Оценка на характеристиките на конкретен зарядно устройствотрудно, без да разберете как всъщност трябва да тече примерният заряд на литиево-йонна батерия. Ето защо, преди да преминем директно към веригите, нека си припомним малко теория.

Какво представляват литиевите батерии

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

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

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

Освен това всички литиево-йонни батерии се произвеждат в различни размери и форм фактори. Те могат да бъдат както във версия с кутия (например популярните днес батерии 18650), така и в ламинирана или призматична версия (гел-полимерни батерии). Последните представляват херметически затворени торбички от специално фолио, в което са разположени електродите и електродната маса.

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

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

Вътрешните електрохимични процеси протичат по същия начин и не зависят от форм-фактора и производителността на батерията, така че всичко казано по-долу се отнася еднакво за всички литиеви батерии.

Как правилно да зареждате литиево-йонни батерии

Най-правилният начин за зареждане литиеви батериие зареждане на два етапа. Именно този метод използва Sony във всички свои зарядни устройства. Въпреки по-сложния контролер на зареждането, това осигурява по-пълно зареждане на литиево-йонните батерии, без да намалява експлоатационния им живот.

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

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

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

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

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

Важно:ако планирате да зареждате батерии с вградена защитна платка (PCB), тогава, когато проектирате веригата на зарядното устройство, трябва да сте сигурни, че напрежението на отворена верига на веригата никога не може да надвишава 6-7 волта. В противен случай защитната платка може да се повреди.

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

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

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

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

Важен нюанс в работата на правилното зарядно устройство е пълното му изключване от батерията след завършване на зареждането. Това се дължи на факта, че е изключително нежелателно литиевите батерии да бъдат дълго време под високо напрежение, което обикновено се осигурява от зарядното устройство (т.е. 4,18-4,24 волта). Това води до ускорено влошаване на химическия състав на батерията и в резултат на това до намаляване на нейния капацитет. Дългият престой означава десетки или повече часове.

По време на втория етап на зареждане батерията успява да натрупа около 0.1-0.15 повече от капацитета си. По този начин общият заряд на батерията достига 90-95%, което е отличен показател.

Разгледахме два основни етапа на зареждане. Отразяването на проблема със зареждането на литиевите батерии обаче би било непълно, ако не беше споменат още един етап на зареждане – т.нар. предварително зареждане.

Етап на предварително зареждане (предварително зареждане)- този етап се използва само за дълбоко разредени батерии (под 2,5 V) за привеждането им в нормален работен режим.

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

Предварителният етап е необходим, за да се предотврати подуване и намаляване на налягането (или дори експлозия с пожар) на повредени батерии, които например имат вътрешно късо съединение между електродите. Ако през такава батерия незабавно премине голям заряден ток, това неизбежно ще доведе до нейното нагряване и тогава какъв късмет.

Друго предимство на предварителното зареждане е предварителното загряване на батерията, което е важно при зареждане при ниски температури. околен свят(в неотопляема стая през студения сезон).

Интелигентното зареждане трябва да може да следи напрежението на батерията по време на етапа на предварително зареждане и в случай на напрежение за дълго времене се издига, заключете, че батерията е дефектна.

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

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

За да обобщим горното, очертаваме основните тези:

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

Токът ще зависи от това колко бързо искате да го зареждате и може да варира от 0,2C до 1C.

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

2. Колко време се зареждат например същите акумулаторни батерии 18650?

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

T \u003d C / I зареждане.

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

3. Как правилно да заредите литиево-полимерна батерия?

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

Какво е защитна дъска?

Защитната платка (или PCB - power control board) е предназначена да предпазва от късо съединение, презареждане и презареждане на литиевата батерия. По правило в защитните модули е вградена и защита от прегряване.

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

Тези платки използват контролер за зареждане с шест крака на специализиран mikrukh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 и др. аналози). Задачата на този контролер е да изключи батерията от товара, когато батерията е напълно разредена и да изключи батерията от зареждане, когато достигне 4,25 V.

Ето, например, диаграма на платката за защита на батерията BP-6M, която се доставяше със стари телефони Nokia:

Ако говорим за 18650, тогава те могат да бъдат произведени както със защитна платка, така и без нея. Защитният модул се намира в областта на отрицателната клема на акумулатора.

Платката увеличава дължината на батерията с 2-3 мм.

Батериите без PCB модул обикновено се доставят с батерии, които се доставят със собствени вериги за защита.

Всяка батерия със защита може лесно да бъде превърната в незащитена батерия, като просто я изкормите.

Към днешна дата максималният капацитет на батерията 18650 е 3400 mAh. Батериите със защита трябва да имат съответното обозначение на кутията ("Защитени").

Не бъркайте PCB-платка с PCM-модул (PCM - захранващ заряден модул). Ако първите служат само за защита на батерията, то вторите са предназначени да контролират процеса на зареждане - те ограничават зарядния ток на дадено ниво, контролират температурата и като цяло осигуряват целия процес. Платката PCM е това, което наричаме контролер на заряда.

Надявам се, че сега няма останали въпроси, как да зареждам батерия 18650 или друга литиева батерия? След това отиваме на малък изборготови схемни решения за зарядни устройства (същите тези зарядни контролери).

Схеми за зареждане на литиево-йонни батерии

Всички схеми са подходящи за зареждане на всяка литиева батерия, остава само да се вземе решение за тока на зареждане и елементната база.

LM317

Схема на просто зарядно устройство, базирано на чипа LM317 с индикатор за зареждане:

Веригата е проста, цялата настройка се свежда до настройка на изходното напрежение на 4,2 волта с помощта на настройващия резистор R8 (без свързана батерия!) И настройка на зарядния ток чрез избор на резистори R4, R6. Мощността на резистора R1 е най-малко 1 ват.

Веднага след като светодиодът изгасне, процесът на зареждане може да се счита за завършен (токът на зареждане никога няма да намалее до нула). Не се препоръчва да държите батерията в този заряд дълго време, след като е напълно заредена.

Чипът lm317 се използва широко в различни стабилизатори на напрежение и ток (в зависимост от схемата на превключване). Продава се на всеки ъгъл и струва стотинка като цяло (можете да вземете 10 броя само за 55 рубли).

LM317 се предлага в различни кутии:

Присвояване на щифта (pinout):

Аналозите на чипа LM317 са: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (последните два са местно производство).

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

Печатната платка и модулът на веригата са показани по-долу:

Старият съветски транзистор KT361 може да бъде заменен с подобни p-n-pтранзистор (например KT3107, KT3108 или буржоа 2N5086, 2SA733, BC308A). Може да се премахне напълно, ако индикаторът за зареждане не е необходим.

Недостатъкът на схемата: захранващото напрежение трябва да бъде в диапазона 8-12V. Това се дължи на факта, че за нормалната работа на микросхемата LM317 разликата между напрежението на батерията и захранващото напрежение трябва да бъде най-малко 4,25 волта. Така няма да може да се захранва от USB порта.

MAX1555 или MAX1551

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

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

Подробно описание на тези чипове от производителя -.

Максималното входно напрежение от DC адаптера е 7 V, при захранване от USB е 6 V. Когато захранващото напрежение падне до 3,52 V, микросхемата се изключва и зареждането спира.

Самата микросхема открива на кой вход има захранващо напрежение и се свързва към него. Ако захранването се подава през USB шината, тогава максималният ток на зареждане е ограничен до 100 mA - това ви позволява да включите зарядното устройство в USB порта на всеки компютър, без да се страхувате от изгаряне на южния мост.

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

Чиповете имат вградена защита от прегряване. Но дори и в този случай веригата продължава да работи, намалявайки зарядния ток със 17mA за всеки градус над 110°C.

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

Микросхемата има 5 пина. Ето типична електрическа схема:

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

Опцията за USB зареждане може да се монтира например на този.

Микросхемата не се нуждае от външни диоди или външни транзистори. Като цяло, разбира се, шик mikruhi! Само те са твърде малки, неудобно е да се запояват. И те все още са скъпи ().

LP2951

Стабилизаторът LP2951 се произвежда от National Semiconductors (). Той осигурява внедряването на вградената функция за ограничаване на тока и ви позволява да генерирате стабилно ниво на зарядно напрежение за литиево-йонна батерия на изхода на веригата.

Стойността на зарядното напрежение е 4,08 - 4,26 волта и се задава от резистор R3, когато батерията е изключена. Напрежението е много точно.

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

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

Това зарядно устройство произвежда доста нисък ток на зареждане, така че всяка батерия 18650 може да се зарежда цяла нощ.

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

MCP73831

Чипът ви позволява да създавате правилните зарядни устройства, освен това е по-евтин от рекламирания MAX1555.

Типична превключваща схема е взета от:

Важно предимство на веригата е липсата на мощни резистори с ниско съпротивление, които ограничават зарядния ток. Тук токът се задава от резистор, свързан към 5-ия изход на микросхемата. Неговото съпротивление трябва да бъде в диапазона 2-10 kOhm.

Сглобката на зарядното устройство изглежда така:

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

Ето още един вариант печатна електронна платкас smd led и micro usb конектор:

LTC4054 (STC4054)

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

Веригата може да бъде значително опростена чрез изхвърляне на един или дори двата светодиода с транзистор. Тогава ще изглежда така (съгласете се, няма къде по-лесно: чифт резистори и един кондер):

Една от опциите за PCB е достъпна на адрес. Платката е предназначена за елементи с размер 0805.

I=1000/R. Не трябва да задавате голям ток веднага, първо вижте колко ще се нагрее микросхемата. За моите цели взех резистор от 2,7 kOhm, докато токът на зареждане се оказа около 360 mA.

Малко вероятно е радиаторът да може да бъде адаптиран към тази микросхема и не е факт, че ще бъде ефективен поради високата термична устойчивост на прехода кристален корпус. Производителят препоръчва да направите радиатора "през ​​проводниците" - да направите пистите възможно най-дебели и да оставите фолиото под корпуса на микросхемата. И като цяло колкото повече "земно" фолио остане, толкова по-добре.

Между другото, по-голямата част от топлината се отстранява през 3-тия крак, така че можете да направите тази писта много широка и дебела (напълнете я с излишна спойка).

Пакетът на чипа LTC4054 може да бъде обозначен като LTH7 или LTADY.

LTH7 се различава от LTADY по това, че първият може да вдигне много изтощена батерия (на която напрежението е по-малко от 2,9 волта), докато вторият не може (трябва да го завъртите отделно).

Микросхема вышла очень удачной, поэтому имеет кучу аналогов: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Преди да използвате някой от аналозите, проверете спецификациите.

TP4056

Микросхемата е направена в пакета SOP-8 (виж), има метален радиатор на корема, който не е свързан с контактите, което прави възможно по-ефективното отстраняване на топлината. Позволява ви да зареждате батерията с ток до 1A (токът зависи от резистора за настройка на тока).

Диаграмата на свързване изисква много минимални прикачени файлове:

Схемата реализира класическия процес на зареждане - първо зареждане с постоянен ток, след това с постоянно напрежение и падащ ток. Всичко е научно. Ако разглобите зареждането стъпка по стъпка, тогава можете да различите няколко етапа:

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

Зарядният ток (в ампери) се изчислява по формулата I=1200/R прогноз. Допустимият максимум е 1000 mA.

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

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

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

Първият крак се използва за свързване на температурния сензор, вграден в литиево-йонната батерия (обикновено това е средният извод на батерията мобилен телефон). Ако изходното напрежение е под 45% или над 80% от захранващото напрежение, зареждането се спира. Ако нямате нужда от контрол на температурата, просто поставете този крак на земята.

внимание! Тази схема има един съществен недостатък: липсата на верига за защита от обратен ход на батерията. В този случай контролерът гарантирано ще изгори поради превишаване на максималния ток. В този случай захранващото напрежение на веригата пада директно върху батерията, което е много опасно.

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

Може да намерите и готови платки с контакт за датчик за температура. Или дори модул за зареждане с множество TP4056 чипове в паралел за увеличаване на тока на зареждане и със защита срещу обратна полярност (пример).

LTC1734

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

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

Транзисторът ще пасне всякакви p-n-p, основното е, че е проектиран за даден ток на зареждане.

На тази диаграма няма индикатор за заряд, но на LTC1734 се казва, че пин "4" (Prog) има две функции - настройка на тока и следене на края на заряда на батерията. Например, показана е схема с контрол на края на заряда, използващ компаратор LT1716.

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

TL431 + транзистор

Вероятно е трудно да се измисли схема от по-достъпни компоненти. Тук най-трудното е да се намери източникът на референтното напрежение TL431. Но те са толкова често срещани, че се намират почти навсякъде (рядко източникът на захранване е пълен без тази микросхема).

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

Настройката на веригата се свежда до настройка на изходното напрежение (без батерия !!!) с помощта на тример на ниво от 4,2 волта. Резисторът R1 задава максималната стойност на зарядния ток.

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

MCP73812

Има още един незаслужено пренебрегван микрочип от Microchip - MCP73812 (виж). Въз основа на него получавате много бюджетна опция за зареждане (и евтина!). Целият комплект е само един резистор!

Между другото, микросхемата е направена в удобна за запояване кутия - SOT23-5.

Единственият минус е, че много се нагрява и няма индикация за зареждане. Освен това по някакъв начин не работи много надеждно, ако имате захранване с ниска мощност (което дава спад на напрежението).

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

NCP1835

Предлага се напълно интегрирано решение - NCP1835B, осигуряващо висока стабилност на зарядното напрежение (4.2 ± 0.05 V).

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

от безспорни предимстваИскам да отбележа следното:

1. Минималният брой части на комплекта за тяло.
2. Възможност за зареждане на напълно разредена батерия (ток на предварителен заряд 30mA);
3. Дефиниция на края на зареждането.
4. Програмируем ток на зареждане - до 1000 mA.
5. Индикация за зареждане и грешка (с възможност за откриване на незареждаеми батерии и сигнализиране за това).
6. Дългосрочна защита от зареждане (чрез промяна на капацитета на кондензатора C t, можете да зададете максимално време за зареждане от 6,6 до 784 минути).

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

| Повече ▼ Подробно описаниее в .

Възможно ли е зареждане на литиево-йонна батерия без контролер?

Да, можеш. Това обаче ще изисква строг контрол върху тока и напрежението на зареждане.

Като цяло няма да работи за зареждане на батерията, например нашия 18650 без зарядно устройство изобщо. Все още трябва по някакъв начин да ограничите максималния ток на зареждане, така че поне най-примитивната памет, но все пак е необходима.

Най-простото зарядно устройство за всяка литиева батерия е резистор в серия с батерията:

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

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

Така че в самото начало на зареждането спадът на напрежението през резистора ще бъде:

U r \u003d 5 - 2,8 \u003d 2,2 волта

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

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

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

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 ома

Мощност на разсейване на резистора:

P r \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2,2 = 2,2 W

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

Зареждам \u003d (U un - 4.2) / R \u003d (5 - 4.2) / 2.2 \u003d 0.3 A

Тоест, както виждаме, всички стойности не надхвърлят допустимите граници за дадена батерия: първоначалният ток не надвишава максимално допустимия ток на зареждане за дадена батерия (2,4 A), а крайният ток надвишава ток, при който батерията вече не придобива капацитет ( 0,24 A).

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

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

Защитата, вградена в батерията, няма да позволи тя да бъде презаредена при никакви обстоятелства. Всичко, което трябва да направите, е да контролирате зарядния ток, така че да не превишава позволени стойностиза тази батерия (защитните платки не могат да ограничат зарядния ток, за съжаление).

Зареждане с лабораторно захранване

Ако разполагате със захранване с токова защита (ограничение), значи сте спасени! Такова захранване вече е пълноценно зарядно устройство, което изпълнява правилния профил на зареждане, за който писахме по-горе (CC / CV).

Всичко, което трябва да направите, за да заредите li-ion, е да настроите захранването на 4,2 волта и да зададете желаното ограничение на тока. И можете да свържете батерията.

Първоначално, когато батерията все още е разредена, лабораторното захранване ще работи в режим на токова защита (т.е. ще стабилизира изходния ток на дадено ниво). След това, когато напрежението на банката се повиши до зададените 4,2 V, захранването ще премине в режим на стабилизиране на напрежението и токът ще започне да пада.

Когато токът падне до 0,05-0,1C, батерията може да се счита за напълно заредена.

Както можете да видите, лабораторното захранване е почти перфектно зарядно! Единственото нещо, което не може да направи автоматично, е да вземе решение да зареди напълно батерията и да се изключи. Но това е дреболия, на която дори не си струва да се обръща внимание.

Как се зареждат литиеви батерии?

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

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

Между другото, ако говорим за неакумулаторната батерия CR2032, т.е. LIR2032, която е много подобна на нея, вече е пълноценна батерия. Може и трябва да се презарежда. Само нейното напрежение не е 3, а 3.6V.

Как да зареждате литиеви батерии (независимо дали става дума за телефонна батерия, 18650 или друга литиево-йонна батерия) беше обсъдено в началото на статията.

85 коп./бр. Купува MCP73812 65 rub / парче Купува NCP1835 83 rub / бр. Купува *Всички чипове с безплатна доставка

Цената е за 2 бр.

Трябваше да захранвам едно устройство от литиева батерия 18650, която работи на 3 - 4 волта. За да се реализира тази идея, беше необходима схема, която може:
1 - защита на батерията от преразреждане
2 - зареждане на литиеви батерии
В Aliexpress се намери малък шал, който прави всичко това и не е никак скъп.


Без колебание веднага купих партида от две такива платки за $3,88. Разбира се, ако купите 10 от тях, можете да ги намерите за $1. Но не ми трябват 10.
След 2 седмици дъските бяха в ръцете ми.
За тези, които се интересуват, процесът на разопаковане и бърз преглед могат да се видят тук:

Веригата за зареждане е направена на специален контролер TP4056
Описание на което:
От втория крак до "земята" има съпротивление от 1,2 kOhm (обозначено с R3 на дъската), като промените стойността на това съпротивление, можете да промените тока на зареждане на батерията.


Първоначално струва 1,2 kOhm, което означава, че зарядният ток е 1 ампер.

Различни други конвертори могат да бъдат свързани към тази платка. например, ако свържете такъв DC / DC преобразувател


Тогава получаваме нещо като банка. Тъй като на изхода ще имаме + 5v.
И ако свържете универсален DC / DC усилващ преобразувател към LM2577S


Тогава получаваме изхода от 4 до 26 волта. Което е много добро и ще покрие всичките ни нужди.
Като цяло, имайки литиева батерия, дори и от стар телефон, и такава платка, ние получаваме универсален комплект за много задачи за захранване на нашите устройства.
Подробности можете да видите във видео ревюто:

Смятам да купя +138 Добави към любими Рецензията ми хареса +56 +153

Всички радиолюбители са добре запознати с платките за зареждане на една кутия литиево-йонни батерии. Той е в голямо търсене поради ниската си цена и добрите изходни параметри.

Използва се за зареждане на споменатите по-горе батерии от напрежение от 5 волта. Такива шалове се използват широко в домашни дизайни с автономен източникзахранване под формата на литиево-йонни батерии.

Тези контролери се произвеждат в два варианта - със и без защита. Тези със защита са малко скъпички.

Защитата изпълнява няколко функции

1) Изключва батерията по време на дълбоко разреждане, презареждане, претоварване и късо съединение.

Днес ще проверим този шал много подробно и ще разберем дали параметрите, обещани от производителя, отговарят на реалните, а също така ще организираме други тестове, да тръгваме.
Параметрите на платката са показани по-долу

И това са схемите, горната със защита, долната без

Под микроскоп се забелязва, че платката е с много добро качество. Двустранен фибростъкло, без "чорапи", има ситопечат, всички входове и изходи са маркирани, не е реалистично да объркате връзката, ако внимавате.

Микросхемата може да осигури максимален ток на зареждане в района на 1 ампер, този ток може да бъде променен чрез избор на резистор Rx (маркиран в червено).

И това е плоча на изходния ток, в зависимост от съпротивлението на посочения по-рано резистор.

Микросхемата задава крайното напрежение на зареждане (около 4,2 волта) и ограничава тока на зареждане. На платката има два светодиода червен и син (цветовете може да са различни).Първият свети по време на зареждане,вторият когато батерията е напълно заредена.

Има Micro USB конектор, който се захранва с напрежение 5 волта.

Първи тест.
Да проверим изходно напрежениекъм който ще се зарежда батерията трябва да е между 4.1 и 4.2V

Точно така, няма оплаквания.

Втори тест
Нека проверим изходния ток, на тези платки максималният ток е зададен по подразбиране и това е около 1A.
Ще натоварваме изхода на платката докато работи защитата, като по този начин симулираме голяма консумация на входа или изтощена батерия.

Максималният ток е близо до декларирания, нека да продължим.

Тест 3
На мястото на батерията е свързано лабораторно захранване, към което напрежението е предварително зададено от порядъка на 4 волта. Намаляваме напрежението, докато защитата изключи батерията, мултиметърът показва изходното напрежение.

Както можете да видите, при 2,4-2,5 волта изходното напрежение изчезна, тоест защитата работи. Но това напрежение е под критичното, мисля, че 2,8 волта ще бъде най-много, като цяло не съветвам да разреждате батерията до такава степен, че защитата да работи.

Тест 4
Проверка на работния ток на защитата.
За тези цели се използва електронен товар, постепенно увеличаваме тока.

Защитата работи при токове от около 3,5 ампера (ясно се вижда на видеото)

От недостатъците ще отбележа само, че микросхемата безсрамно се нагрява и дори топлоинтензивната платка не спестява между другото - самата микросхема има субстрат за ефективен пренос на топлина и този субстрат е запоен към платката, последната играе ролята на радиатор.

Мисля, че няма какво да добавя, всички го видяха перфектно, платката е отлична бюджетен варианткогато става въпрос за контролер на заряда за една кутия Li-Ion батерия с малък капацитет.
Мисля, че това е едно от най-успешните разработки на китайски инженери, което е достъпно за всички поради незначителната цена.
Радвам се да остана!

Покажи телефона

Повече от 100 модела ховърборди на склад! Можете да закупите от нас на изплащане до 6 месеца. Плащане в магазин или онлайн на нашия уебсайт!

Цена: 9990 рубли. 12490 рубли. (Евтиният модел липсва: самобалансиране, приставка, дръжка за носене, чанта.)

Нашите предимства:
- Само висококачествени и оригинални продукти
- При нас можете да видите, пипнете, повозите, да се уверите в качеството и едва след това да купите!
- За разлика от други магазини на Avito, ние публикуваме собствени снимки на ховърбордове, направени в нашия магазин

Характеристики на ховърборда Smart Balance:
- Диаметър на колелото 10 инча (254 mm)
- Максимална скорост 18 км/ч
- Резерв на мощност до 25 км
- Автоматично самобалансиране
- Мощност на мотора 1000 W (2 мотора по 500 вата)
- Samsung Li-ion батерия (със система за защита)
- Капацитет на батерията 4400 mah 36v
- Време пълно зареждане 2 часа
- Таотао дъски
- Мобилно приложение TaoTao Plus
- Bluetooth високоговорители
- LED подсветка
- Минимално натоварване 20 кг
- Максимално натоварване 120 кг
- Максимален ъгъл на повдигане 15°
- Размери 710х350х340 мм
- Тегло 13 кг
- Дръжка за носене

Оборудване:
- Гироскутер
- Калъф чанта
- Зарядно устройство
- Инструкция на руски език
- Гаранционна карта 12 месеца

Мобилно приложение за смартфони:
Безплатно мобилно приложение TaoTaoPlus за потребители на смартфони с iOS и Android. След синхронизиране на ховърборда чрез Bluetooth с мобилно приложение TaoTaoPlus Можете да управлявате и персонализирате ховърборда за себе си или за вашето дете:
- Задайте парола за достъп до устройството
- Проследяване на геолокация въз основа на данните от вашия смартфон
- Персонализиране максимална скоростдвижение
- Регулиране на чувствителността на сензорите за налягане и жироскопите
- Задайте време на неактивност, преди да преминете към режим на пестене на енергия
Ще имате достъп и до информация:
- Общ пробег на ховърборда, км
- Пробег за текущото пътуване, км
- Скорост на движението
- Температура на устройството
- Волтаж
- Ниво на батерията

Условия за доставка и плащане
Доставка:
1) Пикап. От магазина на адрес: Хабаровск, ул. Лев Толстой 3Б. Работно време: от 9:00 до 20:00 часа без почивка и почивни дни.
2) Доставка с фирмен транспорт. Безплатно в Хабаровск в деня на поръчката.
3) Транспортна фирма. Безплатна доставкапреди транспортна компания. Допълнителна доставка до всеки град в Русия - по тарифите на транспортните компании.
4) Възможна е доставка на стоки и по други удобни за вас начини. (Обсъжда се при поръчка)

Начини за плащане:
1) В брой в магазина или при предаване на стоката на куриера. При получаване на стоката задължително проверете комплектността на стоката, наличието на гаранционна карта и касов бон.
2) Плащане банкова картапрез платежния терминал в магазина.
3) Онлайн плащане с банкова карта в сайта на магазина.
4) Прехвърляне към карта на Сбербанк.
5) Безкасово плащане. За юридически лицаи IP
6) Банков превод. За физически лица от регионите на Русия чрез клон на всяка банка.

Първо трябва да вземете решение за терминологията.

като такъв контролери за зареждане и разреждане не съществуват. Това са глупости. Няма смисъл да управлявате изхвърлянето. Разрядният ток зависи от товара - колкото му трябва, толкова ще вземе. Единственото нещо, което трябва да направите при разреждане е да следите напрежението на батерията, за да предотвратите нейното преразреждане. За това кандидатствайте.

В същото време, отделно контролери зарежданене само съществуват, но са абсолютно необходими за процеса на зареждане на литиево-йонни батерии. Именно те задават необходимия ток, определят момента, в който зареждането приключва, следят температурата и т.н. Контролерът за зареждане е неразделна част от всеки.

Въз основа на моя опит мога да кажа, че контролерът за зареждане / разреждане всъщност се разбира като верига за защита на батерията от твърде дълбоко разреждане и, обратно, презареждане.

С други думи, когато говорим за контролер за зареждане / разреждане, говорим за защитата, вградена в почти всички литиево-йонни батерии (PCB или PCM модули). Ето я:

И ето ги и тях:

Очевидно е, че защитните платки се представят в различни форм-фактори и се сглобяват с различни електронни компоненти. В тази статия ще разгледаме само опциите за защита на литиево-йонни батерии (или, ако искате, контролери за разреждане / зареждане).

Контролери за зареждане-разреждане

Тъй като това име е толкова утвърдено в обществото, ние също ще го използваме. Нека започнем с може би най-често срещаната опция на чипа DW01 (Plus).

DW01-Плюс

Такава защитна платка за литиево-йонни батерии има във всяка втора батерия на мобилен телефон. За да стигнете до него, просто откъснете самозалепващото се с надписи, което е залепено върху батерията.

Самият чип DW01 е с шест крака, а два полеви транзистора са структурно направени в един пакет под формата на 8-крак монтаж.

Пин 1 и 3 са контролните клавиши за защита от презареждане (FET1) и презареждане (FET2), съответно. Прагови напрежения: 2,4 и 4,25 волта. Заключение 2 - сензор, който измерва спада на напрежението в транзисторите с полеви ефекти, поради което се реализира защита от свръхток. Преходното съпротивление на транзисторите действа като измервателен шунт, така че прагът на реакция има много голямо разпространение от продукт на продукт.

Цялата схема изглежда така:

Дясната микросхема с маркировка 8205A - това е FETs, действащи като ключове в схемата.

Серия S-8241

SEIKO разработи специализирани схеми за защита на литиево-йонни и литиево-полимерни батерии от прекомерно разреждане/презареждане. За да защитите една банка, кандидатствайте интегрални схемиСерия S-8241.

Бутоните за защита от прекомерно разреждане и презареждане работят съответно при 2,3 V и 4,35 V. Токовата защита се активира, когато спадът на напрежението на FET1-FET2 е 200 mV.

Серия AAT8660

LV51140T

Подобна схема на защита за литиеви едноклетъчни батерии със защита срещу преразреждане, презареждане, прекомерен заряд и токове на разреждане. Изпълнен с помощта на чип LV51140T.

Прагови напрежения: 2,5 и 4,25 волта. Вторият крак на микросхемата е входът на текущия детектор за претоварване (гранични стойности: 0,2 V при разреждане и -0,7 V при зареждане). Pin 4 не се използва.

Серия R5421N

Дизайнът на веригата е подобен на предишните. В работен режим микросхемата консумира около 3 μA, в режим на блокиране - около 0,3 μA (буква C в обозначението) и 1 μA (буква F в обозначението).

Серията R5421N съдържа няколко модификации, които се различават по големината на напрежението на реакция по време на презареждане. Подробностите са дадени в таблицата:

SA57608

Друга версия на контролера за зареждане / разреждане, само на чипа SA57608.

Напреженията, при които микросхемата изключва буркана от външни вериги, зависят от буквения индекс. Вижте таблицата за подробности:

SA57608 консумира доста голям ток в режим на заспиване - около 300 μA, което го отличава от горните аналози за по-лошо (там консумираните токове са от порядъка на фракции от микроампер).

LC05111CMT

И накрая, предлагаме интересно решение от един от световните лидери в производството на електронни компоненти On Semiconductor - контролер за зареждане и разреждане на чип LC05111CMT.

Решението е интересно с това, че ключовите MOSFET транзистори са вградени в самата микросхема, така че от прикрепените елементи са останали само няколко резистора и един кондензатор.

Преходното съпротивление на вградените транзистори е ~11 милиома (0,011 ома). Максималният ток на зареждане/разреждане е 10А. Максималното напрежение между клеми S1 и S2 е 24 волта (това е важно при комбиниране на батерии в батерии).

Микросхемата се произвежда в пакет WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag.

Веригата, както се очаква, осигурява защита срещу презареждане/разреждане, свръхток в товара и ток на презареждане.

Контролери за зареждане и защитни схеми - каква е разликата?

Важно е да разберете, че защитният модул и контролерите за зареждане не са едно и също нещо. Да, функциите им се припокриват до известна степен, но би било грешка вграденият в батерията защитен модул да се нарича контролер на заряда. Сега нека обясня разликата.

Най-важната роля на всеки контролер за зареждане е да реализира правилния профил на зареждане (обикновено CC/CV - постоянен ток/постоянно напрежение). Тоест контролерът за зареждане трябва да може да ограничава тока на зареждане на дадено ниво, като по този начин контролира количеството енергия, "излято" в батерията за единица време. Излишната енергия се отделя като топлина, така че всеки контролер за зареждане става доста горещ по време на работа.

Поради тази причина контролерите за зареждане никога не са вградени в батерията (за разлика от защитните платки). Контролерите са само част от правилното зарядно и нищо повече.

Освен това никоя защитна платка (или защитен модул, наречете го както искате) не е в състояние да ограничи зарядния ток. Платката контролира само напрежението на самата банка и, ако надхвърли предварително зададените граници, отваря изходните ключове, като по този начин изключва банката от външния свят. Между другото, защитата от късо съединение също работи на същия принцип - в случай на късо съединение напрежението на банката пада рязко и веригата за защита от дълбок разряд се задейства.

Объркването между защитните вериги на литиевите батерии и контролерите за зареждане възникна поради сходството на прага на реакция (~ 4,2 V). Само при защитния модул бурканът е напълно изключен от външните клеми, а при зарядния контролер преминава в режим на стабилизиране на напрежението и постепенно намаляване на зарядния ток.