Baterije igraju važnu ulogu u bilo kojem off-line mehanizmu. Punjive baterije su prilično skupe zbog potrebe kupovine punjača s njima. U punjivim baterijama koriste se različite kombinacije vodljivih materijala i elektrolita-olovna kiselina, nikal kadmij (NiCd), nikl metal hidrid (NiMH), litij-ion (Li-ion), litij-ionski polimer (Li-Po).

U svojim projektima koristim litij-ionske baterije pa sam odlučio napuniti litijeve baterije 18650 vlastitim rukama, a ne kupiti skupu, pa krenimo.

Korak 1: Video

Video prikazuje montažu punjača.
Link na youtube

Korak 2: Popis električnih komponenti

Pokaži još 3 slike

Popis komponenti potrebnih za sastavljanje punjača 18650:

• Modul punjača čipova TP4056 sa zaštitom baterije
• Regulator napona 7805, trebat će vam 1 kom
• Kondenzator 100 nF, 4 kom (nije potrebno ako postoji napajanje od 5V)

Korak 3: Popis alata

Za rad su vam potrebni sljedeći alati:

• Vrući nož
• Plastična kutija 8x7x3 cm (ili slične veličine)

Sada kada su svi potrebni alati i komponente spremni za rad, prijeđimo na modul TP4056.

Korak 4: Li-io modul za punjenje baterija baziran na čipu TP4056

Malo više detalja o ovom modulu. Na tržištu postoje dvije inačice ovih modula: sa i bez zaštite baterije.

Razvodna ploča koja sadrži zaštitni krug prati napon pomoću filtera napajanja DW01A (Integrirani krug za zaštitu baterije) i FS8205A (N-kanalni tranzistorski modul). Dakle, ploča za isključivanje sadrži tri IC -a (TP4056 + DW01A + FS8205A), dok modul punjača bez zaštite baterije sadrži samo jedan IC (TP4056).

TP4056 je modul za punjenje jednoćelijskih Li-io baterija s linearnim punjenjem konstantne struje i napona. SOP paket i nekoliko vanjskih komponenti čine ovaj modul izvrsnim izborom za uporabu u DIY električnim uređajima. Puni se putem USB -a kao i običnog adaptera za napajanje. Priključen je pinout modula TP4056 (slika 2), kao i grafikon ciklusa punjenja (slika 3) s krivuljama istosmjerne struje i istosmjernog napona. Dvije diode na stražnjoj ploči pokazuju trenutno stanje napunjenosti - napunjenost, kraj napunjenosti itd. (Slika 4).

Kako ne bi oštetili bateriju, litij-ionske baterije od 3,7 V treba puniti konstantnom vrijednošću struje od 0,2-0,7 svog kapaciteta sve dok izlazni napon ne dosegne 4,2 V, nakon čega će se izvršiti punjenje konstantan napon i postupno opadajuća (do 10% početne vrijednosti) struja. Ne možemo prekinuti punjenje na 4,2 V, jer će razina napunjenosti biti 40-80% od punog kapaciteta baterije. Modul TP4056 odgovoran je za ovaj proces. Druga važna točka je da otpornik spojen na PROG pin određuje struju punjenja. U modulima na tržištu na ovaj je pin obično spojen otpornik od 1,2 KΩ, što odgovara struji punjenja od 1A (slika 5). Da biste dobili različite vrijednosti struje punjenja, možete pokušati instalirati različite otpornike.

DW01A je zaštitni sklop baterije, slika 6 prikazuje tipičan dijagram ožičenja. MOSFET -ovi M1 i M2 spojeni su izvana integriranim krugom FS8205A.

Ove su komponente instalirane na stražnjoj ploči modula za punjenje litij-ionske baterije TP4056, što je navedeno u koraku 2. Moramo učiniti samo dvije stvari: dati naponu u rasponu od 4-8 V ulaznom priključku i spojiti polovi baterije s + i - pinovima TP4056 modula.

Nakon toga nastavljamo sa sastavljanjem punjača.

Korak 5: shema ožičenja

Da bismo dovršili montažu električnih komponenti, lemimo ih u skladu sa shemom. Priložio sam dijagram u programu Fritzing i fotografiju fizičke veze.

1. + kontakt konektora za napajanje spojen je na jedan od kontakata prekidača, i - kontakt konektora za napajanje spojen je na GND pin stabilizatora 7805
2. Drugi kontakt prekidača spajamo na Vin pin stabilizatora 7805
3. Instalirajte tri kondenzatora od 100 nF paralelno između Vin i GND pinova regulatora napona (za to upotrijebite ploču)
4. Ugradite kondenzator od 100 nF između pinova Vout i GND regulatora napona (na matičnoj ploči)
5. Spojite Vout pin regulatora napona na IN + pin modula TP4056
6. Spojite GND pin regulatora napona na IN pin modula TP4056
7. Spojite + kontakt odjeljka za bateriju s B + pinom modula TP4056 i spojite kontakt pretinca za baterije s B-pinom modula TP4056

Time se povezuju veze. Ako koristite napajanje od 5 V, preskočite sve korake sa spajanjem na regulator napona 7805 i spojite + i - jedinice izravno na ulaze IN + i IN na modulu TP4056.
Ako koristite napajanje od 12 V, regulator 7805 će se zagrijati tijekom prolaska struje od 1A, to se može ispraviti hladnjakom.

Korak 6: montaža, dio 1: izrežite rupe u kućištu

Pokaži još 7 slika

Da biste pravilno uklopili sve električne komponente u kućište, morate izrezati rupe u njemu:

1. Oštricom noža označite granice pretinca za baterije na tijelu (slika 1).
2. Vrućim nožem izrežite rupu prema oznakama (slike 2 i 3).
3. Nakon izrezivanja rupe, tijelo bi trebalo izgledati kao na slici 4.
4. Označite mjesto na kojem će se nalaziti USB konektor TP4056 (slike 5 i 6).
5. Vrelim nožem izrežite rupu u kućištu za USB priključak (slika 7).
6. Označite mjesta na kućištu na kojima će se nalaziti diode TP4056 (slike 8 i 9).
7. Vrelim nožem izrežite rupe za diode (slika 10).
8. Na isti način napravite rupe za priključak za napajanje i prekidač (slike 11 i 12)

Korak 7: montaža, dio 2: instalirajte električne komponente

Slijedite upute za ugradnju komponenti u kućište:

1. Ugradite pretinac za baterije s mjestima za pričvršćivanje s vanjske strane odjeljka / kućišta. Zalijepite odjeljak pištoljem za ljepilo (slika 1).
2. Ponovno postavite modul TP4056 tako da USB priključak i diode stanu u odgovarajuće rupe, popravite ga vrućim ljepilom (slika 2).
3. Ponovno instalirajte regulator napona 7805, popravite ga ljepilom za topljenje (slika 3).
4. Ponovno postavite utikač i prekidač za napajanje, popravite ih vrućim ljepilom (slika 4).
5. Raspored komponenti trebao bi izgledati isto kao na slici 5.
6. Pričvrstite donji poklopac vijcima (slika 6).
7. Kasnije sam izbočine koje je ostavio vrući nož prekrio crnom ljepljivom trakom. Također se mogu zagladiti brusnim papirom.

Dovršeni punjač prikazan je na slici 7. sada se to mora doživjeti.

Korak 8: testirajte

Ispraznjenu bateriju stavite u punjač. Uključite napajanje u 12V ili USB utičnicu. Crvena dioda bi trebala treptati, što znači da je proces punjenja u tijeku.

Kad se punjenje završi, plava dioda bi trebala zasvijetliti.
Prilažem fotografiju punjača u procesu punjenja i fotografiju s napunjenom baterijom.
Time je posao dovršen.

U ovom članku ću vam pokazati kako to učiniti jednostavno Punjač za ove punjive baterije.

Sklapanje i testiranje punjača.

Trebamo:

1. Štrcaljka 20 ml
2.2 bakreno ožičenje
3. Opruga iz držača baterije (iz stare tehnologije ili igračaka)
4. Modul za punjenje litijevih baterija 18650 na TP4056 5V 1A s mikro USB sučeljem ()
5. Ljepilo za topljenje
6. Punjiva baterija tipa 18650 ()

Od alata:

1. Lemilica
2. Pištolj za ljepilo
3. Nož za tiskanice

Izrada punjača

Potrebna nam je medicinska štrcaljka od 20 ml i punjiva baterija 18650.

Štrcaljka savršeno pristaje veličini baterije.

Odrezali smo nos štrcaljke (gdje je igla umetnuta) kancelarijskim nožem kako nam ne bi smetao u daljnjem radu.

Oprugu uzimamo iz držača baterija iz stare tehnologije (na primjer, iz daljinskog upravljača ili igračaka).
Bakarno ožičenje prolazimo odozdo u rupu i učvršćujemo ga na spiralu opruge kao što je prikazano na fotografiji.

Uzimamo modul za punjenje 18650 litijevih baterija na TP4056 5V 1A s mikro USB sučeljem i pričvršćujemo ga vrućim ljepilom na štrcaljku na prikladnom mjestu. Promatrajući polaritet, dovodimo žice do modula i lemimo ih lemilicom.

Malo o modulu TP4056 5V 1A.

Dizajnirano za punjenje litijevih baterija od 3,7 V sa strujom do 1A. Ovaj modul, zbog svoje veličine i mikro USB priključka, lako se ugrađuje u različite uređaje i može poslužiti kao alternativna zamjena za neispravne litijeve punjače za baterije. Podržava različite vrste litijevih baterija, uključujući popularne 18650. Modul nije zaštićen od promjene polariteta, stoga budite oprezni pri povezivanju baterija.

Odrežite mali komad s klipa štrcaljke u podnožju gumicom, kao što je prikazano na fotografiji. Time ćete popraviti bateriju unutar štrcaljke.

U štrcaljki napravimo rupu za bakreno ožičenje tako da može dodirnuti pozitivni pol baterije. Rupa mora biti napravljena na razini kada baterija nije pričvršćena klipom štrcaljke. Fotografija pokazuje da sam greškom napravio jednu donju rupu u fiksnom položaju baterije.

Nakon što provučete žicu kroz rupu i učvrstite bateriju klipom, možete započeti s testiranjem punjača.

Punjač radi stabilno... Baterija se ne zagrijava tijekom punjenja. Zahvaljujući zaslonu na modulu, možete pratiti proces punjenja (crvena LED) i završetak procesa punjenja baterije (plava LED).

Uređaj je relevantan zbog niske cijene potrošnog materijala za domaći punjač i jednostavnog dizajna.

Također možete napraviti držače za ovu vrstu punjivih baterija od štrcaljki od 20 ml i koristiti ih u raznim zanatima.

Procjena karakteristika određenog punjača teška je bez razumijevanja kako bi primjerno punjenje li-ionske baterije zapravo trebalo teći. Stoga, prije nego što prijeđemo izravno na sklopove, sjetimo se malo teorije.

Što su litijeve baterije

Ovisno o materijalu od kojeg je izrađena pozitivna elektroda litijeve baterije, postoji nekoliko njih:

• s litij -kobaltatnom katodom;
• s katodom na bazi litiranog željeznog fosfata;
• na bazi nikal-kobalt-aluminij;
• na bazi nikal-kobalt-mangana.

Sve te baterije imaju svoje karakteristike, ali budući da ove nijanse nisu od temeljne važnosti za općeg potrošača, neće se razmatrati u ovom članku.

Također, sve li-ionske baterije proizvode se u različitim standardnim veličinama i faktorima oblika. Mogu biti i u kućištu (na primjer, popularni 18650 danas) i u laminiranom ili prizmatičnom dizajnu (gel-polimerne baterije). Potonji su hermetički zatvorene vrećice izrađene od posebnog filma, koje sadrže elektrode i masu elektroda.

Najčešće veličine litij-ionskih baterija prikazane su u donjoj tablici (sve one imaju nominalni napon od 3,7 V):

Oznaka	Standardna veličina	Slične veličine
XXYY0, gdje XX- oznaka promjera u mm, YY- vrijednost duljine u mm, 0 - odražava izvedbu u obliku cilindra	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø odgovara AAA, ali pola duljine)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, duljina CR2
	14430	Ø 14 mm (poput AA), ali kraće
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S / 300S
	17670	2xCR123 (ili 168S / 600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (ili 150A / 300P)
	18650	2xCR123 (ili 168A / 600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	S
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Unutarnji elektrokemijski procesi odvijaju se na isti način i ne ovise o faktoru oblika i dizajnu baterije, stoga se sve dolje navedeno jednako odnosi na sve litijeve baterije.

Kako pravilno napuniti litij-ionske baterije

Najispravniji način punjenja litijevih baterija je punjenje u dvije faze. Ovo je metoda koju Sony koristi u svim punjačima. Unatoč sofisticiranijem kontroleru punjenja, ovo osigurava punije punjenje li-ionskih baterija bez ugrožavanja njihova vijeka trajanja.

Ovdje govorimo o dvostupanjskom profilu punjenja litijevih baterija, skraćeno CC / CV (konstantna struja, konstantan napon). Postoje i opcije s impulsnom i koračnom strujom, ali one se u ovom članku ne razmatraju. Više o punjenju impulsnom strujom možete pročitati.

Dakle, razmotrimo obje faze punjenja detaljnije.

1. U prvoj fazi mora se osigurati konstantna struja punjenja. Trenutna vrijednost je 0,2-0,5C. Za ubrzano punjenje dopušteno je povećati struju na 0,5-1,0C (gdje je C kapacitet baterije).

Na primjer, za bateriju kapaciteta 3000 mA / h, nominalna struja punjenja u prvoj fazi je 600-1500 mA, a ubrzana struja punjenja može biti u rasponu od 1,5-3A.

Kako bi se osigurala konstantna struja punjenja zadane vrijednosti, krug punjača (punjač) mora moći podići napon na priključcima akumulatora. Zapravo, u prvoj fazi punjač radi kao klasični stabilizator struje.

Važno: ako namjeravate puniti baterije s ugrađenom zaštitnom pločom (PCB), tada pri projektiranju memorijskog kruga morate paziti da napon otvorenog kruga u krugu nikada ne smije prelaziti 6-7 volti. U protivnom se može oštetiti zaštitna ploča.

U trenutku kada napon na bateriji poraste na vrijednost od 4,2 volta, baterija će dobiti približno 70-80% svog kapaciteta (specifična vrijednost kapaciteta ovisit će o struji punjenja: s ubrzanim punjenjem bit će neznatno manje, s nominalnim - nešto više). Ovaj trenutak je kraj prve faze punjenja i služi kao signal za prijelaz u drugu (i posljednju) fazu.

2. Druga faza punjenja- ovo je punjenje baterije s konstantnim naponom, ali strujom koja se postupno smanjuje (opada).

U ovoj fazi punjač održava napon od 4,15-4,25 volti na bateriji i kontrolira trenutnu vrijednost.

S povećanjem kapaciteta, struja punjenja će se smanjivati. Čim se njegova vrijednost spusti na 0,05-0,01C, proces punjenja se smatra dovršenim.

Važna nijansa ispravnog rada punjača je njegovo potpuno odvajanje od baterije nakon završetka punjenja. To je zbog činjenice da je za litijeve baterije krajnje nepoželjno držati ih ispod povećan napon, koji obično daje memoriju (tj. 4,18-4,24 volta). To dovodi do ubrzane degradacije kemijskog sastava baterije i posljedično do smanjenja njezinog kapaciteta. Dugotrajni boravak znači desetke sati ili više.

Tijekom druge faze punjenja, baterija uspijeva dobiti još 0,1-0,15 kapaciteta. Ukupna napunjenost baterije tako doseže 90-95%, što je izvrstan pokazatelj.

Pokrili smo dvije glavne faze punjenja. No, pokrivanje pitanja punjenja litijevih baterija bilo bi nepotpuno da se ne spominje još jedna faza punjenja - tzv. prednaplata.

Faza prethodnog punjenja (prethodno punjenje)- ova se faza koristi samo za duboko ispražnjene baterije (ispod 2,5 V) kako bi se vratile u normalne radne uvjete.

U ovoj je fazi predviđena naplata istosmjerna struja smanjena vrijednost dok napon baterije ne dosegne 2,8 V.

Potrebna je preliminarna faza kako bi se spriječilo oticanje i smanjenje tlaka (ili čak eksplozija vatrom) oštećenih baterija, na primjer, unutarnji kratki spoj između elektroda. Ako kroz takvu bateriju odmah prođe velika struja punjenja, to će neizbježno dovesti do njenog zagrijavanja, a zatim i kamo sreće.

Još jedna prednost pred punjenja je zagrijavanje baterije, što je važno pri punjenju pri niskim temperaturama okoline (u nezagrijanoj prostoriji tijekom hladne sezone).

Inteligentno punjenje trebalo bi moći pratiti napon na bateriji tijekom preliminarne faze punjenja i, ako napon ne raste dulje vrijeme, zaključiti da je baterija neispravna.

Sve faze punjenja litij-ionske baterije (uključujući stupanj prednabijanja) shematski su prikazane na ovom grafikonu:

Prekoračenje nazivnog napona punjenja za 0,15 V može prepoloviti vijek trajanja baterije. Snižavanje napona punjenja za 0,1 volt smanjuje kapacitet napunjene baterije za oko 10%, ali značajno produljuje njezin vijek trajanja. Napon potpuno napunjene baterije nakon što je izvadite iz punjača iznosi 4,1-4,15 volti.

Da rezimiramo gore navedeno, izložit ćemo glavne teze:

1. Kojom strujom treba napuniti li-ionsku bateriju (na primjer, 18650 ili bilo koju drugu)?

Struja će ovisiti o tome koliko brzo ju želite napuniti i može se kretati od 0,2C do 1C.

Na primjer, za bateriju 18650 kapaciteta 3400 mAh, minimalna struja punjenja je 680 mA, a maksimalna 3400 mA.

2. Koliko je potrebno za punjenje, na primjer, istih punjivih baterija 18650?

Vrijeme punjenja izravno ovisi o struji punjenja i izračunava se po formuli:

T = C / I punjenje.

Na primjer, vrijeme punjenja naše baterije od 3400 mAh sa strujom od 1A bit će oko 3,5 sata.

3. Kako pravilno napuniti litij -polimernu bateriju?

Sve litijeve baterije pune se na isti način. Nije važno radi li se o litij -polimeru ili litij -ionu. Za nas potrošače nema razlike.

Što je zaštitna ploča?

Zaštitna ploča (ili PCB - ploča za upravljanje napajanjem) dizajnirana je za zaštitu od kratkog spoja, prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja litijeva baterija... U zaštitne module u pravilu je ugrađena i zaštita od pregrijavanja.

Iz sigurnosnih razloga zabranjeno je koristiti litijeve baterije u kućanskim aparatima ako nemaju ugrađenu zaštitnu ploču. Stoga sve baterije s mobitela uvijek imaju PCB ploču. Izlazni priključci baterije nalaze se izravno na ploči:

Ove ploče koriste šesterokraki regulator punjenja temeljen na specijaliziranim mikruh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 itd.). Zadatak ovog kontrolera je odvojiti bateriju od opterećenja kad se baterija potpuno isprazni i odvojiti bateriju od punjenja kada dosegne 4,25V.

Na primjer, evo dijagrama ploče za zaštitu baterije BP-6M, koja je isporučena sa starim telefonima Nokia:

Ako govorimo o 18650, onda se mogu proizvesti sa ili bez zaštitne ploče. Zaštitni modul nalazi se u području negativnog priključka baterije.

Ploča povećava duljinu baterije za 2-3 mm.

Baterije bez PCB -a obično su uključene u baterije sa vlastitim zaštitnim krugovima.

Svaka zaštićena baterija lako se pretvara u nezaštićenu bateriju, samo je izvadite.

Do danas je maksimalni kapacitet baterije 18650 3400mAh. Zaštićene baterije moraju biti označene na kućištu ("Zaštićeno").

Nemojte miješati PCB ploču s PCM modulom (PCM - modul punjenja napajanja). Ako prvi služe samo za zaštitu baterije, drugi su dizajnirani za kontrolu procesa punjenja - ograničavaju struju punjenja na određenoj razini, kontroliraju temperaturu i općenito osiguravaju cijeli proces. PCM ploča je ono što nazivamo kontrolerom punjenja.

Nadam se da sada više nema pitanja, kako napuniti bateriju 18650 ili bilo koju drugu litijsku bateriju? Zatim se okrećemo malom izboru gotovih rješenja sklopova za punjače (te iste kontrolere punjenja).

Sheme punjenja li-ionskih baterija

Svi su krugovi prikladni za punjenje bilo koje litijske baterije, ostaje samo odlučiti struja punjenja i bazi elemenata.

LM317

Dijagram jednostavnog punjača na temelju mikro kruga LM317 s indikatorom napunjenosti:

Krug je jednostavan, cijelo se postavljanje svodi na postavljanje izlaznog napona od 4,2 volta pomoću trimer otpornika R8 (bez spojene baterije!) I podešavanje struje punjenja odabirom otpornika R4, R6. Snaga otpornika R1 je najmanje 1 Watt.

Čim se LED ugasi, proces punjenja se može smatrati dovršenim (struja punjenja nikada se neće smanjiti na nulu). Ne preporučuje se držanje baterije u ovom punjenju dulje vrijeme nakon što se potpuno napuni.

Mikro krug lm317 široko se koristi u raznim stabilizatorima napona i struje (ovisno o sklopnom krugu). Prodaje se na svakom uglu i košta samo peni (možete uzeti 10 komada za samo 55 rubalja).

LM317 dolazi u različitim kućištima:

Dodjela pin -ova (pinout):

Analozi mikro kruga LM317 su: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (posljednja dva su domaće proizvodnje).

Struja punjenja može se povećati na 3A ako uzmete LM350 umjesto LM317. Istina, bit će skuplje - 11 rubalja / komad.

PCB i shematski sklop prikazani su u nastavku:

Stari sovjetski tranzistor KT361 može se zamijeniti sličnim pnp tranzistor(na primjer, KT3107, KT3108 ili građanski 2N5086, 2SA733, BC308A). Može se potpuno ukloniti ako indikator napunjenosti nije potreban.

Nedostatak kruga: napon napajanja mora biti unutar 8-12V. To je zbog činjenice da za normalan rad mikro kruga LM317 razlika između napona na bateriji i napona napajanja mora biti najmanje 4,25 volta. Dakle, neće raditi s USB priključka.

MAX1555 ili MAX1551

MAX1551 / MAX1555 su namjenski Li + punjači za baterije koji se mogu napajati putem USB -a ili zasebnog adaptera za napajanje (poput punjača za telefon).

Jedina razlika između ovih mikro krugova je ta što MAX1555 daje signal za indikator procesa punjenja, a MAX1551 daje signal da je napajanje uključeno. Oni. 1555 je u većini slučajeva još uvijek poželjniji, pa je 1551 sada teško naći u prodaji.

Detaljan opis ovih mikro krugova od proizvođača -.

Maksimum ulazni napon iz istosmjernog adaptera - 7 V, kada se napaja iz USB -a - 6 V. Kad napon napajanja padne na 3,52 V, mikro krug se isključuje i punjenje prestaje.

Sam mikro krug detektira na kojem je ulazu napon napajanja i spojen je s njim. Ako se napajanje napaja putem YUSB sabirnice, tada je maksimalna struja punjenja ograničena na 100 mA - to vam omogućuje da utaknete punjač u USB priključak bilo kojeg računala bez straha od spaljivanja južnog mosta.

Kada se napaja zasebnim napajanjem, tipična struja punjenja je 280mA.

Mikro kola imaju ugrađenu zaštitu od pregrijavanja. Unatoč tome, krug nastavlja raditi, smanjujući struju punjenja za 17 mA za svaki stupanj iznad 110 ° C.

Postoji funkcija prethodnog punjenja (vidi gore): sve dok je napon na bateriji ispod 3 V, mikro krug ograničava struju punjenja na 40 mA.

Mikrokružnica ima 5 pinova. Ovdje tipična shema uključivanja:

Ako postoji jamstvo da napon na izlazu vašeg adaptera ni pod kojim uvjetima neće prelaziti 7 volti, tada možete bez stabilizatora 7805.

Opcija USB punjenja može se sastaviti, na primjer, na ovoj.

Mikrokrugu nisu potrebne vanjske diode ili vanjski tranzistori. Općenito, naravno, prekrasni mikruhi! Samo što su premali, nezgodno je lemiti. A i skupi su ().

LP2951

Stabilizator LP2951 proizvodi National Semiconductors (). Omogućuje provedbu ugrađene funkcije ograničavanja struje i omogućuje stvaranje stabilne razine napona punjenja litij-ionske baterije na izlazu kruga.

Vrijednost napona punjenja je 4,08 - 4,26 volti, a otpornik R3 postavlja ga kad je baterija isključena. Napetost se drži vrlo precizno.

Struja punjenja je 150 - 300mA, ova je vrijednost ograničena unutarnjim krugovima mikro strujnog kruga LP2951 (ovisno o proizvođaču).

Koristite diodu s malom obrnutom strujom. Na primjer, to može biti bilo koja od 1N400X serije koju možete kupiti. Dioda se koristi kao blokirajuća dioda za sprječavanje obrnute struje iz baterije u mikro strujno kolo LP2951 kada je ulazni napon isključen.

Ovo punjenje pruža prilično nisku struju punjenja, tako da se svaka baterija od 18650 može napuniti preko noći.

Mikro krug se može kupiti i u DIP paketu i u SOIC paketu (cijena je oko 10 rubalja po komadu).

MCP73831

Mikrokružnica vam omogućuje stvaranje odgovarajućih punjača, a i jeftinija je od raspucanog MAX1555.

Tipičan dijagram ožičenja preuzet je iz:

Važna prednost kruga je nepostojanje jako otpornih otpornika koji ograničavaju struju naboja. Ovdje je struja postavljena otpornikom spojenim na 5. pin mikro kruga. Njegov otpor trebao bi biti u rasponu od 2-10 kΩ.

Sklop za punjenje izgleda ovako:

Mikrokružnica se tijekom rada prilično dobro zagrijava, ali čini se da to ne ometa. Obavlja svoju funkciju.

Evo još jedne mogućnosti isprintana matična ploča s smd vodio i mikro USB priključak:

LTC4054 (STC4054)

Visoko jednostavno kolo, odlična opcija! Omogućuje punjenje strujom do 800 mA (vidi). Istina, nastoji se jako zagrijati, ali u ovom slučaju ugrađena zaštita od pregrijavanja smanjuje struju.

Krug se može uvelike pojednostaviti izbacivanjem jedne ili čak obje LED diode s tranzistorom. Tada će to izgledati ovako (morate priznati, nigdje nije lakše: par otpornika i jedan konder):

Jedna od opcija za PCB dostupna je od. Ploča je dizajnirana za elemente standardne veličine 0805.

I = 1000 / R... Ne vrijedi odmah postaviti veliku struju, prvo pogledajte koliko će se mikro krug zagrijati. Za svoje potrebe uzeo sam otpornik od 2,7 kOhm, dok se struja naboja pokazala oko 360 mA.

Radijator za ovaj mikrokružni krug vjerojatno se neće moći prilagoditi, a nije ni činjenica da će biti učinkovit zbog velikog toplinskog otpora prijelaza kristalno kućište. Proizvođač preporučuje da hladnjak napravite "kroz igle" - da tragovi budu što deblji i da foliju ostavite ispod kućišta mikro kruga. Općenito, što je više "zemljane" folije ostavljeno, to bolje.

Usput, većina topline se raspršuje kroz 3. nogu, pa ovu stazu možete učiniti vrlo širokom i debelom (napunite je viškom lema).

Paket čipa LTC4054 može imati oznaku LTH7 ili LTADY.

LTH7 se razlikuje od LTADY po tome što prvi može podići jako ispražnjenu bateriju (na kojoj je napon manji od 2,9 volti), a drugi ne (morate ga zamahnuti zasebno).

Mikrokružnica je ispala vrlo uspješna, stoga ima hrpu analoga: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, CX50, VS610 EC49016, CYT5026, Q7051. Prije uporabe bilo kojeg od analoga provjerite podatkovnu tablicu.

TP4056

Mikrokružnica je izrađena u kućištu SOP-8 (vidi), na trbuhu ima metalni sakupljač topline koji nije spojen na kontakte, što omogućuje učinkovitije uklanjanje topline. Omogućuje vam punjenje baterije strujom do 1A (struja ovisi o trenutnom otporniku za podešavanje).

Shema ožičenja zahtijeva minimalni broj elemenata sa zglobom:

Krug provodi klasični postupak punjenja - prvo punjenje konstantnom strujom, zatim konstantnim naponom i opadajućom strujom. Sve je znanstveno. Ako korak po korak rastavljate punjenje, možete razlikovati nekoliko faza:

1. Praćenje napona spojene baterije (to se događa stalno).
2. Stupanj punjenja (ako je baterija prazna ispod 2,9 V). Napunite strujom 1/10 od programiranog otpornika R prog (100mA pri R prog = 1,2 kOhm) do razine 2,9 V.
3. Punjenje maksimalnom konstantnom strujom (1000mA pri R prog = 1,2 kOhm);
4. Kad baterija dosegne 4,2 V, napon na bateriji je fiksiran na ovoj razini. Počinje postupno smanjivanje struje punjenja.
5. Kad struja dosegne 1/10 one koju je programirao otpornik R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), punjač se isključuje.
6. Nakon završetka punjenja, regulator nastavlja nadzirati napon baterije (vidi točku 1). Struja koju troši nadzorni krug je 2-3 μA. Nakon što napon padne na 4,0 V, punjenje se ponovno uključuje. I tako u krug.

Struja naboja (u amperima) izračunava se formulom I = 1200 / R prog... Dopušteni maksimum je 1000 mA.

Pravi test punjenja s baterijom 18650 na 3400 mAh prikazan je na grafikonu:

Prednost mikro kruga je u tome što struju naboja postavlja samo jedan otpornik. Snažni otpornici niskog otpora nisu potrebni. Osim toga, postoji indikator procesa punjenja, kao i naznaka kraja punjenja. Kad baterija nije spojena, indikator trepće svakih nekoliko sekundi.

Napon napajanja kruga trebao bi biti unutar 4,5 ... 8 volti. Što je bliže 4.5V, to je bolje (na ovaj način čip se manje zagrijava).

Prva noga služi za povezivanje ugrađenog osjetnika temperature litij -ionska baterija(obično je ovo srednji vod baterije mobitela). Ako je napon na izlazu ispod 45% ili iznad 80% napona napajanja, punjenje se prekida. Ako ne trebate kontrolu temperature, samo postavite ovu nogu na tlo.

Pažnja! Ovaj krug ima jedan značajan nedostatak: nepostojanje zaštitnog kruga za promjenu polariteta baterije. U tom slučaju jamči se da će regulator pregorjeti zbog prekoračenja maksimalne struje. U tom slučaju opskrbni napon kruga ide izravno na bateriju, što je vrlo opasno.

Pečat je jednostavan, napravljen za sat vremena na koljenu. Ako vrijeme ističe, možete naručiti gotove module. Neki proizvođači gotovih modula dodaju zaštitu od prekomjerne struje i prekomjernog pražnjenja (na primjer, možete odabrati koju ploču trebate - sa ili bez zaštite i s kojim priključkom).

Također možete pronaći gotove ploče s izlaznim kontaktom za osjetnik temperature. Ili čak modul za punjenje s nekoliko paralelnih čipova TP4056 za povećanje struje punjenja i sa zaštitom od obrnutog polariteta (primjer).

LTC1734

Ovo je također vrlo jednostavna shema. Struju punjenja postavlja otpornik R prog (na primjer, ako stavite otpornik od 3 kΩ, struja će biti 500 mA).

Mikro kola obično su označena na kućištu: LTRG (često se mogu pronaći u starim telefonima tvrtke Samsung).

Tranzistor je općenito prikladan za bilo koji p-n-p, glavna stvar je da je dizajniran za postaviti struju punjenje.

Na označenom dijagramu nema indikatora napunjenosti, ali na LTC1734 kaže se da pin "4" (Prog) ima dvije funkcije - postavljanje struje i praćenje kraja punjenja baterije. Kao primjer, prikazan je krug s kontrolom kraja punjenja pomoću komparatora LT1716.

Usporednik LT1716 u ovom slučaju može se zamijeniti jeftinim LM358.

TL431 + tranzistor

Vjerojatno je teško doći do pristupačnijih komponenti. Škakljiv dio ovdje je pronalaženje referentne vrijednosti napona TL431. Ali toliko su rasprostranjeni da se nalaze gotovo posvuda (rijetko koje napajanje može bez ovog mikrokruga).

Pa, tranzistor TIP41 može se zamijeniti bilo kojim drugim s odgovarajućom kolektorskom strujom. Čak će i stari sovjetski KT819, KT805 (ili manje moćni KT815, KT817) biti dovoljni.

Postavljanje kruga svodi se na postavljanje izlaznog napona (bez baterije !!!) pomoću otpornika za podrezivanje na 4,2 volta. Otpornik R1 postavlja maksimalnu struju punjenja.

Ovaj krug u potpunosti provodi dvostupanjski proces punjenja litijevih baterija - prvo punjenje istosmjernom strujom, zatim prijelaz u fazu stabilizacije napona i postupno smanjenje struje na gotovo nulu. Jedini nedostatak je loša ponovljivost kruga (hirovit u podešavanju i zahtjevan prema upotrijebljenim komponentama).

MCP73812

Postoji još jedan nezasluženo zanemaren mikrokrug tvrtke Microchip - MCP73812 (vidi). Na temelju toga dobiva se vrlo proračunska opcija naplate (i jeftina!). Cijeli body kit je samo jedan otpornik!

Usput, mikro krug je izrađen u kućištu prikladnom za lemljenje - SOT23-5.

Jedini nedostatak je što se jako zagrijava i nema naznaka napunjenosti. Također nekako ne radi vrlo pouzdano ako imate napajanje male snage (što daje pad napona).

Općenito, ako vam oznaka napunjenosti nije važna, a odgovara vam struja od 500 mA, tada je MCP73812 vrlo dobra opcija.

NCP1835

Nudi se potpuno integrirano rješenje - NCP1835B, koje osigurava visoku stabilnost napona punjenja (4,2 ± 0,05 V).

Možda je jedini nedostatak ovog mikro kruga njegova previše minijaturna veličina (kućište DFN-10, veličina 3x3 mm). Nisu svi u mogućnosti pružiti visokokvalitetno lemljenje takvih minijaturnih elemenata.

Od neospornih prednosti, želio bih istaknuti sljedeće:

1. Minimalni broj dijelova kompleta za tijelo.
2. Sposobnost punjenja potpuno ispražnjene baterije (prethodno punjenje sa strujom od 30mA);
3. Određivanje kraja punjenja.
4. Programabilna struja punjenja - do 1000 mA.
5. Indikacija punjenja i pogreške (može otkriti baterije koje se ne mogu puniti i signalizirati o tome).
6. Zaštita od kontinuiranog punjenja (promjenom kapacitivnosti kondenzatora C t možete postaviti maksimalno vrijeme punjenja od 6,6 do 784 minute).

Cijena mikro kruga nije toliko jeftina, ali nije toliko visoka (~ 1 USD) da biste ga odbili koristiti. Ako ste prijatelji s lemilicom, preporučio bih da se odlučite za ovu opciju.

Detaljniji opis je u.

Može li se litij-ionska baterija puniti bez kontrolera?

Da, možeš. Međutim, to će zahtijevati strogu kontrolu struje i napona punjenja.

Općenito, punjenje baterije, na primjer, našeg 18650 bez punjača, neće raditi. Svejedno, morate nekako ograničiti maksimalnu struju punjenja, pa je ipak potreban barem najprimitivniji punjač.

Najjednostavniji punjač za bilo koju litijsku bateriju je otpornik u seriji s baterijom:

Otpor i rasipanje snage otpornika ovise o naponu napajanja koje će se koristiti za punjenje.

Izračunajmo na primjer otpornik za napajanje od 5 volti. Napunit ćemo 18650 bateriju kapaciteta 2400 mAh.

Dakle, na samom početku punjenja pad napona na otporniku bit će:

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

Pretpostavimo da je naše 5-voltno napajanje naznačeno za maksimalnu struju od 1A. Krug će trošiti najveću struju na samom početku punjenja, kada je napon na bateriji minimalan i iznosi 2,7-2,8 volti.

Pažnja: ovi izračuni ne uzimaju u obzir mogućnost da se baterija može jako duboko isprazniti i da napon na njoj može biti mnogo niži, sve do nule.

Dakle, otpor otpornika potreban za ograničavanje struje na samom početku punjenja na razini od 1 ampera trebao bi biti:

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

Snaga disipacije otpornika:

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

Na samom kraju punjenja baterije, kada se napon na njoj približi 4,2 V, struja punjenja bit će:

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

To jest, kao što vidimo, sve vrijednosti ne prelaze dopuštene za datu bateriju: početna struja ne prelazi najveću dopuštenu struju punjenja za datu bateriju (2,4 A), a konačna struja prelazi struju pri kojem baterija prestaje dobivati ​​kapacitet (0,24 A).

Glavni nedostatak takvog punjenja je potreba stalnog praćenja napona na bateriji. I ručno isključite punjenje čim napon dosegne 4,2 Volta. Činjenica je da litijeve baterije ne podnose čak ni kratkotrajni prenapon jako loše - mase elektroda počinju se brzo razgrađivati, što neizbježno dovodi do gubitka kapaciteta. Istodobno se stvaraju svi preduvjeti za pregrijavanje i smanjenje tlaka.

Ako vaša baterija ima ugrađenu zaštitnu ploču, o kojoj je bilo riječi malo gore, onda je sve pojednostavljeno. Kad dosegne određeni napon na bateriji, ploča će ga automatski isključiti iz punjača. Međutim, ova metoda punjenja ima značajne nedostatke, o kojima smo govorili u.

Zaštita ugrađena u bateriju ni u kojem slučaju neće dopustiti njeno ponovno punjenje. Ostaje vam samo kontrolirati struju punjenja tako da ne prelazi dopuštene vrijednosti za datu bateriju (nažalost, zaštitne ploče ne znaju ograničiti struju punjenja).

Punjenje pomoću laboratorijskog napajanja

Ako imate na raspolaganju strujno ograničeno napajanje, spašeni ste! Takav izvor napajanja već je punopravni punjač koji implementira ispravan profil punjenja, o čemu smo gore pisali (CC / CV).

Sve što trebate učiniti za punjenje li-iona je postaviti 4,2 volta na napajanje i postaviti željeno ograničenje struje. I možete spojiti bateriju.

Isprva, kada je baterija još uvijek prazna, laboratorijska jedinica napajanje će raditi u načinu nadstrujne zaštite (tj. stabilizirat će izlaznu struju na zadanoj razini). Zatim, kada napon na bankini poraste na postavljenih 4,2 V, napajanje će ući u način stabilizacije napona, a struja će početi padati.

Kad struja padne na 0,05-0,1C, baterija se može smatrati potpuno napunjenom.

Kao što vidite, laboratorijsko napajanje gotovo je idealan punjač! Jedino što ne zna učiniti automatski je donijeti odluku o potpunom punjenju baterije i isključivanju. Ali ovo je sitnica na koju nije vrijedno ni obratiti pažnju.

Kako mogu napuniti litijeve baterije?

A ako govorimo o bateriji za jednokratnu upotrebu koja nije namijenjena punjenju, tada točan (i jedini točan) odgovor na ovo pitanje NIJE.

Činjenica je da svaku litijevu bateriju (na primjer, rasprostranjeni CR2032 u obliku ravne tablete) karakterizira prisutnost unutarnjeg sloja pasivacije koji prekriva litijevu anodu. Ovaj sloj sprječava kemijsku reakciju anode s elektrolitom. I dovod vanjske struje uništava gornji zaštitni sloj, što dovodi do oštećenja baterije.

Usput, ako govorimo o bateriji CR2032 koja se ne može puniti, odnosno LIR2032, koji joj je vrlo sličan, već je punopravna baterija. Može se i treba naplatiti. Samo njezin napon nije 3, već 3,6V.

O načinu punjenja litijevih baterija (bilo da se radi o bateriji telefona, 18650 ili bilo kojoj drugoj litij-ionskoj bateriji) raspravljalo se na početku članka.

85 kopejki / kom. Kupiti MCP73812 Utrljajte 65 / kom. Kupiti NCP1835 Utrljajte 83 / kom. Kupiti * Svi IC -ovi s besplatnom dostavom

Mnogi ljudi vjerojatno imaju problem s punjenjem Li-Ion baterije bez kontrolera, imao sam takvu situaciju. Ubijeni laptop je dospio u, u bateriji su bile žive 4 limenke SANYO UR18650A.
Odlučio sam ga zamijeniti u LED svjetiljci, umjesto u tri AAA baterije. Pojavilo se pitanje kako ih naplatiti.
Prešavši po internetu, našao sam hrpu shema, ali s detaljima u našem gradu to je malo teško.
Pokušao sam napuniti punjenje mobitela, problem je u kontroli punjenja, morate stalno pratiti grijanje, morate ga malo odvojiti od punjenja, inače se baterija u najboljem slučaju može isključiti ili možete pokrenuti vatra.
Odlučio sam to učiniti sam. U trgovini sam kupio krevet za bateriju. Punjač sam kupio na buvljaku. Radi praktičnosti praćenja kraja punjenja, preporučljivo je pronaći dvobojne LED diode koje signaliziraju kraj punjenja. Prebacuje se iz crvene u zelenu kad je punjenje dovršeno.
Ali možete koristiti i uobičajeni. Punjač se može zamijeniti USB kabelom, a može se puniti s računala ili puniti putem USB izlaza.
Moj punjač je samo za baterije bez kontrolera. Uzeo sam kontroler iz stare baterije mobitela. Ona pazi da se baterija ne napuni iznad napona od 4,2 V, ili isprazni manje od 2 ... 3 V. Također, zaštitni krug štedi od kratkih spojeva, isključujući samu banku od potrošača u trenutku kratkog spoja sklop.
Ima čip DW01 i sklop dva MOSFET tranzistora (M1, M2) SM8502A. Postoje i druge oznake, ali sklopovi su slični ovoj i rade na isti način.

Kontroler punjenja baterije mobitela.

Krug regulatora.

Drugi krug regulatora.
Glavna stvar je ne miješati polaritet lemljenja regulatora s krevetom i regulatora s punjačem. Kontakti "+" i "-" označeni su na upravljačkoj ploči.

U krevetu blizu pozitivnog kontakta, preporučljivo je napraviti jasno vidljiv pokazivač, crvenom bojom ili samoljepljivim filmom, kako bi se izbjegao preokret polariteta.
Sve sam to spojio i to se dogodilo.

Punjenje super. Kad napon dosegne 4,2 volta, regulator odvaja bateriju od punjenja, a LED dioda prelazi iz crvene u zelenu. Punjenje je dovršeno. Možete puniti i druge Li-Ion baterije, samo upotrijebite drugi ležaj. Sretno svima.

Ovaj video vodič prikazuje kako napuniti popularne 18650 litij-ionske baterije, mnogi ljudi koriste slične. Videozapis kanala "Recenzije paketa i domaćih proizvoda od jaksona" o tome kako to učiniti sami za samo pola dolara, na dnu članka.
Tema je relevantna, na primjer, svjetiljka koja nema ugrađenu funkciju za punjenje takvih baterija, ne može bez domaćeg punjača.

U Kini je najjeftiniji trošak veći za 3 USD. Možete kupiti u ovoj kineskoj trgovini.

Jedino što se može kupiti su jeftini moduli za punjenje litijevih baterija, oni mogu puniti one koji se koriste u radio-kontroliranoj opremi, jeftini su. Moglo bi se i sami napraviti sličan modul, ali nema smisla, najvjerojatnije će izaći skuplje. Moduli se jeftino prodaju u ovoj kineskoj trgovini.

Kako bi se 18650 baterije mogle puniti neovisno jedna o drugoj, budući da imaju različite kapacitete, upotrijebit ćemo dva modula.

Zapravo, u tim modulima nema ništa zeznuto, na ulazu se nalazi mini usb priključak za napajanje modula, na izlazu su dva kontakta: pozitivni i negativni za spajanje baterije, kao i dvije LED diode - indikatori punjenja, jedan prikazuje postotak punjenja, drugi je da je baterija već napunjena.

Jedini zadatak koji morate napraviti vlastitim rukama je napraviti kućište za punjač - za to ćemo koristiti obloge od vlaknastih ploča, lako ih je obraditi.

Da bismo ih izrezali bez prašine i strugotine, koristimo skalpel, drugi oštar alat za rezanje, na primjer, nož za građevinski pribor, bit će dovoljan.

Struktura materijala je prilično mekana, više nalikuje kartonu nego kakvoj vrsti drva.

Općenito, rezao sam vlaknaste ploče skalpelom, trajalo je oko 10 minuta, ali nije išlo uredno, jer se oštrica ponekad odlijepila. Rubovi na kojima je rez napravljen nisu ujednačeni, oni su pod kutom, ali to nije kritično, budući da će se na ta mjesta uliti vruće ljepilo, kojim ćemo pričvrstiti strukturu. A na rubovima možete raditi s brusnim papirom, koji će izgladiti sve nedostatke.

Tijelo punjača bit će sastavljeno.

S ove strane ćemo izvaditi jedan mini usb konektor, od njega drugi modul, budući da nema smisla praviti dvije rupe u kućištu.

Također, na bočnim zidovima domaćeg punjača napravit ćemo udubljenja za dobivanje baterija.

Pripremila sam sve dijelove kućišta, napravila rupe u njima i pričvrstila ih ljepilom za topljenje.
Torbica za punjač je gotovo spremna, vrijeme je za prijelaz na punjenje, ljepilo za topljenje dobro je za pričvršćivanje vlaknastih ploča, gotovo se odmah hvata, za razliku od PVA ljepila, praktički ne morate čekati prilikom lijepljenja, također je jednostavno da ga se riješim skalpelom.

Koristimo komade PCB-a obložene folijom kao kontaktne pločice koje će doći u dodir s 18650 baterijama. Limat ćemo ih, bit će im lako lemiti žice.

Dva modula moraju biti međusobno povezana, jer ćemo koristiti samo jedan mini usb, za to jednostavno lemimo kontakte za napajanje na ulazu jedan do drugog, minus na minus, plus na plus.
I sada, što bi se na kraju trebalo dogoditi, povezali smo dolazne kontakte za napajanje jedan s drugim.
Nastavak od 5 minuta na uređaju za redovito nadopunjavanje napunjenosti litij-ionskih baterija tipa 18650

Postoji srodna tema.