Колко плътно влезе в живота ни Li-ion батерияс. Фактът, че те се използват в почти цялата микропроцесорна електроника, вече е норма. Така че радиолюбителите отдавна са ги възприели и използват в своите домашни продукти. Допринасям за това значителни предимства на литиево-йонните батерии, като малък размер, голям капацитет, голям изборизпълнения с различни мощности и форми.

Най-често срещаната батерия е 18650, нейното напрежение е 3,7 V. За което ще направя индикатор за разреждане.
Вероятно не си струва да казвате колко нисък разряд е вреден за батериите на крана. И за батерии от всякакъв вид. Правилната поддръжка на акумулаторните батерии ще удължи живота им няколко пъти и ще ви спести пари.

Индикаторна верига за зареждане

Ако отворите някоя батерия на мобилен телефон, ще откриете, че малка печатна платка е запоена към клемите на клетката на батерията. Това е така наречената защитна схема, или Защита IC.

Поради характеристиките си, литиевите батерии изискват постоянен мониторинг. Нека да разгледаме по-подробно как е подредена схемата за защита и от какви елементи се състои.

Обикновена схема на контролер на заряда литиева батерияе малка дъска, на която се монтира електронна схемаот SMD компоненти. Веригата на контролера от 1 клетка („банка“) при 3.7V, като правило, се състои от две микросхеми. Едната микросхема е управляваща, а другата е изпълнителна - комплект от два MOSFET транзистора.

Снимката показва платка за контрол на заряда на батерията 3,7 V.

Микросхема с маркировка DW01-P в малък пакет е по същество „мозъкът“ на контролера. Ето типична електрическа схема за този чип. На диаграмата G1 е клетка от литиево-йонна или полимерна батерия. FET1, FET2 са MOSFET транзистори.

Соколевка, външен види назначение на щифтовете на чипа DW01-P.

MOSFET транзисторите не са включени в чипа DW01-P и са направени като отделен модул на чип от 2 MOSFET транзистори N-тип. Обикновено се използва модулът с маркировка 8205, а пакетът може да бъде 6-пинов (SOT-23-6) или 8-пинов (TSSOP-8). Сглобката може да бъде етикетирана като TXY8205A, SSF8205, S8205A и т.н. Можете също така да намерите възли с маркировка 8814 и подобни.

Ето разводката и състава на чипа S8205A в пакета TSSOP-8.

Два FETs се използват за отделно управление на разреждането и зареждането на батерията. За удобство се изработват в един калъф.

Транзисторът (FET1), който е свързан към OD щифта ( Прекомерно разреждане) DW01-P чипове, контролира разреждането на батерията - свързва / изключва товара. И този (FET2), който е свързан към OC щифта ( над таксата) – свързва/изключва захранването (зарядното устройство). По този начин, чрез отваряне или затваряне на съответния транзистор, е възможно например да изключите товара (консуматора) или да спрете зареждането на акумулаторната клетка.

Нека да разгледаме логиката на контролния чип и цялата верига за защита като цяло.

Защита от презареждане.

Както знаете, презареждането на литиева батерия над 4,2 - 4,3 V е изпълнено с прегряване и дори експлозия.

Ако напрежението на клетката достигне 4,2 - 4,3 V ( Напрежение за защита от презареждане – VOCCP), тогава контролният чип затваря транзистора FET2, като по този начин предотвратява по-нататъшното зареждане на батерията. Батерията ще бъде изключена от източника на захранване, докато напрежението на клетката падне под 4 - 4,1 V ( Напрежение на освобождаване на презареждане – VOCR) поради саморазреждане. Това е само ако към батерията няма свързан товар, например тя е извадена от мобилен телефон.

Ако батерията е свързана към товара, тогава транзисторът FET2 се отваря отново, когато напрежението на клетката падне под 4,2 V.

Защита от свръхразреждане.

Ако напрежението на батерията падне под 2,3 - 2,5 V ( Напрежение за защита от презареждане – VODP), тогава контролерът изключва FET1 MOSFET транзистора - той е свързан към щифта DO.

Има много интересно състояние . Докато напрежението на акумулаторната клетка надвиши 2,9 - 3,1V ( Напрежение на освобождаване при свръхразряд – VODR), товарът ще бъде напълно изключен. Клемите на контролера ще бъдат 0V. Тези, които не са запознати с логиката на защитната верига, могат да приемат това състояние на нещата за „смърт“ на батерията. Ето само един малък пример.

Миниатюрна Li-polymer батерия 3.7V от MP3 плеър. Състав: управляващ контролер - G2NK (серия S-8261), монтаж на транзистори с полеви ефекти - KC3J1.

Батерията е разредена под 2.5V. Контролната верига го изключи от товара. На изхода на контролера 0V.

В същото време, ако измерите напрежението на клетката на батерията, след като товарът беше изключен, той леко нарасна и достигна ниво от 2,7 V.

За да може контролерът да свърже отново батерията към „външния свят“, тоест към товара, напрежението на клетката на батерията трябва да бъде 2,9 - 3,1 V ( VODR).

Това повдига един много резонен въпрос.

Диаграмата показва, че дренажните клеми (Drain) на транзистори FET1, FET2 са свързани заедно и не са свързани никъде. Как протича токът през такава верига, когато се задейства защитата от прекомерно разреждане? Как можем да презаредим отново "банката" на батерията, така че контролерът отново да включи разрядния транзистор - FET1?

Ако се ровите в таблици с данни за литиево-йонни / полимерни защитни чипове (включително DW01-P, G2NK), тогава можете да разберете, че след задействане на защитата от дълбок разряд, веригата за откриване на заряд е в действие - Откриване на зарядно устройство. Тоест, когато е свързан зарядно устройствоверигата ще открие, че зарядното устройство е свързано и ще разреши процеса на зареждане.

Зареждането до ниво от 3,1 V след дълбоко разреждане на литиева клетка може да отнеме много дълго време - няколко часа.

За да възстановите литиево-йонна / полимерна батерия, можете да използвате специални инструменти, например универсалното зарядно устройство Turnigy Accucell 6. Вече говорих как да направите това тук.

Именно с този метод успях да възстановя Li-polymer 3.7V батерия от MP3 плейър. Зареждането от 2.7V до 4.2V отне 554 минути и 52 секунди, което е повече от 9 часа! Толкова може да продължи едно зареждане за „възстановяване“.

Освен всичко друго, функционалността на защитните вериги на литиевите батерии включва защита от свръхток ( Защита от свръхток) и късо съединение. Защитата от свръхток се задейства в случай на рязък спад на напрежението с определена стойност. След това микросхемата ограничава тока на натоварване. В случай на късо съединение (късо съединение) в товара, контролерът го изключва напълно, докато късото съединение бъде елиминирано.

Контролна схема на литиево-йонна батерия
Схема на контролера на литиево-йонна батерия Устройство и принцип на работа на защитния контролер Литиево-йонна / полимерна батерия Ако отворите всяка батерия от мобилен телефон, можете

Вероятно за повечето радиолюбители през годините се поставя кутия, в която се сгъват „за по-късно“ литиеви батерииот преждевременно починалия (удавен, паднал от балкона, нахапан от Дружок) мобилни телефони и камери. Те лежат в кутия и чакат в крилата .. И часът все още не идва. Причината е проста - да се използва батерияв същото фенерче, което трябва да направите контролер за зареждане, и по някаква причина не са доставили чипове за зареждане в местния радиомагазин .. Да, проблем.

И какво да прави един беден радиолюбител? Всичко е много просто - можете да се справите с "пасище", като използвате това, което е скрито от очите на обикновения потребител. А именно защитната платка, която е старателно скрита във всяка литиев йонили литиево-полимерна батерия. Без него те нямат право да използват акумулаторив домакински уредипоради изключителната активност на лития. Ако разглобите батерия от мобилен телефон , ще намерим такова просто устройство вътре:

Това е, което е платка за защита на батерията. Тази платка има чип за сравнение на две нива и полеви транзистор. Когато напрежението падне до акумулаторпод 3v или повишаване над 4.25v този компаратор изключва транзистора и изолира батерияот външния свят, като по този начин предпазва от повреда.

Имах идея да опитам да използвам тези свойства на защитната платка, за да контролирам процеса зареждане на батерията на телефонаот стандарта USB портовекомпютър (който има 500mA ограничител на тока като бонус). Така че получаваме супа от брадва. По-точно, зареждане „от нищото“. Остава по някакъв начин да покаже напредъка (и завършването) на процеса на потребителя зареждане. По-долу е схематози възел.

Работи много просто. Когато е свързан към USB портпри зареждането започва и светва Светодиод. Токът на зареждане е ограничен от порта на компютъра и резисторите на платката. При достигане на напрежението акумулатор 4.25v задейства компаратора на защитната платка и прекъсва зарядната верига. Светодиодът ще изгасне. При първата опция за зареждане използвах бутона за стартиране на процеса на зареждане. Но се оказа, че кондензатор 100nF е достатъчен за първоначалното отваряне полеви транзистор. Веригата е много проста и започва да работи без настройка.
Файлът на борда може да бъде изтеглен от раздела "Файлов каталог"

Ако, докато повтаряте този дизайн, имате въпроси или идеи за подобряването му, пиши ми онлайн вашите мисли за това.

Как да заредите литиево-йонна батерия без контролер
Как да заредите литиево-йонна батерия без контролер Вероятно за повечето радиолюбители през годините се поставя кутия, в която литиевите батерии от

Ако се интересувате как да зареждате литиево-йонна батерия, значи сте попаднали на правилното място.

Модерен мобилни устройстваизискват офлайн източникхранене.

И това важи както за „високите технологии“ като смартфони и лаптопи, така и за много повече прости устройства, да речем, електрически бормашини или мултиметри.

Има много различни видове батерии. Но за преносимо оборудване най-често се използва Li-Ion.

Относителната лекота на производство и ниската цена доведоха до такова широко разпространение.

Това беше улеснено от отлична производителност, плюс нисък саморазряд и голям запас от цикли на зареждане-разреждане.

важно!За по-голямо удобство повечето от тези батерии са оборудвани със специално устройство за управление, което не позволява зарядът да премине критични нива.

По време на критично разреждане тази верига просто спира да подава напрежение към устройството и по време на излишък приемливо нивозареждането прекъсва входящия ток.

В същото време, след достигане на номиналните 100%, зареждането трябва да продължи още час и половина до два часа.

Това е необходимо, защото действителната батерия ще бъде 70-80% заредена.

При зареждане от лаптоп или настолен компютърМоля, обърнете внимание, че USB портът не може да осигури достатъчно високо напрежение, следователно процесът ще отнеме повече време.

Редуването на цикли на пълно и частично (80-90%) зареждане ще удължи живота на устройството.

Въпреки такава интелигентна архитектура и обща непретенциозност, спазването на някои правила за използване на батерии ще помогне да се удължи живота им.

За да не "страда" батерията на устройството, достатъчно е да следвате прости препоръки.

Правило 1: Не позволявайте батерията ви да се изтощи напълно

Литиево-йонните батерии с модерен дизайн нямат "ефект на паметта". Ето защо е по-добре да ги зареждате, преди да настъпи моментът на пълно разреждане.

Някои производители измерват живота на батериите си с броя цикли на зареждане от нула.

Най-висококачествените продукти могат да издържат до 600 такива цикъла. При зареждане на батерия с оставащи 10-20%, броят на циклите се увеличава до 1700.

Правило 2. Пълно освобождаване от отговорност все още трябва да се взема на всеки три месеца.

При нестабилно и неравномерно зареждане средните статистически стойности на максималните и минималните зареждания в споменатия по-горе контролер се грешат.

Това води до факта, че устройството получава неправилна информация за размера на таксата.

Превантивното освобождаване от отговорност ще помогне да се предотврати това. При пълно разрежданебатерия, минимална стойностзарядът в управляващата верига (контролера) ще бъде нулиран.

След това е необходимо да заредите батерията "до очните ябълки", като държите от осем до дванадесет часа в състояние, свързано с мрежата.

Това ще актуализира максималната стойност. След такъв цикъл батерията ще бъде по-стабилна.

Правило 3. Неизползваната батерия трябва да се съхранява с малко количество заряд

Преди съхранение е по-добре да заредите батерията с 30-50% и да я съхранявате при температура 15 0 C. При такива условия батерията може да се съхранява доста дълго време без много повреди.

Напълно заредена батерия ще загуби значително количество капацитет по време на съхранение.

И напълно разреден след дълго съхранение, остава само да го дадете за преработка.

Правило 4. Зареждането трябва да става само с оригинални устройства

Трябва да се отбележи, че самото зарядно устройство е вградено в дизайна на мобилно устройство (телефон, таблет и др.).

Външният адаптер в този случай действа като токоизправител и стабилизатор на напрежението.

Използването на "зареждане" на трети страни може да повлияе неблагоприятно на тяхното състояние.

Правило 5. Прегряването е вредно за Li-Ion батериите

Високите температури имат изключително негативен ефект върху дизайна на батериите. Ниските също са фатални, но в много по-малка степен.

Това трябва да се помни, когато използвате литиево-йонни батерии.

Батерията трябва да се пази от пряка слънчева светлина и да се използва на разстояние от източници на топлина.

Допустимият температурен диапазон е между -40 0 C и +50 0 C.

Правило 6

Не е безопасно да използвате несертифицирани зарядни устройства. По-специално, обикновените китайски "жаби" често се запалват по време на процеса на зареждане.

Преди да използвате такова универсално зарядно устройство, трябва да проверите максимално допустимите стойности, посочени на опаковката.

Така че трябва да се обърне внимание на максималния капацитет.

Ако ограничението е по-малко от капацитета на батерията, тогава в най-добрия случай тя няма да се зареди напълно.

Когато батерията е свързана, съответният индикатор върху тялото на жабата трябва да светне.

Ако това не се случи, тогава зарядът е критично нисък или батерията не работи.

Когато зарядното устройство е свързано към мрежата, индикаторът за връзка трябва да свети.

Друг диод е отговорен за постигането на максимален заряд, който се активира при подходящи условия.

Съвети за използване на литиево-йонни батерии

Как да зареждате и поддържате литиево-йонна батерия: 6 прости правила

Как да зареждате и поддържате литиево-йонна батерия: 6 прости правила
Как да зареждате и поддържате литиево-йонна батерия: 6 прости правила Ако се чудите как да зареждате литиево-йонна батерия, значи сте попаднали на правилното място. Съвременни мобилни устройства

Всички знаят предимствата на литиевите батерии - на първо място, това е висока енергийна плътност, ниско тегло и липса на "ефект на паметта". Също така си струва да се отбележи, че потенциалът на една литиева батерия. (3,6 V) е три пъти повече от единична NiCd или NiMH батерия (1,2 V).

Литиевите батерии обаче имат редица характеристики, които не позволяват безопасното им използване без специални системи за управление. Тези системи се наричат ​​контролери за зареждане и разреждане. В днешната индустрия има високо интегрирани микросхеми, готови да изпълняват тези функции. Но, както се оказа, те не са достъпни за масова употреба. В магазините за радиочасти не се продават на бройка. Те трябва да бъдат поръчани от фирми, специализирани в доставката електронни компонентиза предприятия и сервизи. И минималната партида в този случай е от 10 броя (това е в най-добрия случай).

Всичко това ни накара да разработим нашия контролер върху дискретни елементи, налични във всеки провинциален радиомагазин.

При разреждане на литиева батерия. трябва да контролирате напрежението и силата на тока във веригата.

Напрежението на заредена литиева батерия. е 4.2V, а не 3.6V, както пише на него. До 3.6V пада при натоварване близко до капацитета на батерията. Контролът на напрежението не е да дава батерията. разряд под 3V. Този праг варира в рамките на 0,5 V в зависимост от химическия състав и геометричната форма на батерията. Разреждане на батерията. под 3V, води до необратими химични процеси вътре в батерията, което я прави негодна за по-нататъшна употреба.

За контрол на силата на тока във веригата е необходимо да се предвиди механизъм за изключване, подобен на машината, която се намира в електрическото табло във всеки апартамент. Тези. трябва да предпазва от късо съединение и да се изключва при превишаване на определен ток във веригата. Като цяло, максималният ток на разреждане, който батерията може да достави. равен на неговия капацитет. Например аккум. с капацитет от 2A h може безопасно да достави ток от 2A. Работа на батерия при токове, надвишаващи неговия капацитет, е възможно в краткосрочни режими или в нормален режим, ако това е посочено в документацията от производителя на батерията. В случай на късо съединение, литиевата батерия може да експлодира! Бъди внимателен!

Повече за химичните процеси, режимите на зареждане и разреждане на литиевите батерии. можете да прочетете тук Panasonic Lithium Ion Handbook (на английски).

Всичко започна с факта, че батерията на моя лаптоп се изключи. Лаптопа беше на две години, от батерията. почти не работеше - винаги беше свързан към мрежата. Както ми казаха по-късно, това може да е причината за повредата на батерията. Тези. не беше бавно умираща батерия. с намаляване на капацитета, напротив, лаптопът работи от него пет часа, само един хубав ден, не се включи от батерията и това е. Батерията вече не се открива в Windows и заключих, че вграденият контролер на батерията е изгорял. батерии. След като разглобихме батерията, видяхме 6 елемента, комбинирани 2 в 3 клетки с последователно-паралелна връзка.

Чрез измерване на напрежението на всяка клетка се уверихме, че са заредени. Това още веднъж потвърди версията за повреда на контролера. При външен оглед на контролера не са открити видими повреди. Отхвърлих идеята за поправка на контролера като трудна (във форумите хората писаха за запояване и програмиране на процесора на контролера). Като цяло сложността на този контролер направи силно впечатление. Кой знае какво наистина е изгоряло там?

Затова поръчах нова батерия, но реших да направя това по-късно. Но напразно!

Два месеца по-късно се погрижих за тях. Извадих елементите от кутията, изключих ги от контролера, измерих им напрежението и бях много изненадан - 4 елемента бяха напълно разредени! А на другите два напрежението беше около 1V. Явно повреденият контролер е разредил напълно 2 клетки през себе си.

Според инструкциите батерия. разреден под 3V, се наложи зареждане с ток 0,1 от капацитета. Тези 4 елемента не можаха да бъдат заредени. Без танци с тамбура, замразяване и размразяване, почукване и т.н. не помогна. Трябваше да ги изхвърля. Това е дълбокото преразреждане, което убива литиевите батерии. Останалите два елемента бяха заредени успешно.

Елементите бяха обозначени като Sanyo UR18650FM 2.6AH. Веднага става ясно, че капацитетът на елемента е 2,6 Ah и е произведен от японската корпорация Sanyo. Търсенето на уебсайта на корпорацията ни доведе до документ, наречен . Липсва само буквата М накрая. Документът се оказа много интересен. То съдържаше спецификациибатерия с капацитет 2,5 Ah, размерите съвпаднаха с нашите.

Решавайки да използваме този документ като ръководство за действие, ние се заехме с проектирането на нашия контролер за разреждане.

От графиката “Разрядни характеристики” (характеристики на динамиката на разряда) стана ясно, че елементът позволява разряд до 2.7V и ток 2C, т.е. двоен капацитет. Съответно, нашият елемент с капацитет 2.6A h може да произведе 5.2A.

контролер за разреждане

След като изчерпателно анализира този документ и друга справочна литература, Скворцов Владимир Николаевич (да не се бърка със Старлинг) създаде контролер за работа с една или две литиеви клетки. Контролерът предпазва клетките от късо съединение и преразреждане.

Веригата на контролера, показана на фигурата, осигурява изключване на товара, когато напрежението на батерията падне до 6V (3V за всеки елемент). Късо съединение се счита за сила на тока над 4А.

За да използвате контролер с един елемент (изключване при 3V), трябва да изберете (увеличите) резистора R1 - той е отговорен за прага на реакция, когато напрежението падне. Също така трябва да вземете предвид индивидуалните характеристики на транзистора VT1 (толерантност% отклонение).

За да контролирате силата на тока, се избира резистор R7. Колкото по-малка е стойността му, толкова повече ток пропуска контролерът.

Като транзистор VT3 можете да използвате всеки мощен полеви транзистор с марж на тока 3 пъти капацитета на батерията, например 15N03.

Принципът и начините на работа на контролера

Включен, нормален режим

Когато се свърже батерия от две заредени батерии (8.4V), транзисторът VT4 се отваря. Поради базовия ток през R4, напрежението на емитера VT4 става около 0,7 V. Освен това резистор R4 държи VT2 затворен.

Когато VT4 се отвори, през разделителя R1-R2 започва да тече ток, което създава спад на напрежението през R1 и VT1 ​​се отваря. Напрежението на изтичането му става близко до напрежението на батерията. Чрез резистора R3 той се подава към портата VT3 и се отваря. В този случай батерията "-" през R7 и отворен VT3 е свързана към изходния терминал "-". Контролерът се включи.

Защита от преразреждане

Когато напрежението на батерията батерията достига 6V (3V на всеки елемент), напрежението на делителя R1-R2 намалява, напрежението на вратата VT1 също намалява до прага на затваряне, VT1 се затваря. Затворът VT3 е свързан през R5 към батерията "-". батерии, така че VT3 също се затваря. Товарът е изключен. За да вкарате контролера първоначалното състояниетрябва да изключите товара и да заредите батерията.

При тестване сглобена веригатрябва да свържете поне някакъв минимален товар към него, например светодиоди. Защитният механизъм работи само при свързан товар, освен това светодиодите ясно ще показват изключването на товара.

Защита от късо съединение

Токът на късо съединение се задава от R7. Колкото по-малка е стойността му, толкова повече ток пропуска контролерът. Веригата на фигура 1 използва резистор от 0,1 ома. С такъв резистор контролерът позволява ток до 4А, повече ток се счита за късо съединение. При работа при големи токове резисторът R7 трябва да е с достатъчна мощност - поне 1W.

При превишаване допустим ток, спад на напрежението при R7 + спад на напрежението при източника - изтичането на VT3 се увеличава до нивото на отваряне на VT2. Отвореният VT2 свързва вратата VT3 към батерията "-", VT3 се затваря. Изтичането VT3, както и основата VT4 и портата VT2 са свързани към "+" на батерията чрез товара. VT4 се затваря, напрежението на делителя R1-R2 е около 0, VT1 също се затваря. Товарът е изключен. За да върнете контролера в първоначалното му състояние, трябва да изключите товара.

Печатна електронна платка

Печатната платка във формат Sprint-Layout 4 може да бъде изтеглена в rar, 5Kb.

Ако нямате тази програма, можете да я изтеглите в rar, 1Mb.

Размерите на устройството (30 x 16 mm) са избрани за възможността за инсталиране в края на батерията. батерии.

Снимки на устройството

Моля, обърнете внимание, че основата на транзистора VT4 (KT3107) и портата VT2 (2SK583) са проводници от обратната страна печатна електронна платка.

Подготовка на батерията

Не използвайте батерии в едно и също устройство различни видовеи печати. По-добре и по-безопасно е да намерите идентични елементи.

Когато използвате два елемента, трябва да балансирате първоначалния им потенциал - т.е. трябва да имат еднакво напрежение. За да направите това, свържете отрицателните им полюси (минусите) директно, а положителните чрез резистор 30 Ohm. Мощността на резистора е 1 или 2 вата. След това трябва да измерите напрежението на клемите на резистора. Ако е повече от 10 миливолта, трябва да изчакате. Трябва да изчакате около ден. Оказва се, че по-заредена батерия бавно се разрежда през резистор към по-малко заредена. Че. напрежението се изравнява. Балансираните елементи могат да се свързват директно без резистор - последователно или паралелно.

Малко пояснение относно серийната връзка. Фабрично интегрираните контролери за разреждане следят напрежението на всеки от последователно свързаните елементи. Нашият контролер контролира само общото изходно напрежение. Измерванията показват, че при използване на балансирани клетки разликата в напрежението в клетките е 5 - 8 миливолта. Това е напълно приемливо. Поради това не е необходимо да се инсталира отделен контролер на всеки елемент.

теория на заряда

Фабричните контролери за зареждане контролират напрежението, тока и времето за зареждане, избират нормален или щадящ режим. Ако напрежението на клетката е над 3V, тя се зарежда нормално. Процесът на зареждане в този случай протича на 2 етапа:
Етап 1 - зареждане с постоянен ток (Constant current - CC);
Етап 2 - зареждане с постоянно напрежение (Constantvoltage - CV).

Максималният заряден ток зависи от капацитета (C) на батерията, като правило е 0.7C или 1.0C. За нашите клетки зарядният ток беше посочен в документа и беше равен на 0,7C. Зарядно напрежение 4.2V (за една клетка).

Захранването за зареждане на една батерия трябва да има напрежение 4.2V и да осигурява ток 0.7C (където C е капацитетът на батерията, в нашия случай 2.6 0.7 \u003d 1.82A). Ако елементите са свързани последователно, тогава зарядното напрежение се удвоява - 8,4V. Ако е паралелно, силата на тока се удвоява 2 0,7C \u003d 1,4C, а напрежението остава 4,2V.

Графиката на характеристиките на зареждане показва и двата етапа на зареждане. На първия етап, през батерията. пропускат ток от 0,7C. Основното нещо тук е да не позволявате на тока да надвишава тази стойност. В същото време напрежението на елемента постепенно се увеличава от 3 до 4,2 V. Този етап се нарича постоянен ток (CC), което означава, че докато напрежението се повишава, токът остава постоянен.

Първият етап завършва, когато напрежението на елемента достигне 4,2V. Това е обозначено с червеното число 1 на графиката. От този момент започва вторият етап - постоянно напрежение (CV). Това означава, че напрежението остава постоянно при 4,2 V, а токът постепенно намалява до изчезващо малка стойност. Моментът на началото на намаляването на силата на тока е обозначен на графиката с червено число 2.

Както се вижда от графиката, 80% от увеличаването на капацитета пада на първия етап.

Фабричните контролери считат зареждането за завършено, когато токът падне до предварително определена стойност - като правило това е 0,1C. В нашата графика това е 50 милиампера. Освен това някои фабрични контролери следят времето за зареждане. Ако батерията не е напълно заредена за определено време (токът не е спаднал до желаната стойност), контролерът също спира зареждането. Времето за зареждане зависи от капацитета и зарядния ток и е посочено в документацията. За нашата батерия това са 3 часа при сила на тока 0,7C.

Режимът на щадящо зареждане се избира от контролера, ако напрежението на батерията е под 3V. Такъв елемент се счита за дълбоко разреден и трябва да се зарежда внимателно. В този случай зареждането започва от етапа Precharge. На този етап зарядният ток е настроен на 0,1 от капацитета (0,1C). С този ток напрежението на елемента бавно се повишава до 3V. И тогава всичко е както обикновено.

Ако използвате обслужваеми елементи и не ги разреждате под 3V, можете напълно да се справите с импровизирани средства. За да направите това, имате нужда от захранване с напрежение 4,2 или 8,4V и ограничение на тока. Краят на заряда може да се проследи по силата на тока или изобщо да не се проследи, но да се изключи захранването след 2 или 3 часа.

В близко бъдеще ще публикуваме начини за усъвършенстване на конвенционалните захранвания, за да отговарят на горните характеристики.

Следва продължение…

Разработка на устройството и печатна платка - Скворцов Владимир Николаевич
Постановка на проблема, подаване и дизайн на материала - Угренинов Виталий
Тюмен-Космопоиск, 2009 г

Използвани източници

Мини - USB зареждане Съвместна техническа група TEGIR. експедиционна енергия.

Литиево-йонен наръчник Panasonic industrial

UR18650F Спецификации SANYO Mobile Energy Company

Гама литиево-йонни батерии SANYO Mobile Energy Company

Напредъкът върви напред и литиевите батерии все повече изместват традиционно използваните NiCd (никел-кадмиеви) и NiMh (никел-метал-хидридни) батерии.
При сравнимо тегло на една клетка, литият има голям капацитет, освен това напрежението на клетката е три пъти по-високо - 3,6 V на клетка, вместо 1,2 V.
Цената на литиевите батерии започна да се доближава до конвенционалните алкални батерии, теглото и размерите са много по-малки и освен това те могат и трябва да се зареждат. Производителят казва, че може да издържи 300-600 цикъла.
Има различни размери и изборът на правилния не е труден.
Саморазрядът е толкова нисък, че лежат с години и остават заредени, т.е. устройството остава работещо, когато е необходимо.

„C“ означава Капацитет

И вие можете да си направите просто или не много просто зарядно, в зависимост от вашия опит и възможности.

Диаграма на просто зарядно устройство на LM317

Ориз. 5.

Необходимият заряден ток за конкретна литиево-йонна (Li-Ion) и литиево-полимерна (Li-Pol) батерия се избира чрез промяна на съпротивлението Rx.
Съпротивлението Rx приблизително съответства на следното отношение: 0,95/Imax.
Стойността на резистора Rx, посочена на диаграмата, съответства на ток от 200 mA, това е приблизителна стойност, зависи и от транзистора.

Необходимо е да се предвиди радиатор в зависимост от зарядния ток и входното напрежение.
Входното напрежение трябва да бъде поне 3 волта по-високо от напрежението на батерията за нормална работа на стабилизатора, което за една банка е 7-9 V.

Диаграма на обикновено зарядно устройство на LTC4054

Ориз. 6.

Ориз. 7. Този малък чип с 5 крака е означен като "LTH7" или "LTADY"

Няма да навлизам в най-малките подробности за работата с микросхемата, всичко е в листа с данни. Ще опиша само най-много необходими функции.
Заряден ток до 800 mA.
Оптималното захранващо напрежение е от 4,3 до 6 волта.
Индикация за зареждане.
Защита от късо съединение на изхода.
Защита от прегряване (намаляване на зарядния ток при температури над 120°).
Не зарежда батерията, когато напрежението върху нея е под 2,9 V.

Токът на зареждане се задава от резистор между петия изход на микросхемата и земята по формулата

I=1000/R,
където I е зарядният ток в ампери, R е съпротивлението на резистора в омове.

Индикатор за изтощена литиева батерия

Ориз. осем.

Нюансът на издръжливостта

Работа и предпазни мерки

Неспазването на първите три точки води до пожар, останалите - до пълна или частична загуба на капацитет.

От практиката на многогодишната употреба мога да кажа, че капацитетът на батериите се променя малко, но вътрешното съпротивление се увеличава и батерията започва да работи по-малко във времето при големи токове на консумация - изглежда, че капацитетът е паднал.
Затова обикновено слагам по-голяма вместимост, която размерите на уреда позволяват, и дори стари кутии, които са на по десет години, работят доста добре.

За не много високи токове са подходящи стари клетъчни батерии.

Къде да използвам литиеви батерии

Слагах малки батерии в детски играчки, часовници и т.н., където фабрично имаше 2-3 елемента "таблет". Там, където трябва точно 3V, добавям един диод последователно и се получава точно.

Сложих LED фенерчета.

Вместо скъпата и с малък капацитет Krona 9V, инсталирах 2 кутии в тестера и забравих всички проблеми и допълнителни разходи.

Като цяло го слагам където се окаже, вместо батерии.

Къде да купя литий и полезност по темата

За сметка на капацитета китайците обикновено лъжат и е по-малко от написаното.

Честен Sanyo 18650