Схемы зарядки литий ионных аккумуляторов: Схемы самодельных зарядок для литий-ионных аккумуляторов (18650, 14500 li-ion), как правильно заряжать литий-полимерные АКБ — magazinakb.ru

Содержание

Зу для литиевых аккумуляторов руками. Схема очень простого балансира, для правильной зарядки литиевых аккумуляторов

Так как число заходов на страницы сайта по запросу «схема зарядки li-ion аккумулятора» существенно возросло. Можно даже сказать этих запросов большинство за день. Поэтому дабы удовлетворить информационный спрос, посвятим этой теме отдельную рубрику.

Для начала представляю вам простейшую схему зарядки для 3,7 вольтовых, литий ионных аккумуляторов. Питание 5 вольт, в данной схеме осуществляется от USB компьютера, Адаптера постоянного тока на 5 вольт (например зарядное от мобильного телефона) или маломощной солнечной батареи. Мощность зарядного устройтва предполагается около 1 ампера.

Мозгом и сердцем схемы служит микрочип MCP73831. Весьма легко достать или приобрести в радио магазине. Средняя цена около 1,5 — 2 американских вечнозелёных. Можно заказать у китайцев по ссылке всего за $3.88 за 10 шт. MCP73831 является одним из не дорогих микрочипов в линейке контролёров управления заряда для использования на ограниченном пространстве на плате.

Даташит на MCP73831 можно посмотреть по . Эта микросхема использует постоянный ток / постоянный алгоритм заряда. А так же прекращает зарядку при полностью заряженном аккумуляторе.

Приведу общую схему:

Стали популярными в портативной электронике, потому что они могут похвастаться самой высокой плотностью энергии среди любой батареи, используемой в коммерческих целях. Преимущества включают в себя тысячи перезарядок и не возникновение « », в отличии от аккумуляторов. Тем не менее, Литий-ионные аккумуляторы должны заряжаться при тщательном контроле постоянного тока и постоянного напряжения. Переизбыток заряда и неосторожное обращение с литий-ионными элементами может привести к повреждению или нестабильной работе батареи.

Итак, как уже говорилось, ток заряда должен быть около 1 ампера. Подаваемое напряжение не должно превышать 5 вольт. Предполагаемые размеры платы зарядного устройства, не велики, около 25 х 19 х 10 мм.

Все необходимые элементы показаны на схеме. В качестве приемника 5 вольт служит гнездо под мини USB, но ваша фантазия не ограничена. Можно хоть напрямую впаять провода от адаптера 5 v.

Амперметр может быть подключен, только ко входу +5 v.
Ели входное напряжение, всё же будет незначительно больше, то ток заряда соответственно тоже будет больше. Но это ничего страшного, так как микрочип MCP73831 отсечет излишнее напряжение на выходе.

Так же микросхема прекратит зарядку при достижении аккумулятором напряжения в 3,7 v.
Лучше всего, чтобы зарядный ток составлял 35 — 37 % от ёмкости заряжаемого аккумулятора. Тоесть если АКБ на 1000 мА, то ток заряда должен быть около 400 мА.

Готовые платки под пайку:

Вот так выглядит готовая плата зарядного устройства литий ионных аккумуляторов.

Напомню, размеры должны получиться около 25 х 19 х 10 мм.

Хотя схема крайне проста в разработке и сборке и собрать её не составит особого труда, считаю за необходимое вас уведомить, что данную схему вы можете приобрести по цене не более $2, как вы уже догадались, у китайцев.

Крепить же саму банку аккумулятора можно, например, с помощью неодимовых магнитов, а так же смотрите другие варианты крепления контактов для баночных аккумуляторов

На этом всё, скоро покажу другие и схемы балансирующих зарядный устройств.

Наверняка, каждый радиолюбитель сталкивался с проблемой, подключая литиевые аккумуляторы последовательно, замечал что один садиться быстро а другой еще вполне держит заряд, но из за другого севшего вся батарея не выдает нужного напряжения. Это происходит от того что при зарядке всего блока батарей, они заряжаются не равномерно, и часть батарей набирают полную емкость а часть нет. Это приводит не только к быстрому разряду, но и к выходу из строя отдельных элементов, из за постоянной не до зарядки.

Исправить проблему достаточно просто, на каждый аккумуляторный элемент нужен так называемый балансир, устройство которое после полной зарядки батареи блокирует ее дальнейший перезаряд, и управляющим транзистором обводит зарядный ток мимо элемента.
Схема балансира достаточно проста, собрана на прецизионном управляемом стабилитроне TL431A, и транзисторе прямой проводимости BD140.

После долгих экспериментов схема немного изменилась, в место резисторов было установлено 3 последовательно включенных диода 1N4007, работать балансир стал как по мне стабильней, диоды при зарядке ощутимо греются, это следует учитывать при разводке платы.

Принцип работы очень прост, пока напряжение на элементе меньше 4,2 вольта, идет зарядка, управляемый стабилитрон и транзистор закрыты и не влияют на процесс зарядки. Как только напряжение достигнет 4,2 вольта, стабилитрон начинает открывать транзистор, который через резисторы суммарным сопротивлением 4 Ома шунтирует аккумулятор, тем самым не давая напряжению подняться выше верхнего порога 4,2 вольта, и дает возможность зарядиться остальным аккумуляторам. Транзистор с резисторами спокойно пропускает ток около 500 мА, при этом он нагревается градусов до 40-45. Как только на балансире загорелся светодиод аккумулятор который к нему подключен полностью заряжен. То есть, если у вас соединено 3 аккумулятора, то окончанием заряда нужно считать загорание светодиодов на всех трех балансирах.

Настройка очень проста, подаем на плату (без аккумулятора) напряжение 5 вольт через резистор примерно 220 Ом, и меряем на плате напряжение, оно должно быть 4,2 вольта, если оно отличается то подбираем резистор 220 кОм в небольших пределах.
Напряжение для зарядки нужно подавать примерно на 0,1-0,2 вольта больше чем напряжение на каждом элементе в заряженном состоянии, пример: у нас 3 последовательно соединенных аккумулятора по 4,2 вольта в заряженном состоянии, суммарное напряжение 12,6 вольта. 12,6 + 0,1 + 0,1 + 0,1 = 12,9 вольта. Также следует ограничит ток заряда на уровне 0,5 А.
Как вариант стабилизатора напряжения и тока можно использовать микросхему LM317, включение стандартное с даташита, схема выглядит следующим образом.

Трансформатор нужно выбирать с расчета — напряжение заряженной батареи + 3 вольта по переменке, для корректной работы LM317. Пример у вас батарея 12,6 вольта + 3 вольт = трансформатор нужен 15-16 вольт переменного напряжения.
Так как LM317 линейный регулятор, и падение напряжения на нем превратится в тепло, обязательно устанавливаем ее на радиатор.
Теперь немного о том как рассчитать делитель R3-R4 для стабилизации напряжения , а очень просто по формуле R3+R4=(Vo/1.25-1)*R2 , величина Vo — это напряжение окончания заряда (максимальное выходное после стабилизатора).
Пример: нам нужно получить на выходе 12,9 вольта для 3-х. батарей с балансирами. R3+R4=(12.9/1.25-1)*240=2476,8 Ом. что примерно ровняется 2,4 кОм + у нас стоит подстроечный резистор, для точной подстройки (470 Ом), что позволит нам, без проблем установить расчетное выходное напряжение.
Теперь расчет выходного тока, за него отвечает резистор Ri, формула простая Ri=0.6/Iз , где Iз — максимальный ток заряда. Пример нам нужен ток 500 мА, Ri=0.6/0,5А= 1,2 Ом. Следует учитывать, что через данный резистор течет зарядный ток, потому мощность его стоит брать 2 Вт. Вот и все, платы я не выкладываю, они будут когда я соберу зарядное устройство с балансиром для своего металлоискателя.

Вы сможете ознакомиться со схемой зарядного устройства, которая отлично подойдет для литиевых Li-Ion аккумуляторов.

Сначала его автор хотел представить простой вариант на микросхеме lm317, но в этом случае зарядку нужно питать от более высокого напряжения, чем 5 вольт. Причина в том, что разница между входным и выходным напряжениями микросхемы lm317 должна быть не менее 2 Вольт. Напряжение заряженного литий-ионного аккумулятора составляет около 4,2 Вольт. Следовательно, разница напряжений меньше 1 вольта. А это это значит, что можно придумать другое решение.

На АлиЭкспресс можно купить специализированную плату для зарядки литиевых аккумуляторов, которая стоит около доллара. Да, это так, но зачем покупать то, что можно сделать за пару минут. Тем более нужно месяц пока заказ будет у вас. Но если решили приобрести готовый, чтобы сразу пользоваться им, купите в этом китайском магазине . В поиске по магазину впишите: TP4056 1A

Самая простая схема

Сегодня рассмотрим варианты UDB-зарядного устройства для литиевых аккумуляторов, которое сможет повторить каждый. Схема самая самая простая, которую можно только придумать.

Решение

Это гибридная схема, где есть стабилизация напряжения и ограничение тока заряда аккумулятора.

Описание работы зарядки

Стабилизация напряжения построена на базе довольно популярной микросхемы регулируемого стабилитрона tl431. Транзистор в качестве усилительного элемента. Ток заряда задается резистором R1 и зависит только от параметров заряжаемого аккумулятора. Этот резистор советуется с мощностью 1 ватт. А все остальные резисторы 0,25 или 0,125 ватт.

Как мы знаем, напряжение одной банки полностью заряженного литий-ионного аккумулятора составляет около 4,2 Вольт. Следовательно, на выходе зарядного устройства мы должны установить именно это напряжение, которое задается подбором резисторов R2 и R3. Существует очень много онлайн программ по расчету напряжения стабилизации микросхемы tl431.
Для наиболее точной настройки выходного напряжения советуется резистор R2 заменить на многооборотное сопротивление около 10 килоом. Кстати, возможно и такое решение. Светодиод у нас в роли индикатора заряда, подойдет практически любой светодиод, цвет на ваш вкус.

Вся настройка сводится к установке на выходе напряжения 4,2 вольта.
Несколько слов о стабилитроне tl431. Это очень популярная микросхемах,не путайте с транзисторами в аналогичном корпусе. Эта микросхема встречается практически в любом импульсном блоке питания, например компьютернаом, где микросхема чаще всего стоит в обвязке.
Силовой транзистор не критичен, подойдет любой транзистор обратной проводимости средней или высокой мощности, например из советских подойдут КТ819, КТ805. Из менее мощных КТ815, КТ817 и любые другие транзисторы с аналогичными параметрами.

Для каких аккумуляторов подходит устройство?

Схема предназначена для зарядки только одной банки литиевого аккумулятора. Можно заряжать акб стандарта 18 650 и иные аккумуляторы, только нужно выставить соответствующее напряжения на выходе из зарядника.
Если вдруг по каким-то причинам схема не заработает, то проверьте наличие напряжения на управляющем выводе микросхемы. Оно должна быть не менее 2,5 Вольт. Это минимальное рабочее напряжение для внешнего источника опорного напряжения микросхемы. Хотя встречаются варианты исполнения, где минимальное рабочее напряжение составляет 3 Вольта.
Целесообразно также построить небольшой тестовый стенд для указанной микросхемы, чтобы проверить ее на работоспособность перед пайкой. А после сборки тщательно проверяем монтаж.

В ещё одной публикации материал об улучшении .

Li-ion аккумуляторы типа 18650 различной емкости получили в настоящее время очень широкое распространение. С их приобретением встает проблема зарядки и обязательно в соответствии с техническими требованиями к процессу зарядки. Вот некоторые из этих требований:
— зарядка стабильным током;
— режим стабилизации напряжения;
— индикация окончания зарядки;
— непревышение допустимой температуры в процессе зарядки аккумулятора.

Вашему вниманию предлагается несложная в изготовлении и наладке схема ЗУ Li-ion аккумуляторов, хорошо зарекомендовавшая себя в работе.

Схема представляет собой стабилизатор тока и напряжения. Пока напряжение на аккумуляторе в процессе зарядки не достигнет уровня Uстаб.=(R7/R5+1)*Uref (Uref-опорное напряжение TL431=2,5В), TL431 находится в закрытом состоянии, и схема работает как стабилизатор тока. Iстаб.=0,6/R2 (0,6-напряжение открывания транзистора КТ816В). Как только напряжение на аккумуляторе достигнет Uстаб., схема переходит в режим стабилизации напряжения. Для Li-ion аккумулятора эта величина равна 4,2В. По достижении на аккумуляторе напряжения 4,2В начинает светиться светодиод желтого цвета, сигнализируя о том, что аккумулятор заряжен на 80-90%.Зарядный ток снижается до величины 7…8мА. В этом состоянии оставьте аккумулятор на 10-15 часов, чтобы он набрал полную емкость.

Немного о назначении элементов схемы.
LED1 — синего цвета, светится при установке аккумулятора (АК) в зарядный бокс при неподключенном питании ЗУ. При напряжении на АК менее 3В LED1 не светится.
LED2 — желтого цвета. Служит для индикации окончания процесса зарядки АК. При установке в бокс незаряженного АК LED2 не светится. Если он светится, то это говорит о том, что в бокс вставлен заряженный АК (при неподключенном питании ЗУ).
R2 — ограничивает зарядный ток АК.
R5, R7 — служат для установки напряжения 4,2В на контактах зарядного бокса до установки в него аккумулятора (можно любым).

Все детали ЗУ, кроме транзистора, установлены на печатной плате со стороны печатных проводников:

Вариант платы для тех, кто не ленится сверлить отверстия в стеклотекстолите:

Транзистор снабжен небольшим радиатором. В процессе зарядки транзистор греется до 40°С. Резистор R2 также греется, поэтому лучше установить параллельно два по 10 Ом для уменьшения нагрева.
Напряжение блока питания для зарядки одного аккумулятора примерно 5В постоянного тока. При необходимости заряжать сразу несколько аккумуляторов напряжение БП выбирается таким, чтобы на каждом блоке оно составляло 4,2В. Мощность блока питания выбирается из величины зарядного тока для каждого аккумулятора. Можно использовать импульсный источник питания. Габариты зарядного устройства будут меньше.
Процесс наладки зарядного устройства несложен. Не вставляя аккумулятор, подаем питание на схему. Должны светиться оба светодиода. Далее измеряем напряжение на контактах зарядного бокса. Если оно равно 4,2В, вам повезло и наладка почти завершена. В случае, если напряжение больше или меньше 4,2В, отключаем питание, вместо резистора R5 или R7 впаиваем переменный многооборотный резистор 10к и точно устанавливаем напряжение 4,2В на контактах бокса. Измерив величину получившегося сопротивления настоечного резистора, подбираем такой же постоянный и впаиваем в схему. Еще раз проверяем напряжение на контактах зарядного бокса. Величину зарядного тока проверяем амперметром на контактах зарядного бокса, не вставляя аккумулятор. Подбором величины резистора R2 можно установить желаемый зарядный ток. Большими токами не увлекаемся, может греться аккумулятор, что категорически недопустимо. От перегрева емкость Li-ion аккумуляторов снижается и не восстанавливается.
Аккумуляторы лучше всего заряжать по одному. При необходимости заряжать одновременно несколько аккумуляторов можно соединить блоки последовательно по такой схеме.

В этой схеме каждый аккумулятор заряжается отдельно. Напряжение в конце зарядки на каждом АК будет 4,2В, а зарядный ток — 0,5А. Заряжая одновременно, например, семь аккумуляторов, напряжение источника питания должно быть 4.2В*7=29,5В. Мощность источника питания определяется по величине зарядного тока 0,5А для каждого АК, т.е приблизительно 40Вт.

Фото готового устройства.

Здравствуйте, друзья! Как и обещал, выкладываю обзор миниатюрной зарядной платы. Она предназначена для заряда литий-ионных аккумуляторов. Основная ее фишка в том, что она не «привязана» в какому-либо конкретному типоразмеру — 186500, 14500 и т.д. Подойдет абсолютно любой литий-ионный аккумулятор, к которому можно подключить «плюс» и «минус».

Плата совсем миниатюрная.

Не смотря на наличие USB-micro входа для подачи питания, входные «плюс» и «минус» продублированы еще и клеммами.

Это очень даже неплохой плюс. Объясню почему.

Во-первых, можно взять какой-нибудь блок питания припаять провода напрямую к плате. Поможет в том случае, если USB-micro вход по каким-то причинам окажется неисправным.

Во-вторых, можно взять, скажем, 3 платы, соединить три входных плюса и три входных минуса (получится параллельное соединение), и тогда от одного блока питания можно будет заряжать одновременно 3 аккумулятора. А если хочется зарядить аккумуляторы побыстрее, то можно будет подключить второе и даже третье зарядное устройство.

Выходы на аккумулятор, кстати, тоже можно запараллелить.

Т.е., если соединить те же 3 платы не только на входе, но и на выходе, то можно получить очень мощное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. В данном случае это будет зарядка на 3А.

Но один достаточно смешной момент все-таки есть — отверстия на выходных плюсе и минусе — разного диаметра. Почему так — не знаю.

Ну да ладно, это мелочь. Главное чтоб она нормально работала. Кстати, именно этим мы сейчас и займемся — проверкой работоспособности данной платы.

Тест 1. Отсечка по факту полного заряда.

Этот тест я проводил на двух аккумуляторах — оригинальном Панасонике на 3400mAh и на фейковом ноунейме на 5000mAh (а если серьезно — 450mAh).

Синий огонек на плате свидетельствует о том, что заряд аккумулятора завершен. Мультиметр при этом показывает 4,23В. Да, я не спорю, 4,25В на заряженном аккумуляторе это как бы тоже в пределах нормы, но… Вообще выше 4,2В как бы не желательно. А может что-то изменится, если плату отключить?

Почти те самые идеальные 4,2В. Т.е. аккумулятор все-таки заряжен «без излишеств». Но что будет, если Вы забыли снять аккумулятор сразу после его полного заряда? Обратите внимание, на приведенном выше фото почти 6 часов вечера. Подключим зарядку обратно и оставим в таком состоянии на несколько часов.

(спустя 5 с чем-то часов)

Я снова отключил плату, чтоб она не мешала измерениям напряжения на аккумуляторе. И что в итоге?

Никакого повышения напряжения на аккумуляторе не произошло. Может дело в емкости аккумулятора? Что будет, если вместо оригинальных Панасоников зарядить фейковые ноунеймы на 450mAh реальной емкости? Так и сделал — сначала разрядил один такой аккумулятор, а потом поставил заряжаться. И уснул.

А на утро… Ну что ж, отключаем зарядную плату и…

Итак, мы выяснили, что отсечка заряда происходит при достижении напряжения в 4,2В. Но на фото напряжение ниже. Т.е. после окончания заряда никакой «дозаправки» не происходит. Поясню. Некоторые зарядные устройства после окончания заряда продалжают подавать небольшой ток (буквально 10-15mA) для того, чтоб компеенсировать саморазряд аккумулятора. Здесь этого не происходит. Но это не страшно. Избыточный заряд — гораздо страшнее.

Подведем черту:
— заряжает до напряжения 4,19В и производит отсечку
— компенсация саморазряда не производится.

Проще говоря, тест пройден с успехом.

Тест 2. Ток.

Китаяц обещал, что данная плата способна заряжать током до 1А. Проверим? Для этого я почти разрядил один из имеющихся Панасоников (примерно до 3,3В), а потом поставил на зарядку. И что мы имеем?

Наблюдательные спросят — «а зачем ты USB-тестер из цепи убрал? ты ему не доверяешь что ли?». Друзья, этот USB-тестер хорош для замера емкости аккумулятора, но для замера мощности зарядной платы он не подходит. И вот почему. Буквально сразу же я встроил uSB-тестер обратно в цепь и…

… и сила тока заряда упала на целых 200mA. Именно по этой причине я ВСЕГДА ставлю дизлайки к тем видео, где чувак берет USB-зарядку, втыкает туда такой тестер, дает нагрузку, токоотдача не соответствует заявленной (например, заявлено 2A, а отдача составляет 1,5A), а потом еще и диспут с продавцом открывает, мол, как это так, мне 1,5А мало, мне 2А подавай! Я не знаю, с чем это связано, но после того, как я сделал эти 2 фото, я снова убрал USB-тестер из цепи и ток заряда восстановился до 1А.

Так что данной характеристике плата полностью соответствует.

Тест 3. Нагрев.

Ну тут все просто — подождал 10 минут, а потом «снял» температуру с помощью пирометра.

Я не буду разбираться нормально это или нет. Я просто добавлю к ней алюминиевый радиатор охлаждения.

Тест 4. Поведение при работе с избыточно заряженными аккумуляторами.

Друзья, параллельно с обзором на эту зарядную плату, я отщелкиваю еще и обзор на панасоники. Поэтому в этих двух обзорах несколько фотографий будет одинаковыми. Так вот. Ради теста я разрядил один из Панасоников до недопустимо низкого напряжения.

И вот сейчас у любителей данных Панасоников сердце облилось кровь. Ведь они ожидали увидеть разряд до 2,4В, может даже 2,2В, но никак не 1,77В.

Я обнулил счетчик тестера и поставил заряжаться. И вот тут я был приятно удивлен. Я ожидал, что из-за малого сопротивления аккумулятора ток будет запредельно высоким, что даже с USB-тестером ток будет ближе к 2А, что зарядная плата будет работать в бешеных перегрузках, почти на коротком замыкании, и прочую драму, которая заставляет радиолюбителей сидеть и трястись от мыслей вроде «да что ж ты делаешь, ублюдок!» Ничего подобного.

Всего 80mA (ОК, округлим до 100) — так называемый «восстановительный» ток. Фантастика! Т.е. эта плата умеет работать еще и с избыточно разряженными аккумуляторами!

А может она просто глючит? Не думаю. Спустя некоторое время, когда аккумулятор принял в себя примерно 35mAh, ток зашкалил за 1А.

Пока включил цифровик, пока настроил, пока туда-сюда, аккумулятор принял в себя 50mAh. Именно их мы и вычтем из итоговой емкости, которую нам покажет USB-тестер. Но это уже совсем другая история.

Друзья, учитывая цену в 50р — данная микросхема достойна аплодисментов.

Мудрость: чем сильнее бабушка любит внука — тем круче этот внук отыгрывается на своих родителях.

Кинокомпания «Разоблачение» представляет… Триллер «Кабелерез». В главных ролях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Зарядное устройство для Li-Ion аккумулятора из барахла

У многих, наверное, возникает проблема с зарядкой Li-Ion аккумулятора без контроллера, у меня возникла такая ситуация. Достался убитый ноутбук, в аккумуляторе 4 банки SANYO UR18650A оказались живые.
Решил заменить в светодиодном фонарике, вместо трех батареек ААА. Встал вопрос об их зарядке.
Покопавшись в инете нашел кучу схемок, но с деталями у нас в городе туговато.
Пробовал заряжать от зарядки сотового, проблема в контроле заряда, нужно постоянно следить за нагревом, чуть начинает нагреваться нужно отключать от зарядки иначе аккумулятору каюк в лучшем случае, а то и можно устроить пожар.
Решил сделать самостоятельно. Купил в магазине постельку под аккумулятор. На барахолке купил зарядку. Для удобства отслеживания окончания заряда желательно найти с двухцветным светодиодом который сигнализирует о конце заряда. Он переключается с красного на зеленый при окончании зарядки.
Но можно и обычную. Зарядку можно заменить на шнур USB, и заряжать от компьютера или зарядки с USB выходом.
Моя зарядка только для аккумуляторов без контроллера. Контроллер я взял от старого аккумулятора сотового телефона. Она следит за тем, чтобы аккумулятор не был перезаряжен выше напряжения 4.2 В, либо разряжен меньше 2…3 В. Также схема защиты спасает от коротких замыканий, отключая саму банку от потребителя в момент короткого замыкания.
На нем стоят микросхема DW01 и сборка двух MOSFET-транзисторов (M1,M2) SM8502A. Есть и с другими маркировками, но схемы подобны этой, и работает аналогично.

Контроллер заряда от аккумулятора сотового телефона.

Схема контроллера.

Ещё одна схема контроллера.
Главное не перепутать полярность припайки контроллера с постелькой и контроллера с зарядкой. На платке контроллера указаны контакты «+» и «-» .

В постельке возле плюсового контакта желательно сделать явно заметный указатель, красной краской или самоклеющейся пленкой, во избежание переполюсовки.
Собрал всё воедино и вот что получилось.

Заряжает замечательно. При достижении напряжения 4,2 вольта контроллер отключает аккумулятор от зарядки, и переключается светодиод с красного на зелёный. Зарядка закончена. Заряжать можно и другие Li-Ion аккумуляторы, только применить другую постельку. Всем удачи.

Недорогое зарядное устройство 12.6 Вольта 3 Ампера. Обзор зарядного устройства для зарядки li-ion аккумуляторов, схемы, тест

Буквально совсем недавно я выкладывал пару обзоров зарядных устройств, но так получилось, что случайно ко мне попало еще одно. К сожалению оно также на 12.6 Вольт (3S сборка литиевых аккумуляторов), но я решил, что обзор может быть полезен из-за низкой цены. Увы, не все так, как хотелось бы, но об этом уже в обзоре.

Было заказано 10 штук зарядных устройств, на момент заказа цена была $8.13, то ли акция была, то ли продавец цену сейчас поднял, не знаю. Чтобы не было проблем с таможней, заказал двумя заказами.
Любопытно что упаковки были разные, видно коробки были те, что попались под руку, но упаковано было плотно.

В любом случае пришло все, каждое зарядное упаковано в отдельную картонную коробку, кабели лежали отдельно.

В комплект входит собственно зарядное устройство и кабель питания.

Из десяти кабелей один попался с вилкой у которой плоские штыри, хотя в заказе было указано — EU. Не критично, но неприятно.
А вот второй нюанс куда интереснее. В описании лота указано — Liitokala 12.6 В 3A зарядное устройство. Если насчет 12.6 и 3 все понятно, то вот насчет Литокала возникли некоторые вопросы. В принципе, насколько мне известно, Литокала не производит подобных зарядных устройств. Но на зарядных устройствах присутствует наклейка Liitokala, причем оригинально, в одной коробке были, в другой нет. Хотя если смотреть на фото, то можно понять, что разницы между ними никакой нет, вернее разница только в наклейке.

Корпус — привычный «брусок» черного цвета, на одной стороне расположен разъем подключения кабеля питания, на другой кабель для подключения к потребителю. Разъем 5.5/2.1мм.
Со стороны кабеля находится светодиод индикации режима работы.

Но меня интересовало это зарядное не только само по себе, а и в сравнении с тем, что я обозревал ранее.
Напомню, зарядное устройство с теми же заявленными характеристиками, 12.6 Вольта 3 Ампера, на вид также почти такое же, корпус чуть больше. Ссылка на обзор, чтобы понимать о чем идет речь.

Справа обозреваемое, слева то, что я разбирал ранее. Даже здесь видны некоторые отличия.

Зарядные устройства я покупал не себе, потому перед разборкой пришлось спросить товарища, не против ли он, если я его разберу для обзора, так как половинки корпуса склеены. Возражений не последовало, потому разобрал.

Внутри отличий гораздо больше. Как минимум у предыдущего трансформатор имеет магнитопровод большего размера, на фото это не так заметно, мешает скотч. Хуже изоляция радиаторов, вернее она есть в небольшом количестве только на радиаторе транзистора.

Ну а входной фильтр. Справа обозреваемый экземпляр, диодный мост попроще, дросселя нет, предохранитель обычный.

На выходе ситуация немного лучше. Хотя нет, точнее сказать — не сильно отличается от предыдущего, также два конденсатора и также нет дросселя по выходу. И кстати, как и у предыдущего есть место под вторую диодную сборку.

Вынимаем плату из корпуса для более тщательного осмотра, так как еще при первом взгляде мне показалось, что отличий больше.

1. Входные диоды 1N4007, фильтр отсутствует, зато конденсатор емкостью 82мкФ. Даже с учетом что реальная емкость китайских конденсаторов обычно занижена, все равно нормально для зарядного мощностью 35-40 Ватт.
2. Транзистор 8N65, вполне нормально для такой мощности.
3. Помехоподавляющий конденсатор правильный, потому безопасность в основном упирается упирается в отсутствие изоляции радиаторов и защитных прорезей в плате.
4. Выходная диодная сборка 10 Ампер 100 Вольт, нормально как по напряжению, так и по току. Конденсаторы 1000мкФ 25 Вольт, также вопросов особо нет, за исключением их «безродности».

На удивление плата спаяна даже аккуратно, конечно ей далеко до фирменных устройств, но в целом нормально.
Защитных прорезей нет, но расстояние между «горячей» и «холодной» сторонами довольно неплохое.

Первичная сторона блока питания. На всякий случай, если кому-то придется ремонтировать подобное зарядное.

А вот и первый косяк. Хотя по большому счету я даже не знаю как корректно назвать то, что я увидел.
Сверху на плате виден желтый помехоподавляющий конденсатор Х класса, так вот он не участвует в процессе. Не, ну бывает что паяют перемычки вместо дросселя, я уже к этому давно привык, но впаять конденсатор и не использовать его.
На фото я обозначил как запаян термистор и предохранитель, видно что конденсатор (справа) ни с чем не соединен. Странное решение 🙂

Как и в прошлый раз меня куда больше интересует вторичная сторона, так как первичная обычно имеет настолько маленькие отличия от других, что ее уже можно по памяти рисовать.
Как и предыдущие зарядные устройства, схема основана на операционном усилителе LM358, никаких «умных» контроллеров и в помине нет.

Вся электроника это ШИМ контроллер 6853K09, его подключение идентично контроллерам — 63D39, 63D12, и все они очень похожи на FAN6862. А также ОУ LM358, классика дешевых зарядных устройств.

Перечертил схему, хотя в данном случае по сути это компиляция из схемы блока питания, и предыдущего зарядного устройства 12.6 Вольта 1 Ампер, которые я описывал ранее, но с некоторыми отличиями.
Позиционные номера компонентов совпадают со схемой, по крайней мере в большинстве случаев 🙂

Сходство выходной части ну очень большое со схемой этого зарядного, а в какой то мере схема даже проще. Но в любом случае обе схемы гораздо проще, чем у предыдущего варианта 3 Ампера зарядного. Там было двойное питание и при желании можно было получить почти нулевое потребление когда зарядное не подключено к сети.

Схемотехника выходной части также примитивна, синий — стабилизация напряжения, красный — тока, синий — индикация, зеленый — опорное напряжение.
Это один из самых простых вариантов зарядных устройств, проще только на базе LM317 или резистора, но второй вариант не используется с литиевыми батареями (по крайней мере попадается крайне редко).

Первые тесты по моей методике тестирования зарядных устройств.
1. Выходное напряжение на холостом ходу заметно завышено, примерно по 40мВ на элемент. Это означает, что каждый элемент будет заряжаться до 4.24, а не до 4.20 Вольта. В таком варианте больше шансов получить срабатывание платы защиты аккумуляторной сборки. У предыдущего варианта было 20мВ превышение.
2. Собственный ток потребления без сети составляет 11мА, у предыдущего 7мА, а у 1А версии 14мА. Но у предыдущей версии 3 Ампера можно этот ток заметно снизить, у обозреваемого это сделать заметно сложнее, хотя и реально.
3. Ток заряда 3.23 Ампера, что почти на 10% больше заявленного. По большому счету ничего страшного в этом нет, просто аккумуляторы зарядятся чуть быстрее, но в моем случае повышенный ток «вылез боком».
4. Переключение индикации с красного на зеленый происходит при 359мА, что немного больше чем стандартная 1/10 от исходного тока. Не критично.
5, 6. Ток заряда через 5 и через 10 минут после срабатывания индикации. Как и следовало из схемы, данное зарядное не умет отключать аккумуляторы по завершении процесса, продолжая оставлять их под током. Для типичного сценария зарядил/отключил это неважно, но на неделю я бы не стал оставлять.

Следующий тест под нагрузкой, как всегда проверяем две вещи:
1. Нагрев.
2. Уход напряжения после прогрева.

Электронная нагрузка в таком тесте подключается до шунта чтобы зарядное не переходило в режим стабилизации тока (хотя в итоге все равно светил красный индикатор), и ток нагрузки выбирается таким, какой был измерен в предыдущем тесте.

Напряжение после получасового прогрева заметно убежало от исходного. Конечно по завершении заряда падает и нагрев, но сначала зарядное доведет напряжение батареи до 12.7 Вольта, а после остывания снизит до 12.68. Хотя стоп, почему снизит, без нагрузки на выходе было 12.72, потому даже скорее повысит. Жаль нет подстроечного резистора для коррекции.

На графике виден уход напряжения при нагреве. У предыдущего 3 Ампера зарядного уход был 0.005 Вольта! Как говорится — почувствуйте разницу.

С нагревом также картина не очень веселая. Сначала температура корпуса и компонентов после получасового прогрева.

А теперь через 1 час 14 минут. Самая высокая температура зарегистрирована в районе обмотки трансформатора, более 100 градусов.
Я бы не сказал что все так уж плохо, так как зарядное работает обычно час-два, максимум три, дальше обычно аккумулятор заряжается и нагрев падает. Кроме того, на начальном этапе нагрев будет немного меньше, так как выходная мощность зарядного меньше. Например на каждом аккумуляторе 3.8 Вольта, в сумме выходит 3.8х3х3.2=36,5 Ватта, а почти в самом конце заряда (в этом режиме я проводил тест) — 4,2х3х3,2=40,3, на 10 процентов больше.

Температура отдельных компонентов в конце теста —
Входной диодный мост — 74.5
Высоковольтный транзистор — 86.3
Трансформатор — 94.8
Обмотка трансформатора — 102.8
Выходная диодная сборка — 99.9
Выходные конденсаторы — 82.4

Термограмма с двух ракурсов.

На мой взгляд проблема перегрева кроется в нескольких вещах и первая — малый запас по мощности трансформатора. Вторая — завышенный выходной ток, почти 10% это немало. Я считаю, что стоит снизить его хотя бы до заявленного значения, а в идеале опустить до 2.8 Ампера. В таком варианте работать должно нормально.
Как и в прошлый раз (в обзоре 1 А зарядного) я советую изменить номиналы делителя. В данном случае либо увеличить R20, либо уменьшить R22. Так как уменьшить проще чем увеличить, то лучше сделать именно так, например припаяв параллельно резистор номиналом 8.2-10кОм. Чем меньше сопротивление резистора, тем меньше будет выходной ток.

Выводы просты. Главное преимущество данного зарядного — цена, дешевле мне пока не попадалось. Как вы понимаете, цена определяется обычно качеством сборки и работы. А в данном случае производитель явно экономил почти на всем. Но даже в таком варианте зарядное работает, но я бы советовал его немного доработать. Сама по себе доработка проста, самая большая сложность это аккуратное вскрытие.
Но в любом случае к Литокале данные изделия имеют примерно такое же отношение как я к балету 🙂

Вот и все. Надеюсь что обзор был полезен, как всегда жду комментариев и вопросов.

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Изобретения и использование инструмента с источниками автономного питания стало одним из визитных карточек нашего времени. Разрабатывается и внедряются всё новые активные компоненты, улучшающие работу батарейных сборок. К сожалению аккумуляторы не могут работать без подзарядки. И если на устройствах, имеющих постоянный доступ электросети вопрос решается встроенными источниками, то для мощных источников питания, например, шуруповерта, необходимо отдельные зарядные устройства для литиевых аккумуляторов с учетом особенности различных типов аккумуляторов.

Последние годы всё активнее используются изделия на литий-ионном активном компоненте. И это вполне понятно, так – как эти источники питания зарекомендовали себя с очень хорошей стороны:

у них отсутствует эффект памяти;
практически полностью ликвидирован саморазряд;
могут работать при минусовых температурах;
хорошо удерживают разряд.
количество доведен до 700 циклов.

Но, каждый тип батарей имеет свои особенности. Так, литий – ионный компонент требует конструкцию элементарных батареек с напряжением 3, 6В, что требует некоторые индивидуальные особенности для подобных изделий.

Особенности восстановления

При всех достоинствах литий-ионных аккумуляторах у них есть свои недостатки – это возможность внутреннего замыкания элементов при перенапряжении зарядки из – за активные кристаллизации лития в активном компоненте. Также имеется ограничение по минимальному значению напряжения, которое приводит к невозможности приема электронов активным компонентом. Чтобы исключить последствия, батарея оснащается внутренними контроллером, которое разрывает цепь элементов с нагрузкой при достижении критических значений. Хранятся такие элементы лучше всего при зарядке 50 % при +5 – 15° С. Еще одно из особенностей литий-ионных аккумуляторов является то, что время эксплуатации батарейки зависит от времени ее изготовления, вне зависимости от того была ли она в эксплуатации или нет, или другими словами подвержена “эффекту старения”, который ограничивает сроком эксплуатации – пять лет.

Зарядка литий – ионных аккумуляторов

Простейшее устройство зарядки одного элемента

Для того чтобы понять более сложные схемы зарядки литий – ионных аккумуляторов, рассмотрим простое зарядное устройство для литиевых аккумуляторов, точнее для одной батарейки.

Основа схемы оставляет управление: микросхема TL 431 (выполняет роль регулируемого стабилитрона) и одном транзисторе обратной проводимости.
Как видно из схемы управляющий электрод TL431 включен в базу транзистора. Настройка аппарата сводится к следующему: нужно на выходе устройства установить напряжение 4,2В – это устанавливается регулировкой стабилитрона подключением на первую ножку сопротивления R4 – R3 номиналом 2,2 кОм и 3 кОм. Эта цепочка отвечает за регулировку выходного напряжения, регулировка напряжения устанавливается только один раз и является стабильной.

Далее регулируется ток заряда, регулировка производится сопротивлением R1 (на схеме номиналом 3Ом) в случае, если эмиттер транзистора будет включён без сопротивления, тогда входное напряжение будет и на клеммах зарядки, то есть – это 5В, что может не соответствовать требованиям.

Так же, в этом случае не будет светиться светодиод, а он сигнализирует об протекании процесса насыщения током. Резистор может быт номиналом от 3 до 8 Ом.
Для быстрой подстройки напряжение на нагрузке, сопротивление R3 можно установить регулируемое (потенциометр). Напряжение настраивается без нагрузки, то есть, без сопротивления элемента, номиналом 4, 2 – 4,5В. После достижения необходимого значения достаточно замерить величину сопротивление переменного резистора и поставить основную деталь нужного номинала вместо него. Если нет необходимого номинала его можно собрать из нескольких штук параллельным или последовательным соединением.

Сопротивление R4 предназначено для открывания базы транзистора, его номинал должен быть 220Ом.При увеличении заряда аккумулятора напряжение будет повышаться, управляющий электрод базы транзистора будет увеличивать переходное сопротивление эмиттер – коллектор, уменьшая ток зарядки.

Транзистор можно использовать КТ819, КТ817 или КТ815, но тогда придется ставить радиатор для охлаждения. Также радиатор будет необходим если токи будут превышать 1000мА. В общем, эта классическая схема простейшая зарядки.

Усовершенствование зарядного устройства для литиевых li – ion аккумуляторов

Когда появляется необходимость зарядить литий ионных батарей, соединенных из нескольких спаянных элементарных ячеек, то лучше всего заряжать ячейки отдельно с применением контрольной схемы, которая будет следить за зарядкой индивидуально каждой отдельной батарейкой. Без этой схемы значительное отклонение характеристик одного элемента в последовательно спаянной батареи приведет к неисправности все аккумуляторы, а сам блок будет даже опасным по причине его возможного перегрева или даже воспламенения.

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 12 вольт. Устройство балансира

Термин балансировка в электротехнике означает режим зарядки, который производит контроль за каждым отдельным элементом, участвующим в процессе, не допуская увеличения или снижения напряжения менее необходимого уровня. Необходимость подобных решений вытекает из особенностей сборок с li – ion. Если из за внутренней конструкции один из элементов зарядиться быстрее остальных, что очень опасно для состояния остальных элементов, и как следствие всей батареи. Схемное решение балансира выполнена таким образом, что элементы схемы берут на себя избыток энергии, тем самым регулируя процесс зарядки отдельной ячейки.

Если сравнивать принципы зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов, то они имеют отличия от литий-ионного, прежде всего у Ca – Ni окончание процесса свидетельствует повышение напряжения полярных электродов и уменьшение тока до 0, 01мА. Также перед зарядкой этот источник должен быть разряжен не менее 30% от первоначальной емкости, если не выдержать это условия в батарее возникает «эффект памяти», который снижает емкость батареи.

С Li-Ion активным компонентом все наоборот. Полная разрядка этих элементов может привести к необратимым последствиям и резко понизить способность заряжаться. Нередко некачественные контроллеры могут не обеспечить контроль за уровнем разрядки батареи, что может привести неисправности всей сборки из-за одной ячейки.

Выходом из ситуации может стать применение выше рассмотренной схемы на регулируемом стабилитроне TL431. Нагрузку 1000 мА или больше может обеспечить установка более мощным транзистором. Такие ячейки подключается к непосредственно к каждой ячейке предохранит от неправильной зарядки.

Выбирать транзистор следует от мощности. Мощность подсчитывается по формуле P = U*I, где U – напряжение, I – зарядный ток.

Например, при токовой зарядки 0,45 А транзистор должен иметь рассеиваемую мощность не менее 3,65 В*0,45А = 1,8 Вт. а это для внутренних переходов большая токовая нагрузка , поэтому выходные транзисторы лучше установить в радиаторы.

Ниже приведен примерный расчет величины резисторов R1 и R2 на различное напряжение заряда:

R1 + R2 => U

22,1к + 33к => 4,16 В

15,1к + 22к => 4,20 В

47,1к + 68к => 4,22 В

27,1к + 39к => 4,23 В

39,1к + 56к => 4,24 В

33к + 47к => 4,25 В

Сопротивление R3 – нагрузка на базе транзистора. Его сопротивление может быть 471Ом – 1, 1 кОм.

Но, при реализации этих схемных решений, возникла проблема, как заряжать отдельную ячейку в аккумуляторном блоке? И такое решение нашлось. Если посмотреть на контакты на зарядной ножке, то на выпускаемых в последнее время корпусах с литий-ионными батареями находится такое количество контактов, сколько отдельных ячеек в батарее, естественно, на зарядном устройстве каждый такой элемент подключается отдельный схеме контроллера.

По стоимости подобное зарядное изделие несколько дороже чем линейное устройство с двумя контактами, но это стоит того, особенно если учесть, что сборки с высококачественными литий-ионными компонентами с доходят да половины стоимости самого изделия.

Импульсное зарядное устройство для литиевых li – ion аккумуляторов

Последнее время многие ведущие – фирмы производители ручного инструмента с автономным питанием, широко рекламирует быстро зарядные устройства. Для этих целей были разработаны импульсные преобразователи на основе широтно-импульсно модулированных сигналов (ШИМ) для восстановления блоков питания шуруповертов на основе ШИМ генератора на микросхеме UC3842 собран обратноходовой AS – DS преобразователь c нагрузкой на импульсный трансформатор.

Далее будет рассмотрена работа схема наиболее распространённых источника ( см прилагаемую схему) : сетевое напряжение 220В поступает на диодную сборку D1- D4, для этих целей используются любые диоды мощностью до 2A. Сглаживание пульсаций происходит на конденсаторе C1, где концентрируется напряжение порядка 300В. Это напряжение является питанием для импульсного генератора с трансформатором T1 на выходе.

Первоначальное питание для запуска интегральная микросхемы A1 поступает через резистор R1, после чего включается генератор импульсов микросхемы, которая выдает их на вывод 6. Далее импульсы подаются на затвор мощного полевого транзистора VT1 открывая его. Стоковая цепь транзистора подает питание к первичной обмотке импульсного трансформатора Т1. После чего включатся в работу трансформатор и начинается передача импульсов на вторичную обмотку. Импульсы вторичной обмотки 7 – 11 после выпрямления диодом VT6 используется для стабилизации работы микросхемы A1, которая в режиме полной генерации потребляют гораздо больший ток, чем получает по цепи от резистора R1.

В случае неисправности диодов Д6, источник переходит у режиму пульсации, поочередно запуская работу трансформатор и прекращая его, при этом слышен характерный пульсирующий «писк” посмотрим работу схемы в этом режиме.

Питание через R1 и конденсатор C4 запускают генератор микросхемы. После запуска, для нормальной работы требуется более повышенный ток. При неисправности Д6 дополнительного питания на микросхему не поступает, и генерация прекращается, затем процесс повторяется. Если диод Д6 исправен, сразу включает в работу импульсный трансформатор под полную нагрузку. При нормальном запуске генератора на обмотке 14- 18 появляется импульсный ток 12 – 14В (на холостом ходу 15В). После выпрямления диодом V7 и сглаживания импульсов конденсатором C7 и импульсный ток поступает на зажимы батареи.

Ток 100 мА, не вредит активному компоненту, но повышает время восстановления в 3-4 раза, снижая ее время от 30 мин до1 часа. (источник – журнал интернет издание Радиоконструктор 03-2013)

Внимание! Быстрая зарядка без нежелательных последствий для аккумуляторных батарей возможно только от импульсного источника. Некоторые недобросовестные производители, пользуясь рекламой предлагают купить зарядное устройство убийцу для литиевых аккумуляторов. Это произойдет в том случае, если производитель искусственно повысит постоянный зарядный ток в несколько раз от номинала. В этом случае батарея действительно будут заряжаться быстрее, но время работы в эксплуатации сократится примерно втрое и составит один – максимум два года.

Напомним, что номинальный зарядный ток рассчитывается как 0,1 от полной емкости.

Быстрозарядное устройство G4-1H RYOBI ONE+ BCL14181H

Импульсное устройство для литиевых аккумуляторов 18 вольт производства немецкой компании Ryobi, производитель народная республика Китай. Импульсное устройство подходит для литий-ионных , никель кадмиевых 18В. Рассчитана на нормальную эксплуатацию при температуре от 0 до 50 С. Схемное решение обеспечивает два режима питания по напряжению и стабилизации по току. Импульсная подача тока обеспечивает оптимальную подпитку каждой отдельной батарейки.

Устройство выполнено в оригинальном корпусе из ударопрочной пластмассы. Применено принудительное охлаждение от встроенного вентилятора, с автоматическим включением при достижении 40° С .

Характеристики:

Минимальное время заряда 18В при 1,5 А /ч – 60 минут, вес 0,9 кг, габариты: 210 x 86 x 174 мм. Индикация процесса зарядки подсвечивается синим светодиодом, по окончании загорается красный. Имеется диагностика неисправности, которая загорается при неисправности сборки отдельной подсветкой на корпусе.
Питание однофазное 50Гц. 220В. Длина сетевого провода 1,5 метра.

Ремонт зарядной станции

Если случилось так, что изделие перестало выполнять свои функции, лучше всего обратиться в специализированные мастерские, но элементарные неисправности можно устранить своими руками. Что делать если не горит индикатор питания, разберем некоторые простые неисправности на примере станции 12В ДА-10/12ЭР.

Это изделие предназначено для работы с литий-ионными батареями 12В, 1,8А. Изделие выполнено с понижающим трансформатором, преобразование пониженного переменного тока выполняется четырех диодные мостовую схему. Для сглаживания пульсации установлен электролитический конденсатор. Из индикации имеется светодиоды сетевого питания, начала и окончание насыщения.

Итак, если не горит сетевой индикатор. Прежде всего необходимо через сетевую вилку убедится в целостности цепи первичной обмотки трансформатора. Для этого через штыри вилки подключения сетевого питания нужно прозвонить омметром целостность первичной обмотки трансформатора коснувшись щупами прибора за штыри сетевой вилки, если цепь показывает обрыв, тогда нужно осмотреть детали внутри корпуса.

Возможен обрыв предохранителя, обычно это тоненькая проволочка, протянутая в фарфоровом или стеклянном корпусе, сгорающая при перегрузках. Но некоторые фирмы, например, “Интерскол”, для того чтобы предохранить обмотки трансформатора от перегрева устанавливают между витками первичной обмотки тепловой предохранитель, цель которого при достижении температуры 120 – 130° С, разрывать цепь питания сети и, к сожалению, ее уже после разрыва не восстанавливает.

Обычно предохранитель находится под покровной бумажной изоляцией первичной обмотки, после вскрытия которой, можно легко обнаружить эту деталь. Чтобы снова привести схему в рабочее состояние, можно, просто спаять концы обмотки в одно целое, но нужно помнить – трансформатор остается без защиты от короткого замыкания и лучше всего вместо теплового установить обычный сетевой предохранитель.

Если цепь первичной обмотки целая, прозванивается вторичная обмотка и диоды моста. Для прозвонки диодов лучше выпаять один конец из схемы и проверить диод омметром. При подсоединении концов к выводам поочередно щупов в одну сторону, диод должен показывать обрыв, в другую, короткое замыкание.

Таким образом необходимо проверить все четыре диода. И, если, уж, мы залезли в схему, тогда лучше всего сразу поменять конденсатор, потому, что диоды обычно перегружаются по причине высовшего электролита в конденсаторе.

Далее можно проверить все соединения на плате с помощью увеличительного стекла. Если это не помогло, то лучше всего обратиться к специалисту в сервисную компанию.

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:

+7(499)403 39 91

Доставка подшипников по РФ и зарубежью.

Каталог подшипников на сайте themechanic.ru

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Внимание покупателей подшипников

Как зарядить ионно литиевый аккумулятор

Информационный сайт о накопителях энергии

Литиевые аккумуляторы представляют гальваническую пару, в которой катодом служат соли лития. Независимо, литий-ионный, литий-полимерный сухой или гибридный аккумулятор, зарядное устройство подходит всем. Изделия могут иметь форму цилиндра, или герметичную мягкую упаковку, способ зарядки для них общий, отвечающий особенностям электрохимической реакции. Как зарядить Li-ion АКБ?

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.

Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.

Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?

На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.

Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.

Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.

Как контролируют параметры зарядки

Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.

Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.

Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт

Каждый литиевый аккумулятор представляет герметичное изделие цилиндрической, призматической формы, для Li-pol в мягкой упаковке. Все они имеют напряжение 3,6- 4,2 В и разную емкость, измеряемую в мА/ч. Если собрать последовательно 3 банки получится батарея с напряжением на клеммах 10,8 — 12,6 В. Емкость при последовательной зарядке, измеряется по самому слабому литиевому аккумулятору в связке.

Как правильно заряжать литиевый аккумулятор 18650 или Pol на 12 вольт, нужно знать. Для возвращения прибору емкости необходимо использовать ЗУ с контроллером. Важно иметь в сборке РСМ для каждой банки, защиту от недо- и перезаряда. Другая схема незащищенных литиево-ионных аккумуляторов – установка РСВ – управляющей платы, лучше с балансирами, для равномерной зарядки банок.

На зарядном устройстве необходимо задать напряжение, под которым работает батарея, 12,6 В. На приборной доске устанавливается количество банок и ток зарядки, равный 0,2- 0,5 С.

Как заряжать, предлагаем посмотреть видео, способ зарядки для 2, 3 литиевых аккумуляторов 18650, соединенных последовательно. Используется бюджетное зарядное устройство.

Варианты зарядки литий-ионных литиево-полимерных аккумуляторов:

Зарядное устройство приобретаемое в комплекте с прибором.
Использовать разъем USB от электронной техники – компьютера. Здесь можно получить ток 0,5 А, зарядка будет долгой.
От прикуривателя, купив переходник с набором портов. Выбрать тот, что соответствует параметрам батареи на 12 В.
Универсальное зарядное устройство «лягушка» с доком для установки гаджета. Как заряжать? Есть панель индикации заряда.

Специалисты советуют использовать для зарядки литиевых аккумуляторов штатное зарядное, остальные – только в форс-мажорных обстоятельствах. Однако, как зарядить литиевый аккумулятор без штатного зарядного устройства, нужно знать.

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Шуруповерт на литиевых аккумуляторах почти всегда апгрейд. Если с Ni-Cd элементами были одни требования к зарядке, теперь они стали противоположными. В первую очередь нужно приобрести или собрать зарядник, именно для энергоемких литиевых аккумуляторов шуруповерта с форм фактором 18650. Схема зарядки применяется из двух этапов CC/CV.

Зарядка литиевого аккумулятора шуруповерта оптимальна, когда остается 20-50 % емкости – одна палочка на индикаторе. Чем чаще заряжать, тем стабильнее напряжение на клеммах и длиннее жизнь источника энергии. Чем ровнее напряжение на клеммах, тем больше циклов выдержит литиевый аккумулятор шуруповерта.

Глубина разряда, %	Количество циклов заряда
100	500
50	1500
25	2500
10	4 700

Если в шуруповерте 2 аккумулятора, один снимите, зарядите на 50-60 % и держите в резерве. Но второй заряжайте всегда по окончании работы, даже на 10 %. Лучшая температура для заряда +15-25 0 С. При минусе батарея шуруповерта не зарядится, но работать до -10 0 может.

Как заряжать литиевый аккумулятор шуруповерта зарядным устройством, зависит от схемы сбора батареи из банок. В любом случае, напряжение на ЗУ должно быть равно заявленному для прибора, а сила тока 0,5 С на первом этапе. На втором, напряжение клеммное стабильно, а сила тока падает, вплоть до окончания процесса.

Сколько заряжать литиевый аккумулятор

Время зарядки аккумуляторов определяется процессом восстановления емкости. Различают полный и частичный заряд.

Емкость измеряется в ампер-часах. Это значит, если подать заряд, численно равный емкости, то за час на клеммах создастся нужное напряжение, а запас энергии будет 70-80 %. Если емкость измеряется в единицах С, при быстрой зарядке следует подавать ток 1С-2С. Время быстрой зарядки около часа.

Для полного цикла зарядки батарей из нескольких элементов, соединенных последовательно, используют 2 этапа – CC/CV. Этап СС длится, пока на клеммах не появится напряжение , равное рабочему, в вольтах. Второй этап: при стабильном напряжении подается в банку ток, но с увеличением емкости, он стремится к нулю. Время заряда занимает около 3 часов, независимо от емкости.

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Две разных системы аккумуляторов – литиевые и свинцовые требуют разного подхода к восстановлению емкости. Свинцовый АКБ не настолько требовательны к параметрам зарядки, как литиевые. Да и критерии заряда другие.

Для зарядки на первом этапе Li-ion, Li-pol требуется постоянный ток, на втором этапе постоянное напряжение. Если не контролировать параметры на первом этапе, возможен перезаряд. Но если в батарее есть встроенная защита – BMS – она справится. Поэтому несколько добавить энергии можно даже зарядником от телефона.

В зарядном устройстве для свинцовых АКБ главный показатель – стабильное напряжение. Для литиевых зарядников на первом этапе важен стабильный ток.

Правда, появились универсальные ЗУ, которые можно перенастроить на тот или иной режим зарядки. Перед вами российская разработка «Кулон».

Информационный сайт о накопителях энергии

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Как контролируют параметры зарядки

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт

Варианты зарядки литий-ионных литиево-полимерных аккумуляторов:

Зарядное устройство приобретаемое в комплекте с прибором.
Использовать разъем USB от электронной техники – компьютера. Здесь можно получить ток 0,5 А, зарядка будет долгой.
От прикуривателя, купив переходник с набором портов. Выбрать тот, что соответствует параметрам батареи на 12 В.
Универсальное зарядное устройство «лягушка» с доком для установки гаджета. Как заряжать? Есть панель индикации заряда.

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Глубина разряда, %	Количество циклов заряда
100	500
50	1500
25	2500
10	4 700

Сколько заряжать литиевый аккумулятор

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Литий-ионные аккумуляторы не столь «привередливы», как их никель-металл-гидридные собратья, но все равно требуют определенного ухода. Придерживаясь пяти простых правил, можно не только продлить жизненный цикл литий-ионных аккумуляторных батарей, но и повысить время работы мобильных устройств без подзарядки.

Не допускайте полного разряда. У литий-ионных аккумуляторов отсутствует так называемый эффект памяти, поэтому их можно и, более того, нужно заряжать, не дожидаясь разрядки до нуля. Многие производители рассчитывают срок жизни литий-ионного аккумулятора количеством циклов полного разряда (до 0%). Для качественных аккумуляторов это 400-600 циклов. Чтобы увеличить срок службы вашего литий-ионного аккумулятора, чаще заряжаете свой телефон. Оптимально, как только показатель заряда батареи опустится ниже отметки 10-20 процентов, можете ставить телефон на зарядку. Это увеличит количество циклов разряда до 1000-1100.
Данный процесс специалисты описывают таким показателем как Глубина Разряда (Depth Of Discharge). Если ваш телефон разряжен до 20%, то Глубина Разряда составляет 80%. В нижеприведенной таблице показана зависимость количества циклов разряда литий-ионного аккумулятора от Глубины Разряда:

Разряжайте раз в 3 месяца. Полный заряд на протяжении длительного времени также же вреден для литий-ионных аккумуляторов, как и постоянная разрядка до нуля.
Из-за крайне нестабильного процесса заряда (мы часто заряжаем телефон как придется, и где получится, от USB, от розетки, от внешнего аккумулятора и тд.) специалисты рекомендуют раз в 3 месяца полностью разряжать аккумулятор и после этот заряжать до 100% и подержать на зарядке 8-12 часов. Это помогает сбросить так называемый верхний и нижний флаги заряда аккумулятора. Более подробно об этом можно прочитать здесь.

Храните частично заряженными. Оптимальным состоянием для длительного хранения литий-ионного аккумулятора является уровень заряда от 30 до 50 процентов при температуре 15°C. Если же оставить батарею полностью заряженной, со временем ее емкость существенно снизится. А вот аккумулятор, который долгое время пылился на полке разряженным до нуля, скорее всего, уже не жилец – пора отправлять его на утилизацию.
В нижеприведенной таблице показано сколько остается емкости в литий-ионном аккумуляторе в зависимости от температуры хранения и уровня заряда при хранении в течение 1 года.

Используйте оригинальное зарядное устройство. Мало кто знает, что зарядное устройство в большинстве случаев встроено непосредственно внутрь мобильных устройств, а внешний сетевой адаптер лишь понижает напряжение и выпрямляет ток бытовой электросети, то есть напрямую на батарею не воздействует. Некоторые гаджеты, например цифровые фотокамеры, лишены встроенного зарядного устройства, и поэтому их литий-ионные аккумуляторы вставляют во внешний «зарядник». Вот тут-то использование внешнего зарядного устройства сомнительного качества вместо оригинального может негативно сказаться на работоспособности батареи.

Не допускайте перегрева. Ну а злейшим врагом литий-ионных аккумуляторов является высокая температура – перегрева они напрочь не переносят. Поэтому не допускайте попадания на мобильные устройства прямых солнечных лучей, а также не оставляйте их в непосредственной близости от источников тепла, например электрообогревателей. Максимально допустимые температуры, при которых возможно использование литий-ионных аккумуляторов: от –40°C до +50°C

Также, вы можете посмотреть Часто Задаваемые Вопросы по аккумуляторам на нашем сайте.

Чем заряжать аккумуляторы 18650. Разновидности зарядных устройств

Какой ток заряжает li-ion 18650 и как правильно эксплуатировать аккумулятор? Как такому источнику питания продлить срок службы? Эти вопросы возникают в самых разных отраслях электроники. Литий-ионный элемент питания является разновидностью аккумулятора электрического тока. В 1991 году SONY выпустила батарею на рынок, и она сразу же начала широко применяться в бытовой и электронной технике.

Эти батареи служат источниками питания для мобильных телефонов, ноутбуков и видеокамер, электронных сигарет и электромобилей. Все современные литий-ионные батареи предотвращают перегревы и перезаряды. Однако проблема потери заряда при низкой температуре никуда не исчезла.

Среди неоспоримых достоинств литий-ионных аккумуляторов мы хотели бы выделить следующие:

хорошая емкость;
низкий саморазряд;
нет необходимости в обслуживании.

Оригинальные зарядные устройства

Зарядное для литий-ионных батарей довольно напоминает зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов. Отличаются они только тем, что литий-ионный источник питания имеет очень высокое напряжение на каждой банке и жесткие требования допусков к нему.

Если для свинцово-кислотных аккумуляторов можно допустить некоторые неточности в граничных напряжений во время заряда, то с литий-ионными элементами все обстоит совсем по-другому. Когда при подзарядке напряжение увеличивается до 4.2 В, подачу напряжения нужно прекратить.

Допускается превысить всего 0.05 В. Самое идеальное зарядное для литий-ионных аккумуляторов – это стабилизатор напряжения. Литий необходимо заряжать стабильным напряжением с ограничением тока в начале заряда. Это очень важно. Зарядка будет считаться оконченной, если при стабильном заряде в 4.2 В ток отсутствует либо же имеет совсем небольшую величину примерно в 5-7 мА.

Электрическая схема заряда элемента 18650

Вдобавок ко всему, при установке стабилизатора на радиатор Вы можете спокойно ставить на подзарядку свои батарейки, не боясь, что зарядное перегреется и потом загорится. Это может произойти с китайскими зарядными. Работа схемы довольно проста. Сначала аккумулятор заряжается постоянным током, определенным сопротивлением резистора R4.

Когда батарея будет иметь напряжение 4.2 В, то постоянный ток начнет ее заряжать. Когда он снизится до самых малых значений, светодиод в схеме перестанет гореть. Рекомендуемые токи для зарядки литий-ионных аккумуляторов не должны превышать 10% от объема самой батареи, чтобы увеличить срок эксплуатации Вашего источника питания. При номинале резистора R4 11 Ом ток в цепи составит 100 мА. Если используется сопротивление в 5 Ом, то ток зарядки будет 230 мА.

Как продлить жизнь Вашему 18650-му

Если Вы оставляете литий-ионную батарею на некоторое время без работы, то рекомендуем хранить аккумулятор отдельно от прибора, который они питают. Полностью заряженный элемент через некоторое время часть своего заряда утратит. Если аккумулятор с очень малым зарядом или разряжен вообще, то он может навсегда выйти из строя после длительной спячки. Оптимально хранить 18650-й на уровне заряда на 50 %.

Не стоит допускать полной разрядки и перезаряда батареи. Литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти. Такие элементы питания заряжаются только тогда, когда заряд полностью иссякнет. Это также продлит работоспособность элемента питания.

Литий-ионки не любят жару и холод. Оптимальные температуры для аккумулятора колеблются в диапазоне от 10 до 25 градусов. Холод не только уменьшит время работы, но и разрушит химическую систему элемента питания. Наверное, каждый замечал, как в мороз мгновенно падает уровень заряда в телефоне.

Если Вы собираетесь зарядить литий-ионную батарею зарядным устройством из магазина, обратите внимание, чтобы оно не было китайским. Очень часто они собраны из дешевых материалов и не всегда по правильной технологии.

Это, в свою очередь, может привести к возгоранию. При использовании подобных элементов питания всегда соблюдайте правила эксплуатации и хранения для исключения возможности взрыва от перегрева или же полной неисправности. Это продлит срок эксплуатации литий-ионного аккумулятора и избавит Вас от ненужных затрат.

Берегите Вашу батарею! Она – Ваш помощник.

18.10.2018

Литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650 широко используются в качестве источников питания для разнообразных устройств бытовой и электронной техники. В виде независимых источников питания и в составе аккумуляторных батарей они успешно применяются в ноутбуках, шуруповертах, радиоприемниках, фонариках, электронных сигаретах и многих других устройствах. Важными преимуществами литиевых источников питания выступают значительная емкость, малый саморазряд, безопасность использования и отсутствие потребности в обслуживании.

Имеют высокий эксплуатационный ресурс. Но такие факторы как глубокий разряд, перезаряд, использование при низких температурах и несоблюдение правил заряда приводят к ускоренному износу аккумуляторов и их преждевременному выходу из строя. Поэтому важно знать, каким током заряжать Li-ion аккумулятор 18650, использовать подходящее по всем параметрам зарядное устройство и соблюдать все правила подзарядки, чтобы избежать их перегрева и быстрой потери свойств.

Как зарядить высокотоковые аккумуляторы 18650

Для корректной зарядки Li-ion аккумуляторов 18650 важно:

Для аккумуляторов типоразмера 18650 бывают различных конфигураций. Например, есть модели с зарядным током 1 А, вмещающие 1 элемент питания, и варианты с несколькими «гнездами», индикатором уровня зарядки, системой безопасности и максимальным напряжением 4,2 В.

Выбираем оптимальный ток заряда

Теперь обсудим, каким током лучше заряжать аккумуляторы 18650. Возможные варианты – 0,5 А и 1 А. При силе зарядного тока 1 А процесс подзарядки проходит быстрее, чем при 0,5 А, но для сохранения эксплуатационного ресурса элементов питания более предпочтителен плавный заряд. Поэтому оптимальный ток заряда – 0,5 А. Если нужно ускорить процесс подзарядки, можно увеличить зарядный ток до 1 А, но без особой необходимости этого делать не стоит.

Для подзарядки литиевых элементов питания желательно использовать оригинальные зарядные устройства, рассчитанные на применение с конкретной моделью аккумулятора. Они четко понимают, какая мощность необходима конкретному элементу питания, и своевременно останавливают процесс зарядки. Что касается силы тока, оригинальные зарядные устройства вначале осуществляют подзарядку сильным током, а ближе к завершению процесса подзарядки уменьшают его. Такой алгоритм помогает избежать перегрева элементов питания и продлить срок их службы.

Аккумуляторы

Каким током заряжать li ion аккумулятор 18650? Как правильно эксплуатировать такую батарею. Чего литий-ионные источники тока бояться и как такой батарейке продлить срок службы? Подобные вопросы могут возникать в самых разных отраслях электроники.

И если вы решили собственноручно собрать ваш первый фонарик или электронную сигарету, то вам обязательно нужно ознакомиться с правилами работы с подобными источниками тока.

Литий-ионный аккумулятор – это тип аккумулятора электрического тока, который с 1991 года, после того как на рынок его презентовала компания SONY, приобрел широчайшее распространение в современной бытовой и электронной технике. Как источник питания подобные батареи используются в сотовых телефонах, ноутбуках и видеокамерах, как источник тока для электронной сигареты и электромобиля.

Недостатки этого типа батарей начинаются с того, что литий-ионные батареи первого поколения были взрывом на рынке. Не только в прямом, но и в переносном смысле. Эти батареи взрывались.

Объяснялось это тем, что внутри использовался анод из металлического лития. В процессе многочисленных зарядок и разрядок такого аккумулятора, на аноде появлялись пространственные образования, которые приводили к замыканию электродов, а как следствие – к возгоранию или взрыву.

После того, как этот материал заменили графитом, от подобной проблемы удалось избавиться, но могли еще возникать проблем на катоде, который был выполнен из оксида кобальта. При нарушении условий эксплуатации, а точнее перезарядке проблема могла повториться. Исправлено это было с началом использования литий-ферро-фосфатных батарей.

Все современные литий-ионные батареи предотвращают перегрев и перезаряд, но остается проблема потери заряда при низких температурах пользования приборами.

Среди неоспоримых преимуществ литий-ионных батарей, хотелось бы отметить следующие:

высокая емкость батареи;
низкий саморазряд;
отсутствие необходимости обслуживания.

Оригинальные зарядные устройства

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов довольно похоже на зарядное для свинцово-кислотных батарей. Разница состоит лишь в том, что у литий-ионного аккумулятора очень высоки напряжения на каждой банке и более жесткие требования допусков по напряжению.

Банкой такой аккумулятор называют из-за внешней схожести с алюминиевыми банками из-под напитков. Самым распространенным элементом питания подобной формы является 18650. Такое обозначение аккумулятор получил благодаря своим размерам: 18 миллиметров диаметра и 65 миллиметров в высоту.

Если для свинцово-кислотных аккумуляторов допустимы некоторые неточности в указании граничных напряжений во время зарядки, с литий-ионными элементами все обстоит куда конкретнее. В процессе зарядки, когда напряжение увеличивается до 4.2 Вольта, подача напряжения на элемент должна прекратиться. Допустимая погрешность всего 0.05 Вольт.

Китайские зарядки, которые можно встретить на рынке, могут рассчитываться на элементы питания на разных материалах. Li-ion, без ущерба для его работоспособности, можно заряжать током 0.8 А. В этом случае нужно очень внимательно контролировать напряжение на банке. Желательно не допускать величины выше 4.2 Вольт. Если в сборке с батареей будет иметься контроллер, то переживать ни о чем не стоит, контроллер все сделает за вас.

Самым идеальным зарядником для литий-ионных батарей будет стабилизатор напряжения и ограничительно тока в начале заряда.

Литий заряжать нужно стабильным напряжением и ограничением тока в начале заряда.

Самодельное зарядное

Чтобы заряжать 18650 можно купив универсальное зарядное устройство, и не мучиться вопросом, как проверить мультиметром необходимые параметры. Но такое приобретение вылетит вам в копеечку.

Цена на такое устройство будет варьироваться в районе 45 долларов США. А можно все-таки потратить 2-3 часа и собрать зарядное устройство своими руками. Причем это зарядное будет дешевым, надежным и будет автоматически отключать ваш аккумулятор.

Детали, которые сегодня мы будем использовать для создания нашего зарядного устройства, есть у каждого радиолюбителя. Если под рукой не оказалось радиолюбителя с нужными деталями, то на радиорынке вы сможете купить все детали не больше чем за 2-4 доллара. Схема, которая собрана правильно и аккуратно смонтирована, начинает работу сразу же и не нуждается в каких-либо дополнительных отладках.

Электрическая схема заряда аккумулятора 18650.

В довесок ко всему, при установке стабилизатора на подходящий радиатор, вы сможете спокойно ставить заряжаться свои аккумуляторы без страха того, что зарядка перегреется и загорится. Чего совершенно нельзя сказать о китайских зарядных устройствах.

Схема работает довольно просто. Сперва, аккумулятор нужно зарядить постоянным током, который определяется сопротивлением резистора R4. После того, как аккумулятор будет иметь напряжение 4.2 Вольта, начинается зарядка постоянным напряжением. Когда ток зарядки снизится до очень маленьких значений, светодиод в схеме перестанет гореть.

Токи, которыми рекомендуют заряжать литий-ионные аккумуляторы, не должны превышать 10% от емкости аккумулятора. Это позволить увеличить срок службы вашего элемента питания. При номинале резистора R4 – 11 Ом, ток в цепи будет составлять 100 мА. Если вы используете сопротивление в 5 Ом, то ток зарядки будет уже 230 мА.

Как продлить жизнь вашему 18650

Разобранный аккумулятор.

Если ваш литий-ионный аккумулятор вам приходится оставлять на некоторое время без работы, то лучше хранить элементы питания отдельно от устройства, которое они питают. Заряженный полностью элемент, со временем часть своего заряда утратит.

Элемент, который заряжен очень мало, или разряжен вовсе, может навсегда потерять работоспособность после длительной спячки. Оптимальным будет хранение 18650 на уровне заряда около 50 процентов.

Не стоит допускать полного разряда и перезаряда элемента. У литий-ионных элементов питания полностью отсутствует эффект памяти. Желательно заряжать такие элементы питания до того момента, когда их заряд полностью иссякнет. Это тоже способно продлить работоспособность аккумулятора.

Литий-ионки не любят ни жары, ни холода. Оптимальными температурными условиями для этих элементов питания будет диапазон от +10 до +25 градусов Цельсия.

Холод, может не только уменьшить время работы элемента, но и разрушить его химическую систему. Думаю, каждый из нас замечал, как на холоде быстро падает уровень заряда в мобильном телефоне.

Вывод

Резюмируя все вышесказанное, хочется заметить, что если вы собираетесь зарядить литий ионный аккумулятор с помощью зарядного устройства магазинного производства, обращайте внимание на то, чтобы это было не китайское производство. Очень часто эти зарядные собраны из дешевых материалов и не всегда в них соблюдается нужная технология, что может привести к нежелательным последствиям в виде возгораний.

Если вы хотите собирать устройство собственноручно, то заряжать литий-ионный аккумулятор нужно током, который будет составлять 10% от емкости аккумулятора. Максимальной может быть цифра в 20 процентов, но эта величина уже нежелательна.

При пользовании подобными элементами питания стоит соблюдать правила эксплуатации и хранения, чтобы исключить возможность взрыва, к примеру, от перегрева, или же выхода из строя.

Соблюдение условий и правил эксплуатации продлит срок службы литий-ионной батареи, и как следствие – избавит вас от ненужных финансовых затрат. Батарея – ваш помощник. Берегите ее!

19.10.2018

От того, сколько, в каких условиях и какой зарядкой заряжать аккумулятор 18650 литий-ионного типа, напрямую зависит его эксплуатационный ресурс. На срок службы элементов питания негативно влияет глубокий разряд, перезаряд, эксплуатация при низких температурах, хранение в разряженном состоянии и использование неподходящего по параметрам зарядного устройства. Правила подзарядки Li-ion аккумуляторов, прежде всего, зависят от наличия или отсутствия защитной микросхемы (драйвера).

Как правильно заряжать аккумулятор 18650 без защитной микросхемы?

При отсутствии защитной микросхемы Li-ion аккумуляторы важно беречь от перезаряда и сильного разряда – не допускать, чтобы напряжение становилось ниже 2,9 В. Заряжать такие источники питания нужно специальными зарядными устройствами, способными информировать пользователей о полной подзарядке аккумулятора.

После такого информирования элемент питания нужно извлечь из зарядного устройства, иначе возникнет перезаряд. При необходимости, извлечь элемент питания можно и раньше, до момента полного заряда. Заряжать незащищенные аккумуляторы зарядным устройством, не сообщающим о полном заряде элемента питания, опасно. При перезаряде аккумуляторы без защитной микросхемы перегреваются и могут воспламениться.

Методика зарядки Li-ion аккумулятора 18650 с защитой

Аккумуляторы с защитной микросхемой оснащены платой контроля, оберегающей элемент питания от перезаряда, сильного разряда и короткого замыкания. Подзарядка происходит следующим образом:

Аккумулятор устанавливается в зарядное устройство (ЗУ) с соблюдением полярности – плюс подсоединяется к плюсу, минус к минусу.
ЗУ подключается к сети 220 В или 12 В (для автомобильной модели).
О протекании процесса подзарядки информирует индикатор статуса зарядки. Как правило, красный индикатор говорит о протекании процесса подзарядки, а зеленый – о его завершении.

Нельзя заряжать Li-ion элементы в не предназначенных для них зарядных устройствах. Подходящие ЗУ являются источниками постоянного напряжения 5 В, отдают ток заряда величиной 0,5–1 емкости аккумулятора, автоматически начинают подзарядку от 0,05 В и прекращают процесс зарядки при 4,2 В.
Аккумулятор, принесенный в помещение с мороза, нужно выдержать несколько часов при комнатной температуре, а затем заряжать.
Перед длительным хранением аккумулятору нужно обеспечить уровень заряда 40–50%.
Напряжение Li-ion аккумулятора должно всегда находиться в пределах от 2,7–3 до 4,2 В. Эти значения отражают минимальный и максимальный уровень заряда – 0% и 100%. Если напряжение даже на короткий срок выйдет за эти пределы, срок службы аккумулятора значительно сократится.

Как зарядить полностью севший Li-ion аккумулятор 18650?

Если литий-ионный аккумулятор 18650 долго находился в разряженном состоянии, напряжение упало ниже допустимой границы, и защитный модуль отключил банку от клемм, зарядное устройство может отказаться заряжать такой элемент питания. Воспринимая низкое напряжение как внештатную ситуацию, оно блокирует процесс зарядки. Поэтому полностью севший Li-ion аккумулятор необходимо «толкнуть» – повысить напряжение на нем до 3,1–3,2 В.

Можно взять зарядное устройство от мобильного телефона, выдающее напряжение 5 В, и резистор 62 Ом (0,5 Вт) для ограничения зарядного тока. Нужно подсоединить их к аккумулятору, прикрепив проводки к клеммам неодимовыми магнитиками. Сильное нагревание резистора свидетельствует о наличии внутри КЗ.

Если подзарядка не началась (резистор не греется), возможно, произошел внутренний обрыв, или неисправна плата защиты. Можно попробовать убрать внешнюю полимерную оболочку и подсоединить созданную зарядку к банке, четко соблюдая полярность. Если заряд пойдет – нужно дождаться, чтобы напряжение поднялось до 3,1–3,2 В и далее воспользоваться штатной зарядкой.

Желающим собрать зарядник своими руками мы предлагаем ознакомиться с нашей предыдущей статьей, где приведена .

Сегодня одним из самых популярных форматов батарей для различных электронных устройств является 18650. Он требует при эксплуатации правильного обращения. От этого зависит долговечность и функциональность этого источника питания.

Как заряжать аккумулятор 18650, следует рассмотреть подробно. В этом помогут разобраться советы специалистов.

Общая характеристика

Сегодня применяется множество типоразмеров и Одним из наиболее востребованных является аккумулятор типа 18650. Он имеет цилиндрическую форму. Внешне такая батарея напоминает пальчиковые аккумуляторы. Только представленный вид немного больше по габаритам, чем привычные устройства.

В ходе эксплуатации обязательно возникает вопрос о том, как заряжать аккумулятор 18650. Это несложная процедура. Однако отнестись к ней нужно со всей ответственностью. От правильности проведения зарядки зависит долговечность применения батареи.

Аккумуляторы представленного типа применяются сегодня для питания ноутбуков, а также электронных сигарет. Это сделало представленный типоразмер популярным. Также подобные аккумуляторы устанавливают в фонарики и лазерные указки. Чаще всего представленные приборы выпускают литий-ионного типа. Этот вид аккумуляторов доказал свою эффективность и простоту при эксплуатации.

Особенности

Рассматривая, как заряжать аккумулятор 18650 для фонаря, электронной сигареты и прочих устройств, необходимо описать принцип его функционирования. Представленный типоразмер выпускается в категории литий-ионных батарей. Он имеет незначительные габариты. Высота составляет всего 65 мм, а диаметр — 18 мм.

Внутри устройства есть металлические электроды, между которыми циркулируют ионы лития. Это позволяет вырабатывать электрический ток для питания техники. При низком или высоком заряде на одном из электродов образуется больше ионов. Они нарастают на материал, меняя его объем и характеристики.

Чтобы батарея проработала долго и полноценно, необходимо не допускать появления глубокого или слишком высокого заряда. В противном случае прибор быстро выйдет из строя. В зависимости от номинальных показателей аккумулятора применяют специальные типы зарядных устройств.

Защита аккумулятора

Сегодня представленные разновидности аккумуляторов выпускаются в комплекте со специальным контроллером или имеют в своем составе марганец. Раньше выпускались батареи без защиты. Как заряжать аккумулятор 18650 правильно в этом случае, нужно было знать для собственной же безопасности.

Дело в том, что устройство, в котором отсутствовала специальная защита, могло сильно перегреться при неправильной или слишком длительной зарядке. В этом случае могло возникнуть короткое замыкание и даже возгорание или Сегодня применение таких конструкций кануло в Лету.

Все аккумуляторы литий-ионного типа имеют в своей конструкции защиту от подобных негативных явлений. Чаще всего применяется специальный контроллер. Он следит за уровнем емкости аккумулятора. При необходимости он просто отключает батарею. В некоторых типах конструкций в состав входит марганец. Он значительно влияет на химические реакции внутри. Поэтому таким аккумуляторам контроллер не нужен.

Особенности зарядки

Многие покупатели интересуются, как заряжать аккумулятор 18650 Li-Ion (3,7V). Нужно ознакомиться с особенностями такого процесса. Он достаточно простой. Современные производители изготавливают специальные устройства, которые контролируют зарядку аккумулятора.

Литий-ионные батареи практически не имеют эффекта памяти. Это обеспечивает ряд правил при зарядке и эксплуатации батарей. Эффектом памяти называется постепенное снижение емкости аккумулятора при неполном разряде. Это свойство было характерно для батарей никель-кадмиевого типа. Их нужно было разряжать полностью.

Наоборот, не терпят глубокой разрядки. Их нужно заряжать до 80% и разряжать до 14-20%. В таких условиях прибор будет служить максимально долго и продуктивно. Наличие специальных плат в конструкции позволяет упростить этот процесс. Когда уровень емкости опустится до критического значения (чаще всего до 2,4 В), прибор отключает батарею от потребителя.

Проведение зарядки

Многие покупатели различной электротехники интересуются, как заряжать аккумулятор 18650 Li-Ion (3,7V, 6800mah). Этот процесс осуществляется при помощи специального устройства. Оно начинает зарядку при напряжении 0,05 В, а заканчивает при максимальном уровне 4,2 В. Выше этого значения заряжать аккумулятор представленного типа нельзя.

Можно заряжать батареи 18650 током 0,5-1А. Чем он больше, тем быстрее проходит процесс. Однако более плавный ток предпочтительнее. Лучше не ускорять процесс зарядки, если аккумулятор не нужно применять срочно.

Процедура занимает не более 3 часов. После этого прибор отключит батарею. Это предотвращает ее перегрев и выход из строя. В продаже представлены устройства для зарядки, которые не могут контролировать протекание этого процесса. В этом случае пользователь должен сам следить за его выполнением. Специалисты рекомендуют приобретать приборы, которые сами управляют процессом. Это является безопасным методом.

Параметры

В продаже представлены аккумуляторы с разными показателями емкости. Это влияет на продолжительность работы и процесс зарядки. Малой емкостью обладают батареи 1100-2600 мАч. Наиболее популярными в этой категории являются изделия фирмы UltraFire. Этот производитель изготавливает качественные фонари. Поэтому у потребителей резонно возникает вопрос о том, как заряжать аккумулятор 18650 UltraFire.

В этом случае следует отметить, что приборы емкостью до 2600 мАч нужно заряжать током 1,3-2,6 А. Этот процесс осуществляется в несколько стадий. В начале зарядки на батарею поступает ток, который составляет 0,2-1 от величины емкости аккумулятора. В этот момент напряжение поддерживается на уровне около 4,1 В. Эта стадия длится около часа.

Во время второй стадии напряжение удерживается на постоянном уровне. У некоторых производителей зарядных устройств эта процедура может проводиться при помощи переменного тока. Также следует учесть, что при наличии графитового электрода в конструкции батареи, ее нельзя заряжать током больше 4,1 В.

Разновидности зарядных устройств

Существует простая методика, как заряжать аккумулятор Для этого потребуется купить определенный тип устройства. В продаже представлен большой выбор зарядной техники для батарей этого типа. Самым простым и недорогим является прибор для одного аккумулятора. Уровень тока в нем может достигать 1 А.

Большой популярностью пользуются приборы, в которые можно поместить сразу несколько аккумуляторов. Чаще всего подобные конструкции снабжены индикатором. Некоторые модели могут применяться и для других разновидностей батарей литий-ионного типа. Их посадочные гнезда имеют соответствующую конструкцию. Такие приборы отличаются приемлемой стоимостью и высокой функциональностью.

Также в продаже представлены универсальные зарядные устройства. Они могут заряжать батареи не только литий-ионного типа, но и прочие разновидности. Подобные агрегаты нужно правильно настроить перед проведением процедуры.

Самодельный прибор

У некоторых пользователей возникает вопрос о том, как заряжать аккумулятор 18650 в экстренной ситуации, когда специального прибора нет под рукой. В этом случае его можно сделать самостоятельно. Подойдет старое зарядное устройство от телефона (например, «Нокиа»).

Нужно снять оболочку провода и разъединить провода минус (черный) и плюс (красный). При помощи пластилина можно прикрепить оголенные контакты к батарее. Нужно соблюдать соответствующую полярность. Далее устройство включают в сеть.

Такая зарядка может длиться около часа. Этого будет вполне достаточно, чтобы аккумулятор смог обеспечить правильную работу техники.

Специалисты рекомендуют ответственно отнестись к процессу зарядки и От этого зависит ее долговечность. Разряжать батарею полностью и заряжать ее до 100% не стоит. Лучше ограничить процесс зарядки до уровня 90%. Однако периодически (раз в три месяца) можно проводить полную разрядку и полную зарядку аккумулятора. Это необходимо для выполнения калибровки контроллера.

Хранить батарею можно достаточно долго. Для этого нужно ее зарядить на 50%. В таком состоянии она может находиться около месяца. При этом в помещении не должно быть слишком жарко или слишком холодно. Идеальными условиями считается удержание температуры на уровне 15 ºС.

Рассмотрев, как заряжать аккумулятор 18650, можно правильно обслуживать и эксплуатировать батарею. В этом случае срок ее использования будет значительно дольше.

Зарядка аккумуляторов энергоемких переносных устройств

Введение

Сотовые телефоны являются хорошим примером того, насколько значительно за последние десятилетия улучшились их функциональные возможности и эксплуатационные характеристики. Устройства стали сложнее и, подобно любому компьютеру, теперь способны решать множество базовых задач. Дополнительный функционал, превративший смартфон из простого телефона в многофункциональный гаджет, делает его как никогда энергозатратным.

Внутренний блок аккумуляторов — это основной источник, в котором энергия хранится и откуда она поступает в электрические цепи переносного устройства. За безопасную и эффективную зарядку аккумуляторов отвечают микросхемы зарядников. Они также должны контролировать подачу питания в систему для поддержания нормальной работы, когда устройство подключено к розетке электросети. От аккумуляторного блока требуется хранить большое количество энергии, быстро заряжаться и при этом оставаться легким и компактным. Увеличившиеся зарядные и разрядные токи, а также меньший физический размер делают эти блоки менее стойкими к физическим и тепловым нагрузкам. Поэтому сегодня от таких приборов требуется, чтобы они работали не только как простое автономное зарядное устройство.

Обзор решений для зарядки одноэлементных аккумуляторов

Перезаряжаемые аккумуляторы жизненно необходимы переносным электронным устройствам, таким как сотовые телефоны и другая носимая электроника. Схемы зарядных устройств необходимо тщательно проектировать, а их структура в значительной степени зависит от следующих факторов: химические процессы в аккумуляторе, уровни мощности и нагрузка системы. Разные химические процессы в аккумуляторах предусматривают разные способы зарядки. Требования к питанию системы напрямую влияют на размер и стоимость подобной системы. Наконец, в ее питании следует учитывать и то, должна ли система управлять направлениями потоков мощности, или нет.

Для многих переносных прикладных систем литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы становятся тем вариантом, на котором по ряду причин разработчики останавливают свой выбор. Данные источники питания обеспечивают высокое отношение емкости к размеру и весу и имеют низкий ток саморазряда. Кроме того, отличаются высоким напряжением (обычно 3,6 В), что позволяет использовать аккумуляторы, состоящие всего из одного элемента. Несмотря на все эти преимущества, литий-ионные аккумуляторы не обладают стойкостью к перегрузкам. Они требуют учета многих особых аспектов, касающихся зарядного тока, регулирования напряжения, режима непрерывного подзаряда, контроля температуры и так далее.

Существует два основных типа зарядных устройств: линейные и импульсные. Импульсная зарядка сводит к минимуму рассеивание мощности в широком диапазоне напряжений адаптеров переменного тока, но предполагает больше места на плате и усложняет устройство. К тому же импульсные решения обычно дороже, чем эквивалентные линейные системы.

Линейные зарядные устройства компактнее и лучше для оборудования, чувствительного к шумам. Но они не столь эффективны на протяжении всего цикла зарядки, как их импульсные аналоги. Выбирая способ зарядки, разработчик принимает решение, исходя из себестоимости, занимаемого места, количества необходимых дополнительных элементов схемы и эффективности (теплового режима).

Разнообразие требований к системам приводит к появлению множества разных решений для зарядных устройств аккумуляторов: от простого автономного до встроенного зарядного устройства, обеспечивающего и питание системы. Поэтому при проектировании системы разработчикам приходится соблюдать следующие условия:

необходимость динамического управления потоком мощности (ДУПМ), которое гарантирует мгновенное включение системы при разрядке или отсоединении аккумулятора.
низкое сопротивление R_{сток-исток(вкл.)} полевых транзисторов как в тракте аккумулятора, так и в тракте системы, чтобы гарантировать приемлемый общий КПД системы и тепловую защиту.
высокий зарядный ток для поддержки аккумуляторов с высокой емкостью и ускорения зарядки;
динамическое управление питанием (ДУП) по входному напряжению, которое поддерживает ограничение тока, обусловленное характеристиками адаптеров и/или USB-портов.

Компактные зарядные устройства одноэлементных аккумуляторов

Требования к питанию (ограничение, обусловленное адаптером)

В настоящее время большинство адаптеров смартфонов рассчитано на максимальную выходную мощность 5–10 Вт. На рис. 1 показана входная мощность, которая требуется от USB-порта или адаптера для различных уровней зарядного тока. Для зарядного тока 1,5 А необходимая мощность увеличивается линейно на 3– 5 Вт по мере возрастания напряжения аккумулятора от 3 В до напряжения полного заряда. Для зарядного тока 3 А следует подавать до 12 Вт со входа в течение цикла зарядки. При таком сценарии, в зависимости от состояния заряда аккумулятора, 5- или 10-Вт адаптер может выйти из строя, и система откажет. Чтобы этого не произошло, зарядное устройство должно иметь какую-либо защиту для снижения мощности, потребляемой со входа.

Рис. 1. Входная мощность, которая требуется для различных зарядных токов

Зарядное устройство аккумуляторов, например bq24250 производства Texas Instruments, имеет функцию динамического управления питанием (ДУП), контролирующую входное напряжение (V_{ВХ_ДУП}). Во время обычного процесса зарядки, если источник входного питания не способен поддерживать запрограммированный или принятый по умолчанию зарядный ток, входное напряжение уменьшается. Если входное напряжение падает до порогового значения V_{ВХ_ДУП}, заданного разработчиком, зарядный ток снижается. Это ограничивает мощность, потребляемую от входного источника питания, и предотвращает дальнейшее падение входного напряжения. Данная функция обеспечивает совместимость микросхем с адаптерами, которые имеют разные возможности с точки зрения выдаваемых токов, без какого-либо изменения аппаратной части.

Время зарядки

Как известно, время зарядки зависит от емкости аккумулятора и скорости зарядки. Самый простой способ сократить данную процедуру — заряжать быстрее. Но зарядка аккумулятора, уже имеющего более 80% от полной емкости (0,8 C), создает перегрузку источника питания. Это уменьшает его срок службы, может привести к повреждениям аккумуляторного блока и вызвать катастрофические последствия. Корпорация TI оптимизировала циклы зарядки по времени с целью сокращения периода зарядки (для данной скорости заряда) в сравнении с другими решениями.

Цикл зарядки литий-ионных аккумуляторов в основном состоит из трех этапов: предварительная зарядка (непрерывная подзарядка), быстрая зарядка (с постоянным значением тока) и зарядка падающим током (при постоянном напряжении). Во многих импульсных зарядных устройствах переход от одного этапа к другому не идеален. На рис. 2 показан переход от этапа зарядки с постоянным значением тока к этапу с постоянным напряжением в традиционной схеме зарядного устройства. И для напряжения, и для тока переход не является резким. Такая динамика вызывает потери как времени, так и мощности в течение цикла зарядки.

Рис. 2. Цикл зарядки традиционного зарядного устройства без применения технологии оптимизации времени зарядки

Зарядное устройство литий-ионных аккумуляторов корпорации TI [4–7] улучшает этот переход с помощью технологии оптимизации времени зарядки. На рис. 3 отображен цикл зарядки того же аккумулятора при тех же условиях зарядки, что и на рис. 2.

Рис. 3. Оптимизированный по времени цикл зарядки для импульсного зарядного устройства литий-ионных аккумулляторов

Время зарядки сократилось более чем на 15%. Данный переход в новом зарядном устройстве намного резче, что увеличивает продолжительность этапа быстрой зарядки (с постоянным током) перед переходом к этапу зарядки падающим током (с постоянным напряжением). В результате при высокой скорости зарядки в аккумулятор попадает больший заряд, за счет чего уменьшается время зарядки без увеличения скорости заряда.

Размер платы и стоимость материалов и комплектующих

При более высоких скоростях зарядки линейные зарядные устройства теряют свою привлекательность. Их меньший КПД в течение данного цикла увеличивает тепловую нагрузку на систему. Это особенно актуально для плат, имеющих ограничения по размерам, а также для энергоемких систем. Все это диктует необходимость создания полностью интегрированного импульсного зарядного устройства.

Такие поставщики компонентов, как Texas Instruments, создают инновационные решения, чтобы удовлетворить потребность рынка в снижении стоимости комплектующих и материалов и уменьшении размеров платы, не принося в жертву эксплуатационные характеристики устройства. Например, bq24250 — высокоинтегрированная микросхема зарядного устройства для одноэлементных литий-ионных аккумуляторов и управления потоками мощности в системе, рассчитанная на применение в переносных устройствах, имеющих ограничения по размеру, но с аккумуляторами высокой емкости. На рис. 4 показан ряд решений с реальными размерами площади, занимаемой ими. В частности, семейство зарядных устройств bq2425x может обеспечить зарядный ток до 2 A, минимум внешних комплектующих изделий и занимаемую площадь 42 мм².

Рис. 4. Площадь, занимаемая зарядным устройством с ДУПМ, при применении в различных системах

Тепловые характеристики и КПД

Уменьшение площади, занимаемой зарядным устройством, влияет на тепловые характеристики всей платы. Меньшая площадь приводит к сокращению пространства для отвода тепла, выделяющегося при рассеивании мощности в ходе зарядки. При данной площади платы единственным способом снижения тепловой нагрузки становится повышение КПД зарядного устройства в процессе преобразования энергии. Более высокий КПД означает меньшее рассеивание мощности. Таким образом, микросхема и плата выделяют меньше тепла.

Сравнение рассеивания мощности линейных и импульсных зарядных устройств в энергоемких системах показывает, что линейное зарядное устройство проигрывает импульсному, поскольку его рассеиваемая мощность может быть очень высока, особенно при низких напряжениях аккумулятора. Это происходит потому, что в линейных зарядных устройствах для преобразования энергии используется линейный регулятор. Одновременно импульсная зарядка гораздо эффективнее во всем диапазоне напряжения аккумулятора и дает меньшее рассеивание мощности. На рис. 5 проиллюстрировано сравнение линейных и импульсных зарядных устройств с точки зрения рассеивания мощности.

Рис. 5. Сравнение рассеивания мощности линейного и импульсного зарядных устройств

Выбор между импульсным и линейным зарядным устройством в пользу импульсного логичен в отношении совершенствования тепловых характеристик платы. Снижение R_{СТОК-ИСТОКS(вкл.)} встроенного полевого транзистора в импульсном зарядном устройстве помогает повысить КПД зарядного устройства при высоких токах. Это объясняется тем, что большую часть рассеивания мощности импульсного зарядного устройства при высоких токах вызывает именно сопротивление транзистора. Зарядное устройство литий-ионных аккумуляторов bq24250 имеет встроенные силовые полевые транзисторы с низким R_{СТОК-ИСТОК(вкл.)}. Внутренние МОП-транзисторы на стороне высокого и низкого напряжения обладают сопротивлением всего 100 мОм каждый.

Это помогает уменьшить рассеивание мощности между входом и выходом системы. R_{СТОК-ИСТОК(вкл.)}ключа на полевых транзисторах, подсоединяемого к аккумулятору, составляет лишь 20 мОм, что также снижает потери во время зарядки и разрядки аккумулятора. На рис. 6 представлены данные по КПД системы для зарядного устройства bq24250, достигающего 95%.

Рис. 6. КПД системы зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов bq24250 — регулирование напряжения 4,2 В

Защита аккумулятора и увеличение срока его службы

Главной проблемой энергоемких переносных электронных устройств остается срок службы аккумулятора. Уменьшение емкости аккумулятора со временем сильно влияет на восприятие устройства пользователем, поскольку сокращает время работы от источника питания. Основной путь увеличения срока службы аккумулятора — снижение нагрузки, которую он испытывает при зарядке и разрядке. Литий-ионные аккумуляторы очень чувствительны к перегрузкам, создаваемым чрезмерными токами и напряжениями.

Такие микросхемы зарядных устройств для аккумуляторов, как bq24250, способны регулировать напряжение аккумулятора с точностью ±0,5% при комнатной температуре. Для зарядного тока эта микросхема обеспечивает точность ±0,75% при силе зарядного тока до 2 А в диапазоне температур 0…+125 °C. Это позволяет разработчикам точно программировать уровень напряжения и тока согласно потребностям системы. При подобной точности параметров зарядки аккумуляторы можно заряжать «агрессивнее», без сокращения срока их службы. Соответственно, время зарядки сокращается, а зарядка остается безопасной.

На рис. 7 показана точность трех зарядных токов в диапазоне температур 0…+125 °C. Для зарядных токов до 1,5 A точность составляет 2% от типового значения, указываемого в технической спецификации.

Рис. 7. Зависимость зарядного тока от температуры

Режим отключения от системы (SYSOFF)

Во время перевозки и предпродажного хранения аккумулятор должен быть отключен от остальной системы, чтобы не допустить его истощения. Зарядное устройство для аккумуляторов bq24250 имеет режим SYSOFF, который можно настроить на выключение аккумуляторного полевого транзистора и отсоединение аккумулятора от системы. Когда используется режим SYSOFF, ток утечки от аккумулятора в микросхему снижается менее чем до 1 мкА (рис. 8). Разработчик программирует систему на автоматический выход из режима SYSOFF, когда конечный пользователь подключает к зарядному устройству источник питания.

Рис. 8. Ток утечки аккумулятора в режиме SYSOFF

Функциональная гибкость

На современном рынке с его острой конкуренцией большинство производителей постоянно стремятся снизить стоимость, что может принести более высокие прибыли и укрепить позиции игроков в конкурентной среде. Способность переориентировать одну и ту же микросхему на использование в различных изделиях или в нескольких поколениях продуктов дает прямую экономию при разработках различных систем. Это сокращает и период освоения новых систем и снимает ненужный риск за счет применения уже известного работающего решения.

Рынок требует семейства зарядных устройств для аккумуляторов, которые объединяют функциональные возможности, позволяющие применять их в различных системах. Одним из примеров является зарядное устройство с широким диапазоном входного напряжения, предназначенное для широкой линейки адаптеров, что сокращает стоимость комплектующих. Универсальность с точки зрения зарядных токов может обеспечить поддержку более высокого тока для эксплуатации в таких устройствах, как смартфоны и дополнительные внешние аккумуляторы (PowerBank), или для низкоуровневой зарядки, например, в гарнитурах Bluetooth.

Обычно зарядные устройства имеют микросхемы с одной из двух схем управления: со связью по шине I²C или автономную схему. Таким образом, можно настраивать систему в соответствии с потребностями. В режиме связи по шине I²C специалисты программируют различные параметры — порог VВХ_ДУП, зарядный ток, ограничение входного тока, напряжение регулирования и уровень отключения. При работе автономной схемы, когда управление со стороны главной системы не используется, разработчики применяют внешние элементы для настройки, чтобы программировать вышеуказанные параметры и задействовать внешние выводы микросхемы для выбора различных уровней ограничения входного тока и включения/отключения микросхемы.

Совместимая со спецификацией BC1.2 функция определения состояния линий D+/D– интерфейса USB обеспечивает большую гибкость, позволяя организовать более надежную зарядку по каналам USB. В прошлом USB-зарядка осуществлялась весьма незатейливо, когда устройство получало энергию непосредственно от порта USB в аккумулятор при минимальном управлении. В современных энергоемких системах устройствам требуется намного больше энергии от USB-порта, что приводит к внедрению более сложных стандартов и протоколов. Более того, если обычной является ситуация, когда в одном и том же разъеме USB реализованы различные стандарты USB, способность распознавать тип подключенного устройства оказывается очень полезной функцией, повышающей конкурентоспособность разработок.

Заключение

Существует много вариантов зарядки энергоемких переносных гаджетов. Доступные в настоящее время микросхемы для зарядных устройств, которые поддерживают управление потоком мощности и высокие зарядные токи при улучшенном КПД, могут сократить время заряда, тепловые нагрузки и физические размеры решения. Низкая стоимость комплектующих изделий и материалов, а также малый размер решения снижают себестоимость устройств, но не за счет увеличения размеров или урезания функциональных возможностей.

Зарядка аккумулятора

— Как мне зарядить 3 литий-ионных аккумулятора?

Я знаю, что мне нужно использовать балансировочную доску 3S и постоянную преобразователь тока для их зарядки

Вам нужно больше, чем просто источник тока. Зарядное устройство должно ограничивать напряжение до 4,20 В на элемент (всего 12,6 В) и (если вы хотите получить более 80% заряда аккумулятора) затем непрерывно уменьшать ток при этом напряжении, пока он не достигнет ~ 1/10 установленного значения. скорость зарядки, затем отключите.Если вы используете базовый преобразователь CC / CV (постоянный ток / постоянное напряжение), он, вероятно, не отключится, поэтому установите «плавающее» напряжение на 4,15 В на ячейку.

Для предотвращения чрезмерной разрядки у вас должна быть цепь отключения, которая отключает нагрузку, когда батарея достигает 3,0 В на элемент (всего 9 В). Если батарея разряжается (<3 В на элемент), ее следует заряжать с меньшей скоростью, пока напряжение не достигнет ~ 3,7 В на элемент (всего 11,1 В).

безопасно ли получать питание от аккумуляторов во время зарядки?

Да, но аккумулятор не будет заряжаться, если ток нагрузки выше, чем ток зарядки.Предполагая, что у вас есть 3,7 А при> 12,6 В, а нагрузка составляет всего 1 А, для зарядки остается 2,7 А. Однако зарядный ток не должен превышать номинал аккумулятора, который может быть, например. 1.5A. Таким образом, вы можете установить ток заряда на 2,5 А, но если нагрузка выключена, батарея получит 2,5 А, что слишком много. Следовательно, зарядное устройство должно контролировать ток батареи отдельно от нагрузки или заряжать при 1,5 А, что позволит получить только 0,5 А в батарею при включенной нагрузке.

а куда подключить нагрузку?

К АКБ через плату «баланс».

В качестве альтернативы вы можете запитать нагрузку от источника питания, когда он включен, и заряжать аккумулятор одновременно с его выходом, изолированным от нагрузки. Это имеет то преимущество, что аккумулятор может заряжаться на полной скорости даже при включенной нагрузке, но схема более сложная.

Если нагрузка может работать при напряжении немного выше 12,6 В, тогда может быть достаточно простой схемы переключения диодов. Хотя детали важны. Если зарядное устройство и нагрузка имеют общую землю, зарядное устройство должно контролировать ток в положительном проводе аккумулятора, а не в отрицательном, в противном случае ток нагрузки нарушит цепь зарядного устройства.

Литий-ионные аккумуляторы

могут взорваться, если они перезаряжены, поэтому не заряжайте их без присмотра, пока не убедитесь, что цепь работает правильно.

Схема автоматической зарядки аккумулятора

— Полное руководство — Robu.in | Индийский интернет-магазин | Радиоуправляемый хобби

Считаете ли вы, что зарядные устройства для аккумуляторов стали важной частью нашей повседневной жизни, как в личной, так и в профессиональной сфере?

Дело в том, что мы хотим использовать портативное электронное оборудование, которому для работы нужен аккумулятор.Точно так же на рынке доступны различные виды электронного оборудования с батарейным питанием, например мобильные телефоны, электрические велосипеды, ноутбуки и т. Д.

Большинство из нас не инженеры, но хотят иметь возможность устранять и предотвращать проблемы с аккумулятором простым способом. Для решения таких проблем мы используем зарядное устройство. Это безопасно для всех пользователей. Кроме того, безопасно перемещаться из одного места в другое (по дороге), так что каждый может использовать его с гибкостью.

Гиков всегда интересовало, как работают зарядные устройства.В этом блоге мы собираемся обсудить схему автоматической зарядки аккумулятора и ее параметры.

Основные параметры зарядки

Там три основных параметра, которые необходимо учитывать при зарядке аккумулятор безопасно:

Постоянный ток (CC)
Постоянное напряжение (CV) и
Автоматическое отключение

Постоянный ток — Здесь величина тока зарядки аккумулятора является фиксированной. Этот ток поддерживается изменением напряжения.

Постоянное напряжение — Здесь ток будет изменяться в соответствии с требованиями зарядки аккумулятора, при этом напряжение остается постоянным.

Автоматическое отключение — Он постоянно определяет напряжение зарядки аккумулятора и, когда аккумулятор достигает полного уровня заряда, отключает напряжение зарядки.

Эти три основные вещи, которые необходимы для зарядки аккумулятора успешно, не влияя на срок службы батареи.

В литий-ионных батареях, помимо этих параметров, управление температурой и ступенчатая зарядка также важны для поддержания напряжения батареи и ее срока службы.Литий-ионный аккумулятор использует BMS (систему управления батареями) для поддержания этих параметров.

Давай вкратце выясните вышеупомянутые основные параметры.

Почему CC и CV важны?

Уровень зарядного тока является наиболее важным фактором, который существенно влияет на поведение аккумулятора. Это простой метод, который использует небольшой постоянный ток для зарядки аккумулятора во время полного процесса зарядки. Когда аккумулятор достигает заданного значения, зарядка CC прекращается.

В основном этот метод используется для зарядки никель-кадмиевых, никель-металлгидридных и литий-ионных аккумуляторов. Высокий ток зарядки быстро заряжает аккумулятор, но значительно снижает срок его службы. Следовательно, низкий зарядный ток обеспечивает высокое использование емкости, но заряжает аккумулятор медленно, что неудобно для электромобилей.

Например, в литий-ионном аккумуляторном блоке 2S две ячейки 18650 по 3,7 В каждая подключены последовательно, поэтому общее напряжение составляет 7,4 В. Этот аккумулятор необходимо зарядить, когда напряжение упадет до 6.4 В (3,2 В на элемент) и зарядка должна быть завершена до 8,4 В (4,2 В на элемент). Следовательно, значения 6,4 В и 8,4 В для этого аккумуляторного блока уже фиксированы.

Другой метод — это зарядка при постоянном напряжении, при которой поддерживается заданное напряжение для зарядки аккумулятора. Если напряжение постоянно, зарядный ток уменьшается по мере зарядки аккумулятора.

Для зарядки аккумулятора требуется более высокое значение тока, чтобы обеспечить постоянное напряжение на ранней стадии. Высокий зарядный ток от 15% до 80% обеспечивает быструю зарядку, но нагружает аккумулятор и может повлиять на срок его службы.

В режиме CC мы определяем ток зарядки. Этот ток зависит от класса C батареи / элемента (указанного в техническом описании батареи) и от номинала батареи в ампер-часах.

Предположим, мы выбрали значение 1000 мА в качестве постоянного зарядного тока. Таким образом, изначально, когда начинается зарядка аккумулятора, зарядное устройство должно перейти в режим CC и подать в аккумулятор 1000 мА, изменяя напряжение зарядки. Благодаря этому аккумулятор будет заряжаться, и напряжение начнет медленно расти.

Цепь постоянного напряжения

Здесь мы рассматриваем режим CV зарядного устройства литиевой батареи, в котором мы должны регулировать напряжение батареи от 6,4 В до 8,4 В, как обсуждалось ранее. Стабилизатор напряжения IC LM317 может сделать это, используя всего два резистора. Схема ниже описывает схему зарядного устройства с режимом постоянного напряжения.

Для расчета выходного напряжения регулятора LM317,

Vout = 1,25 * (1 = (R2 / R1)), где 1.25 — опорное напряжение.

Здесь выходное напряжение (Vout) должно быть 8,4 В. Чтобы построить это схемы, значение R1 должно быть меньше 1000 Ом, поэтому мы используем 560 Ом Резистор. С помощью приведенной выше формулы мы можем вычислить значение R2.

8,4 В = 1,25 * (1+ (R2 / 560 Ом)

В качестве альтернативы вы можете использовать любую комбинацию номиналов резистора, которая обеспечивает выходное напряжение 8,4 В. Для этой комбинации вы можете использовать онлайн-калькулятор LM317 , чтобы облегчить вашу работу.

Цепь постоянного тока

Используя единственный резистор, LM317 IC может быть регулятором тока. На приведенной ниже схеме показана схема зарядного устройства для этого регулятора тока.

Согласно приведенному выше объяснению, мы рассматриваем 1000 мА как Постоянный ток зарядки.

Для расчета номинала резистора на требуемый ток (указано в паспорте батареи) as,

Резистор (Ом) = 1,25 / Ток (А)

Итак, нам нужно использовать 1.Резистор 25 Ом для построения этой схемы. У нас нет резистора на 1,25 Ом, поэтому мы выбираем ближайшее значение 1,5 Ом, которое указано на принципиальной схеме.

Цепь автоматического отключения

Автоотключение — важнейший параметр зарядки аккумулятора. В настоящее время в большинстве батарей используется цепь автоматического отключения. На приведенной ниже принципиальной схеме показана схема зарядного устройства с функцией автоматического отключения. Это реализовано с помощью регулируемого стабилизатора напряжения LM317.

Эта схема обеспечивает регулируемое выходное напряжение постоянного тока и заряжает аккумулятор. LM317 — это монолитная интегрированная ИС, доступная в трех различных корпусах. Этот регулируемый стабилизатор напряжения обеспечивает ток нагрузки 1,5 А и диапазон выходного напряжения от 1,2 до 37 В.

Работа цепи автоматического отключения

В основном, он использует основные компоненты источника питания, такие как трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор. Понижающий трансформатор (от 230 В до 15 В) понижает напряжение питания переменного тока.Далее, выпрямитель использует четыре диода 1N4007, которые преобразуют понижающий переменный ток в постоянный.

Конденсаторы C1 и C2 используются для работа фильтра. Для регулирования напряжения мы использовали микросхему C1 LM317. Это также работает как устройство управления током.

Здесь переменный резистор VR1 изменяет подачу питания на контакт ADJ (Adjust) регулятора напряжения и, следовательно, он изменяет выходное напряжение.

Здесь мы показали зеленый и красный светодиоды. Зеленый светодиод показывает состояние зарядки аккумулятора, а красный светодиод показывает полную зарядку аккумулятора.

Когда батарея полностью заряжается, стабилитрон (12 В) генерирует обратное напряжение, которое течет на базу транзистора BD139 и включает его. Из-за такой проводимости в транзисторе контакт ADJ регулятора напряжения будет подключаться к земле, которая отключает выходное напряжение регулятора. Во время этого непрерывного процесса, чтобы избежать теплового воздействия, используйте радиатор с регулятором напряжения.

IC LM317 предоставляет переменную выходное напряжение. Это напряжение можно изменять с помощью контакта ADJ, чтобы общее выходное напряжение as,

Vout = Vref (1 + R2 / R1) + IADJ R2

Где Vout — выходное напряжение.

В зависимости от положения резистора формула будет иметь вид

Vout = VREF (1 + VR1 / R1) + I ADJ VR1

Ток питания в зависимости от номинала батареи

Очень важно выбрать зарядный ток, чтобы продлить срок службы батареи. Этот зарядный ток зависит от емкости аккумулятора (номинал в ампер-часах). Каждая батарея имеет определенный номинал в ампер-часах. Это заряд аккумулятора.

Пожалуйста, обратитесь к приведенным ниже примерам расчетов времени зарядки. Приведенные ниже расчеты являются приблизительными. Зарядный ток не всегда одинаковый. Когда аккумулятор почти полностью заряжен, зарядный ток уменьшается.

Например, у нас есть аккумулятор емкостью 50 Ач:

Сначала рассчитаем зарядный ток. По стандарту зарядный ток должен составлять 10% от емкости аккумулятора.

Следовательно, зарядный ток для АКБ 50А = 50 Ач x (10/100) = 5 Ампер.

Но из-за некоторых потерь мы можем взять 5-8 ампер для зарядки аккумулятора.

Предположим, мы использовали для зарядки 8 Ампер,

Тогда время зарядки аккумулятора 50 Ач = 50/8 = 6,25 часа.

Но это идеальный случай, практически замечено, что 40% потерь приходится на зарядку аккумулятора.

50 x (40/100) = 20… .. (120Ah x 40% потерь)

Следовательно, 50 + 20 = 70 Ач (50 Ач + потери)

Время зарядки аккумулятора = Ач / зарядный ток

70/8 = 8.75 часов (в реальном случае)

Следовательно, для полной зарядки аккумулятора на 50 Ач потребуется около 9 часов. зарядка при необходимом зарядном токе 8А.

Если ваша батарея имеет емкость 50 Ампер-час, то вам не следует использовать зарядное устройство с зарядным током 5А. Если да, то на зарядку аккумулятора уйдет около 10 часов, и вам это точно не понравится.

Идеальное время зарядки аккумуляторов должно составлять 2-3 часа. Этот уровень зарядного тока может варьироваться в зависимости от типа аккумуляторов, поэтому вы можете установить зарядный ток в соответствии с емкостью аккумулятора и его типом.

Заключительные слова

Я надеюсь, что эта статья поможет вам понять полное руководство по схеме автоматического зарядного устройства. Зарядные устройства для аккумуляторов различаются в зависимости от приложений, таких как зарядное устройство для мобильных телефонов, зарядные устройства для аккумуляторов электромобилей и зарядные станции. В соответствии со спецификацией батареи мы можем разработать схему зарядного устройства с использованием SCR, операционного усилителя, различных микросхем регуляторов и т. Д.

Цепь зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов

Литиевые батареи — это гибкий способ накопления большого количества энергии.У них одна из самых высоких удельной энергии и удельной энергии (360-900 кДж / кг) по сравнению с другими аккумуляторными батареями

В этом руководстве мы демонстрируем схему зарядного устройства для литий-ионной батареи. Литий-ионные батареи обычно требуют расчета заряда постоянного тока и постоянного напряжения (CCCV). Литий-ионный аккумулятор следует заряжать заданным уровнем тока (регулируемым от 1 до 1,5 ампер), пока он не достигнет своего пикового напряжения. Теперь зарядное устройство должно переключиться в режим постоянного напряжения и дать ток, чтобы удерживать аккумулятор при напряжении (обычно 4.2 В на ячейку). Таким образом, зарядное устройство должно обеспечивать стабильные контуры управления для поддержания постоянного значения тока или напряжения в зависимости от состояния батареи.

Оборудование Компоненты [inaritcle_1]

Принципиальная схема

Работа цепи

Схема работает довольно просто. В этой схеме зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов используется микросхема контроллера LP2931. Диод работает как блокиратор / блокатор тока, чтобы предотвратить обратный ток тока в ИС, когда на входе ИС нет напряжения.Напряжение текучести можно регулировать с помощью потенциометра 50k в диапазоне от 4,08 до 4,26 В. Схема выдает зарядный ток 100 мА. Зарядный ток составляет 100 мА, поэтому для зарядки литий-ионного аккумулятора потребуются определенные инвестиции, поэтому схему можно использовать в качестве зарядного устройства на ночь.

Приложения и способы использования

Основное применение этой схемы — зарядка литий-ионных аккумуляторов.
Недостаток в том, что они, как и конденсаторы или разные типы аккумуляторов, не заряжаются от обычного источника питания.Они должны быть запитаны до определенного напряжения с ограниченным током. В противном случае они превращаются в потенциально воспламеняющиеся бомбы. Хранение такого огромного количества энергии в небольшом и обычно плотном упаковочном устройстве может быть чрезвычайно рискованным.

Зарядное устройство для LiPo аккумуляторов.

Батарея

Li-Po или литий-полимерная батарея — это перезаряжаемая литий-ионная батарея, заключенная в гибкий чехол. Этот мягкий и гибкий чехол делает их очень легкими и обеспечивает компромисс с точки зрения механической прочности.Литий-полимерные батареи широко используются в приложениях, где вес является критическим фактором. Обычно используются радиоуправляемые модели полетов, радиоуправляемые игрушки, портативные устройства и т. Д.

Литий-полимерный аккумулятор разработан на основе литий-металлических аккумуляторов. Основное отличие состоит в том, что вместо использования электролита на основе соли лития, связанного с органическими растворителями, такими как этиленкарбонат, ди-метилкарбонат, диэтилкарбонат, в Li-Po-аккумуляторах используются полимерные электролиты, такие как полиэтиленоксид. , Полиметилметакрилат, полиакрилонитрил и т. Д.Выходное напряжение Li-Po батареи зависит от используемой технологии. Оно составляет от 2,7–3,0 В (разряжено) до 4,20–4,35 В (заряжено) для элементов на основе оксидов металлов лития и от 1,8–2,0 В (разряжено) до 3,6–3,8 В (заряжено) для элементов на основе фосфата лития и железа. Зарядный ток обычно составляет 1/5 от номинального значения мАч аккумулятора.

Как и другие литиевые батареи, Li-Po батареи также подвержены проблемам, связанным с перезарядкой, глубокой разрядкой, перегревом, коротким замыканием и т. Д.Любая из этих проблем может привести к необратимому повреждению аккумулятора или даже к взрыву. Во избежание таких проблем при проектировании схем зарядного устройства LiPo батареи необходимо проявлять особую осторожность.

Здесь мы обсуждаем зарядное устройство LiPo, которое может заряжать аккумулятор 3,7 В / 360 мАч. Зарядное напряжение ограничено до 4 В для безопасности, а зарядный ток ограничен до 63 мА. Принципиальная схема зарядного устройства LiPo аккумулятора показана ниже.

Принципиальная схема.

Принципиальная схема зарядного устройства LiPo показана выше.Сердце схемы — операционный усилитель LM324. LM324 — это четырехъядерный ОУ общего назначения с однополярным питанием. Вместо него можно использовать любой операционный усилитель с однополярным питанием. Я использовал LM324, потому что в то время это был единственный операционный усилитель с однополярным питанием. TL071, TL072 и т. Д. — другие варианты. LM324 подключен здесь как компаратор. Опорное напряжение подается на неинвертирующий вход и устанавливается с помощью резисторов R1 и R2. Опорное напряжение здесь 3,5 В. Он получается с помощью уравнения Vref = (9 / (R1 + R2)) * (R1). Положительный полюс аккумулятора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя через диод D1.R5 — это просто понижающий резистор.

Когда напряжение батареи превышает 4 вольта, напряжение, возвращаемое на инвертирующий вход, будет выше 3,5 вольт. То есть падение 4V-D1 = 3.5V. Выход операционного усилителя замыкается на массу, и транзистор Q1 будет выключен. Это изолирует аккумулятор от зарядного напряжения, и аккумулятор остается в безопасности. Когда напряжение батареи ниже 4 В, напряжение, подаваемое обратно на инвертирующий вход, будет ниже 3,5 В, а выход операционного усилителя переходит в положительное насыщение.При этом транзистор включается, и аккумулятор начинает заряжаться. Резистор R4 ограничивает ток зарядки аккумулятора до 60 мА. Основное уравнение (Vcc-VcesatQ1-Vb) / R4 = Ib. Где Vcc — напряжение питания, VcesatQ1 — напряжение коллектор-эмиттер Q1 во время насыщения, Vb — напряжение батареи при разряде, R4 — токоограничивающий резистор, а Ib — зарядный ток. При замене на значения это (9В-0,2В-2,7В) / 100 Ом = 61 мА.

Светодиод D2 просто и индикаторный. Он светится, когда аккумулятор заряжается, и гаснет, когда аккумулятор полностью заряжен.Регулятор напряжения IC 7809 используется для выработки стабильного напряжения 9В от источника 12В.

уроков по безопасности Li-Ion | Hackaday

Если вы пришли сюда из поиска в Интернете, потому что ваша батарея просто взорвалась, и вы не знаете, как потушить пожар, используйте обычный огнетушитель, если он подключен к розетке, или огнетушитель или воду, если он не подключен. Убирайтесь, если много дыма. Для всех остальных продолжайте читать.

Недавно я разработал продукт, в котором использовались три ячейки 18650. Этот аккумуляторный блок имел собственную схему защиты от перенапряжения, пониженного напряжения и перегрузки по току. Вдобавок к этому моя конструкция включала предохранитель PTC, и вдобавок ко всему у меня была цепь измерения тока, контролируемая микроконтроллером, который управлял платой. Когда дело доходит до литий-ионных аккумуляторов, не стоит возиться с ними. Они несут в себе много энергии, и если что-то пойдет не так, они могут испытать тепловой разгон, что является другим термином для взрыва и распространения огня и токсичных газов по всему телу.Итак, как вы заботитесь о них и что вы делаете, когда дела идут плохо?

Серьезность ситуации

Это видео было снято 20.10.2019 в Шаньтоу, Китай, и показывает, как заряжаемый электросамокат подвергается быстрой внеплановой разборке. Поиграйте со звуком, но, возможно, немного приглушите. Обратите внимание на огнетушитель в правом нижнем углу, как будто это не было неожиданным событием.

Происходит тепловой разгон, когда аккумулятор становится слишком горячим и начинает самоуничтожаться, воспламеняя электролит, который затем выделяет энергию, выделяя больше тепла, что вызывает большее саморазрушение соседних элементов.Это может произойти по-разному:

Короткое замыкание: Либо из-за повреждения от удара, либо от прокола, как с ножом, если слои теряют свое разделение, создается короткое замыкание, позволяющее большому количеству энергии перемещаться очень быстро и выделять много тепла в процесс. Кроме того, батареи могут со временем образовывать дендриты, острые кристаллы, похожие на сталактиты в пещерах, которые могут пробить разделительный слой и вызвать внутреннее замыкание.
Перезаряд: Когда аккумулятор заряжается выше максимального напряжения, он может выделять тепло.
Чрезмерный ток: во время зарядки или разрядки.

Все три происходят из-за большого количества энергии, движущейся очень быстро и выделяющей слишком много тепла. Если вас интересует, что именно происходит внутри литиевых элементов, мы уже рассказывали об этом более подробно в прошлом. Но даже не разбираясь в химическом составе, мы увидели последствия заметных событий, например, когда вышедшие из строя батареи Note 7 несколько лет назад вызвали проблемы и привели к изменениям в политике авиакомпаний в отношении определенных устройств.

Помимо угрозы возгорания, во время этого молнии выделяются токсичные газы. Клетки содержат некоторое количество фтора, который реагирует с образованием фтороводорода в значительных количествах, что делает дым от события непосредственной опасностью для жизни или здоровья, особенно в замкнутых пространствах.

Меры предосторожности: вентиляция, защита ячеек и мониторинг

Электромобили со все большей скоростью сходят с конвейеров и в гаражи. Энергетический потенциал каждого транспортного средства огромен, и проводится много исследований химического состава литий-ионных аккумуляторов, направленных на значительное увеличение срока службы и целостности элементов.Также было проведено множество исследований того, на каких уровнях следует заряжать и хранить аккумулятор. Его не следует заряжать до 100% все время, при длительном хранении рекомендуется зарядка на 50-70%.

Зная, КАК батареи взрываются, мы можем сделать некоторые вещи, чтобы их отпугнуть, и спроектировать это в элементах и батареях. На уровне ячейки первая защита находится в самом сепараторе, который не позволяет аноду и катоду касаться друг друга. Этот изолирующий слой спроектирован так, чтобы быть достаточно пористым, чтобы впитывать электролит и пропускать ионы лития, а при накоплении тепла он может даже закрыть поры для прекращения передачи.Но его основная задача — поддерживать мир между анодом и катодом.

Помимо химии, ячейка обычно покрыта некоторыми защитными слоями, которые могут быть металлическим мешком для точно названных мешочных ячеек или металлическим контейнером для цилиндрических ячеек. Оба стараются избегать проколов и содержат газы, которые могут образоваться. Им может потребоваться выпустить этот газ, если создается слишком большое давление, поэтому кожухи должны иметь возможность немного расширяться, чтобы разместить разбухающую батарею, и обеспечивать средства для безопасного выхода газа, если он действительно создает достаточное давление.Если газ не выходит, он может взорваться. Так или иначе, выходит.

Схема защиты литий-ионного аккумулятора своими руками.

Еще одна мера предосторожности — схема защиты, которая может быть применена к отдельным ячейкам для большей безопасности или к нескольким ячейкам, если они сбалансированы. Пару лет назад мы рассказали о самодельном устройстве для защиты клеток. Эти схемы могут контролировать температуру, ток и напряжение и отключать элемент, если какой-либо из них выходит за пределы безопасного диапазона. В большинство аккумуляторных блоков по умолчанию встроены эти схемы; вам нужно будет указать чистый незащищенный пакет, если он вам действительно нужен.

За пределами самого блока, как правило, целесообразно иметь дополнительную схему защиты, которая может предотвратить попадание блока в момент, когда он должен отключиться. Если устройство может обнаружить проблему до того, как блок отключит питание, оно может исправить ее, по-прежнему предоставляя пользователю интерфейс и корректно завершая работу. В этом может помочь мониторинг тока, температуры и напряжения на основной плате.

Обращайтесь с ними осторожно и знайте, как избавиться от них

Естественно, их нельзя использовать или хранить таким образом, чтобы они не подвергались воздействию высоких температур.Они должны быть защищены от ударов, особенно резких токопроводящих ударов. Их следует заряжать осторожно и под наблюдением с помощью надежного зарядного устройства. Для больших пакетов их, вероятно, не должно быть даже внутри дома во время зарядки, в случаях, точно таких же, как на видео выше. Надутые пакеты больше не являются безопасными, и их следует утилизировать. Старые батареи, которые больше не работают, могут быть опасны.

Вот что происходит, когда порежется сумка-аккумулятор. Это крайний пример; даже надрезание ножом может повредить разделительный слой, что в конечном итоге может привести к соприкосновению анода и катода и вызвать внутреннее короткое замыкание.В этом видео они просто сильно ускоряют этот процесс и при этом выделяют токсичные пары.

Утилизировать литий-ионные батареи несложно, но большинство людей поступают не так, как должны. Аккумулятор следует отделить от остальной части устройства максимально безопасным способом. (Вставьте электроинструмент, но не аккумулятор, но не ломайте телефон пополам, пытаясь извлечь аккумулятор.) Затем провода следует закрепить лентой, чтобы они не касались друг друга или не замыкались на каком-либо другом проводе.Отнесите их в место, где их можно утилизировать, например, во многие магазины товаров для дома или переработчики электроники. Выбрасывать их в мусор может быть очень плохо из-за возможности того, что уплотнители мусора и другие процессы могут повредить их и вызвать возгорание мусора. Кроме того, мы хотим, чтобы все вредные химические вещества не попадали на свалки.

Действия в аварийных ситуациях с литий-ионными аккумуляторами

Здесь есть противоречивые мысли. С одной стороны, ваша безопасность и безопасность окружающих имеют первостепенное значение, а газы, выделяемые горящим пакетом, опасны и, возможно, токсичны, особенно в закрытых помещениях.Если дела обстоят плохо, вы должны выйти и предупредить других и власти. С другой стороны, вы не хотите терять все, если у вас есть шанс драться, быстрые действия могут разрешить ситуацию, и вы можете принимать свои собственные решения, или, может быть, вы находитесь в самолете и можете » т действительно сбежать.

Возгорание литий-ионных аккумуляторов

может относиться к возгоранию класса A, B или C. Они горят сами по себе, сделаны из горючих материалов и содержат легковоспламеняющиеся жидкости и растворители. Когда в них задействовано электрическое оборудование (зарядное устройство), находящееся под напряжением, они достигают класса C.Если что-то подключено к стене, вы не хотите использовать воду, так как это только делает электрические пожары более опасными. Однако для одних только пакетов и без внешнего питания вода является эффективным решением. Он тушит огонь и снижает температуру пакета, так что он не может повторно воспламениться. Любой огнетушитель должен работать, чтобы тушить огонь, но пока температура остается выше точки воспламенения электролита, он может перезапуститься, возможно, через несколько часов, а в случае электромобилей — через несколько дней.

Вы можете спросить, почему это не пожар класса D, то есть горючий металл. Если бы мы говорили о первичных литиевых батареях, неперезаряжаемых, то это был бы пожар класса D, требующий сухого порошкового огнетушителя (или тушение в песке или другом негорючем материале, кроме воды). Но количество лития в литий-ионной батарее на самом деле недостаточно велико или недостаточно концентрировано, и оно никогда не достигает точки, когда сам литий воспламеняется.

В тех случаях, когда вы обеспокоены тем, что батарея может находиться в опасном состоянии, лучший способ справиться с ней — сначала бросить ее в контейнер, а затем вынести контейнер на улицу в безопасное место, где вы затем сможете поработать над тушением. любой пожар, который развивается без опасности для вас или каких-либо зданий.

Упомянутый ранее видеоролик с поджогом электрического велосипеда демонстрирует удивительно хорошую реакцию. Человек сначала отключает батарею, давая ему больше возможностей и снижая вероятность обострения пожара. Вы можете видеть, как они хватаются за огнетушитель при отступлении, вероятно, чтобы вооружить его в безопасности. Затем они возвращаются и тушат огонь. Он снова воспламеняется, и они снова попадают в него. Кто-то открывает дверь, чтобы проветрить и удалить дым.

После этого они должны вынести мотоцикл и себя на улицу, где нет горючих материалов, а упаковка может выпустить оставшиеся пары.Они должны проветривать входную зону, не проводя в ней много времени. И они должны замочить батарею на долгое время в воде, чтобы она остыла.

В этом документе можно найти гораздо более подробное руководство по пожарной опасности литий-ионных аккумуляторов и стратегиям безопасности. Поскольку мы продолжаем окружать себя устройствами с питанием от литиевых батарей, понимание лечения, предупреждающих знаков и соответствующая реакция — хорошая идея для всех.

Технология аккумуляторов

: анализ основ литий-ионной зарядки

Ⅰ Abstract

В портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, портативные компьютеры и небольшие видеокамеры, литий-ионные батареи быстро получили развитие благодаря своим звуковым характеристикам, таким как высокое рабочее напряжение, большая удельная энергия, длительный срок службы. Срок службы, низкая скорость саморазряда, отсутствие эффекта памяти и т. д., которые можно сравнить с традиционными никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными батареями.

Рис. 1. Литий-ионный механизм в литий-ионной батарее

Каталог

Зарядка и разрядка литий-ионных батарей не передают электроны традиционными методами, но изменения энергии происходят за счет входа и выхода ионов лития. в кристаллах слоистых материалов. При нормальных условиях зарядки и разрядки входящие и исходящие ионы лития вызывают изменения расстояния между слоями, но не вызывают повреждения кристаллической структуры, поэтому литий-ионные батареи можно рассматривать как идеальные обратимые батареи.Во время зарядки и разрядки ионы лития проходят между положительным и отрицательным электродами батареи, и они колеблются между положительным и отрицательным электродами, как кресло-качалка.

Литий-ионная батарея для зарядки, базовая

Зарядка аккумуляторов является обычным явлением в повседневной жизни людей, как все мы знаем, литий-ионные аккумуляторы играют очень важную роль в нашей общественной жизни благодаря своим отличным характеристикам, для обеспечения максимального срока службы и правильной зарядки литий-ионных аккумуляторов. важно.Режим зарядки литий-ионного аккумулятора — это ограничение напряжения и постоянный ток, который контролируется микросхемой. Типичный метод зарядки: сначала определить напряжение заряжаемой батареи, если ее напряжение ниже 3 В, предварительная зарядка требуется обязательно, а зарядный ток составляет 1 ≤ 10 от установленного тока. После того, как напряжение поднимется до 3В, переход в стандартный процесс зарядки. Стандартный процесс зарядки: зарядка постоянным током заданным током. Когда напряжение батареи поднимется до 4.20 В, он переходит в режим зарядки с постоянным напряжением, а напряжение зарядки поддерживается на уровне 4,20 В. В это время зарядный ток постепенно уменьшается до тех пор, пока он не упадет до 1/10 установленного зарядного тока, зарядка завершается.

Процесс зарядки литий-ионного аккумулятора можно разделить на три процесса: непрерывная зарядка (предварительная зарядка при низком напряжении), заряд постоянным током и заряд постоянным напряжением.

Ⅱ Зарядные характеристики литиевых батарей

Рисунок 2.Типичный профиль заряда

Как видно из рисунка выше, зарядный ток и напряжение литиевой батареи динамически изменяются, что определяется химическим составом самой литиевой батареи. Следовательно, необходимо настроить характеристики зарядной ИС в соответствии с зарядными характеристиками самой литиевой батареи, чтобы добиться правильного, безопасного и эффективного использования литиевой батареи. «Ток зарядки литий-ионного аккумулятора» в повседневном выражении означает зарядный ток быстрой зарядки.В качестве динамического процесса оптимальный ток зарядки литиевой батареи фактически делится на три этапа.

Ⅲ Описание характеристик для нескольких различных состояний зарядки

Рисунок 3. Процесс работы с литий-ионной батареей

3.1 В режиме ожидания

Состояние ожидания обрабатывается в следующих случаях:

1) Входное напряжение ниже минимального рабочего напряжения цепи.

2) После того, как напряжение АКБ приближается к предельному.

3) Использование внешнего переключателя для выключения ИС управления для прекращения зарядки.

Характеристики напряжения и тока в режиме ожидания: Зарядная ИС не имеет выходного напряжения для зарядки, а входной ток ИС находится на уровне мкА, что может снизить потери мощности.

3.2 Предварительная зарядка

Как показано на рисунке выше. Оптимальный ток во время предварительной зарядки: то есть, когда начальное напряжение / напряжение холостого хода литиевой батареи ниже порога предварительной зарядки, требуется этап предварительной зарядки.Для одиночной литий-ионной батареи этот порог обычно составляет 3,0 В, в фазе ток предварительной зарядки составляет около 10% от тока в фазе зарядки постоянным током.

3.3 Постоянный ток

Как показано на рисунке выше, когда напряжение батареи больше, чем предварительно установленный порог напряжения, и меньше, чем максимальное напряжение 4,2 В, ИС будет заряжать батарею с установленным максимальным током зарядки. внешним резистором. Когда напряжение аккумулятора равно максимальному зарядному напряжению (около 4.2В), заряд прекращается.

Лучший ток для зарядки постоянным током: в режиме постоянного тока напряжение постепенно повышается, а затем входит в фазу быстрой зарядки. В большинстве случаев постоянный ток зарядки устанавливается в диапазоне от 0,5 до 1,0 ° C, а наилучший параметр — 0,8 ° C, поскольку аккумулятор можно полностью зарядить примерно за два часа без учета других факторов. Чехол — это хороший баланс между временем зарядки и безопасностью зарядки.

Несколько проблем, на которые следует обратить внимание при зарядке аккумуляторов при постоянном токе:

1) В этом состоянии ИС находится в состоянии максимального зарядного тока, и потери в это время также самые большие.Расчет потерь линейного падения напряжения L = (Vin-Vout) × Iout, необходимо обращать внимание на максимальную рабочую температуру ИС.

2) Повышение температуры из-за максимального зарядного тока, ИС автоматически снижает максимальный зарядный ток, и поэтому зарядный ток падает во время перегрева.

3.4 Постоянное напряжение

Максимальное напряжение зарядки, показанное на приведенном выше рисунке, когда обнаруживается, что напряжение аккумулятора равно или близко к напряжению зарядки аккумулятора, в это время режим зарядки будет ступенчатым. вниз с постоянным зарядным напряжением 4.2В. Когда обнаруживается, что зарядный ток составляет менее 1/10 от максимального установленного тока, зарядка прекращается. Зарядный ток при зарядке постоянным напряжением: в случае одноэлементной литий-ионной батареи, когда напряжение батареи повышается до 4,2 В, зарядка постоянным током заканчивается и начинается этап зарядки постоянным напряжением. Для достижения наилучших характеристик допуск стабилизатора напряжения должен быть лучше + 1%.

На этом этапе напряжение остается постоянным, а ток снижается, и это уменьшение тока представляет собой процесс последовательного уменьшения.Большинство защит литиевых батарей выбирают 0,1C в качестве тока завершения, что означает, что процесс зарядки переходит в конечное состояние. По окончании зарядки ток зарядки упадет до нуля. Проблема, которую следует отметить в этом состоянии, заключается в том, что аккумулятор может автоматически отключаться, когда аккумулятор заряжается до максимального установленного напряжения. В то же время, когда защита от перенапряжения микросхемы находится в ненормальном состоянии батареи, она может быть автоматически заблокирована. В отличие от никелевых аккумуляторов не рекомендуется непрерывная подзарядка.Потому что это вызовет эффект металлизации лития металлической пластины, что приведет к выходу из строя батарей.

Ядром наилучшего зарядного тока литиевой батареи является современная конструкция зарядки постоянным током. Следует подчеркнуть, что большинство портативных литиевых батарей должны быть рассчитаны на заряд 0,5 ~ 0,8 ° C. Например, емкость аккумулятора iPhone составляет 1400 мАч (емкость мАч = ток в мА × время / час), при выборе 0,7C, то есть зарядный ток Apple составляет около 1А, так что у большинства аккумуляторов 0.5C ~ 0.8C вы можете выбрать.

При зарядке в первую очередь следует определить напряжение аккумулятора. Если напряжение ниже 3 В, сначала следует провести предварительную зарядку. Когда зарядный ток составляет 1/10 установленного тока, обычно выбирается 0,05 ° C. После повышения напряжения до 3 В он переходит в стандартный процесс зарядки. Стандартный процесс зарядки — это зарядка постоянным током с заданным током. Пока напряжение аккумулятора не поднимется до 4,20 В, оно меняется на зарядку с постоянным напряжением, а напряжение зарядки сохраняется на уровне 4.20В. В это время зарядный ток постепенно уменьшается, и когда ток падает до 1/10 установленного зарядного тока, зарядка заканчивается.

Обычно зарядный ток литиевой батареи устанавливается в пределах от 0,2 ° C до 1 ° C. Чем больше ток, тем быстрее происходит зарядка и тем сильнее нагревается аккумулятор. Более того, когда происходит зарядка чрезмерным током, емкость не полная, потому что электрохимическая реакция внутри батареи требует времени.

Ⅳ Анализ процесса зарядки

Рисунок 4.Зарядные характеристики литий-ионного аккумулятора

4.1 Режим постоянного тока высокого напряжения

Как правило, в процессе зарядки мобильного телефона сначала снижается напряжение зарядки 220 В до напряжения зарядного устройства 5 В, а напряжение зарядного устройства 5 В снижается до напряжения аккумулятора 4,2 В. Во время всего процесса зарядки, если напряжение повышается, выделяется тепло, поэтому зарядное устройство нагревается, и телефон нагревается. Причем, чем больше потребляемая мощность, тем больше повреждение аккумулятора.

4.2 Режим низкого напряжения и сильного тока

Когда напряжение постоянно, ток можно увеличить, используя параллельную схему. В этой ситуации, чем меньше объем, разделяемый каждой цепью после параллельного шунтирования, каждая цепь имеет меньшее повреждение нагрузки, что сказывается на процессе зарядки телефонов.

4.3 Высоковольтный сильноточный режим

Этот метод увеличивает ток и напряжение одновременно, так что из предыдущей формулы P = UI, мы можем знать, что этот метод является лучшим способом увеличения мощности, но при повышении напряжения он будет выделять больше тепла.Таким образом, потребляется больше энергии, но напряжение и ток не могут свободно увеличиваться без ограничений.

Максимальный ток зарядки литиевой батареи строго определяется структурой батареи. Поэтому спецификации производителей литиевых батарей не согласованы, некоторые из них установлены на 0,6 ° C, а максимальная сила тока для портативных литиевых аккумуляторов — 1 ° C.

Конечно, нельзя игнорировать нынешнюю конструкцию предварительной зарядки и зарядки постоянным напряжением.В двух процессах, если начальное напряжение не ниже порога предварительной зарядки 3,0 В, процесс предварительной зарядки не выполняется. Как правило, существует процесс проверки напряжения зарядки аккумуляторов, который способствует длительному использованию литиевых аккумуляторов.

Ⅴ Безопасность зарядки литий-ионных аккумуляторов

5.1 Здравый смысл в повседневном использовании аккумуляторов

Непонимание: «Активация аккумулятора», зарядка более 12 часов в первые три раза.

В отношении проблемы «активации» литиевых батарей есть много высказываний: время зарядки должно составлять более 12 часов и повторять три раза, чтобы активировать батарею. Это заявление о том, что «первые три заряда необходимо заряжать более 12 часов», очевидно, является продолжением никелевых аккумуляторов (таких как никель-кадмиевые и никельгидридные), другими словами, такое заявление можно назвать дезинформацией. другие батареи. После выборочного обследования выяснилось, что значительное количество людей перепутали способы зарядки двух аккумуляторов.Активация литий-ионных аккумуляторов не требует специального метода, они активируются естественным образом при нормальном использовании.

Характеристики заряда и разряда литиевых и никелевых батарей сильно различаются. Все проанализированные профессиональные технические данные подчеркивают, что перезаряд и переразряд могут нанести огромный ущерб литиевым батареям, особенно жидким литий-ионным батареям. Поэтому зарядку предпочтительно проводить стандартными методами, особенно при сверхдлительной зарядке более 12 часов.Например, метод зарядки, описанный в руководстве к мобильному телефону, является стандартным методом зарядки, подходящим для мобильного телефона.

Долго заряжать не годится, еще и аккумулятор полностью разряжен а то

Телефон или зарядное устройство с литиевой батареей автоматически прекращает зарядку, когда батарея полностью заряжена. Для никелевых зарядных устройств не существует так называемой «турбулентной» зарядки более 10 часов. Если литиевая батарея полностью заряжена, она больше не будет заряжаться непрерывно.

Длительная зарядка и полное отключение питания вызовут чрезмерную зарядку и чрезмерную разрядку, что приведет к необратимому повреждению положительных и отрицательных электродов литий-ионных аккумуляторов. На молекулярном уровне избыточный разряд приведет к тому, что углерод анода будет высвобождать ионы лития, что приведет к чрезмерному разрушению структуры слоя, а избыточный заряд вряд ли приведет к закупориванию слишком большого количества ионов лития в отрицательной углеродной структуре, и некоторые из ионов лития больше не будут выделяться. .

Регулярная глубокая зарядка и разрядка для калибровки аккумулятора

Литий-ионные батареи обычно имеют ИС управления и ИС управления зарядом.Управляющая ИС имеет ряд регистров, которые содержат такие значения, как емкость, температура, идентификатор, состояние заряда и время разряда. Эти значения будут постепенно меняться во время использования, поэтому основная функция «Батареи должны быть полностью заряжены и разряжены при использовании один раз в месяц или около того» — исправить неправильные значения в этих регистрах.

5.2 Правила зарядки

При зарядке и разрядке литий-ионных аккумуляторов необходимо соблюдать следующие правила:

Рисунок 5.Типовая схема разряда литий-ионной батареи

Должен быть ограничен для литий-ионных аккумуляторов. Обычно максимальное значение составляет 0,8 ° C, но для обеспечения некоторого запаса чаще устанавливаются более низкие значения.

Его следует контролировать. Элемент или аккумулятор нельзя заряжать при температуре ниже 0 ° C или выше 45 ° C.

Защита от короткого замыкания

Требуется для предотвращения повреждения или взрыва в результате короткого замыкания.

Это необходимо для предотвращения подачи слишком высокого напряжения на клеммы аккумулятора.

Требуется остановить процесс зарядки литий-ионных аккумуляторов, когда напряжение на элемент превышает 4,30 вольт.

Защита от обратной полярности

Необходимо убедиться, что аккумулятор заряжается не в неправильном направлении, поскольку это может привести к серьезным повреждениям или даже взрыву.

Защита от перегрузки

Это необходимо для предотвращения падения напряжения батареи ниже 2.3 В в зависимости от производителя, когда напряжение аккумулятора ниже 2,3 В приведет к необратимому повреждению аккумулятора.

Защита от перегрева

Необходимо предохранять аккумулятор от эксплуатации при высоких температурах, так как нагрев приведет к старению аккумуляторов и сокращению их срока службы. если температура поднимается слишком высоко. Температура выше 100 ° C может нанести непоправимый ущерб.

1. Сколько лет прослужит ионно-литиевый аккумулятор?
три года
Типичный расчетный срок службы литий-ионной батареи составляет от двух до трех лет или от 300 до 500 циклов зарядки, в зависимости от того, что наступит раньше.Один цикл зарядки — это период использования от полной зарядки до полной разрядки и повторной полной зарядки.

2. В чем разница между литиевым аккумулятором и литиево-ионным аккумулятором? Литиевые батареи
имеют конструкцию с первичными элементами. Это означает, что они одноразовые или неперезаряжаемые. С другой стороны, ионные батареи имеют конструкцию вторичных элементов. Это означает, что их можно заряжать и использовать снова и снова.

3.Почему литий-ионные батареи вредны для окружающей среды?
Утилизация литий-ионных аккумуляторов
Ненужные MP3-плееры и ноутбуки часто попадают на свалки, где металлы из электродов и ионные жидкости из электролита могут просачиваться в окружающую среду. Поскольку литиевые катоды со временем разрушаются, их нельзя вставлять в новые батареи.

4. Есть ли аккумулятор лучше, чем литий-ионный?
Цинково-воздушные батареи можно считать лучше литий-ионных, потому что они не загораются.Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты в работе.

5. Как лучше всего заряжать литий-ионный аккумулятор?
Простые инструкции по зарядке литиевых батарей
Выключите устройство или отключите нагрузку на зарядку, чтобы ток мог беспрепятственно падать во время насыщения.
Заряжайте при умеренной температуре.
Литий-ионный аккумулятор не требует полной зарядки; частичная зарядка лучше.

Зарядка многих литий-ионных аккумуляторов от одной цепи зарядного устройства

В описании описана простая схема, широко доступная для мгновенной коллективной зарядки минимум 25 шт. Литий-ионных аккумуляторов от одного источника напряжения или аккумулятора 12 В.

Дизайн

Что касается зарядки, литий-ионные элементы нуждаются в гораздо более строгих правилах по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Это становится особенно важным просто потому, что литий-ионные элементы могут выделять значительное количество тепла во время процедуры зарядки, и если это тепловыделение окажется неконтролируемым, это может легко привести к серьезному повреждению элемента или даже к вероятному взрыву.

Несмотря на это одним положительным моментом в отношении литий-ионных элементов является тот факт, что они могут быть заряжены с полной скоростью 1С на начальном этапе, в отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые не позволяют заряжать намного больше, чем скорость заряда C / 5.

Вышеупомянутые преимущества позволяют литий-ионным элементам израсходовать в 10 раз быстрее, чем свинцово-кислотные аналоги.

Как упоминалось выше, поскольку управление теплом превращается в серьезную проблему, при правильном управлении этим параметром все остальное оказывается довольно простым. Это означает, что мы можем заряжать литий-ионные элементы с полной скоростью 1С, не беспокоясь ни о чем, при условии, что у нас определенно есть проблема, которая отображает тепловыделение от этих элементов и связана с необходимыми корректирующими действиями.

Мы попытались применить это, установив другую схему измерения тепла, которая определяет тепло от ячеек и контролирует зарядный ток в случае, если тепло начинает отклоняться от безопасного уровня.

Первая принципиальная схема ниже демонстрирует точную схему датчика температуры, использующую микросхему LM324. Здесь использовались три его операционных усилителя.

Диод D1 представляет собой iN4148, который эффективно работает как датчик температуры. Напряжение на этом диоде падает на 2 мВ с повышением температуры на каждый градус.

Это изменение напряжения на D1 побуждает A2 изменить свою выходную логику, которая часто связана с A3, чтобы таким же образом медленно повышать выходное напряжение.

Выход A3 подключен к светодиоду оптопары. В соответствии с настройкой P1 выход A4 имеет тенденцию повышаться в ответ на тепло от элемента, пока, наконец, не загорится подключенный светодиод и не сработает внутренний транзистор оптики.

На этом этапе оптранзистор подает напряжение 12 В на схему LM338 для запуска требуемых методов коррекции.

Вторая схема демонстрирует базовый управляемый источник питания с использованием микросхемы LM338. Потенциал 2k2 модифицирован, чтобы генерировать точно 4,5 В на связанных литий-ионных элементах.

Предыдущая схема IC741 представляет собой схему отключения при избыточном заряде, которая управляет зарядом по элементам и отключает питание, когда оно возрастает до уровня выше 4,2 В.

BC547 слева рядом с ICLM338 запускается для использования подходящих корректирующих шагов, когда ячейки начинают нагреваться.

На случай, если элементы станут слишком горячими, питание от оптопары датчика температуры попадает на транзистор LM338 (BC547), транзистор выполняет работу и немедленно отключает выход LM338 до тех пор, пока температура не упадет до нормального уровня, это Этот метод продолжается до тех пор, пока элементы не будут полностью заряжены, когда IC 741 сработает и полностью отключит элементы от источника.

Все 25 ячеек могут быть подключены к этой цепи параллельно, каждая положительная линия должна включать дополнительный диод и резистор 5 Ом 1 Вт для равномерного распределения заряда.

Весь пакет ячеек должен быть закреплен на общей алюминиевой платформе, чтобы тепло равномерно рассеивалось по алюминиевой пластине.

D1 необходимо правильно наклеить на эту алюминиевую пластину, чтобы рассеиваемое тепло оптимально ощущалось датчиком D1.

Зу для литиевых аккумуляторов руками. Схема очень простого балансира, для правильной зарядки литиевых аккумуляторов

Самая простая схема

Описание работы зарядки

Для каких аккумуляторов подходит устройство?

Зарядное устройство для Li-Ion аккумулятора из барахла

Недорогое зарядное устройство 12.6 Вольта 3 Ампера. Обзор зарядного устройства для зарядки li-ion аккумуляторов, схемы, тест

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Особенности восстановления

Зарядка литий – ионных аккумуляторов

Простейшее устройство зарядки одного элемента

Усовершенствование зарядного устройства для литиевых li – ion аккумуляторов

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 12 вольт. Устройство балансира

Импульсное зарядное устройство для литиевых li – ion аккумуляторов

Быстрозарядное устройство G4-1H RYOBI ONE+ BCL14181H

Ремонт зарядной станции

Внимание покупателей подшипников

Внимание покупателей подшипников

Как зарядить ионно литиевый аккумулятор

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Как контролируют параметры зарядки

Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Сколько заряжать литиевый аккумулятор

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Как контролируют параметры зарядки

Как зарядить литиевый аккумулятор 12 вольт

Как заряжать литиевые аккумуляторы шуруповерта

Сколько заряжать литиевый аккумулятор

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Чем заряжать аккумуляторы 18650. Разновидности зарядных устройств

Оригинальные зарядные устройства

Электрическая схема заряда элемента 18650

Как продлить жизнь Вашему 18650-му

Как зарядить высокотоковые аккумуляторы 18650

Выбираем оптимальный ток заряда

Вывод

Как правильно заряжать аккумулятор 18650 без защитной микросхемы?

Методика зарядки Li-ion аккумулятора 18650 с защитой

Как зарядить полностью севший Li-ion аккумулятор 18650?

Общая характеристика

Особенности

Защита аккумулятора

Особенности зарядки

Проведение зарядки

Параметры

Разновидности зарядных устройств

Самодельный прибор

Зарядка аккумуляторов энергоемких переносных устройств

Введение

Обзор решений для зарядки одноэлементных аккумуляторов

Компактные зарядные устройства одноэлементных аккумуляторов

Требования к питанию (ограничение, обусловленное адаптером)

Время зарядки

Размер платы и стоимость материалов и комплектующих

Тепловые характеристики и КПД

Защита аккумулятора и увеличение срока его службы

Режим отключения от системы (SYSOFF)

Функциональная гибкость

Заключение

— Как мне зарядить 3 литий-ионных аккумулятора?

— Полное руководство — Robu.in | Индийский интернет-магазин | Радиоуправляемый хобби

Зарядное устройство для LiPo аккумуляторов.

уроков по безопасности Li-Ion | Hackaday

Серьезность ситуации

Меры предосторожности: вентиляция, защита ячеек и мониторинг

Обращайтесь с ними осторожно и знайте, как избавиться от них

Действия в аварийных ситуациях с литий-ионными аккумуляторами

: анализ основ литий-ионной зарядки

Зарядка многих литий-ионных аккумуляторов от одной цепи зарядного устройства

Без эффекта памяти аккумуляторы: Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторы. В чем разница. Плюсы и минусы - купить на radiosila.ru

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора: как сделать своими руками тихоходное устройство, его преимущества и недостатки

Добавить комментарий Отменить ответ