada erinevaid takistid.

DW01A on aku kaitse IC, joonis 6 näitab tüüpilist ühendusskeemi. MOSFETid M1 ja M2 on väliselt ühendatud FS8205A integraallülitusega.

Need komponendid on paigaldatud liitium-ioon aku laadimismooduli TP4056 tagaplaanile, millele viidatakse 2. etapis. Peame tegema ainult kahte asja: andma sisendpistikule pinge vahemikus 4–8 V ja ühendama aku poolused + ja - kontaktidega TP4056 mooduliga.

Pärast seda jätkame laadija kokkupanekut.

Samm: ühendusskeem

Elektriliste komponentide kokkupaneku lõpuleviimiseks jootame need vastavalt skeemile. Olen lisanud skeemi Fritzing programmis ja foto füüsilisest ühendusest.

1. + toitepistiku kontakt on ühendatud ühe lüliti kontaktiga ja - toitepistiku kontakt on ühendatud stabilisaatori 7805 GND tihvtiga
2. Ühendame lüliti teise kontakti stabilisaatori 7805 Vini tihvtiga
3. Paigaldage pingeregulaatori Vin ja GND kontaktide vahele paralleelselt kolm 100 nF kondensaatorit (kasutage selleks leivaplaati)
4. Paigaldage 100nF kondensaator pingeregulaatori Vout ja GND kontaktide vahele (leivaplaadile)
5. Ühendage pingeregulaatori Vout -tihvt TP4056 mooduli IN + kontaktiga
6. Ühendage pingeregulaatori GND tihvt TP4056 mooduli IN-kontaktiga
7. Ühendage akupesa + kontakt TP4056 mooduli B + tihvtiga ja ühendage akupesa kontakt TP4056 mooduli B-tihvtiga

See lõpetab ühendused. Kui kasutate 5 V toiteallikat, jätke kõik toimingud pingeregulaatoriga 7805 ühendamata ja ühendage seadme + ja - otse vastavalt TP4056 mooduli IN + ja IN -pistikutega.
Kui kasutate 12 V toiteallikat, soojeneb regulaator 7805 1A voolu läbides, seda saab korrigeerida jahutusradiaatoriga.

6. samm: kokkupanek, 1. osa: lõigake korpusesse augud

Näita veel 7 pilti

Korpuse kõigi elektriliste komponentide nõuetekohaseks paigaldamiseks peate sellesse augud lõikama:

1. Märkige noatera abil korpuse piirid korpusele (joonis 1).
2. Lõika kuuma noaga auk vastavalt tehtud märkidele (joonised 2 ja 3).
3. Pärast augu lõikamist peaks keha välja nägema nagu joonis 4.
4. Märkige koht, kus asub TP4056 USB -pistik (joonised 5 ja 6).
5. Lõika kuuma noaga USB -pistiku korpuses olev auk (joonis 7).
6. Märkige korpusele kohad, kus TP4056 dioodid asuvad (joonised 8 ja 9).
7. Dioodide aukude lõikamiseks kasutage kuuma nuga (joonis 10).
8. Tehke samamoodi toitepistiku ja lüliti jaoks augud (joonised 11 ja 12).

7. samm: kokkupanek, 2. osa: paigaldage elektrilised komponendid

Komponentide šassii paigaldamiseks järgige juhiseid:

1. Paigaldage patareipesa koos kinnituspunktidega lahtri / korpuse välisküljele. Liimige sektsioon liimipüstoliga (joonis 1).
2. Paigaldage TP4056 moodul uuesti nii, et USB -pistik ja dioodid läheksid vastavatesse aukudesse, kinnitage see kuuma liimiga (joonis 2).
3. Paigaldage pingeregulaator 7805 uuesti, kinnitage see kuumsulamliimiga (joonis 3).
4. Paigaldage toitepistik ja lüliti uuesti, kinnitage need kuuma liimiga (joonis 4).
5. Komponentide paigutus peaks välja nägema sama, mis joonisel 5.
6. Kinnitage alumine kate kruvidega kohale (joonis 6).
7. Hiljem katsin kuuma noaga jäänud konarused musta kleeplindiga. Neid saab ka liivapaberiga siluda.

Valmis laadija on näidatud joonisel 7. nüüd peab seda kogema.

8. samm: testige

Asetage tühjenenud aku laadijasse. Lülitage toide sisse 12 V või USB pesasse. Punane diood peaks vilkuma, mis tähendab, et laadimisprotsess on pooleli.

Kui laadimine on lõppenud, peaks sinine diood põlema.
Lisan laadimisprotsessis oleva laadija foto ja laetud akuga foto.
See lõpetab töö.

Selles artiklis näitan teile, kuidas lihtsat teha Laadija nende jaoks laetavad akud.

Laadija kokkupanek ja katsetamine.

Me vajame:

1. Süstal 20ml
2.2 vasest juhtmestik
3. Vedru patareipesast (vanast tehnoloogiast või mänguasjadest)
4. Moodul liitiumakude 18650 laadimiseks TP4056 5V 1A mikro -USB -liidesega ()
5. Kuumsulamliim
6. Laetav aku tüüp 18650 ()

Tööriistadest:

1. Jootekolb
2. Liimipüstol
3. Kirjatarvete nuga

Laadija valmistamine

Vajame 20 ml meditsiinilist süstalt ja 18650 laetavat akut.

Süstal sobib ideaalselt aku suurusele.

Lõikasime kantseleinoaga süstla (kuhu nõel on sisestatud) nina ära, et see ei segaks meid edasises töös.

Võtame vana tehnoloogia patareipesadest vedru (näiteks puldist või mänguasjadest).
Me edastame vasest juhtmestiku alt auku ja kinnitame selle vedruspiraalile, nagu fotol näidatud.

Võtame laadimismooduli 184050 liitiumakudele TP4056 5V 1A, millel on mikro -USB -liides, ja kinnitame selle kuuma liimiga sobivasse kohta süstla külge. Polaarsust jälgides toome juhtmed mooduli juurde ja jootame need jootekolviga.

Natuke TP4056 5V 1A moodulist.

Mõeldud 3,7 V liitiumakude laadimiseks vooluga kuni 1A. See moodul on oma suuruse ja mikro-USB-pistiku tõttu hõlpsasti erinevatesse seadmetesse sisseehitatud ning võib asendada tellimuse korras olevaid liitiumakulaadijaid. Toetab erinevat tüüpi liitiumakusid, sealhulgas populaarset 18650. Moodul pole polaarsuse muutmise eest kaitstud, seega olge akude ühendamisel ettevaatlik.

Lõigake väike tükk põhjas olevast süstlakolbist elastse riba abil, nagu fotol näidatud. See kinnitab aku süstla sees.

Teeme vaskjuhtmete jaoks süstlasse augu, et see saaks puudutada aku positiivset klemmi. Auk tuleb teha tasemel, kui patarei ei ole süstlakolviga kinnitatud. Fotol on näha, et tegin ekslikult aku alumisse asendisse ühe alumise augu.

Kui olete juhtme avast läbi lasknud ja aku kolviga kinnitanud, võite alustada laadija testi.

Laadija töötab stabiilselt... Aku ei kuumene laadimise ajal. Tänu mooduli ekraanile saate jälgida laadimisprotsessi (punane LED) ja aku laadimisprotsessi lõpuleviimist (sinine LED).

Seade on asjakohane omatehtud laadija tarbekaupade madala hinna ja lihtsa disaini tõttu.

Seda tüüpi laetavate patareide hoidikuid saate valmistada ka 20 ml süstlitest ja kasutada neid erinevates käsitöödes.

Konkreetse laadija omaduste hindamine on raske, ilma et saaksite aru, kuidas peaks liitiumioonaku aku eeskujulik laeng tegelikult voolama. Seega, enne otse vooluahelate juurde asumist meenutame natuke teooriat.

Mis on liitiumakud

Sõltuvalt sellest, millisest materjalist on valmistatud liitiumaku positiivne elektrood, on neid mitmeid sorte:

• liitiumkobaltaatkatoodiga;
• litiseeritud raudfosfaadil põhineva katoodiga;
• põhineb nikkel-koobalt-alumiiniumil;
• põhineb nikkel-koobalt-mangaanil.

Kõigil neil patareidel on oma omadused, kuid kuna need nüansid pole üldtarbija jaoks põhimõttelise tähtsusega, ei käsitleta neid käesolevas artiklis.

Samuti toodetakse kõiki liitium-ioonakusid erineva suuruse ja kujuga. Need võivad olla nii korpuse kujunduses (näiteks tänapäeval populaarne 18650) kui ka lamineeritud või prismaatilises disainis (geelpolümeerpatareid). Viimased on spetsiaalsest kilest valmistatud hermeetiliselt suletud kotid, mis sisaldavad elektroode ja elektroodimassi.

Kõige tavalisemad liitium-ioonakude suurused on toodud allolevas tabelis (nende kõigi nimipinge on 3,7 volti):

Määramine	Standard suurus	Sarnane suurus
XXYY0, kus XX- läbimõõt millimeetrites, YY- pikkuse väärtus millimeetrites, 0 - peegeldab teostust silindri kujul	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø vastab AAA -le, kuid pool pikkusest)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, pikkus CR2
	14430	Ø 14 mm (nagu AA), kuid lühem
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S / 300S
	17670	2xCR123 (või 168S / 600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (või 150A / 300P)
	18650	2xCR123 (või 168A / 600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	KOOS
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Sisemised elektrokeemilised protsessid toimuvad samamoodi ega sõltu aku vormist ja konstruktsioonist, seetõttu kehtib kõik allpool öeldu võrdselt kõigi liitiumakude kohta.

Kuidas õigesti laadida liitium-ioonakusid

Kõige õigem viis liitiumpatareide laadimiseks on laadimine kahes etapis. Seda meetodit kasutab Sony kõigis oma laadijates. Vaatamata keerukamale laadimiskontrollerile tagab see liitium-ioonakude täieliku laadimise, kahjustamata nende eluiga.

Siin räägime kaheastmelisest liitiumakude laadimisprofiilist, lühendatult CC / CV (konstantvool, konstantne pinge). On ka võimalusi impulss- ja astmevooludega, kuid neid ei käsitleta käesolevas artiklis. Pulsivooluga laadimise kohta saate rohkem lugeda.

Niisiis, kaalume mõlemat laadimisetappi üksikasjalikumalt.

1. Esimesel etapil tuleb tagada pidev laadimisvool. Praegune väärtus on 0,2-0,5C. Kiirendatud laadimise korral on lubatud suurendada voolu 0,5-1,0 ° C-ni (kus C on aku maht).

Näiteks aku puhul, mille võimsus on 3000 mA / h, on nominaalne laadimisvool esimeses etapis 600-1500 mA ja kiirendatud laadimisvool võib olla vahemikus 1,5-3A.

Kindla väärtusega püsiva laadimisvoolu tagamiseks peab laadija vooluahel (laadija) suutma tõsta aku klemmide pinget. Tegelikult töötab laadija esimeses etapis nagu klassikaline voolu stabilisaator.

Tähtis: kui plaanite akusid laadida sisseehitatud kaitseplaadiga (PCB), siis peate mäluahela projekteerimisel jälgima, et vooluahela avatud vooluahela pinge ei saaks kunagi ületada 6-7 volti. Vastasel juhul võib kaitseplaat kahjustada.

Hetkel, kui aku pinge tõuseb väärtuseni 4,2 volti, saab aku umbes 70–80% oma mahust (mahtuvuse eriväärtus sõltub laadimisvoolust: kiirendatud laadimise korral vähem, nominaalsega - veidi rohkem). See hetk on laadimise esimese etapi lõpp ja annab signaali üleminekuks teisele (ja viimasele) etapile.

2. Laadimise teine ​​etapp- see on aku, millel on pidev pinge, kuid järk -järgult vähenev (langev) vool.

Selles etapis säilitab laadija aku pinge 4,15-4,25 volti ja kontrollib praegust väärtust.

Kui mahtuvus suureneb, väheneb laadimisvool. Niipea, kui selle väärtus langeb 0,05–0,01 ° C-ni, loetakse laadimisprotsess lõppenuks.

Laadija õige töö oluline nüanss on selle täielik lahtiühendamine akust pärast laadimist. See on tingitud asjaolust, et liitiumakude puhul on äärmiselt ebasoovitav neid all hoida suurenenud pinge, mis tavaliselt annab mälu (s.o 4,18-4,24 volti). See viib aku keemilise koostise kiirenenud lagunemiseni ja selle tagajärjel selle võimsuse vähenemiseni. Pikaajaline viibimine tähendab kümneid või rohkem tundi.

Laadimise teises etapis õnnestub akul saada umbes 0,1-0,15 mahtuvust. Aku kogulaeng ulatub seega 90–95%-ni, mis on suurepärane näitaja.

Oleme käsitlenud kahte laadimise põhietappi. Liitiumpatareide laadimise teema kajastamine oleks aga puudulik, kui ei mainitaks veel üht laadimisetappi - nn. ettemaks.

Eellaadimise etapp (eellaadimine)- seda etappi kasutatakse ainult sügavalt tühjenenud (alla 2,5 V) akude jaoks, et viia need tagasi normaalsetesse töötingimustesse.

Selles etapis on tasu ette nähtud alalisvool vähendatud väärtus, kuni aku pinge jõuab 2,8 V.

Varajane etapp on vajalik, et vältida kahjustatud patareide turset ja rõhu alandamist (või isegi plahvatust tulekahju korral), näiteks kui elektroodide vahel on sisemine lühis. Kui sellise aku kaudu kohe suur laadimisvool läbi lasta, viib see paratamatult selle soojenemiseni ja siis kui palju õnne.

Eellaadimise eeliseks on ka aku eelsoojendamine, mis on oluline madalal ümbritseval temperatuuril laadimisel (külmal aastaajal kütmata ruumis).

Arukas laadimine peaks suutma jälgida aku pinget laadimise esialgsel etapil ja kui pinge ei tõuse pikka aega, järeldada, et aku on vigane.

Liitium-ioonaku laadimise kõik etapid (sh eellaadimise etapp) on skemaatiliselt kujutatud sellel graafikul:

Laadimispinge ületamine 0,15 V võrra võib lühendada aku kasutusaega poole võrra. Laadimispinge langetamine 0,1 volti võrra vähendab laetud aku mahtuvust umbes 10%, kuid pikendab oluliselt selle eluiga. Täislaetud aku pinge pärast laadijast eemaldamist on 4,1–4,15 volti.

Ülaltoodu kokkuvõtteks toome välja peamised teesid:

1. Millise vooluga liitiumpatareid laadida (näiteks 18650 või mõni muu)?

Vool sõltub sellest, kui kiiresti soovite seda laadida, ja see võib olla vahemikus 0,2 ° C kuni 1 ° C.

Näiteks aku suurusega 18650 mahuga 3400 mAh on minimaalne laadimisvool 680 mA ja maksimaalne 3400 mA.

2. Kui kaua võtab aega näiteks samade 18650 laetavate akude laadimine?

Laadimisaeg sõltub otseselt laadimisvoolust ja arvutatakse järgmise valemi abil:

T = C / I laeng.

Näiteks meie 3400 mAh aku voolu 1A laadimisaeg on umbes 3,5 tundi.

3. Kuidas liitiumpolümeeraku korralikult laadida?

Kõiki liitiumakusid laaditakse ühtemoodi. Pole vahet, kas see on liitiumpolümeer või liitiumioon. Meie, tarbijate jaoks, pole vahet.

Mis on kaitseplaat?

Kaitseplaat (või PCB - toitejuhtimisplaat) on loodud kaitsma lühise, üle- ja ülelaadimise eest liitium aku... Ülekuumenemiskaitse on reeglina sisse ehitatud ka kaitsemoodulitesse.

Ohutuse huvides on keelatud kasutada kodumasinates liitiumakusid, kui neil pole sisseehitatud kaitseplaati. Seetõttu on kõigil mobiiltelefonide akudel alati trükkplaat. Aku väljundklemmid asuvad otse plaadil:

Nendel tahvlitel kasutatakse spetsialiseeritud mikruhil (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 jne analoogidel) põhinevat kuuejalgset laadimiskontrollerit. Selle kontrolleri ülesanne on aku aku tühjenemisel koormusest lahti ühendada ja aku laadimisest lahti ühendada, kui see jõuab 4,25 V -ni.

Näiteks siin on diagramm BP-6M aku kaitseplaadist, mis tarniti koos vanade Nokia telefonidega:

Kui me räägime 18650 -st, siis saab neid toota kaitseplaadiga või ilma. Kaitsemoodul asub aku negatiivse klemmi piirkonnas.

Plaat suurendab aku pikkust 2-3 mm võrra.

Patareid ilma trükkplaadita kuuluvad tavaliselt patareidesse, millel on oma kaitselülitused.

Iga kaitstud aku muutub kergesti kaitsmata akuks, lihtsalt sisestage see.

Praeguseks on 18650 aku maksimaalne mahutavus 3400mAh. Kaitstud patareid peavad olema märgitud ümbrisele ("Kaitstud").

Ärge ajage trükkplaati segamini laadimismooduliga (PCM). Kui esimesed on mõeldud ainult aku kaitsmiseks, siis viimased on mõeldud laadimisprotsessi juhtimiseks - need piiravad laadimisvoolu teatud tasemel, kontrollivad temperatuuri ja tagavad üldiselt kogu protsessi. PCM -plaati nimetame laadimiskontrolleriks.

Loodan, et nüüd pole küsimusi, kuidas laadida 18650 akut või mõnda muud liitiumakut? Seejärel pöördume väikese valiku laadijate (need samad laadimiskontrollerid) jaoks valmis skeemilahenduste poole.

Liitiumakude laadimisskeemid

Kõik vooluahelad sobivad mis tahes liitiumaku laadimiseks, jääb üle vaid otsustada laadimisvool ja elementide alus.

LM317

LM317 mikroskeemil põhineva lihtsa laadija skeem koos laenguindikaatoriga:

Vooluahel on lihtne, kogu seadistust vähendatakse 4,2 -voldise väljundpinge seadistamiseks trimmertakisti R8 abil (ilma ühendatud akuga!) Ja laadimisvoolu seadistamiseks, valides takistid R4, R6. Takisti R1 võimsus on vähemalt 1 vatt.

Niipea, kui LED kustub, võib laadimisprotsessi lõppenuks lugeda (laadimisvool ei vähene kunagi nulli). Aku ei ole soovitatav pärast selle täielikku laadimist pikka aega selles laadimises hoida.

Mikroskeemi lm317 kasutatakse laialdaselt erinevates pinge- ja voolu stabilisaatorites (sõltuvalt lülitusahelast). Seda müüakse igal nurgal ja see maksab vaid senti (võite võtta 10 tükki ainult 55 rubla eest).

LM317 on saadaval erinevates korpustes:

Pin -i määramine (pinout):

LM317 mikroskeemi analoogid on: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (kaks viimast on kodumaise toodangu).

Laadimisvoolu saab suurendada 3A -ni, kui võtate LM350 asemel LM350. Tõsi, see läheb kallimaks - 11 rubla tükk.

PCB ja skemaatiline komplekt on näidatud allpool:

Vana nõukogude transistori KT361 saab asendada sarnasega pnp transistor(näiteks KT3107, KT3108 või kodanlik 2N5086, 2SA733, BC308A). Kui laadimisnäidikut pole vaja, saab selle täielikult eemaldada.

Vooluahela puuduseks: toitepinge peab olema 8-12V piires. See on tingitud asjaolust, et mikroskeemi LM317 normaalseks tööks peab aku pinge ja toitepinge vahe olema vähemalt 4,25 volti. Seega ei tööta see USB -pordi kaudu.

MAX1555 või MAX1551

MAX1551 / MAX1555 on spetsiaalsed Li + akulaadijad, mida saab toita USB kaudu või eraldi toiteadapteriga (näiteks telefonilaadija).

Ainus erinevus nende mikroskeemide vahel on see, et MAX1555 annab signaali laadimisprotsessi indikaatorile ja MAX1551 annab signaali, et toide on sisse lülitatud. Need. 1555 on enamikul juhtudel endiselt eelistatav, nii et 1551 on nüüd müügil raske leida.

Nende mikrolülituste üksikasjalik kirjeldus tootjalt -.

Maksimaalne Sisendpinge alalisvooluadapterist - 7 V, kui toiteallikaks on USB - 6 V. Kui toitepinge langeb 3,52 V -ni, lülitatakse mikroskeem välja ja laadimine peatub.

Mikroskeem ise tuvastab, millise sisendi juures on toitepinge olemas ja on sellega ühendatud. Kui toide tarnitakse YUSB -siini kaudu, on maksimaalne laadimisvool piiratud 100 mA -ga - see võimaldab teil laadida laadija mis tahes arvuti USB -porti, kartmata lõunasilla põletamist.

Kui toiteallikaks on eraldi toiteallikas, on tüüpiline laadimisvool 280 mA.

Mikrolülitustel on sisseehitatud ülekuumenemiskaitse. Sellest hoolimata jätkab vooluahel tööd, vähendades laadimisvoolu 17 mA võrra iga kraadi puhul üle 110 ° C.

On olemas eellaadimise funktsioon (vt eespool): seni, kuni aku pinge on alla 3 V, piirab mikroskeem laadimisvoolu 40 mA-ni.

Mikroskeemil on 5 tihvti. Siin tüüpiline skeem kaasamised:

Kui on garantii, et teie adapteri väljundis olev pinge ei ületa mingil juhul 7 volti, saate ilma 7805 stabilisaatorita hakkama.

USB -laadimisvõimaluse saab kokku panna näiteks sellele.

Mikroskeem ei vaja väliseid dioode ega väliseid transistore. Üldiselt muidugi uhke mikruhi! Ainult need on liiga väikesed, jootmine on ebamugav. Ja need on ka kallid ().

LP2951

LP2951 stabilisaatorit toodab National Semiconductors (). See tagab sisseehitatud voolu piirava funktsiooni rakendamise ja võimaldab teil vooluahela väljundis moodustada stabiilse liitium-ioonaku laadimispinge.

Laadimispinge on 4,08 - 4,26 volti ja selle määrab takisti R3 aku lahtiühendamisel. Pinget hoitakse väga täpselt.

Laadimisvool on 150 - 300 mA, seda väärtust piiravad LP2951 mikroskeemi sisemised ahelad (olenevalt tootjast).

Kasutage väikese pöördvooluga dioodi. Näiteks võib see olla ükskõik milline 1N400X seeria, mida saate osta. Dioodi kasutatakse blokeeriva dioodina, et vältida aku tagasivoolu LP2951 mikrolülitusse, kui sisendpinge on lahti ühendatud.

See laadimine tagab üsna väikese laadimisvoolu, nii et iga 18650 akut saab laadida üleöö.

Mikroskeemi saab osta nii DIP -pakendis kui ka SOIC -pakendis (maksumus on umbes 10 rubla tüki kohta).

MCP73831

Mikroskeem võimaldab teil luua õigeid laadijaid ja see on ka odavam kui hyped MAX1555.

Tüüpiline ühendusskeem on võetud järgmiselt:

Ahela oluliseks eeliseks on laadimisvoolu piiravate madala takistusega võimsustakistite puudumine. Siin määrab voolu takistus, mis on ühendatud mikroskeemi 5. tihvtiga. Selle takistus peaks olema vahemikus 2-10 kΩ.

Laadimissüsteem näeb välja selline:

Mikroskeem kuumeneb töötamise ajal üsna hästi, kuid tundub, et see ei sega seda. Täidab oma ülesannet.

Siin on veel üks võimalus trükkplaat koos smd juhtis ja mikro -USB -pistik:

LTC4054 (STC4054)

Kõrgelt lihtne ahel, suurepärane võimalus! Võimaldab laadida kuni 800 mA vooluga (vt). Tõsi, see kipub väga kuumaks minema, kuid sel juhul vähendab sisseehitatud ülekuumenemiskaitse voolu.

Ahelat saab oluliselt lihtsustada, visates transistoriga välja ühe või isegi mõlemad LED -id. Siis näeb see välja selline (peate tunnistama, et see pole kuskil lihtsam: paar takistit ja üks kondensaator):

Üks trükkplaatide valikutest on saadaval aadressil. Plaat on mõeldud standardsuurusega 0805 elementidele.

I = 1000 / R... Ei tasu kohe suurt voolu seadistada, kõigepealt vaata, kui palju mikroskeem soojeneb. Enda tarbeks võtsin 2,7 kOhm takisti, samas kui laadimisvool osutus umbes 360 mA.

Selle mikroskeemi radiaator ei suuda tõenäoliselt kohaneda ja pole tõsiasi, et see on efektiivne kristallkorpuse ülemineku kõrge soojustakistuse tõttu. Tootja soovitab teha jahutusradiaatori "läbi tihvtide" - muuta rajad võimalikult paksuks ja jätta foolium mikrolülituse korpuse alla. Üldiselt, mida rohkem "maalähedast" fooliumi jääb, seda parem.

Muide, suurem osa soojusest hajub läbi 3. jala, nii et saate selle raja teha väga laiaks ja paksuks (täitke see liigse joodisega).

Kiibi LTC4054 pakendil võib olla silt LTH7 või LTADY.

LTH7 erineb LTADY -st selle poolest, et esimene suudab tõsta halvasti tühjenenud akut (mille pinge on alla 2,9 volti) ja teine ​​mitte (peate seda eraldi kiigutama).

Mikroskeem ilmus väga edukalt, seetõttu on sellel hunnik analooge: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT61606, PT4106 , EC49016, CYT5026, Q7051. Enne mõne analoogi kasutamist kontrollige andmelehte.

TP4056

Mikroskeem on valmistatud korpuses SOP-8 (vt.), Selle kõhul on metallist soojuskollektor, mis pole kontaktidega ühendatud, mis võimaldab soojust tõhusamalt eemaldada. Võimaldab laadida akut vooluga kuni 1A (vool sõltub praegusest seadistustakistist).

Ühendusskeem nõuab minimaalselt hingedega elemente:

Vooluahel rakendab klassikalist laadimisprotsessi - esiteks laadimine konstantse vooluga, seejärel konstantse pinge ja langeva vooluga. Kõik on teaduslik. Kui me laadimise järk -järgult lahti võtame, saame eristada mitmeid etappe:

1. Ühendatud aku pinge jälgimine (see juhtub pidevalt).
2. Eellaadimise etapp (kui aku on tühjenenud alla 2,9 V). Laadige vooluga 1/10 programmeeritud takisti R prog (100 mA juures R prog = 1,2 kOhm) tasemele 2,9 V.
3. Laadimine maksimaalse püsivooluga (1000mA R prog = 1,2 kOhm);
4. Kui aku jõuab 4,2 V -ni, on aku pinge sellel tasemel fikseeritud. Algab laadimisvoolu järkjärguline vähenemine.
5. Kui vool jõuab 1/10 sellest, mis on programmeeritud R prog takisti poolt (100 mA, kui R prog = 1,2 kOhm), lülitatakse laadija välja.
6. Pärast laadimise lõppu jätkab kontroller aku pinge jälgimist (vt punkt 1). Seireahela tarbitav vool on 2-3 μA. Kui pinge langeb 4,0 V -ni, lülitub laadimine uuesti sisse. Ja nii ringis.

Laadimisvool (amprites) arvutatakse valemi abil I = 1200 / R prog... Lubatud maksimum on 1000 mA.

Tõeline laadimistest 18650 akuga 3400 mAh juures on näidatud graafikul:

Mikroskeemi eeliseks on see, et laadimisvoolu määrab ainult üks takisti. Võimsad madala takistusega takistid pole vajalikud. Lisaks on laadimisprotsessi indikaator ja laadimise lõppemise märge. Kui aku pole ühendatud, vilgub indikaator iga paari sekundi tagant.

Ahela toitepinge peaks olema vahemikus 4,5 ... 8 volti. Mida lähemal 4,5 V -le, seda parem (nii kuumeneb kiip vähem).

Esimest jalga kasutatakse sisseehitatud temperatuurianduri ühendamiseks liitiumioonaku(tavaliselt on see mobiiltelefoni aku keskmine juhe). Kui väljundpinge on alla 45% või üle 80% toitepingest, peatatakse laadimine. Kui te ei vaja temperatuuri reguleerimist, asetage see jalg maapinnale.

Tähelepanu! Sellel vooluahelal on üks oluline puudus: aku polaarsuse ümberpööramise kaitselülituse puudumine. Sellisel juhul garanteeritakse kontrolleri maksimaalse voolu ületamise tõttu läbipõlemine. Sellisel juhul läheb vooluahela toitepinge otse akule, mis on väga ohtlik.

Signet on lihtne, tehakse tund aega põlvel. Kui aeg hakkab otsa saama, saate tellida valmis mooduleid. Mõned valmismoodulite tootjad lisavad kaitset liigvoolu ja ülelaadimise eest (näiteks saate valida, millist plaati vajate - kaitsega või ilma ja millise pistikuga).

Temperatuurianduri jaoks leiate ka valmisplaate, millel on väljatõmmatav kontakt. Või isegi laadimismoodul, millel on mitu paralleelset TP4056 kiipi, et suurendada laadimisvoolu ja millel on vastupidine polaarsuskaitse (näide).

LTC1734

See on ka väga lihtne skeem. Laadimisvoolu määrab takisti R prog (näiteks kui panna 3 kΩ takisti, on vool 500 mA).

Mikroskeemid on tavaliselt ümbrisele märgitud: LTRG (neid võib sageli leida Samsungi vanadest telefonidest).

Transistor teeb üldiselt mis tahes p-n-p, peamine on see, et see on ette nähtud seadke vool laadimine.

Näidatud skeemil pole laenguindikaatorit, kuid LTC1734 ütleb, et tihvtil "4" (Prog) on ​​kaks funktsiooni - voolu seadistamine ja aku laetuse lõppemise jälgimine. Näitena on näidatud vooluahel, mis kontrollib laadimise lõppu, kasutades LT1716 võrdlust.

Võrdleja LT1716 saab sel juhul asendada odava LM358 -ga.

TL431 + transistor

Tõenäoliselt on taskukohasemate komponentide leidmine keeruline. Keeruline osa on siin leida pinge viide TL431. Kuid need on nii tavalised, et neid leidub peaaegu kõikjal (harva ei saa ükski toiteallikas ilma selle mikroskeemita hakkama).

Noh, TIP41 transistori saab asendada mis tahes muu sobiva kollektorivooluga. Isegi vana Nõukogude KT819, KT805 (või vähem võimas KT815, KT817) saab hakkama.

Vooluahela seadistamine taandub väljundpinge seadistamisele (ilma akuta !!!), kasutades kärpimistakistit 4,2 volti juures. Takisti R1 määrab maksimaalse laadimisvoolu.

See vooluahel rakendab täielikult kaheastmelist liitiumakude laadimise protsessi - esiteks laadimist alalisvooluga, seejärel üleminekut pinge stabiliseerimise faasile ja voolu järkjärgulist vähenemist peaaegu nullini. Ainus puudus on vooluahela halb korratavus (häälestamisel kapriisne ja kasutatud komponentide suhtes nõudlik).

MCP73812

Microchipil on veel üks teenimatult tähelepanuta jäetud mikrolülitus - MCP73812 (vt). Selle põhjal saadakse väga eelarveline maksustamise võimalus (ja odav!). Kogu keha komplekt on vaid üks takisti!

Muide, mikroskeem on valmistatud jootmiseks mugavas ümbrises - SOT23-5.

Ainus negatiivne külg on see, et see muutub väga kuumaks ja laetuse märge puudub. Samuti ei tööta see kuidagi väga usaldusväärselt, kui teil on väikese võimsusega toiteallikas (mis annab pingelanguse).

Üldiselt, kui laengu näidik pole teie jaoks oluline ja 500 mA vool sobib teile, on MCP73812 väga hea valik.

NCP1835

Pakutakse täielikult integreeritud lahendust - NCP1835B, mis tagab laadimispinge kõrge stabiilsuse (4,2 ± 0,05 V).

Võib-olla on selle mikroskeemi ainus puudus selle liiga miniatuurne suurus (DFN-10 korpus, suurus 3x3 mm). Mitte igaüks ei suuda pakkuda selliste miniatuursete elementide kvaliteetset jootmist.

Vaieldamatutest eelistest tahaksin märkida järgmist:

1. Kerekomplekti osade minimaalne arv.
2. Võimalus laadida täielikult tühjenenud akut (eellaadimine 30 mA vooluga);
3. Laadimise lõpu määramine.
4. Programmeeritav laadimisvool - kuni 1000 mA.
5. Laadimis- ja veateade (suudab tuvastada mittelaetavaid patareisid ja sellest märku anda).
6. Kaitse pideva laadimise eest (muutes kondensaatori mahtuvust C t, saate määrata maksimaalse laadimisaja 6,6 kuni 784 minutit).

Mikroskeemi maksumus ei ole nii odav, kuid mitte nii kõrge (~ 1 dollar), et seda mitte kasutada. Kui olete jootekolviga sõber, siis soovitaksin selle valiku kasuks.

Täpsem kirjeldus on kirjas.

Kas liitiumioonakut saab laadida ilma kontrollerita?

Jah, sa saad. See nõuab aga laadimisvoolu ja pinge täpset kontrolli.

Üldiselt ei toimi näiteks aku laadimine, näiteks meie 18650 ilma laadijata. Sellegipoolest peate maksimaalset laadimisvoolu kuidagi piirama, nii et vähemalt kõige primitiivsem laadija on endiselt vajalik.

Liitiumaku lihtsaim laadija on akuga jadamisi takisti:

Takisti takistus ja võimsuse hajumine sõltuvad laadimiseks kasutatava toiteallika pingest.

Arvutame näitena 5 -voldise toiteallika takisti. Laadime 18650 aku mahuga 2400 mAh.

Niisiis, laadimise alguses on pingelangus takistil:

U r = 5 - 2,8 = 2,2 volti

Oletame, et meie 5-voldise toiteallika maksimaalne vool on 1A. Ahel tarbib suurimat voolu laadimise alguses, kui aku pinge on minimaalne ja on 2,7–2,8 volti.

Tähelepanu: need arvutused ei võta arvesse võimalust, et aku võib olla väga sügavalt tühjenenud ja pinge sellel võib olla palju madalam, kuni nullini.

Seega peaks takistuse takistus, mis on vajalik voolu piiramiseks laengu alguses 1 A tasemel, olema:

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 oomi

Takisti hajumisvõimsus:

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

Aku laadimise lõpus, kui selle pinge läheneb 4,2 V -le, on laadimisvool järgmine:

Ma laen = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

See tähendab, nagu näeme, et kõik väärtused ei ületa antud aku puhul lubatut: esialgne vool ei ületa antud aku maksimaalset lubatud laadimisvoolu (2,4 A) ja lõppvool ületab voolu mille puhul aku ei saa enam mahtu (0,24 A).

Sellise laadimise peamine puudus on vajadus pidevalt jälgida aku pinget. Ja laadige käsitsi lahti, kui pinge jõuab 4,2 V -ni. Fakt on see, et liitiumakud ei talu isegi lühiajalist ülepinget väga halvasti - elektroodide mass hakkab kiiresti lagunema, mis toob paratamatult kaasa mahtuvuse vähenemise. Samal ajal luuakse kõik eeldused ülekuumenemiseks ja rõhu alandamiseks.

Kui teie akul on sisseehitatud kaitseplaat, mida arutati veidi eespool, siis on kõik lihtsustatud. Kui aku on saavutanud teatud pinge, lahutab plaat selle automaatselt laadijast. Sellel laadimismeetodil on aga olulisi puudusi, millest me rääkisime.

Aku sisseehitatud kaitse ei võimalda seda mingil juhul laadida. Jääb vaid kontrollida laadimisvoolu nii, et see ei ületaks selle aku jaoks lubatud väärtusi (kahjuks ei tea kaitseplaadid laadimisvoolu piirata).

Laadimine labori toiteallikaga

Kui teie käsutuses on voolupiiranguga toiteallikas, olete päästetud! Selline jõuallikas on juba täisväärtuslik laadija, mis rakendab õiget laadimisprofiili, millest me eespool kirjutasime (CC / CV).

Liitiumi laadimiseks piisab, kui seadistada toiteallikale 4,2 volti ja määrata soovitud voolupiirang. Ja saate aku ühendada.

Alguses, kui aku on endiselt tühi, laboriüksus toide töötab ülekoormuskaitse režiimis (st stabiliseerib väljundvoolu teatud tasemel). Siis, kui pinge kaldal tõuseb seatud 4,2 V -ni, läheb toide pinge stabiliseerimisrežiimi ja vool hakkab langema.

Kui vool langeb temperatuurini 0,05–0,1 ° C, võib akut lugeda täielikult laetuks.

Nagu näete, on labori toiteallikas peaaegu ideaalne laadija! Ainus, mida ta ei tea, kuidas seda automaatselt teha, on teha otsus aku täis laadida ja välja lülitada. Kuid see on tühiasi, millele ei tasu isegi tähelepanu pöörata.

Kuidas liitiumpatareid laadida?

Ja kui me räägime ühekordselt kasutatavast patareist, mis pole ette nähtud laadimiseks, siis õige (ja ainus õige) vastus sellele küsimusele on MITTE.

Fakt on see, et mis tahes liitiumakut (näiteks laialt levinud CR2032 lameda tableti kujul) iseloomustab sisemine passiivikiht, mis katab liitiumanoodi. See kiht takistab anoodi keemilist reaktsiooni elektrolüüdiga. Ja välise voolu tarnimine hävitab ülaltoodud kaitsekihi, põhjustades aku kahjustamist.

Muide, kui me räägime mittelaetavast CR2032 akust, see tähendab, et sellega väga sarnane LIR2032 on juba täieõiguslik aku. Seda saab ja tuleb laadida. Ainult tema pinge ei ole 3, vaid 3,6 V.

Artikli alguses oli juttu sellest, kuidas laadida liitiumakusid (olgu selleks siis telefoni aku, 18650 või mõni muu liitiumioonaku).

85 kopikat / tk. Osta MCP73812 Hõõruge 65 tk. Osta NCP1835 Hõõruge 83 tk. Osta * Kõik IC -d tasuta kohaletoimetamisega

Tõenäoliselt on paljudel inimestel probleeme ilma kontrollerita Li-Ion aku laadimisega, mul oli selline olukord. Tapetud sülearvuti sai, patareis oli elus neli SANYO UR18650A purki.
Otsustasin selle asendada LED -taskulambiga, mitte kolme AAA patareiga. Tekkis küsimus nende laadimise kohta.
Internetis tuhnides leidsin hulga skeeme, kuid meie linna detailidega on see pisut kitsas.
Proovisin laadida mobiiltelefoni laadimisest, probleem seisneb laadimise juhtimises, peate pidevalt jälgima kuumutamist, peate selle laadimisest veidi lahti ühendama, vastasel juhul saab aku parimal juhul välja lülitada või käivitada tuld.
Otsustasin seda ise teha. Ostsin poest aku jaoks voodi. Ostsin kirbuturult laadija. Laadimise lõpu jälgimise hõlbustamiseks on soovitatav leida kahevärviline LED, mis annab märku laadimise lõppemisest. Kui laadimine on lõppenud, lülitub see punasest roheliseks.
Kuid võite kasutada ka tavalist. Laadija saab asendada USB -kaabliga ning seda saab laadida arvutist või laadida USB -väljundiga.
Minu laadija on mõeldud ainult ilma kontrollerita akudele. Võtsin kontrolleri vanast mobiiltelefoni akust. Ta hoolitseb selle eest, et aku ei oleks ülelaetud üle 4,2 V pinge ega tühjeneks alla 2 ... 3 V. Samuti kaitseb kaitselülitus lühiste eest, eraldades panga ise tarbijast lühise hetkel. vooluahel.
Sellel on DW01 kiip ja kahest MOSFET -transistorist (M1, M2) SM8502A koosnev komplekt. On ka teisi märgistusi, kuid ahelad on sarnased sellele ja töötavad samamoodi.

Mobiiltelefoni aku laadimise kontroller.

Kontrolleri ahel.

Teine kontrolleri ahel.
Peamine on mitte segi ajada kontrolleri jootmise polaarsust voodiga ja kontrollerit laadijaga. Kontaktid "+" ja "-" on näidatud kontrolleriplaadil.

Positiivse kontakti lähedal asuvas voodis on soovitav teha selgelt nähtav punase värvi või isekleepuva kilega osuti, et vältida polaarsuse muutumist.
Panin kõik kokku ja nii see juhtus.

Laeb suurepäraselt. Kui pinge jõuab 4,2 voltini, lülitab kontroller aku laadimise lahti ja LED lülitub punasest roheliseks. Laadimine on lõppenud. Võite laadida ka teisi Li-Ion akusid, kasutage lihtsalt teist voodit. Palju õnne kõigile.

See videoõpetus näitab, kuidas laadida populaarseid 18650 liitium-ioonakusid, paljud inimesed kasutavad sarnaseid. Artikli allosas olev video kanalist “Pakkide ja jaemüügi omatehtud toodete ülevaated”, kuidas seda vaid poole dollari eest ise teha.
Teema on asjakohane, näiteks taskulamp, millel pole selliste akude laadimiseks sisseehitatud funktsiooni, see ei saa hakkama ilma omatehtud laadijata.

Hiinas maksab odavaim alates 3 dollarist, kõrgem. Saate seda Hiina poest osta.

Ainus asi, mida osta, on odavad moodulid liitiumakude laadimiseks, need on võimelised laadima neid, mida kasutatakse raadio teel juhitavates seadmetes, need on odavad. Sarnast moodulit oleks võimalik ka ise teha, kuid sellel pole mõtet, suure tõenäosusega tuleb see kallim välja. Selles Hiina kaupluses müüakse mooduleid odavalt.

Selleks, et 18650 patareid saaksid üksteisest sõltumatult laadida, kuna neil on erinev võimsus, kasutame kahte moodulit.

Tegelikult pole nendes moodulites midagi keerulist, sisendis on mooduli toiteks mini -usb -pistik, väljundis on kaks kontakti: positiivne ja negatiivne aku ühendamiseks, samuti kaks LED -i - laadimisnäidikud, üks näitab laadimise protsenti, teine ​​on see, et aku on juba laetud.

Ainus ülesanne, mida peate oma kätega tegema, on laadija jaoks korpuse valmistamine - selleks kasutame puitkiudplaate, neid on lihtne töödelda.

Nende lõikamiseks ilma tolmu ja laastudeta kasutame skalpelli, sobib veel üks terav lõikamisvahend, näiteks ehituskirjatarvete nuga.

Materjali struktuur on üsna pehme, pigem nagu papp kui mingi puit.

Üldiselt lõikasin puitkiudplaati skalpelliga, see võttis aega umbes 10 minutit, kuid see ei õnnestunud kenasti, kuna tera hüppas mõnikord maha. Servad, kus lõikamine tehti, ei ole ühtlased, need on nurga all, kuid see pole kriitiline, kuna nendesse kohtadesse valatakse kuum liim, millega kinnitame konstruktsiooni. Ja servadel saate töötada liivapaberiga, mis silub kõik vead.

Laadija korpus pannakse kokku.

Sellelt poolt toome välja ühe mini -usb -pistiku, sellest teise mooduli, kuna korpusesse pole mõtet kahte auku teha.

Samuti teeme omatehtud laadija külgseintele akude saamiseks süvendid.

Valmistasin kõik korpuse osad ette, tegin nendesse augud ja kinnitasin kuumsulamliimiga.
Laadija ümbris on peaaegu valmis, on aeg liikuda täidise juurde, kuumliim sobib hästi puitkiudplaadi kinnitamiseks, see haarab peaaegu kohe, erinevalt PVA -liimist, ei pea te liimimisel praktiliselt ootama, see on ka lihtne skalpelliga sellest lahti saada.

Kasutame fooliumiga kaetud trükkplaate tükkidena, mis puutuvad kokku 18650 patareiga. Me tiname neid, traate on nende külge lihtne jootma hakata.

Kaks moodulit tuleb üksteisega ühendada, kuna kasutame ainult ühte mini -usb -d, selleks jootame lihtsalt sisendis olevad toitekontaktid üksteisele, miinus miinus, pluss pluss.
Ja nüüd, mis peaks lõpuks juhtuma, ühendasime sissetulevad toitekontaktid üksteisega.
Jätkamine 5 minutist seadmel, et regulaarselt laadida 18650 tüüpi liitium-ioonakusid

Seal on seotud teema.