Les batteries jouent un rôle important dans tout mécanisme hors ligne. Les batteries rechargeables sont assez chères en raison de la nécessité d'acheter un chargeur avec elles. Différentes combinaisons de matériaux conducteurs et d'électrolytes sont utilisées dans les batteries rechargeables - plomb-acide, nickel-cadmium (NiCd), nickel-hydrure métallique (NiMH), lithium-ion (Li-ion), lithium-ion polymère (Li-Po).

J'utilise des batteries lithium-ion dans mes projets, j'ai donc décidé de charger moi-même les batteries au lithium 18650 et de ne pas en acheter une chère, alors commençons.

Étape 1 : vidéo

La vidéo montre le montage du chargeur.
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Étape 2 : Liste des composants électriques

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Liste des composants nécessaires pour assembler le chargeur de batterie 18650 :

• Module de chargeur de puce TP4056 avec protection de batterie
• Stabilisateur de tension 7805, vous aurez besoin de 1 pc
• Condensateur 100 nF, 4 pcs (pas nécessaire s'il y a une alimentation 5V)

Étape 3 : Liste d'outils

Pour travailler, vous aurez besoin des outils suivants :

• Couteau chaud
• Boîte en plastique 8x7x3 cm (ou de taille similaire)

Maintenant que tous les outils et composants nécessaires sont prêts à fonctionner, passons au module TP4056.

Étape 4 : module chargeur de batterie Li-io basé sur la puce TP4056

Un peu plus de détails sur ce module. Il existe deux versions de ces modules sur le marché : avec et sans protection de batterie.

La carte de dérivation contenant le circuit de protection surveille la tension à l'aide du filtre d'alimentation DW01A (circuit intégré de protection de batterie) et FS8205A (module à transistors à canal N). Ainsi, la carte de dérivation contient trois circuits intégrés (TP4056 + DW01A + FS8205A), tandis que le module chargeur sans protection de batterie ne contient qu'un seul circuit intégré (TP4056).

TP4056 - module de charge pour batteries Li-io monocellulaires avec charge linéaire à courant et tension constants. Le package SOP et quelques composants externes font de ce module un excellent choix pour une utilisation dans les appareils électriques de bricolage. Il se charge via USB ainsi qu'un adaptateur secteur ordinaire. Le brochage du module TP4056 est joint (Fig. 2), ainsi que le graphique du cycle de charge (Fig. 3) avec les courbes de courant continu et de tension continue. Deux diodes sur le fond de panier indiquent l'état de charge actuel - charge, fin de charge, etc. (Fig. 4).

Afin de ne pas endommager la batterie, les batteries lithium-ion 3,7 V doivent être chargées à une valeur de courant constante de 0,2 à 0,7 fois leur capacité jusqu'à ce que la tension de sortie atteigne 4,2 V, après quoi la charge sera effectuée courant continu et diminuant progressivement (jusqu'à 10 % de la valeur initiale) le courant. Nous ne pouvons pas interrompre la charge à 4,2 V, car le niveau de charge sera de 40 à 80 % de la pleine capacité de la batterie. Le module TP4056 est responsable de ce processus. Un autre point important est que la résistance connectée à la broche PROG détermine le courant de charge. Dans les modules du marché, une résistance de 1,2 KΩ est généralement connectée à cette broche, ce qui correspond à un courant de charge de 1A (Fig. 5). Pour obtenir différentes valeurs du courant de charge, vous pouvez essayer d'installer différentes résistances.

DW01A est un circuit intégré de protection de batterie, la figure 6 montre un schéma de câblage typique. Les MOSFET M1 et M2 sont connectés en externe par un circuit intégré FS8205A.

Ces composants sont installés sur le fond de panier du module de charge de batterie lithium-ion TP4056, qui est référencé à l'étape 2. Nous n'avons qu'à faire deux choses : donner une tension dans la plage de 4-8 V au connecteur d'entrée, et connecter les pôles de la batterie avec les broches + et - du module TP4056.

Après cela, nous continuerons à assembler le chargeur.

Étape 5 : schéma de câblage

Pour terminer l'assemblage des composants électriques, nous les soudons conformément au schéma. J'ai joint un schéma dans le programme Fritzing et une photo de la connexion physique.

1. + le contact du connecteur d'alimentation est connecté à l'un des contacts de l'interrupteur, et - le contact du connecteur d'alimentation est connecté à la broche GND du stabilisateur 7805
2. Nous connectons le deuxième contact de l'interrupteur à la broche Vin du stabilisateur 7805
3. Installez trois condensateurs 100nF en parallèle entre les broches Vin et GND du régulateur de tension (utilisez une maquette pour cela)
4. Installez un condensateur de 100nF entre les broches Vout et GND du régulateur de tension (sur la maquette)
5. Connectez la broche Vout du régulateur de tension à la broche IN + du module TP4056
6. Connectez la broche GND du régulateur de tension à la broche IN du module TP4056
7. Connectez le contact + du compartiment batterie à la broche B + du module TP4056, et connectez le contact du compartiment batterie à la broche B- du module TP4056

Ceci termine les connexions. Si vous utilisez une alimentation 5V, sautez toutes les étapes avec les connexions au régulateur de tension 7805, et connectez le + et - de l'unité directement aux broches IN + et IN- du module TP4056, respectivement.
Si vous utilisez une alimentation 12V, le régulateur 7805 va chauffer en passant un courant de 1A, cela peut être corrigé avec un dissipateur thermique.

Étape 6 : Assemblage, partie 1 : percer des trous dans le boîtier

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Afin d'adapter correctement tous les composants électriques dans le boîtier, vous devez y percer des trous :

1. À l'aide de la lame d'un couteau, marquez les limites du compartiment à piles sur le corps (Fig. 1).
2. Utilisez un couteau chaud pour découper un trou selon les marques faites (Fig. 2 et 3).
3. Après avoir coupé le trou, le corps devrait ressembler à la figure 4.
4. Marquez l'emplacement où le connecteur USB TP4056 sera situé (Figures 5 et 6).
5. Utilisez un couteau chaud pour percer un trou dans le boîtier pour le connecteur USB (Fig. 7).
6. Marquez les emplacements sur le boîtier où seront situées les diodes TP4056 (Fig. 8 et 9).
7. Utilisez un couteau chaud pour percer des trous pour les diodes (fig. 10).
8. De la même manière, faites des trous pour le connecteur d'alimentation et l'interrupteur (fig. 11 et 12)

Étape 7 : assemblage, partie 2 : installer les composants électriques

Suivez les instructions pour installer les composants dans le châssis :

1. Installez le compartiment à piles avec les points de fixation à l'extérieur du compartiment/boîtier. Collez le compartiment avec un pistolet à colle (fig. 1).
2. Réinstallez le module TP4056 de manière à ce que le connecteur USB et les diodes s'emboîtent dans les trous correspondants, fixez-le avec de la colle chaude (Fig. 2).
3. Réinstaller le régulateur de tension 7805, le fixer avec de la colle thermofusible (Fig. 3).
4. Réinstallez le connecteur d'alimentation et l'interrupteur, fixez-les avec de la colle chaude (Fig. 4).
5. La disposition des composants doit ressembler à celle de la figure 5.
6. Fixez le couvercle inférieur à l'aide des vis (fig. 6).
7. Plus tard, j'ai recouvert les bosses laissées par le couteau chaud avec du ruban adhésif noir. Ils peuvent également être lissés avec du papier de verre.

Le chargeur terminé est illustré à la figure 7. maintenant, il faut l'expérimenter.

Étape 8 : testez

Placez la batterie déchargée dans le chargeur. Mettez sous tension la prise 12V ou USB. La diode rouge doit clignoter, ce qui signifie que le processus de charge est en cours.

Lorsque la charge est terminée, la diode bleue doit s'allumer.
Je joins une photo du chargeur en cours de charge et une photo avec une batterie chargée.
Ceci termine le travail.

Dans cet article, je vais vous montrer comment faire un simple Chargeur pour ces batteries rechargeables.

Assemblage et test du chargeur.

Nous avons besoin:

1. Seringue 20ml
2.2 câblage cuivre
3. Ressort du support de batterie (de l'ancienne technologie ou des jouets)
4. Module de charge des batteries lithium 18650 sur TP4056 5V 1A avec interface micro USB ()
5. Colle thermofusible
6. Batterie rechargeable type 18650 ()

Depuis les outils :

1. Fer à souder
2. Pistolet à colle
3. Couteau de papeterie

Fabriquer un chargeur

Nous avons besoin d'une seringue médicale de 20 ml et d'une batterie rechargeable 18650.

La seringue s'adapte parfaitement à la taille de la batterie.

Nous coupons le nez de la seringue (où l'aiguille est insérée) avec un couteau de bureau afin qu'il ne nous gêne pas dans la poursuite de l'opération.

Nous prenons un ressort des supports de batterie de l'ancienne technologie (par exemple, d'une télécommande ou de jouets).
Nous passons le câblage en cuivre du bas dans le trou et le fixons sur la spirale à ressort comme indiqué sur la photo.

Nous prenons un module de charge pour batteries lithium 18650 sur TP4056 5V 1A avec une interface micro USB et le fixons avec de la colle chaude à une seringue dans un endroit pratique. En respectant la polarité, nous amenons les fils au module et les soudons avec un fer à souder.

Un peu sur le module TP4056 5V 1A.

Conçu pour charger des batteries au lithium de 3,7 V avec un courant allant jusqu'à 1 A. Ce module, en raison de sa taille et de son connecteur micro USB, s'intègre facilement dans divers appareils et peut servir de remplacement alternatif pour les chargeurs de batterie au lithium en panne. Prend en charge divers types de batteries au lithium, y compris la populaire 18650. Le module n'est pas protégé contre l'inversion de polarité, soyez donc prudent lors de la connexion des batteries.

Coupez un petit morceau du piston de la seringue à la base avec un élastique, comme indiqué sur la photo. Cela fixera la batterie à l'intérieur de la seringue.

Nous faisons un trou dans la seringue pour le câblage en cuivre afin qu'il puisse toucher la borne positive de la batterie. Le trou doit être fait à un niveau où la batterie n'est pas fixée par le piston de la seringue. La photo montre que j'ai fait par erreur un trou inférieur dans la position fixe de la batterie.

Après avoir passé le fil dans le trou et fixé la batterie avec le piston, vous pouvez commencer le test du chargeur.

Le chargeur fonctionne de manière stable... La batterie ne chauffe pas pendant la charge. Grâce à l'affichage sur le module, vous pouvez surveiller le processus de charge (LED rouge) et l'achèvement du processus de charge de la batterie (LED bleue).

L'appareil est pertinent en raison du faible coût des consommables pour un chargeur maison et d'une conception simple.

Vous pouvez également fabriquer des supports pour ce type de piles rechargeables à partir de seringues de 20 ml et les utiliser dans divers travaux manuels.

Il est difficile d'évaluer les caractéristiques d'un chargeur particulier sans comprendre comment une charge exemplaire d'une batterie Li-ion devrait réellement s'écouler. Donc, avant de passer directement aux circuits, rappelons un peu la théorie.

Que sont les batteries au lithium

Selon le matériau dont est constituée l'électrode positive d'une batterie au lithium, il en existe plusieurs variétés :

• avec cathode au cobaltate de lithium;
• avec une cathode à base de phosphate de fer lithié ;
• à base de nickel-cobalt-aluminium;
• à base de nickel-cobalt-manganèse.

Toutes ces batteries ont leurs propres caractéristiques, mais comme ces nuances n'ont pas une importance fondamentale pour le grand public, elles ne seront pas prises en compte dans cet article.

De plus, toutes les batteries li-ion sont produites dans différentes tailles et facteurs de forme standard. Ils peuvent être à la fois dans une conception de boîtier (par exemple, le populaire 18650 aujourd'hui) et dans une conception laminée ou prismatique (batteries gel-polymère). Ces derniers sont des sacs hermétiquement scellés faits d'un film spécial, qui contiennent des électrodes et une masse d'électrodes.

Les tailles les plus courantes de batteries Li-ion sont indiquées dans le tableau ci-dessous (elles ont toutes une tension nominale de 3,7 volts) :

La désignation	Taille standard	Taille similaire
XXYY0, où Xx- indication du diamètre en mm, AA- valeur de la longueur en mm, 0 - reflète l'exécution sous la forme d'un cylindre	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø correspond à AAA, mais la moitié de la longueur)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, longueur CR2
	14430	Ø 14 mm (comme AA), mais plus court
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S / 300S
	17670	2xCR123 (ou 168S / 600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (ou 150A / 300P)
	18650	2xCR123 (ou 168A / 600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	AVEC
	26650
	32650
	33600	ré
	42120

Les processus électrochimiques internes se déroulent de la même manière et ne dépendent pas du facteur de forme et de la conception de la batterie. Par conséquent, tout ce qui est dit ci-dessous s'applique également à toutes les batteries au lithium.

Comment charger correctement les batteries lithium-ion

La façon la plus correcte de charger des batteries au lithium est de les charger en deux étapes. C'est la méthode utilisée par Sony dans tous ses chargeurs. Malgré le contrôleur de charge plus sophistiqué, celui-ci fournit une charge plus complète pour les batteries Li-ion sans compromettre leur durée de vie.

Nous parlons ici d'un profil de charge en deux étapes pour les batteries au lithium, abrégé en CC / CV (courant constant, tension constante). Il existe également des options avec des courants pulsés et progressifs, mais elles ne sont pas prises en compte dans cet article. Vous pouvez en savoir plus sur la charge avec un courant pulsé.

Examinons donc plus en détail les deux étapes de la charge.

1. Au premier stade un courant de charge constant doit être assuré. La valeur actuelle est 0,2-0,5C. Pour une charge accélérée, il est permis d'augmenter le courant à 0,5-1,0C (où C est la capacité de la batterie).

Par exemple, pour une batterie d'une capacité de 3000 mA / h, le courant de charge nominal au premier étage est de 600 à 1500 mA et le courant de charge accélérée peut être compris entre 1,5 et 3 A.

Pour fournir un courant de charge constant d'une valeur donnée, le circuit de charge (chargeur) doit pouvoir élever la tension aux bornes de la batterie. En fait, au premier étage, le chargeur fonctionne comme un stabilisateur de courant classique.

Important: si vous envisagez de charger des batteries avec une carte de protection intégrée (PCB), vous devez vous assurer, lors de la conception du circuit de mémoire, que la tension en circuit ouvert du circuit ne peut jamais dépasser 6-7 volts. Sinon, le panneau de protection peut être endommagé.

Au moment où la tension sur la batterie atteint une valeur de 4,2 volts, la batterie gagnera environ 70 à 80 % de sa capacité (la valeur spécifique de la capacité dépendra du courant de charge : avec une charge accélérée, elle sera légèrement moins, avec nominal - un peu plus). Ce moment marque la fin de la première étape de charge et sert de signal pour le passage à la deuxième (et dernière) étape.

2. Deuxième étape de charge- il s'agit d'une charge de batterie avec une tension constante, mais diminuant progressivement (en baisse) de courant.

A ce stade, le chargeur maintient une tension de 4,15-4,25 volts sur la batterie et contrôle la valeur du courant.

Au fur et à mesure que la capacité augmente, le courant de charge diminue. Dès que sa valeur diminue à 0,05-0,01C, le processus de charge est considéré comme terminé.

Une nuance importante du bon fonctionnement du chargeur est sa déconnexion complète de la batterie après la fin de la charge. Cela est dû au fait que pour les batteries au lithium, il est extrêmement indésirable de les maintenir sous tension augmentée, qui fournit généralement de la mémoire (c'est-à-dire 4,18-4,24 volts). Ceci entraîne une dégradation accélérée de la composition chimique de la batterie et, par conséquent, une diminution de sa capacité. Un séjour de longue durée signifie des dizaines d'heures ou plus.

Au cours de la deuxième étape de charge, la batterie parvient à gagner environ 0,1-0,15 de sa capacité. La charge totale de la batterie atteint ainsi 90-95%, ce qui est un excellent indicateur.

Nous avons couvert deux étapes principales de la charge. Cependant, la couverture de la question de la charge des batteries au lithium serait incomplète si une étape supplémentaire de charge n'était pas mentionnée - la soi-disant. précharge.

Étape de précharge (précharge)- cette étape n'est utilisée que pour les batteries fortement déchargées (inférieures à 2,5 V) pour les ramener à des conditions de fonctionnement normales.

A ce stade, la charge est fournie courant continu valeur réduite jusqu'à ce que la tension de la batterie atteigne 2,8 V.

Une étape préalable est nécessaire pour éviter le gonflement et la dépressurisation (voire l'explosion avec incendie) des batteries endommagées, par exemple présentant un court-circuit interne entre les électrodes. Si un courant de charge important traverse immédiatement une telle batterie, cela entraînera inévitablement son réchauffement, et quelle chance.

Un autre avantage de la précharge est de préchauffer la batterie, ce qui est important lors de la charge à basse température ambiante (dans une pièce non chauffée pendant la saison froide).

La charge intelligente doit pouvoir surveiller la tension sur la batterie pendant la phase préliminaire de charge et, si la tension n'augmente pas pendant une longue période, conclure que la batterie est défectueuse.

Toutes les étapes de charge d'une batterie lithium-ion (y compris l'étape de précharge) sont schématiquement représentées dans ce graphique :

Le dépassement de la tension de charge nominale de 0,15 V peut réduire de moitié la durée de vie de la batterie. Abaisser la tension de charge de 0,1 volt réduit la capacité d'une batterie chargée d'environ 10 %, mais prolonge considérablement sa durée de vie. La tension d'une batterie complètement chargée après l'avoir retirée du chargeur est de 4,1 à 4,15 volts.

Pour résumer ce qui précède, nous allons exposer les principales thèses :

1. Quel courant pour charger une batterie li-ion (par exemple, 18650 ou autre) ?

Le courant dépendra de la vitesse à laquelle vous souhaitez le charger et peut aller de 0,2C à 1C.

Par exemple, pour une batterie de taille 18650 d'une capacité de 3400 mAh, le courant de charge minimum est de 680 mA, et le maximum est de 3400 mA.

2. Combien de temps faut-il pour charger, par exemple, les mêmes 18650 batteries rechargeables ?

Le temps de charge dépend directement du courant de charge et est calculé par la formule :

T = C / je charge.

Par exemple, le temps de charge de notre batterie 3400 mAh avec un courant de 1A sera d'environ 3,5 heures.

3. Comment charger correctement la batterie lithium polymère ?

Toutes les batteries au lithium sont chargées de la même manière. Peu importe qu'il s'agisse de lithium polymère ou de lithium-ion. Pour nous, consommateurs, il n'y a pas de différence.

Qu'est-ce qu'un panneau de protection ?

La carte de protection (ou PCB - carte de contrôle de puissance) est conçue pour protéger contre les courts-circuits, les surcharges et les décharges excessives batterie au lithium... En règle générale, une protection contre la surchauffe est également intégrée aux modules de protection.

Pour des raisons de sécurité, il est interdit d'utiliser des piles au lithium dans les appareils électroménagers s'ils n'ont pas de carte de protection intégrée. Par conséquent, toutes les batteries des téléphones portables ont toujours une carte PCB. Les bornes de sortie de la batterie sont situées directement sur la carte :

Ces cartes utilisent un contrôleur de charge à six pattes basé sur des analogues mikruh spécialisés (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600, etc.). La tâche de ce contrôleur est de déconnecter la batterie de la charge lorsque la batterie est complètement déchargée et de déconnecter la batterie de la charge lorsqu'elle atteint 4,25V.

Par exemple, voici un schéma de la carte de protection de batterie BP-6M, qui était fournie avec les anciens téléphones Nokia :

Si nous parlons de 18650, ils peuvent être produits avec ou sans panneau de protection. Le module de protection est situé dans la zone de la borne négative de la batterie.

La carte augmente la longueur de la batterie de 2-3 mm.

Les batteries sans PCB sont généralement incluses dans les batteries avec leurs propres circuits de protection.

Toute batterie protégée se transforme facilement en batterie non protégée, il vous suffit de la vider.

A ce jour, la capacité maximale de la batterie 18650 est de 3400mAh. Les batteries protégées doivent être marquées sur le boîtier ("Protégé").

Ne pas confondre une carte PCB avec un module PCM (PCM - power charge module). Si les premiers ne servent qu'à protéger la batterie, les seconds sont conçus pour contrôler le processus de charge - ils limitent le courant de charge à un niveau donné, contrôlent la température et, en général, assurent l'ensemble du processus. La carte PCM est ce que nous appelons le contrôleur de charge.

J'espère maintenant qu'il n'y a plus de questions, comment charger une batterie 18650 ou toute autre batterie au lithium ? Ensuite, nous nous tournons vers une petite sélection de solutions de circuits prêtes à l'emploi pour les chargeurs (ces mêmes contrôleurs de charge).

Schémas de charge pour les batteries Li-ion

Tous les circuits sont adaptés pour charger n'importe quelle batterie au lithium, il ne reste plus qu'à décider de courant de charge et élément de base.

LM317

Schéma d'un chargeur simple basé sur le microcircuit LM317 avec un indicateur de charge :

Le circuit est simple, toute la configuration se réduit à régler la tension de sortie de 4,2 volts à l'aide de la résistance trimmer R8 (sans batterie connectée !) et à régler le courant de charge en sélectionnant les résistances R4, R6. La puissance de la résistance R1 est d'au moins 1 Watt.

Dès que la LED s'éteint, le processus de charge peut être considéré comme terminé (le courant de charge ne diminuera jamais jusqu'à zéro). Il n'est pas recommandé de garder la batterie dans cette charge pendant une longue période après qu'elle soit complètement chargée.

Le microcircuit lm317 est largement utilisé dans divers stabilisateurs de tension et de courant (selon le circuit de commutation). Il est vendu à tous les coins de rue et ne coûte qu'un centime (vous pouvez prendre 10 pièces pour seulement 55 roubles).

Le LM317 se décline en différents boîtiers :

Affectation des broches (brochage) :

Les analogues du microcircuit LM317 sont: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (les deux derniers sont de production nationale).

Le courant de charge peut être augmenté à 3A si vous prenez le LM350 au lieu du LM317. Certes, ce sera plus cher - 11 roubles / pièce.

Le PCB et l'assemblage schématique sont présentés ci-dessous :

L'ancien transistor soviétique KT361 peut être remplacé par un similaire transistor pnp(par exemple, KT3107, KT3108 ou bourgeois 2N5086, 2SA733, BC308A). Il peut être complètement retiré si l'indicateur de charge n'est pas nécessaire.

Inconvénient du circuit : la tension d'alimentation doit être comprise entre 8 et 12V. Cela est dû au fait que pour un fonctionnement normal du microcircuit LM317, la différence entre la tension sur la batterie et la tension d'alimentation doit être d'au moins 4,25 volts. Ainsi, il ne fonctionnera pas depuis le port USB.

MAX1555 ou MAX1551

Les MAX1551 / MAX1555 sont des chargeurs de batterie Li + dédiés qui peuvent être alimentés par USB ou par un adaptateur secteur séparé (comme un chargeur de téléphone).

La seule différence entre ces microcircuits est que le MAX1555 donne un signal pour l'indicateur du processus de charge, et le MAX1551 donne un signal que l'appareil est sous tension. Celles. 1555 dans la plupart des cas est toujours préférable, donc 1551 est maintenant difficile à trouver en vente.

Une description détaillée de ces microcircuits du fabricant -.

Maximum tension d'entréeà partir d'un adaptateur CC - 7 V, lorsqu'il est alimenté par USB - 6 V. Lorsque la tension d'alimentation tombe à 3,52 V, le microcircuit est éteint et la charge s'arrête.

Le microcircuit détecte lui-même à quelle entrée la tension d'alimentation est présente et y est connectée. Si l'alimentation est fournie via le bus YUSB, le courant de charge maximal est limité à 100 mA - cela vous permet de brancher le chargeur sur le port USB de n'importe quel ordinateur sans craindre de brûler le pont sud.

Lorsqu'il est alimenté par une alimentation séparée, le courant de charge typique est de 280 mA.

Les microcircuits ont une protection intégrée contre la surchauffe. Même ainsi, le circuit continue de fonctionner, diminuant le courant de charge de 17 mA pour chaque degré au-dessus de 110 ° C.

Il existe une fonction de précharge (voir ci-dessus) : tant que la tension sur la batterie est inférieure à 3V, le microcircuit limite le courant de charge à 40 mA.

Le microcircuit a 5 broches. Ici schéma typique inclusions :

S'il existe une garantie que la tension en sortie de votre adaptateur ne dépassera en aucun cas les 7 volts, alors vous pouvez vous passer du stabilisateur 7805.

L'option de recharge USB peut être assemblée, par exemple, sur celle-ci.

Le microcircuit n'a pas besoin de diodes externes ou de transistors externes. Généralement, bien sûr, magnifique mikruhi! Seulement ils sont trop petits, il n'est pas pratique de souder. Et ils sont aussi chers ().

LP2951

Le stabilisateur LP2951 est fabriqué par National Semiconductors (). Il assure la mise en œuvre de la fonction de limitation de courant intégrée et permet la formation d'un niveau stable de la tension de charge de la batterie lithium-ion en sortie du circuit.

La valeur de la tension de charge est de 4,08 à 4,26 volts et est fixée par la résistance R3 lorsque la batterie est déconnectée. La tension est tenue très précisément.

Le courant de charge est de 150 - 300mA, cette valeur est limitée par les circuits internes du microcircuit LP2951 (selon le fabricant).

Utilisez une diode avec un faible courant inverse. Par exemple, il peut s'agir de n'importe quelle série 1N400X que vous pouvez acheter. La diode est utilisée comme diode de blocage pour empêcher le courant inverse de la batterie dans le microcircuit LP2951 lorsque la tension d'entrée est déconnectée.

Cette charge fournit un courant de charge assez faible, de sorte que toute batterie 18650 peut être chargée pendant la nuit.

Le microcircuit peut être acheté à la fois dans un boîtier DIP et dans un boîtier SOIC (le coût est d'environ 10 roubles par pièce).

MCP73831

Le microcircuit vous permet de créer les bons chargeurs, et il est également moins cher que le hype MAX1555.

Un schéma de câblage typique est tiré de :

Un avantage important du circuit est l'absence de résistances de puissance à faible résistance qui limitent le courant de charge. Ici, le courant est réglé par une résistance connectée à la 5ème broche du microcircuit. Sa résistance doit être comprise entre 2 et 10 kΩ.

L'ensemble de charge ressemble à ceci :

Le microcircuit chauffe assez bien pendant le fonctionnement, mais cela ne semble pas le gêner. Remplit sa fonction.

Voici une autre option circuit imprimé avec led smd et connecteur micro USB :

LTC4054 (STC4054)

Très circuit simple, excellente option ! Permet de charger avec un courant jusqu'à 800 mA (voir). Certes, il a tendance à devenir très chaud, mais dans ce cas, la protection intégrée contre la surchauffe réduit le courant.

Le circuit peut être grandement simplifié en supprimant une ou même les deux LED avec un transistor. Ensuite, ça ressemblera à ça (il faut l'avouer, c'est nulle part plus facile : une paire de résistances et un condensateur) :

L'une des options de PCB est disponible à partir de. La planche est conçue pour des éléments de taille standard 0805.

I = 1000 / R... Cela ne vaut pas la peine de régler un courant important tout de suite, regardez d'abord à quel point le microcircuit va chauffer. Pour mes propres besoins, j'ai pris une résistance de 2,7 kOhm, alors que le courant de charge s'est avéré être d'environ 360 mA.

Il est peu probable qu'un radiateur pour ce microcircuit puisse s'adapter, et ce n'est pas un fait qu'il sera efficace en raison de la résistance thermique élevée de la transition cristal-boîtier. Le fabricant recommande de réaliser le dissipateur thermique "à travers les broches" - en rendant les pistes aussi épaisses que possible et en laissant la feuille sous le boîtier du microcircuit. En général, plus il reste de papier d'aluminium "terrestre", mieux c'est.

Soit dit en passant, la majeure partie de la chaleur est dissipée par le 3ème pied, vous pouvez donc rendre cette piste très large et épaisse (remplissez-la avec un excès de soudure).

Le corps de la puce LTC4054 peut être étiqueté LTH7 ou LTADY.

LTH7 diffère de LTADY en ce que le premier peut soulever une batterie fortement déchargée (sur laquelle la tension est inférieure à 2,9 volts), et le second ne le peut pas (vous devez le balancer séparément).

Le microcircuit est sorti très réussi, il a donc un tas d'analogues : STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, LC6181, VS610902, CX6001, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, LC6181, VS610902, CX6001, EC49016, CYT5026, Q7051. Avant d'utiliser l'un des analogues, consultez la fiche technique.

TP4056

Le microcircuit est fabriqué dans le boîtier SOP-8 (voir), a un collecteur de chaleur en métal sur le ventre qui n'est pas connecté aux contacts, ce qui permet d'évacuer la chaleur plus efficacement. Permet de charger la batterie avec un courant allant jusqu'à 1A (le courant dépend de la résistance de réglage du courant).

Le schéma électrique nécessite le minimum d'éléments articulés :

Le circuit met en œuvre le processus de charge classique - d'abord, charge avec un courant constant, puis avec une tension constante et un courant descendant. Tout est scientifique. Si vous démontez la charge étape par étape, vous pouvez alors distinguer plusieurs étapes :

1. Surveillance de la tension de la batterie connectée (cela se produit en permanence).
2. Phase de précharge (si la batterie est déchargée en dessous de 2,9 V). Chargez avec un courant de 1/10 de la résistance programmée R prog (100mA à R prog = 1,2 kOhm) au niveau de 2,9 V.
3. Charge avec courant constant maximum (1000mA à R prog = 1,2 kOhm) ;
4. Lorsque la batterie atteint 4,2 V, la tension sur la batterie est fixée à ce niveau. Une diminution progressive du courant de charge commence.
5. Lorsque le courant atteint 1/10 de celui programmé par la résistance R prog (100mA à R prog = 1,2kOhm), le chargeur s'éteint.
6. Après la fin de la charge, le contrôleur continue à surveiller la tension de la batterie (voir point 1). Le courant consommé par le circuit de surveillance est de 2-3 A. Une fois que la tension est tombée à 4,0 V, la charge se rallume. Et donc en cercle.

Le courant de charge (en ampères) est calculé par la formule I = 1200 / R prog... Le maximum autorisé est de 1000 mA.

Un vrai test de charge avec une batterie 18650 à 3400 mAh est montré dans le graphique :

L'avantage du microcircuit est que le courant de charge est réglé par une seule résistance. Des résistances puissantes à faible résistance ne sont pas nécessaires. De plus, il y a un indicateur du processus de charge, ainsi qu'une indication de la fin de la charge. Lorsque la batterie n'est pas connectée, le voyant clignote une fois toutes les quelques secondes.

La tension d'alimentation du circuit doit être comprise entre 4,5 et 8 volts. Plus on se rapproche de 4,5 V, mieux c'est (de cette façon, la puce chauffe moins).

La première branche est utilisée pour connecter le capteur de température intégré Batterie aux ions lithium(généralement, il s'agit du fil central de la batterie du téléphone portable). Si la tension de sortie est inférieure à 45 % ou supérieure à 80 % de la tension d'alimentation, la charge est suspendue. Si vous n'avez pas besoin de contrôler la température, placez simplement ce pied sur le sol.

Attention! Ce circuit présente un inconvénient important : l'absence de circuit de protection contre l'inversion de polarité de la batterie. Dans ce cas, le contrôleur est garanti de griller en raison du dépassement du courant maximal. Dans ce cas, la tension d'alimentation du circuit va directement à la batterie, ce qui est très dangereux.

La chevalière est simple, réalisée en une heure sur le genou. Si le temps presse, vous pouvez commander des modules prêts à l'emploi. Certains fabricants de modules prêts à l'emploi ajoutent une protection contre les surintensités et les décharges excessives (par exemple, vous pouvez choisir la carte dont vous avez besoin - avec ou sans protection, et avec quel connecteur).

Vous pouvez également trouver des cartes prêtes à l'emploi avec un contact de sortie pour le capteur de température. Ou encore un module de charge avec plusieurs microcircuits TP4056 en parallèle pour augmenter le courant de charge et avec protection contre l'inversion de polarité (exemple).

LTC1734

C'est aussi un schéma très simple. Le courant de charge est fixé par la résistance R prog (par exemple, si vous mettez une résistance de 3 kΩ, le courant sera de 500 mA).

Les microcircuits sont généralement marqués sur le boîtier : LRTG (on les retrouve souvent dans les vieux téléphones de Samsung).

Le transistor fera en général n'importe quel p-n-p, l'essentiel est qu'il soit conçu pour ensemble actuel mise en charge.

Il n'y a pas d'indicateur de charge sur le schéma indiqué, mais le LTC1734 indique que la broche "4" (Prog) a deux fonctions - régler le courant et surveiller la fin de la charge de la batterie. A titre d'exemple, un circuit avec contrôle de fin de charge à l'aide du comparateur LT1716 est représenté.

Le comparateur LT1716 dans ce cas peut être remplacé par un LM358 pas cher.

TL431 + transistor

Il est probablement difficile de trouver des composants plus abordables. La partie délicate ici est de trouver la référence de tension TL431. Mais ils sont si répandus qu'on les trouve un peu partout (rarement toute alimentation peut se passer de ce microcircuit).

Eh bien, le transistor TIP41 peut être remplacé par n'importe quel autre avec un courant de collecteur approprié. Même l'ancien soviétique KT819, KT805 (ou moins puissant KT815, KT817) fera l'affaire.

La mise en place du circuit revient à régler la tension de sortie (sans batterie !!!) à l'aide d'une résistance d'ajustement à 4,2 volts. La résistance R1 définit le courant de charge maximum.

Ce circuit met pleinement en œuvre un processus en deux étapes de charge des batteries au lithium - d'abord, charge avec un courant constant, puis transition vers la phase de stabilisation de la tension et une diminution progressive du courant jusqu'à presque zéro. Le seul inconvénient est la mauvaise répétabilité du circuit (capricieuse dans le réglage et exigeante sur les composants utilisés).

MCP73812

Il existe un autre microcircuit de Microchip injustement négligé - MCP73812 (voir). Sur sa base, une option de recharge très budgétaire (et peu coûteuse !) est obtenue. Le kit corps entier n'est qu'une résistance !

À propos, le microcircuit est fabriqué dans un boîtier pratique pour la soudure - SOT23-5.

Le seul point négatif est qu'il fait très chaud et qu'il n'y a aucune indication de charge. Cela ne fonctionne pas non plus de manière très fiable si vous avez une alimentation de faible puissance (ce qui donne une chute de tension).

En général, si l'indication de charge n'est pas importante pour vous, et que le courant de 500 mA vous convient, alors le MCP73812 est une très bonne option.

NCP1835

Une solution entièrement intégrée est proposée - NCP1835B, offrant une grande stabilité de la tension de charge (4,2 ± 0,05 V).

Peut-être que le seul inconvénient de ce microcircuit est sa taille trop miniature (boîtier DFN-10, taille 3x3 mm). Tout le monde n'est pas en mesure de fournir une soudure de haute qualité de tels éléments miniatures.

Parmi les avantages incontestables, je voudrais noter les suivants :

1. Le nombre minimum de pièces du kit carrosserie.
2. La possibilité de charger une batterie complètement déchargée (précharge avec un courant de 30mA) ;
3. Détermination de la fin de charge.
4. Courant de charge programmable - jusqu'à 1000 mA.
5. Indication de charge et d'erreur (capable de détecter les piles non rechargeables et de signaler à ce sujet).
6. Protection contre la charge continue (en modifiant la capacité du condensateur C t, vous pouvez régler le temps de charge maximum de 6,6 à 784 minutes).

Le coût du microcircuit n'est pas si bon marché, mais pas si élevé (~ 1 $) pour refuser de l'utiliser. Si vous êtes amis avec un fer à souder, je vous recommande d'opter pour cette option.

Une description plus détaillée est disponible.

Une batterie lithium-ion peut-elle être chargée sans contrôleur ?

Oui, vous pouvez. Cependant, cela nécessitera un contrôle strict du courant et de la tension de charge.

En général, charger la batterie, par exemple notre 18650 sans chargeur, ne fonctionnera pas. Tout de même, vous devez en quelque sorte limiter le courant de charge maximal, de sorte qu'au moins le chargeur le plus primitif est toujours requis.

Le chargeur le plus simple pour toute batterie au lithium est une résistance en série avec la batterie :

La résistance et la puissance dissipée de la résistance dépendent de la tension de l'alimentation qui sera utilisée pour la charge.

Calculons la résistance pour une alimentation de 5 volts à titre d'exemple. Nous chargerons un accu 18650 d'une capacité de 2400 mAh.

Ainsi, au tout début de la charge, la chute de tension aux bornes de la résistance sera :

Ur = 5 - 2,8 = 2,2 Volts

Supposons que notre alimentation de 5 volts soit conçue pour un courant maximum de 1A. Le circuit consommera le courant le plus important au tout début de la charge, lorsque la tension sur la batterie est minimale et est de 2,7-2,8 Volts.

Attention : ces calculs ne prennent pas en compte la possibilité que la batterie puisse être très profondément déchargée et que la tension sur celle-ci puisse être beaucoup plus faible, jusqu'à zéro.

Ainsi, la résistance de la résistance nécessaire pour limiter le courant en tout début de charge au niveau de 1 Ampère doit être :

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

Puissance de dissipation de la résistance :

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

En toute fin de charge de la batterie, lorsque la tension sur celle-ci approche les 4,2 V, le courant de charge sera :

Je charge = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

C'est-à-dire que, comme on peut le voir, toutes les valeurs ne vont pas au-delà du admissible pour une batterie donnée: le courant initial ne dépasse pas le courant de charge maximal admissible pour une batterie donnée (2,4 A), et le courant final dépasse le courant à laquelle la batterie cesse de gagner en capacité (0,24 A).

Le principal inconvénient d'une telle charge est la nécessité de surveiller en permanence la tension de la batterie. Et déconnectez manuellement la charge dès que la tension atteint 4,2 Volts. Le fait est que les batteries au lithium ne tolèrent pas très mal une surtension même à court terme - les masses d'électrodes commencent à se dégrader rapidement, ce qui entraîne inévitablement une perte de capacité. Dans le même temps, toutes les conditions préalables à la surchauffe et à la dépressurisation sont créées.

Si votre batterie a une carte de protection intégrée, ce qui a été évoqué un peu plus haut, alors tout est simplifié. En atteignant une certaine tension sur la batterie, la carte la déconnectera automatiquement du chargeur. Cependant, cette méthode de charge présente des inconvénients importants, dont nous avons parlé dans.

La protection intégrée à la batterie ne permettra en aucun cas de la recharger. Il ne vous reste plus qu'à contrôler le courant de charge pour qu'il ne dépasse pas les valeurs admissibles pour cette batterie (malheureusement, les cartes de protection ne savent pas comment limiter le courant de charge).

Recharge avec une alimentation de laboratoire

Si vous disposez d'une alimentation à courant limité, vous êtes sauvé ! Une telle source d'alimentation est déjà un chargeur à part entière qui implémente le profil de charge correct, dont nous avons parlé ci-dessus (CC / CV).

Tout ce que vous avez à faire pour charger le li-ion est de régler 4,2 volts sur l'alimentation et de définir la limite de courant souhaitée. Et vous pouvez connecter la batterie.

Au début, lorsque la batterie est encore déchargée, unité de laboratoire l'alimentation fonctionnera en mode de protection contre les surintensités (c'est-à-dire qu'elle stabilisera le courant de sortie à un niveau donné). Ensuite, lorsque la tension sur la banque atteint la valeur de 4,2 V, l'alimentation passe en mode de stabilisation de tension et le courant commence à chuter.

Lorsque le courant tombe à 0,05-0,1C, la batterie peut être considérée comme complètement chargée.

Comme vous pouvez le voir, un bloc d'alimentation de laboratoire est presque un chargeur idéal ! La seule chose qu'il ne sait pas faire automatiquement est de prendre la décision de charger complètement la batterie et de l'éteindre. Mais c'est une bagatelle qui ne vaut même pas la peine d'y prêter attention.

Comment recharger des batteries au lithium ?

Et si nous parlons d'une batterie jetable qui n'est pas destinée à être rechargée, alors la bonne (et la seule bonne) réponse à cette question est AUCUNE.

Le fait est que toute batterie au lithium (par exemple, le très répandu CR2032 sous la forme d'une tablette plate) se caractérise par la présence d'une couche de passivation interne qui recouvre l'anode de lithium. Cette couche empêche l'anode de réagir chimiquement avec l'électrolyte. Et l'alimentation en courant externe détruit la couche protectrice ci-dessus, entraînant des dommages à la batterie.

Soit dit en passant, si nous parlons d'une batterie CR2032 non rechargeable, c'est-à-dire que la LIR2032, qui lui est très similaire, est déjà une batterie à part entière. Il peut et doit être facturé. Seule sa tension n'est pas de 3, mais de 3,6V.

Comment charger les batteries au lithium (qu'il s'agisse d'une batterie de téléphone, d'une batterie 18650 ou de toute autre batterie li-ion) a été discuté au début de l'article.

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Beaucoup de gens ont probablement un problème avec le chargement d'une batterie Li-Ion sans contrôleur, j'ai eu une telle situation. L'ordinateur portable tué s'est retrouvé dans la batterie 4 bidons de SANYO UR18650A étaient vivants.
J'ai décidé de le remplacer par une lampe de poche LED, au lieu de trois piles AAA. La question s'est posée de les faire payer.
Après avoir fouillé sur internet, j'ai trouvé un tas de schémas, mais avec des détails dans notre ville c'est un peu serré.
J'ai essayé de charger en chargeant un téléphone portable, le problème est dans le contrôle de charge, vous devez surveiller en permanence le chauffage, vous devez le déconnecter un peu de la charge, sinon la batterie peut être éteinte au mieux, ou vous pouvez démarrer un Feu.
J'ai décidé de le faire moi-même. J'ai acheté un lit pour la batterie dans le magasin. J'ai acheté un chargeur dans une brocante. Pour faciliter le suivi de la fin de la charge, il est conseillé de trouver une LED bicolore qui signale la fin de la charge. Il passe du rouge au vert lorsque la charge est terminée.
Mais vous pouvez également utiliser l'habituel. Le chargeur peut être remplacé par un câble USB et peut être chargé à partir d'un ordinateur ou avec une sortie USB.
Mon chargeur est uniquement pour les batteries sans contrôleur. J'ai pris le contrôleur d'une vieille batterie de téléphone portable. Elle s'assure que la batterie n'est pas surchargée au-dessus d'une tension de 4,2 V, ou déchargée à moins de 2 ... 3 V. De plus, le circuit de protection évite les courts-circuits, déconnectant la banque elle-même du consommateur au moment d'un court-circuit. circuit.
Il possède une puce DW01 et un assemblage de deux transistors MOSFET (M1, M2) SM8502A. Il existe également d'autres marquages, mais les circuits sont similaires à celui-ci et fonctionnent de la même manière.

Contrôleur de charge de batterie de téléphone portable.

Circuit contrôleur.

Un autre circuit de contrôleur.
L'essentiel est de ne pas confondre la polarité de la soudure du contrôleur avec le lit et du contrôleur avec le chargeur. Les contacts "+" et "-" sont indiqués sur la carte contrôleur.

Dans le lit près du contact positif, il est conseillé de faire un pointeur bien visible, avec de la peinture rouge ou un film autocollant, afin d'éviter l'inversion de polarité.
J'ai tout mis en place et c'est ce qui s'est passé.

Charge très bien. Lorsque la tension atteint 4,2 volts, le contrôleur déconnecte la batterie de la charge et la LED passe du rouge au vert. La charge est terminée. Vous pouvez également charger d'autres batteries Li-Ion, utilisez simplement un autre lit. Bonne chance à tous.

Ce didacticiel vidéo montre comment charger les batteries lithium-ion 18650 populaires, de nombreuses personnes en utilisent des similaires. Vidéo de la chaîne "Avis de colis et produits faits maison de jakson" sur comment le faire soi-même pour seulement un demi-dollar, en bas de l'article.
Le sujet est pertinent, par exemple, une lampe de poche qui n'a pas de fonction intégrée pour charger de telles batteries, elle ne peut pas se passer d'un chargeur fait maison.

En Chine, le moins cher coûte à partir de 3 $ de plus. Vous pouvez acheter dans ce magasin chinois.

La seule chose à acheter, ce sont des modules bon marché pour charger les batteries au lithium, ils sont capables de charger celles utilisées dans les équipements radiocommandés, et sont peu coûteux. Il serait possible de créer vous-même un module similaire, mais cela n'a aucun sens, ce sera probablement plus cher. Les modules sont vendus à bas prix dans ce magasin chinois.

Pour que les accus 18650 se chargent indépendamment les uns des autres, puisqu'ils ont des capacités différentes, nous utiliserons deux modules.

En fait, il n'y a rien de compliqué dans ces modules, en entrée il y a un connecteur mini usb pour alimenter le module, en sortie il y a deux contacts : positif et négatif pour connecter la batterie, ainsi que deux LED - indicateurs de charge, l'un indique le pourcentage de charge, le second indique que la batterie est déjà chargée.

La seule tâche que vous devez faire de vos propres mains est de fabriquer un étui pour le chargeur - pour cela, nous utiliserons des garnitures en panneaux de fibres, elles sont faciles à traiter.

Pour les couper sans poussière ni copeaux, nous utilisons un scalpel ; un autre outil tranchant et tranchant, par exemple un couteau de papeterie de construction, fera l'affaire.

La structure du matériau est assez souple, ressemblant plus à du carton qu'à une sorte de bois.

En général, j'ai coupé le panneau de fibres avec un scalpel, cela a pris environ 10 minutes, mais cela n'a pas fonctionné correctement, car la lame sautait parfois. Les bords où la coupe a été faite ne sont pas uniformes, ils sont inclinés, mais ce n'est pas critique, car de la colle chaude sera versée à ces endroits, avec laquelle nous fixerons la structure. Et sur les bords, vous pouvez travailler avec du papier de verre, ce qui atténuera tous les défauts.

Le corps du chargeur sera assemblé.

De ce côté, on va sortir un connecteur mini usb, de celui-ci le deuxième module, puisqu'il ne sert à rien de faire deux trous dans le boitier.

De plus, sur les parois latérales du chargeur maison, nous ferons des évidements afin d'obtenir les batteries.

J'ai préparé toutes les pièces du boîtier, j'y ai fait des trous et je les ai fixées avec de la colle thermofusible.
Le boîtier du chargeur est presque prêt, il est temps de passer au remplissage, la colle thermofusible est bonne pour la fixation du panneau de fibres, elle s'accroche presque immédiatement, contrairement à la colle PVA, vous n'avez pratiquement pas à attendre lors du collage, c'est aussi facile pour s'en débarrasser avec un scalpel.

Nous utilisons des morceaux de PCB recouverts de papier d'aluminium comme plots de contact qui entreront en contact avec les batteries 18650. On va les étamer, il sera facile de leur souder les fils.

Deux modules doivent être connectés l'un à l'autre, car nous n'utiliserons qu'un seul mini usb, pour cela nous soudons simplement les contacts d'alimentation à l'entrée les uns aux autres, moins à moins, plus à plus.
Et maintenant, ce qui devrait arriver à la fin, nous avons connecté les contacts d'alimentation entrants les uns aux autres.
Continuation à partir de 5 minutes sur l'appareil pour un réapprovisionnement régulier de la charge des batteries lithium-ion type 18650

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