Batterier spelar en viktig roll i alla off-line mekanismer. Laddningsbara batterier är ganska dyra på grund av behovet av att köpa en laddare med dem. Olika kombinationer av ledande material och elektrolyter används i laddningsbara batterier-blysyra, nickelkadmium (NiCd), nickelmetallhydrid (NiMH), litiumjon (Li-ion), litiumjonpolymer (Li-Po).

Jag använder litiumjonbatterier i mina projekt, så jag bestämde mig för att ladda litium 18650-batterier med egna händer och inte köpa ett dyrt, så låt oss komma igång.

Steg 1: Video

Videon visar hur laddaren är monterad.
Länk till youtube

Steg 2: Lista över elektriska komponenter

Visa ytterligare 3 bilder

Lista över komponenter som krävs för att montera 18650 batteriladdare:

• TP4056 Chip Charger Module med batteriskydd
• Spänningsstabilisator 7805, du behöver 1 st
• Kondensator 100 nF, 4 st (behövs inte om det finns en 5V strömförsörjning)

Steg 3: Verktygslista

För att arbeta behöver du följande verktyg:

• Het kniv
• Plastlåda 8x7x3 cm (eller liknande i storlek)

Nu när alla nödvändiga verktyg och komponenter är klara för arbete, låt oss ta upp TP4056 -modulen.

Steg 4: Li-io batteriladdningsmodul baserad på TP4056-chip

Lite mer information om den här modulen. Det finns två versioner av dessa moduler på marknaden: med och utan batteriskydd.

Brytkortet som innehåller skyddskretsarna övervakar spänningen med hjälp av strömförsörjningsfiltret DW01A (Battery Protection Integrated Circuit) och FS8205A (N-Channel Transistor Module). Således innehåller breakout -kortet tre IC: er (TP4056 + DW01A + FS8205A), medan laddarmodulen utan batteriskydd endast innehåller en IC (TP4056).

TP4056-laddningsmodul för encelliga Li-io-batterier med linjär laddning av konstant ström och spänning. SOP -paketet och få externa komponenter gör denna modul till ett utmärkt val för användning i elektriska DIY -apparater. Den laddas via USB samt en vanlig nätadapter. TP4056 -modulens pinout är ansluten (Fig. 2), liksom laddningscykeldiagrammet (Fig. 3) med likström och likspänningskurvor. Två dioder på bakplanet indikerar laddningens nuvarande tillstånd - laddning, laddningsslut, etc. (fig. 4).

För att inte skada batteriet bör 3,7V litiumjonbatterier laddas med ett konstant strömvärde på 0,2-0,7 gånger deras kapacitet tills utspänningen når 4,2V, varefter laddningen kommer att utföras konstant spänning och gradvis minskande (upp till 10% av initialvärdet) ström. Vi kan inte avbryta laddningen vid 4,2 V, eftersom laddningsnivån kommer att vara 40-80% av batteriets fulla kapacitet. TP4056 -modulen ansvarar för denna process. En annan viktig punkt är att motståndet som är anslutet till PROG -stiftet bestämmer laddningsströmmen. I moduler på marknaden är ett 1,2 KΩ -motstånd vanligtvis anslutet till denna stift, vilket motsvarar en laddningsström på 1A (fig. 5). För att få olika värden på laddströmmen kan du försöka installera olika motstånd.

DW01A är ett batteriskydd IC, Figur 6 visar ett typiskt kopplingsschema. MOSFET: erna M1 och M2 är externt anslutna med en FS8205A integrerad krets.

Dessa komponenter är installerade på bakplanet på TP4056 litiumjonbatteriladdningsmodul, som refereras till i steg 2. Vi behöver bara göra två saker: ge en spänning i intervallet 4-8 V till ingångskontakten och anslut batteripolerna med + och - stift TP4056 -modulen.

Därefter fortsätter vi att montera laddaren.

Steg 5: kopplingsschema

För att slutföra monteringen av elektriska komponenter lödder vi dem i enlighet med diagrammet. Jag har bifogat ett diagram i Fritzing -programmet och ett foto av den fysiska anslutningen.

1. + strömkontaktens kontakt är ansluten till en av kontakterna på omkopplaren, och - kontakten på strömkontakten är ansluten till GND -stiftet på 7805 -stabilisatorn
2. Vi ansluter omkopplarens andra kontakt till Vin -stiftet på stabilisatorn 7805
3. Installera tre 100nF -kondensatorer parallellt mellan Vin- och GND -stiften på spänningsregulatorn (använd en brödbräda för detta)
4. Installera en 100nF kondensator mellan Vout- och GND -stiften på spänningsregulatorn (på brödbrädan)
5. Anslut spänningsregulatorns Vout -stift till IN + stift på TP4056 -modulen
6. Anslut spänningsregulatorns GND-stift till IN-stiftet på TP4056-modulen
7. Anslut batterifackets + kontakt till B + -stiftet på TP4056 -modulen, och - anslut kontakten för batterifacket till B -stiftet på TP4056 -modulen

Detta slutför anslutningarna. Om du använder en 5V strömförsörjning, hoppa över alla steg med anslutningar till 7805 spänningsregulatorn och anslut enhetens + och - direkt till IN + respektive IN -stiften på TP4056 -modulen.
Om du använder en 12V strömförsörjning kommer 7805 -regulatorn att värmas upp medan 1A -strömmen passerar, detta kan korrigeras med en kylfläns.

Steg 6: Montering, del 1: skär hål i fodralet

Visa ytterligare 7 bilder

För att passa alla elektriska komponenter i huset korrekt måste du klippa hål i det:

1. Markera gränserna för batterifacket på kroppen med hjälp av en knivblad (fig. 1).
2. Använd en het kniv för att skära ett hål enligt märkena (bild 2 och 3).
3. Efter att ha klippt hålet ska kroppen se ut som figur 4.
4. Markera platsen där TP4056 USB -kontakten kommer att finnas (figur 5 och 6).
5. Använd en het kniv för att skära ett hål i höljet för USB -kontakten (bild 7).
6. Markera platserna på fodralet där TP4056 -dioderna kommer att placeras (bild 8 och 9).
7. Använd en het kniv för att skära hål för dioderna (fig. 10).
8. På samma sätt gör du hål för strömkontakten och omkopplaren (fig. 11 och 12)

Steg 7: Montering, del 2: Installera de elektriska komponenterna

Följ instruktionerna för att installera komponenterna i chassit:

1. Installera batterifacket med fästpunkterna på utsidan av facket / fodralet. Limma facket med en limpistol (fig. 1).
2. Sätt tillbaka TP4056 -modulen så att USB -kontakten och dioderna passar in i motsvarande hål, fixa den med varmt lim (bild 2).
3. Sätt tillbaka spänningsregulatorn 7805, fixa den med smältlim (bild 3).
4. Sätt tillbaka strömkontakten och strömbrytaren, fixa dem med varmt lim (bild 4).
5. Komponenternas layout ska se ut som i figur 5.
6. Fäst bottenkåpan på plats med skruvarna (fig. 6).
7. Senare täckte jag stötarna kvar av den heta kniven med svart tejp. De kan också slätas ut med sandpapper.

Den färdiga laddaren visas i figur 7. nu måste det upplevas.

Steg 8: testa

Placera det urladda batteriet i laddaren. Slå på strömmen till 12V- eller USB -uttaget. Den röda dioden ska blinka, vilket betyder att laddningsprocessen pågår.

När laddningen är klar ska den blå dioden lysa.
Jag bifogar ett foto av laddaren under laddningen och ett foto med ett laddat batteri.
Detta avslutar arbetet.

I den här artikeln kommer jag att visa dig hur du gör ett enkelt Laddare för dessa uppladdningsbara batterier.

Montering och testning av laddaren.

Vi behöver:

1. Spruta 20 ml
2.2 kopparkablar
3. Fjäder från batterihållaren (från gammal teknik eller leksaker)
4. Modul för laddning av litiumbatterier 18650 på TP4056 5V 1A med micro USB -gränssnitt ()
5. Smältlim
6. Uppladdningsbart batteri typ 18650 ()

Från verktyg:

1. Lödkolv
2. Limpistol
3. Brevpapper kniv

Gör en laddare

Vi behöver en 20 ml medicinsk spruta och ett 18650 uppladdningsbart batteri.

Sprutan passar perfekt till batteriets storlek.

Vi skär av sprutans näsa (där nålen sätts in) med en prästkniv så att den inte stör oss vid fortsatt drift.

Vi tar en fjäder från batterihållare från gammal teknik (till exempel från en fjärrkontroll eller leksaker).
Vi passerar kopparkablarna från botten in i hålet och fixerar det på fjäderspiralen som visas på bilden.

Vi tar en laddningsmodul för 18650 litiumbatterier på TP4056 5V 1A med ett mikro -USB -gränssnitt och fäster den med varmt lim på en spruta på ett bekvämt ställe. När vi observerar polariteten tar vi ledningarna till modulen och lödder dem med ett lödkolv.

Lite om TP4056 5V 1A -modulen.

Designad för att ladda 3,7V litiumbatterier med en ström på upp till 1A. Denna modul, på grund av sin storlek och mikro-USB-kontakt, är lätt att bädda in i olika enheter och kan fungera som en alternativ ersättning för out-of-order litiumbatteriladdare. Stöder olika typer av litiumbatterier, inklusive populära 18650. Modulen är inte skyddad mot polaritet, så var försiktig när du ansluter batterier.

Skär av en liten bit från sprutkolven vid basen med ett elastiskt band, som visas på bilden. Detta fixar batteriet inuti sprutan.

Vi gör ett hål i sprutan för kopparkablar så att den kan röra batteriets positiva terminal. Hålet måste göras på en nivå när batteriet inte fixeras av sprutkolven. Bilden visar att jag av misstag gjorde ett nedre hål i batteriets fasta läge.

När du har passerat tråden genom hålet och säkrat batteriet med kolven kan du starta laddningstestet.

Laddaren fungerar stabilt... Batteriet värms inte upp under laddning. Tack vare displayen på modulen kan du övervaka laddningsprocessen (röd LED) och slutförandet av batteriladdningsprocessen (blå LED).

Enheten är relevant på grund av den låga kostnaden för förbrukningsmaterial för en hemlagad laddare och en enkel design.

Du kan också göra hållare för denna typ av laddningsbara batterier från 20 ml sprutor och använda dem i olika hantverk.

Att bedöma egenskaperna hos en viss laddare är svårt utan att förstå hur en exemplarisk laddning av ett li-jonbatteri faktiskt ska flyta. Innan vi går direkt till kretsarna, låt oss därför komma ihåg teorin lite.

Vad är litiumbatterier

Beroende på vilket material den positiva elektroden i ett litiumbatteri är gjord av, finns det flera varianter av dem:

• med litiumkobaltatkatod;
• med en katod baserad på litierat järnfosfat;
• baserat på nickel-kobolt-aluminium;
• baserat på nickel-kobolt-mangan.

Alla dessa batterier har sina egna egenskaper, men eftersom dessa nyanser inte är av grundläggande betydelse för den allmänna konsumenten kommer de inte att beaktas i denna artikel.

Alla li-jonbatterier produceras också i olika standardstorlekar och formfaktorer. De kan vara både i en fodraldesign (till exempel den populära 18650 idag) och i en laminerad eller prismatisk design (gelpolymerbatterier). De senare är hermetiskt förslutna påsar tillverkade av en speciell film, där elektroderna och elektrodmassan är placerade.

De vanligaste litiumjonbatterierna visas i tabellen nedan (alla har en nominell spänning på 3,7 volt):

Beteckning	Standard storlek	Liknande storlek
XXYY0, var XX- angivelse av diametern i mm, ÅÅ- längdvärde i mm, 0 - återspeglar utförandet i form av en cylinder	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø motsvarar AAA, men halva längden)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, längd CR2
	14430	Ø 14 mm (som AA), men kortare
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S / 300S
	17670	2xCR123 (eller 168S / 600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (eller 150A / 300P)
	18650	2xCR123 (eller 168A / 600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	MED
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Interna elektrokemiska processer fortsätter på samma sätt och beror inte på batteriets formfaktor och design, därför gäller allt som anges nedan lika för alla litiumbatterier.

Hur man laddar litiumjonbatterier korrekt

Det mest korrekta sättet att ladda litiumbatterier är att ladda i två steg. Detta är metoden som används av Sony i alla sina laddare. Trots den mer sofistikerade laddningskontrollen ger detta en fylligare laddning för li-ion-batterier utan att äventyra deras livslängd.

Här pratar vi om en tvåstegs laddningsprofil för litiumbatterier, förkortad som CC / CV (konstant ström, konstant spänning). Det finns också alternativ med pulserade och stegströmmar, men de beaktas inte i den här artikeln. Du kan läsa mer om laddning med pulsad ström.

Så, låt oss överväga båda stadierna av laddning mer i detalj.

1. I den första etappen konstant laddningsström måste säkerställas. Det nuvarande värdet är 0,2-0,5C. För accelererad laddning är det tillåtet att öka strömmen till 0,5-1,0C (där C är batteriets kapacitet).

Till exempel, för ett batteri med en kapacitet på 3000 mA / h, är den nominella laddningsströmmen i det första steget 600-1500 mA, och den accelererade laddningsströmmen kan ligga i intervallet 1,5-3A.

För att ge en konstant laddström av ett givet värde måste laddarkretsen (laddaren) kunna höja spänningen vid batteripolerna. Faktum är att i det första steget fungerar laddaren som en klassisk strömstabilisator.

Viktig: om du planerar att ladda batterier med ett inbyggt skyddskort (PCB) måste du se till att kretsspänningen i kretsen aldrig överstiger 6-7 volt när du utformar minneskretsen. Annars kan skyddskortet skadas.

I det ögonblick när spänningen på batteriet stiger till ett värde av 4,2 volt, kommer batteriet att få cirka 70-80% av dess kapacitet (det specifika värdet av kapaciteten beror på laddningsströmmen: med accelererad laddning blir det något mindre, med nominellt - något mer). Detta ögonblick är slutet på den första etappen av laddning och fungerar som en signal för övergången till den andra (och sista) etappen.

2. Andra etappen av laddningen- detta är en batteriladdning med konstant spänning, men gradvis minskande (fallande) ström.

I detta skede håller laddaren en spänning på 4,15-4,25 volt på batteriet och styr det aktuella värdet.

När kapaciteten ökar minskar laddningsströmmen. Så snart dess värde minskar till 0,05-0,01C anses laddningsprocessen vara klar.

En viktig nyans för korrekt laddningsfunktion är dess fullständiga frånkoppling från batteriet efter laddningens slut. Detta beror på det faktum att för litiumbatterier är det extremt oönskat att hålla dem under ökad spänning, som vanligtvis ger minne (dvs. 4,18-4,24 volt). Detta leder till en accelererad nedbrytning av batteriets kemiska sammansättning och, som en konsekvens, en minskning av dess kapacitet. En långvarig vistelse innebär tiotals timmar eller mer.

Under det andra laddningssteget lyckas batteriet få cirka 0,1-0,15 av sin kapacitet. Den totala batteriladdningen når alltså 90-95%, vilket är en utmärkt indikator.

Vi har täckt två huvudfaser av laddning. Täckningen av frågan om laddning av litiumbatterier skulle dock vara ofullständig om ännu ett laddningsstadium inte nämndes - det sk. förladdning.

Förladdningssteg (förladdning)- detta steg används endast för djupt urladdade batterier (under 2,5 V) för att återställa dem till normala driftsförhållanden.

I detta skede tillhandahålls avgiften likström reducerat värde tills batterispänningen når 2,8 V.

Ett inledande steg är nödvändigt för att förhindra svullnad och tryckavlastning (eller till och med explosion med eld) av skadade batterier, till exempel en intern kortslutning mellan elektroderna. Om en stor laddningsström omedelbart leds genom ett sådant batteri, kommer detta oundvikligen att leda till att den värms upp, och sedan vilken tur.

En annan fördel med förladdning är att förvärma batteriet, vilket är viktigt vid laddning vid låga omgivningstemperaturer (i ett ouppvärmt rum under den kalla årstiden).

Intelligent laddning bör kunna övervaka spänningen på batteriet under det inledande laddningssteget och, om spänningen inte stiger under en längre tid, dra slutsatsen att batteriet är felaktigt.

Alla stadier av laddning av ett litiumjonbatteri (inklusive förladdningssteget) visas schematiskt i denna graf:

Överskrider den nominella laddningsspänningen med 0,15V kan halvera batteriets livslängd. Att sänka laddningsspänningen med 0,1 volt minskar batteriets kapacitet med cirka 10%, men förlänger dess livslängd avsevärt. Spänningen på ett fulladdat batteri efter att det tagits ur laddaren är 4,1-4,15 volt.

För att sammanfatta ovanstående kommer vi att beskriva huvuduppsatserna:

1. Vilken ström ska ett li-jonbatteri laddas (till exempel 18650 eller något annat)?

Strömmen beror på hur snabbt du vill ladda den och kan sträcka sig från 0,2C till 1C.

Till exempel, för ett batteri av storlek 18650 med en kapacitet på 3400 mAh, är den minsta laddningsströmmen 680 mA och max är 3400 mA.

2. Hur lång tid tar det att ladda till exempel samma 18650 laddningsbara batterier?

Laddningstiden beror direkt på laddningsströmmen och beräknas med formeln:

T = C / I laddning.

Till exempel kommer laddningstiden för vårt 3400 mAh batteri med en ström på 1A att vara cirka 3,5 timmar.

3. Hur laddar jag litiumpolymerbatteriet korrekt?

Alla litiumbatterier laddas på samma sätt. Det spelar ingen roll om det är litiumpolymer eller litiumjon. För oss konsumenter är det ingen skillnad.

Vad är en skyddstavla?

Skyddskortet (eller kretskortet - effektstyrkort) är utformat för att skydda mot kortslutning, överladdning och överavladdning litiumbatteri... Som regel är överhettningsskydd också inbyggt i skyddsmodulerna.

Av säkerhetsskäl är det förbjudet att använda litiumbatterier i hushållsapparater om de inte har ett inbyggt skyddskort. Därför har alla batterier från mobiltelefoner alltid ett kretskort. Batteriets utgångar sitter direkt på kortet:

Dessa kort använder en sexbenad laddningsregulator baserad på specialiserad mikruh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600, etc. analoger). Denna kontrollers uppgift är att koppla bort batteriet från belastningen när batteriet är helt urladdat och koppla ur batteriet från laddning när det når 4,25V.

Här är till exempel ett diagram över BP-6M batteriskyddskort som levererades med gamla Nokia-telefoner:

Om vi ​​pratar om 18650 kan de tillverkas med eller utan skyddskort. Skyddsmodulen är placerad i batteriets minuspol.

Kortet ökar batteriets längd med 2-3 mm.

Batterier utan kretskort ingår vanligtvis i batterier med egna skyddskretsar.

Alla skyddade batterier förvandlas enkelt till ett oskyddat batteri, bara tarm.

Hittills är 18650 -batteriets maximala kapacitet 3400mAh. Skyddade batterier måste vara märkta på fodralet ("Skyddat").

Blanda inte ihop ett kretskort med en PCM -modul (PCM - strömladdningsmodul). Om den förstnämnda endast tjänar till att skydda batteriet är de senare utformade för att styra laddningsprocessen - de begränsar laddströmmen vid en given nivå, styr temperaturen och ger i allmänhet hela processen. PCM -kortet är vad vi kallar laddningsregulatorn.

Jag hoppas nu att det inte finns några frågor kvar, hur laddar jag ett 18650 -batteri eller något annat litiumbatteri? Sedan vänder vi oss till ett litet urval av färdiga kretslösningar för laddare (samma laddningsregulatorer).

Laddningssystem för litiumjonbatterier

Alla kretsar är lämpliga för laddning av alla litiumbatterier, det återstår bara att bestämma laddningsström och elementbas.

LM317

Diagram över en enkel laddare baserad på mikrokretsen LM317 med laddningsindikator:

Kretsen är enkel, hela inställningen reduceras till inställning av utspänningen på 4,2 volt med hjälp av trimmern R8 (utan anslutet batteri!) Och inställning av laddströmmen genom att välja motstånd R4, R6. Motståndet R1: s effekt är minst 1 Watt.

Så snart lysdioden slocknar kan laddningsprocessen anses vara klar (laddningsströmmen kommer aldrig att minska till noll). Det rekommenderas inte att behålla batteriet i denna laddning under lång tid efter att det är fulladdat.

Mikrokretsen lm317 används ofta i olika spännings- och strömstabilisatorer (beroende på omkopplingskretsen). Den säljs i varje hörn och kostar bara ett öre (du kan ta 10 stycken för endast 55 rubel).

LM317 finns i olika höljen:

Pin -tilldelning (pinout):

Analoger för LM317 -mikrokretsen är: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (de två sista är av inhemsk produktion).

Laddningsströmmen kan ökas till 3A om du tar LM350 istället för LM317. Det är sant att det blir dyrare - 11 rubel / styck.

Kretskortet och schematisk montering visas nedan:

Den gamla sovjetiska transistorn KT361 kan ersättas med en liknande pnp -transistor(till exempel KT3107, KT3108 eller borgerliga 2N5086, 2SA733, BC308A). Det kan tas bort helt och hållet om laddningsindikatorn inte behövs.

Nackdelen med kretsen: matningsspänningen måste ligga inom 8-12V. Detta beror på det faktum att för normal drift av LM317 -mikrokretsen måste skillnaden mellan spänningen på batteriet och matningsspänningen vara minst 4,25 volt. Således fungerar det inte från USB -porten.

MAX1555 eller MAX1551

MAX1551 / MAX1555 är dedikerade Li + batteriladdare som kan drivas med USB eller en separat nätadapter (t.ex. en telefonladdare).

Den enda skillnaden mellan dessa mikrokretsar är att MAX1555 ger en signal för indikatorn för laddningsprocessen, och MAX1551 ger en signal om att strömmen är på. De där. 1555 är i de flesta fall fortfarande att föredra, så 1551 är nu svårt att hitta på rea.

En detaljerad beskrivning av dessa mikrokretsar från tillverkaren -.

Maximal inspänning från en DC -adapter - 7 V, när den drivs från USB - 6 V. När matningsspänningen sjunker till 3,52 V, stängs mikrokretsen av och laddningen stannar.

Mikrokretsen själv detekterar vid vilken ingång matningsspänningen finns och är ansluten till den. Om strömmen försörjs via YUSB -bussen är den maximala laddningsströmmen begränsad till 100 mA - detta gör att du kan fästa laddaren i USB -porten på vilken dator som helst utan att vara rädd för att bränna södra bron.

När den drivs av en separat strömförsörjning är den typiska laddningsströmmen 280mA.

Mikrokretsarna har inbyggt överhettningsskydd. Trots det fortsätter kretsen att fungera och minskar laddningsströmmen med 17 mA för varje grad över 110 ° C.

Det finns en förladdningsfunktion (se ovan): så länge spänningen på batteriet är under 3V begränsar mikrokretsen laddningsströmmen till 40 mA.

Mikrokretsen har 5 stift. Här typiskt schema inkluderingar:

Om det finns en garanti för att spänningen vid utgången på din adapter under inga omständigheter kommer att överstiga 7 volt, kan du klara dig utan 7805 -stabilisatorn.

USB -laddningsalternativet kan till exempel monteras på den här.

Mikrokretsen behöver inte externa dioder eller externa transistorer. Generellt sett naturligtvis underbar mikruhi! Bara de är för små, det är obekvämt att lödas. Och de är också dyra ().

LP2951

LP2951 -stabilisatorn tillverkas av National Semiconductors (). Det tillhandahåller implementering av den inbyggda strömbegränsande funktionen och möjliggör bildandet av en stabil nivå av laddningsspänningen för litiumjonbatteriet vid kretsens utgång.

Laddningsspänningen är 4,08 - 4,26 volt och ställs in av motståndet R3 när batteriet kopplas bort. Spänningen hålls mycket exakt.

Laddningsströmmen är 150 - 300mA, detta värde begränsas av de interna kretsarna i mikrokretsen LP2951 (beroende på tillverkare).

Använd en diod med liten omvänd ström. Det kan till exempel vara vilken som helst av 1N400X -serien som du kan köpa. Dioden används som en blockeringsdiod för att förhindra omvänd ström från batteriet till mikrokretsen LP2951 när ingångsspänningen kopplas bort.

Denna laddning ger en ganska låg laddningsström, så att alla 18650 -batterier kan laddas över en natt.

Mikrokretsen kan köpas både i ett DIP -paket och i ett SOIC -paket (kostnaden är cirka 10 rubel per styck).

MCP73831

Mikrokretsen låter dig skapa rätt laddare, och den är också billigare än den hypade MAX1555.

Ett typiskt kopplingsschema är hämtat från:

En viktig fördel med kretsen är frånvaron av lågmotståndsmotstånd som begränsar laddströmmen. Här ställs strömmen in av ett motstånd som är anslutet till mikrokretsens femte stift. Dess motstånd bör ligga i intervallet 2-10 kΩ.

Laddningsenheten ser ut så här:

Mikrokretsen värms upp ganska bra under drift, men det verkar inte störa den. Utför sin funktion.

Här är ett annat alternativ tryckt kretskort med smd ledde och mikro -USB -kontakt:

LTC4054 (STC4054)

I hög grad enkel krets, bra alternativ! Tillåter laddning med ström upp till 800 mA (se). Visst tenderar det att bli väldigt varmt, men i det här fallet minskar det inbyggda överhettningsskyddet strömmen.

Kretsen kan förenklas kraftigt genom att slänga ut en eller till och med båda lysdioderna med en transistor. Då kommer det att se ut så här (du måste erkänna att det är ingenstans lättare: ett par motstånd och en kondensor):

Ett av PCB -alternativen är tillgängligt från. Brädan är designad för element av standardstorlek 0805.

I = 1000 / R... Det är inte värt att ställa in en stor ström direkt, titta först på hur mycket mikrokretsen kommer att värmas upp. För mina egna ändamål tog jag ett 2,7 kOhm motstånd, medan laddningsströmmen visade sig vara cirka 360 mA.

En radiator för denna mikrokrets är osannolik att kunna anpassa sig, och det är inte ett faktum att den kommer att vara effektiv på grund av det höga termiska motståndet i kristallhöljeövergången. Tillverkaren rekommenderar att du gör kylflänsen "genom stiften" - gör spåren så tjocka som möjligt och lämnar folien under mikrokretshuset. I allmänhet, ju mer "jordnära" folie som finns kvar, desto bättre.

Förresten, det mesta av värmen försvinner genom det tredje benet, så du kan göra det här spåret väldigt brett och tjockt (fyll det med överskott av lödning).

Paketet med LTC4054 -chipet kan märkas LTH7 eller LTADY.

LTH7 skiljer sig från LTADY genom att den första kan lyfta ett dåligt dött batteri (på vilket spänningen är mindre än 2,9 volt), och den andra kan inte (du måste svänga det separat).

Mikrokretsen blev mycket framgångsrik, därför har den ett gäng analoger: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT110, EC49016, CYT5026, Q7051. Innan du använder någon av analogerna, kontrollera databladet.

TP4056

Mikrokretsen är tillverkad i SOP-8-fodralet (se), har en metallvärmefångare på magen som inte är ansluten till kontakterna, vilket gör det möjligt att ta bort värme mer effektivt. Låter dig ladda batteriet med en ström på upp till 1A (strömmen beror på det aktuella inställningsmotståndet).

Kopplingsschemat kräver ett minimum av gångjärn:

Kretsen genomför den klassiska laddningsprocessen - först, laddning med konstant ström, sedan med konstant spänning och fallande ström. Allt är vetenskapligt. Om vi ​​demonterar laddningen steg för steg kan vi skilja flera steg:

1. Övervakning av spänningen på det anslutna batteriet (detta händer hela tiden).
2. Förladdningssteg (om batteriet är urladdat under 2,9 V). Ladda med en ström på 1/10 från det programmerade motståndet R prog (100mA vid R prog = 1,2 kOhm) till nivån 2,9 V.
3. Laddning med maximal konstant ström (1000mA vid R prog = 1,2 kOhm);
4. När batteriet når 4,2 V är spänningen på batteriet fast vid denna nivå. En gradvis minskning av laddströmmen börjar.
5. När strömmen når 1/10 av den programmerade av R prog -motståndet (100mA vid R prog = 1,2kOhm) stängs laddaren av.
6. Efter laddningens slut fortsätter regulatorn att övervaka batterispänningen (se punkt 1). Strömmen som förbrukas av övervakningskretsen är 2-3 μA. Efter att spänningen sjunker till 4,0V startar laddningen igen. Och så i en cirkel.

Laddningsströmmen (i ampere) beräknas med formeln I = 1200 / R prog... Det tillåtna maxvärdet är 1000 mA.

Ett riktigt laddningstest med ett 18650 -batteri vid 3400 mAh visas i grafen:

Fördelen med mikrokretsen är att laddningsströmmen ställs in av bara ett motstånd. Kraftfulla lågmotståndsmotstånd krävs inte. Dessutom finns det en indikator på laddningsprocessen, samt en indikation på slutet av laddningen. När batteriet inte är anslutet blinkar indikatorn varannan sekund.

Kretsens matningsspänning bör ligga inom 4,5 ... 8 volt. Ju närmare 4,5V, desto bättre (på så sätt värms chipet upp mindre).

Det första benet används för att ansluta den inbyggda temperatursensorn litium jon batteri(vanligtvis är detta mittkabeln på mobiltelefonbatteriet). Om utspänningen är under 45% eller över 80% av matningsspänningen, avbryts laddningen. Om du inte behöver temperaturkontroll, placera bara den här foten på marken.

Uppmärksamhet! Denna krets har en betydande nackdel: frånvaron av en batteripolaritetsomvändningsskyddskrets. I detta fall är regulatorn garanterad att brinna ut på grund av överskridande av maximal ström. I detta fall går kretsens matningsspänning direkt till batteriet, vilket är mycket farligt.

Signet är enkelt, gjort på en timme på knäet. Om tiden rinner ut kan du beställa färdiga moduler. Vissa tillverkare av färdiga moduler lägger till skydd mot överström och överavladdning (till exempel kan du välja vilket kort du behöver - med eller utan skydd och med vilket kontaktdon).

Du kan också hitta färdiga brädor med en ledningskontakt för temperaturgivaren. Eller till och med en laddningsmodul med flera parallella TP4056 -chips för att öka laddströmmen och med omvänd polaritetsskydd (exempel).

LTC1734

Detta är också ett mycket enkelt schema. Laddningsströmmen ställs in av motståndet R prog (till exempel om du sätter ett 3 kΩ motstånd blir strömmen 500 mA).

Mikrokretsar är vanligtvis märkta på fodralet: LTRG (de kan ofta hittas i gamla telefoner från Samsung).

Transistorn kommer i allmänhet att göra alla p-n-p, huvudsaken är att den är konstruerad för ställ in ström laddning.

Det finns ingen laddningsindikator på det angivna diagrammet, men på LTC1734 sägs det att stift "4" (Prog) har två funktioner - inställning av ström och övervakning av batteriladdningens slut. Som ett exempel visas en krets med kontroll av laddningens slut med LT1716 -komparatorn.

Jämföraren LT1716 i detta fall kan ersättas med en billig LM358.

TL431 + transistor

Förmodligen är det svårt att komma på mer prisvärda komponenter. Den knepiga delen här är att hitta spänningsreferensen TL431. Men de är så utbredda att de finns nästan överallt (sällan gör någon strömförsörjning utan denna mikrokrets).

TIP41 -transistorn kan ersättas med vilken som helst med en lämplig kollektorström. Även den gamla sovjetiska KT819, KT805 (eller mindre kraftfull KT815, KT817) kommer att göra.

Inställningen av kretsen reduceras till inställning av utspänningen (utan batteri !!!) med ett trimmermotstånd på 4,2 volt. Motstånd R1 ställer in maximal laddström.

Denna krets genomför fullt ut en tvåstegsprocess för laddning av litiumbatterier - först, laddning med likström, sedan övergång till spänningsstabiliseringsfasen och en gradvis minskning av strömmen till nästan noll. Den enda nackdelen är kretsens dåliga repeterbarhet (nyckfull i inställningen och krävande för de komponenter som används).

MCP73812

Det finns en annan oförtjänt försummad mikrokrets från Microchip - MCP73812 (se). På grundval av detta erhålls ett mycket budgetmässigt avgiftsalternativ (och billigt!). Hela kroppen kit är bara ett motstånd!

Förresten, mikrokretsen är tillverkad i ett fodral som är lämpligt för lödning - SOT23-5.

Det enda negativa är att det blir väldigt varmt och det finns ingen laddningsindikation. Det fungerar på något sätt inte särskilt tillförlitligt om du har en strömförsörjning med låg effekt (vilket ger ett spänningsfall).

I allmänhet, om laddningsindikationen inte är viktig för dig och strömmen på 500 mA passar dig, är MCP73812 ett mycket bra alternativ.

NCP1835

En helt integrerad lösning erbjuds - NCP1835B, vilket ger hög stabilitet för laddningsspänningen (4,2 ± 0,05 V).

Kanske är den enda nackdelen med denna mikrokrets dess för miniatyrstorlek (DFN-10-fodral, storlek 3x3 mm). Inte alla kan tillhandahålla högkvalitativ lödning av sådana miniatyrelement.

Av de obestridliga fördelarna vill jag notera följande:

1. Minsta antal kroppsdelar.
2. Möjligheten att ladda ett helt urladdat batteri (förladdning med en ström på 30mA);
3. Bestämning av slutet av laddningen.
4. Programmerbar laddström - upp till 1000 mA.
5. Laddnings- och felindikering (kan upptäcka icke-laddningsbara batterier och signalera om det).
6. Skydd mot kontinuerlig laddning (genom att ändra kondensatorns C t kapacitans kan du ställa in maximal laddningstid från 6,6 till 784 minuter).

Kostnaden för mikrokretsen är inte så billig, men inte så hög (~ $ 1) att vägra att använda den. Om du är vän med ett lödkolv rekommenderar jag att du väljer det här alternativet.

En mer detaljerad beskrivning finns i.

Kan ett litiumjonbatteri laddas utan en kontroller?

Jo det kan du. Detta kommer dock att kräva tät kontroll över laddningsströmmen och spänningen.

I allmänhet fungerar inte laddning av ett batteri, till exempel vår 18650 utan laddare. Samtidigt måste du begränsa den maximala laddningsströmmen, så åtminstone den mest primitiva laddaren krävs fortfarande.

Den enklaste laddaren för alla litiumbatterier är ett motstånd i serie med batteriet:

Motståndet och effektförlusten hos motståndet beror på spänningen på strömförsörjningen som ska användas för laddning.

Låt oss beräkna motståndet för en 5 volt strömförsörjning som ett exempel. Vi kommer att ladda ett 18650 batteri med en kapacitet på 2400 mAh.

Så, i början av laddningen, kommer spänningsfallet över motståndet att vara:

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

Antag att vår 5-volts strömförsörjning är klassad för en maximal ström på 1A. Kretsen förbrukar den största strömmen i början av laddningen, när spänningen på batteriet är minimal och är 2,7-2,8 volt.

Observera: dessa beräkningar tar inte hänsyn till möjligheten att batteriet kan vara väldigt djupt urladdat och spänningen på det kan vara mycket lägre, ner till noll.

Således bör motståndet hos motståndet som krävs för att begränsa strömmen i början av laddningen vid nivån 1 Ampere vara:

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

Motståndsspridningseffekt:

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

I slutet av batteriladdningen, när spänningen på den närmar sig 4,2 V, kommer laddningsströmmen att vara:

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

Det vill säga, som vi kan se, går alla värden inte utöver det tillåtna för ett givet batteri: den initiala strömmen överstiger inte den högsta tillåtna laddningsströmmen för ett givet batteri (2,4 A), och den slutliga strömmen överstiger strömmen där batteriet inte längre får kapacitet (0,24 A).

Den största nackdelen med sådan laddning är behovet av att ständigt övervaka spänningen på batteriet. Och koppla ur laddningen manuellt så snart spänningen når 4,2 volt. Faktum är att litiumbatterier inte tolererar ens en kortsiktig överspänning mycket dåligt - elektrodmassorna börjar försämras snabbt, vilket oundvikligen leder till kapacitetsförlust. Samtidigt skapas alla förutsättningar för överhettning och tryckavlastning.

Om ditt batteri har ett inbyggt skyddskort, som diskuterades lite ovan, förenklas allt. När en viss spänning uppnås på batteriet kopplar kortet från det automatiskt från laddaren. Denna laddningsmetod har dock betydande nackdelar, som vi pratade om i.

Skyddet inbyggt i batteriet tillåter inte att det laddas under några omständigheter. Allt som återstår att göra är att kontrollera laddningsströmmen så att den inte överskrider de tillåtna värdena för detta batteri (tyvärr vet inte skyddskortet hur man begränsar laddströmmen).

Laddning med en laboratorieförsörjning

Om du har en strömbegränsad strömförsörjning till ditt förfogande är du räddad! En sådan strömkälla är redan en fullfjädrad laddare som implementerar rätt laddningsprofil, som vi skrev om ovan (CC / CV).

Allt du behöver göra för att ladda li-jonen är att ställa in 4,2 volt på strömförsörjningen och ställa in önskad strömgräns. Och du kan ansluta batteriet.

Till en början, när batteriet fortfarande är urladdat, laboratorieenhet strömförsörjningen kommer att fungera i överströmsskyddsläge (dvs den stabiliserar utströmmen på en given nivå). När spänningen på banken stiger till det inställda 4.2V går strömförsörjningen till spänningsstabiliseringsläge och strömmen börjar sjunka.

När strömmen sjunker till 0,05-0,1C kan batteriet anses vara fulladdat.

Som du kan se är en laboratorie -PSU nästan en idealisk laddare! Det enda han inte vet hur man gör automatiskt är att fatta beslutet att ladda batteriet helt och stänga av. Men det här är en bagatell som inte ens är värd att uppmärksamma.

Hur laddar jag litiumbatterier?

Och om vi talar om ett engångsbatteri som inte är avsett för laddning, så är det rätta (och bara korrekta) svaret på denna fråga INGEN.

Faktum är att alla litiumbatterier (till exempel den utbredda CR2032 i form av en platt tablett) kännetecknas av närvaron av ett internt passiveringsskikt som täcker litiumanoden. Detta skikt förhindrar att anoden reagerar kemiskt med elektrolyten. Och tillförseln av extern ström förstör ovanstående skyddande lager, vilket leder till skador på batteriet.

Förresten, om vi pratar om ett icke-laddningsbart CR2032-batteri, det vill säga LIR2032, som liknar det mycket, är redan ett fullvärdigt batteri. Det kan och bör debiteras. Bara hennes spänning är inte 3, utan 3,6V.

Hur man laddar litiumbatterier (oavsett om det är ett telefonbatteri, 18650-batteri eller något annat li-jonbatteri) diskuterades i början av artikeln.

85 kopek / st. köpa MCP73812 Gnugga 65 / st. köpa NCP1835 Gnid 83 / st. köpa * Alla IC: er med gratis frakt

Många har förmodligen problem med att ladda ett Li-Ion-batteri utan en styrenhet, jag hade en sådan situation. Den dödade bärbara datorn fick, i batteriet 4 burkar SANYO UR18650A levde.
Jag bestämde mig för att byta ut den i en LED -ficklampa, istället för tre AAA -batterier. Frågan uppstod om att debitera dem.
Efter att ha rotat på internet hittade jag ett gäng scheman, men med detaljer i vår stad är det lite tufft.
Jag försökte ladda från att ladda en mobiltelefon, problemet är i laddningskontrollen, du måste hela tiden övervaka uppvärmningen, du måste koppla bort den från att ladda lite, annars kan batteriet i bästa fall stängas av eller så kan du starta en brand.
Jag bestämde mig för att göra det själv. Jag köpte en säng till batteriet i affären. Jag köpte en laddare på loppis. För att underlätta spårningen av laddningen är det lämpligt att hitta en tvåfärgad lysdiod som signalerar slutet av laddningen. Den växlar från rött till grönt när laddningen är klar.
Men du kan också använda den vanliga. Laddaren kan bytas ut med en USB -kabel och kan laddas från en dator eller laddas med en USB -utgång.
Min laddare är endast för batterier utan kontroller. Jag tog kontrollenheten från ett gammalt mobiltelefonbatteri. Hon ser till att batteriet inte överladdas över en spänning på 4,2 V, eller laddas ur mindre än 2 ... 3 V. Dessutom skyddar kretsen från kortslutningar och kopplar bort banken själv från konsumenten vid ett kort ögonblick krets.
Den har ett DW01 -chip och en samling av två MOSFET -transistorer (M1, M2) SM8502A. Det finns också andra markeringar, men kretsarna liknar den här och fungerar på samma sätt.

Mobiltelefon batteriladdningskontroller.

Styrkrets.

En annan styrkrets.
Det viktigaste är att inte blanda ihop polariteten i lödningen av styrenheten med sängen och styrenheten med laddaren. Kontakterna "+" och "-" anges på styrkortet.

I sängen nära den positiva kontakten är det lämpligt att göra en tydligt synlig pekare, med röd färg eller självhäftande film, för att undvika polaritetsomvändning.
Jag satte ihop allt och det här var vad som hände.

Avgifter bra. När spänningen når 4,2 volt kopplar regulatorn bort batteriet från laddningen och lysdioden växlar från rött till grönt. Laddningen är klar. Du kan också ladda andra Li-Ion-batterier, bara använda en annan säng. Lycka till allihopa.

Denna videohandledning visar hur du laddar de populära 18650 litiumjonbatterierna, många använder liknande. Video av kanalen "Recensioner av paket och hemlagade produkter från jakson" om hur man gör det själv för bara en halv dollar, längst ner i artikeln.
Ämnet är relevant, till exempel en ficklampa som inte har en inbyggd funktion för laddning av sådana batterier, den kan inte klara sig utan en hemlagad laddare.

I Kina är den billigaste kostnaden från $ 3, högre. Du kan köpa i den här kinesiska butiken.

Det enda man ska köpa är billiga moduler för laddning av litiumbatterier, de kan ladda dem som används i radiostyrd utrustning och är billiga. Det skulle vara möjligt att göra en liknande modul själv, men det är ingen mening, troligtvis blir det dyrare. Moduler säljs billigt i denna kinesiska butik.

För att 18650 -batterierna ska kunna laddas oberoende av varandra, eftersom de har olika kapacitet, kommer vi att använda två moduler.

Faktum är att det inte är något knepigt i dessa moduler, vid ingången finns en mini usb -kontakt för att driva modulen, vid utgången finns det två kontakter: positivt och negativt för anslutning av batteriet, samt två lysdioder - laddningsindikatorer, en visar procentandelen laddning, den andra är att batteriet redan är laddat.

Den enda uppgiften du måste göra med dina egna händer är att skapa ett fodral för laddaren - för detta kommer vi att använda fiberplattor, de är lätta att bearbeta.

För att skära dem utan damm och spån använder vi en skalpell, ett annat skarpt skärverktyg, till exempel en konstruktionskniv, kommer att göra.

Materialets struktur är ganska mjuk, mer som kartong än något träslag.

I allmänhet klippte jag fiberplattan med en skalpell, det tog cirka 10 minuter, men det fungerade inte snyggt, eftersom bladet ibland hoppade av. Kanterna där snittet gjordes är inte jämna, de är i en vinkel, men det är inte kritiskt, eftersom varmt lim kommer att hällas på dessa platser, med vilka vi kommer att fästa strukturen. Och på kanterna kan du arbeta med sandpapper, som kommer att jämna ut alla brister.

Laddarkroppen kommer att monteras.

På den här sidan kommer vi att ta fram en mini usb -kontakt, därifrån den andra modulen, eftersom det inte är någon idé att göra två hål i fodralet.

På den hemgjorda laddarens sidoväggar gör vi också urtag för att få batterierna.

Jag förberedde alla delar av höljet, gjorde hål i dem och fäste dem med smältlim.
Lådan är nästan klar, det är dags att gå vidare till fyllningen, smältlim är bra för att fästa fiberboard, det tar nästan omedelbart, till skillnad från PVA -lim, behöver du praktiskt taget inte vänta vid limning, det är också enkelt för att bli av med det med en skalpell.

Vi använder bitar av folieklädda kretskort som kontaktdynor som kommer i kontakt med 18650 batterier. Vi tennar dem, det blir lätt att lödda trådarna till dem.

Två moduler måste anslutas till varandra, eftersom vi bara kommer att använda en mini -usb, för detta löder vi helt enkelt strömkontakterna vid ingången till varandra, minus till minus, plus till plus.
Och nu, vad som skulle hända i slutändan, kopplade vi de inkommande strömkontakterna till varandra.
Fortsättning från 5 minuter på enheten för regelbunden påfyllning av laddningen av litiumjonbatterier typ 18650

Det finns ett relaterat ämne.