In multe dispozitive electronice, ca baterii, sunt folosite baterii nichel cadmiu (NiCd) și nichel metal hidrură (NiMH)., care asigură recuperarea multiplă ( REÎNCĂRCĂ)cu ajutor încărcător. La funcţionare corectă numărul de cicluri de reîncărcare pentru bateriile NiCd este de 500 ... 1000, iar pentru NiMH - câteva mii.
S-a stabilit că curentul optim, din punct de vedere al reacțiilor electrochimice care au loc în interior, este de 10% din capacitatea nominală Q, adică
Izar = 0,1Q .
În acest caz, timpul de încărcare a bateriei trebuie menținut aproximativ 12-14 ore, elementul va câștiga 100% din capacitatea sa nominală, iar durata de viață a bateriei va fi maximă.
Majoritatea încărcătoarelor sunt proiectate să funcționeze dintr-o rețea casnică. curent alternativ, tensiune 220 V, cu o cădere de tensiune la nivelul dorit. Când faceți singur un încărcător, când este necesar un curent de încărcare mic (până la 100 mA), este logic să faceți un încărcător fără transformator. Pentru a reduce tensiunea, se folosește un mic condensator de înaltă tensiune, datorită căruia dimensiunile întregii structuri pot fi reduse. O diagramă a unui astfel de încărcător, conceput pentru a încărca simultan două baterii, este prezentată în Figura 1.

Circuitul oferă un mod de încărcare asimetric, care vă permite să prelungiți durata de viață a elementelor. Bateriile GB1 și GB2 sunt încărcate cu un curent de aproximativ 90 mA.
Pentru a indica prezenta tensiunii de retea se foloseste LED-ul HL1, tip AL307 etc.. Condensatorul C1 din seria K73-17, K73-21, MBG si alte serii de inalta tensiune, pentru o tensiune de 400 volti.
Dacă dispozitivul este asamblat corect, nu este necesară nicio configurație.
Trebuie reținut că nu puteți atinge bateriile și alte elemente de circuit în timpul încărcării lor, conectate la rețeaua de curent alternativ. După terminarea încărcării, este necesar să deconectați dispozitivul de la rețea și abia apoi să scoateți bateriile și să nu le lăsați conectate în dispozitiv, deoarece. vor fi descărcate prin rezistențele R5, R6.
Un astfel de încărcător poate fi folosit pentru încărcarea bateriilor cu o capacitate de 600-1000 mA, deoarece. pentru baterii de capacitate mai mare, timpul de încărcare va fi mult mai mare de 15 ore, ceea ce nu este recomandabil.
În ciuda măsurilor de protecție luate, este totuși mai bine dacă încărcătorul are izolare galvanică de la rețea.Mai mult, nu este greu să găsești un transformator potrivit pentru putere la vânzare și trebuie să-l alegi cu cel puțin dublul marjei de curent.
Schema încărcătorului cu transformator este prezentată în fig. 2 și vă permite să încărcați 2 baterii în același timp.

Elementele sunt încărcate alternativ, prin rezistențele R2 și R3, în semicicluri diferite ale tensiunii de alimentare. Într-un moment în care nu există încărcare, elementul este descărcat cu un curent care este de 10 ori mai mic decât curentul de încărcare Icharge prin rezistențele R4, R5.
Bateriile vor dura mai mult dacă sunt încărcate de la o sursă de curent stabilă. Un stabilizator de curent simplu poate fi realizat pe baza unui tranzistor, fig. 3:

În circuit, tensiunea de referință este preluată de la LED (în același timp este și un indicator că procesul de încărcare este în desfășurare), iar rezistența R2 oferă feedback negativ de curent.
Valoarea curentului de încărcare în intervalul 10 ... 100 mA este setată prin modificarea tensiunii curentului părere Rezistorul trimmer R2.
Încărcător poate fi asamblat pe un cip KR142EN12A(B) sau pe analogul său importat LM317T. Diagrama încărcătorului de pe cipul K142EN12 este prezentată în Figura 4:

Cu ajutorul unei astfel de surse de curent, este posibilă încărcarea nu numai a celulelor individuale, ci și a bateriilor formate din acestea, conectate în serie. Pentru operatie normala circuit, este necesar ca tensiunea de după redresor să fie cu 6 ... 7 V mai mare decât tensiunea nominală a bateriei care se încarcă.
Schema conține un număr minim de elemente și poate fi universală. Circuitul propus vă permite să obțineți un curent de stabilizare diferit, în funcție de alegerea rezistenței R2 (vezi tabelul 1):

Dacă se dorește, rezistența rezistenței de setare a curentului poate fi schimbată cu un biscuit
comutator - în acest caz este posibil să se încarce tipuri diferite baterii, iar în condiții autonome, utilizați o conexiune la o baterie de mașină ca sursă de tensiune.
Dioda VD1 din circuitul din Figura 4 previne deteriorarea microcircuitului dacă elementul care trebuie încărcat este conectat înainte ca dispozitivul să fie pornit.
Este mai bine să fixați microcircuitul pe radiatorul (radiator), asigurând izolarea acestuia de corpul structurii.
Încărcarea bateriei poate fi automatizată în două moduri. Prima metodă este de a limita timpul de încărcare folosind un temporizator care oprește încărcătorul după un timp stabilit.
A doua metodă este instalarea unui dispozitiv de prag în paralel cu bateria care se încarcă, care oprește încărcarea atunci când tensiunea limită calculată este atinsă pe baterie.

Incarcator automat pentru deget
baterii NiCd și NiMH (diagrama)

După cum știm cu toții, nimic nu stă pe loc, totul se schimbă, tehnologiile de fabricare a bateriilor se schimbă, lor specificațiiși caracteristicile, iar încărcătoarele pentru acestea se schimbă. Acele vremuri în care bateriile erau încărcate cu un curent de 0,1 din capacitatea lor au dispărut, acum bateriile cu nichel-cadmiu (NiCd) și nichel-hidrură metalică (NiMH) vă permit să vă încărcați cu un curent mare egal cu capacitatea lor, ceea ce reduce semnificativ timp de incarcare.

Da, aceste baterii nu sunt ieftine și aproximativ, la prețul unei baterii este egal cu 10 baterii bune, dar se plătesc singure în mai puțin de un an, dacă ne gândim că în medie facem 50 de cicluri de încărcare pe an, iar în total permit 500-1000 de cicluri și mai mult, apoi calculează câți ani pot dura. Cred că în 10 ani camera, de exemplu, poate fi aruncată.

Dar, toate acestea sunt reale cu funcționarea și încărcarea corectă a acestor baterii. Nu le place supraîncărcarea și încărcarea insuficientă. Dacă le încărcați cu încărcătoare (încărcător) simple și ieftine, fără a monitoriza sfârșitul încărcării, atunci, în consecință, durata lor de viață va scădea de câteva ori. De asemenea, încărcarea trebuie selectată în funcție de numărul de baterii, în funcție de capacitate și curent de încărcare.

Mai jos este o diagramă a unui încărcător bun, după părerea mea, și ușor de realizat pentru bateriile NiCd și NiMH. Lucrarea a fost simplificată foarte mult de compania MAXIM prin fabricarea microcircuitelor specializate MAX713, MAX1501 și altele. Aceste microcircuite conțin un algoritm de încărcare optim pentru bateriile cu nichel-cadmiu (NiCd) și nichel-hidrură metalică (NiMH). Ce este? Mai întâi este o încălzire cu un curent mic, apoi încărcare în curs mare optim, în funcție de capacitatea bateriei, curent și oprire la sfârșitul încărcării.

Având în vedere, până acum, deficitul acestui microcircuit, este puțin scump. Dar, dacă reușiți să găsiți unul la un preț rezonabil, aceasta este o alegere bună.

Judecă singur - există un cip cu 16 pini. Cu ajutorul lui se realizează un rezistor, două LED-uri și doi condensatori, un încărcător universal pentru baterii LiIon, NiCd, NiMH pentru 3 bucăți.

Să începem cu parametrii principali ai cipului MAX1501:

Tip de baterii reîncărcabile - LiIon, NiCd, NiMH
Curent maxim de încărcare - 1,4 A

Tensiune de ieșire în modul de încărcare, V:
Liion 4.1/4.2
NiCd/NiMH 4,5/4,95

Interval de temperatură de funcționare - de la -40 la +85°С

În același timp, trebuie menționat și faptul că, dacă o baterie LiIon este încărcată într-o izolare splendidă, atunci trei NiCd sau NiMH sunt conectate simultan. Ei bine, atunci, câteva caracteristici care nu pot lăsa pe nimeni indiferent: nu este nevoie de un radiator pentru microcircuit, în ciuda curentului corect; curent de încărcare maxim reglabil; controlul temperaturii și oprirea încărcării la o anumită temperatură; temporizator programabil pentru timp maxim de încărcare; reîncărcare automată când bateria conectată este descărcată; limitarea curentului de încărcare atunci când dispozitivul este pornit. Cam asta este lista.

Acum despre procedura de încărcare în sine - se întâmplă așa. După pornire, microcircuitul începe să încarce bateria cu un curent mic - 10% din curentul maxim de încărcare setat de rezistența R1. Când tensiunea bateriei atinge 2,8 volți, valoarea completă a curentului de încărcare este pornită, adică modul încărcare rapidă(încărcări rapide). Ei bine, atunci când tensiunea ajunge la 4,5 sau 4,1 volți, în funcție de tipul bateriei, curentul de încărcare începe să scadă, iar după ce acesta este redus cu 30% din valoarea nominală, se aprinde LED-ul HL1, ceea ce înseamnă sfârșitul încărca. LED-ul HL2 este aprins pe parcursul întregului ciclu de încărcare.

Câteva precizări:
1. Condensatorii C1 și C2 sunt ceramici.
2. Rezistorul R1, care determină curentul de încărcare, este calculat prin formula: R \u003d 1000 * (1,4 / I), unde I este curentul necesar de încărcare a bateriei.

Astăzi, există o mulțime de dispozitive diferite care funcționează cu baterii. Și cu atât mai enervant când, în cel mai inoportun moment, dispozitivul nostru nu mai funcționează, deoarece bateriile sunt pur și simplu uzate, iar încărcarea lor nu este suficientă pentru funcționarea normală a dispozitivului.

Cumpărarea de baterii noi de fiecare dată este destul de costisitoare, dar încercarea de a face un dispozitiv de casă cu propriile mâini merită destul de mult.

Mulți meșteri notează că este de preferat să încărcați astfel de baterii (AA sau AAA) folosind curent continuu, deoarece acest mod este cel mai benefic din punct de vedere al siguranței bateriilor în sine. În general, puterea de încărcare transferată din rețea este de aproximativ 1,2-1,6 din capacitatea bateriei în sine. De exemplu, o baterie nichel-cadmiu cu o capacitate de 1A/h va fi încărcată cu un curent de 1,6 A/h. În același timp, cu cât indicatorul acestei puteri este mai mic, cu atât este mai bine pentru procesul de încărcare.

În lumea modernă există destul de multe aparate electrocasnice dotate cu un cronometru special care numără invers o anumită perioadă, semnalând apoi sfârşitul acesteia. Atunci când faceți un dispozitiv pentru încărcarea bateriilor tip deget, poate fi de asemenea aplicat această tehnologie , care vă va anunța când procesul de încărcare a bateriei este finalizat.

Cumpărarea de baterii noi de fiecare dată este destul de costisitoare, dar încercarea de a crea un dispozitiv de casă pentru încărcarea bateriilor de tip deget cu propriile mâini merită destul de mult.

În lumea modernă există destul de multe aparate electrocasnice dotate cu un cronometru special care numără invers o anumită perioadă, semnalând apoi sfârşitul acesteia. Atunci când faceți un dispozitiv pentru încărcarea bateriilor tip deget, De asemenea, puteți utiliza această tehnologie, care vă va anunța când procesul de încărcare a bateriei este finalizat.

AA este un dispozitiv care generează curent continuu, încărcând până la 3 Ah. În fabricație a fost folosit cel mai comun, chiar schema clasica pe care o vedeți mai jos. Baza, în acest caz, este tranzistorul VT1.

Tensiunea de pe acest tranzistor este indicată de LED-ul roșu VD5, care acționează ca un indicator atunci când dispozitivul este conectat la rețea. Rezistorul R1 stabilește o anumită putere a curenților care trec prin acest LED, în urma căreia tensiunea din acesta fluctuează. Valoarea curentului colectorului este formată din rezistența de la R2 la R5, care sunt incluse în VT2 - așa-numitul „circuit emițător”. În același timp, prin modificarea valorilor rezistenței, puteți controla gradul de încărcare. R2 este conectat permanent la VT1, setând curentul constant cu o valoare minimă de 70 mA. Pentru a crește puterea de încărcare, este necesar să conectați rezistențele rămase, adică. R3, R4 și R5.

Citeste si: Să facem un generator electric cu propriile noastre mâini

Este demn de remarcat faptul că Încărcătorul funcționează numai când bateriile sunt conectate..

După pornirea dispozitivului în rețea, pe rezistorul R2 apare o anumită tensiune, care este transmisă la tranzistorul VT2. Apoi, curentul curge mai departe, drept urmare LED-ul VD7 începe să ardă intens.

O poveste despre un dispozitiv de casă

Încărcare USB

Puteți face un încărcător pentru baterii cu nichel-cadmiu bazat pe portul USB obișnuit. În același timp, acestea vor fi încărcate cu un curent cu o capacitate de aproximativ 100 mA. Schema, în acest caz, va fi după cum urmează:

În prezent, în magazine sunt vândute destul de multe încărcătoare diferite, dar costul acestora poate fi destul de mare. Având în vedere că scopul principal al diverselor produse de casă este tocmai economisirea banilor, atunci auto-asamblarea este și mai potrivită în acest caz.

Acest circuit poate fi îmbunătățit prin adăugarea unui circuit suplimentar pentru a încărca o pereche de baterii AA. Iată ce s-a întâmplat până la urmă:

Pentru a fi mai clar, iată componentele care au fost utilizate în procesul de asamblare:

Este clar că nu ne putem lipsi de unelte elementare, așa că înainte de a începe asamblarea, trebuie să vă asigurați că aveți tot ce aveți nevoie:

ciocan de lipit;
lipire;
flux;
tester;
pensetă;
diverse șurubelnițe și un cuțit.

Citeste si: Luați în considerare ce stabilizator de tensiune să alegeți?

Material interesant despre realizarea propriilor mâini, vă recomandăm să vizionați

Este necesar un tester pentru a verifica performanța componentelor noastre radio. Pentru a face acest lucru, trebuie să comparați rezistența lor și apoi să verificați cu valoarea nominală.

Pentru asamblare, avem nevoie și de o carcasă și un compartiment pentru baterii. Acesta din urmă poate fi luat din simulatorul Tetris pentru copii, iar carcasa poate fi realizată dintr-o carcasă obișnuită din plastic (6,5cm/4,5cm/2cm).

Fixăm compartimentul bateriei pe carcasă folosind șuruburi. Ca bază pentru circuit, placa de la prefixul Dandy, care trebuie tăiată, este perfectă. Îndepărtăm toate componentele inutile, lăsând doar priza de alimentare. Următorul pas este să lipiți toate piesele pe baza schemei noastre.

Cablul de alimentare pentru dispozitiv Puteți lua un cablu obișnuit de la mouse-ul computerului, care are o intrare USB, precum și o parte a cablului de alimentare cu mufă. La lipire, polaritatea trebuie respectată cu strictețe, adică. lipire plus la plus etc. Conectăm cablul la USB, verificând tensiunea care este furnizată mufei. Testerul ar trebui să arate 5V.

Evaluarea caracteristicilor unui anumit încărcător este dificilă fără a înțelege cum ar trebui să curgă de fapt încărcătura exemplară. baterie li-ion A. Prin urmare, înainte de a trece direct la circuite, să ne amintim puțină teorie.

Ce sunt bateriile cu litiu

În funcție de materialul din care este fabricat electrodul pozitiv al unei baterii cu litiu, există mai multe varietăți:

cu catod de cobaltat de litiu;
cu catod pe bază de fosfat de fier litiat;
pe bază de nichel-cobalt-aluminiu;
pe baza de nichel-cobalt-mangan.

Toate aceste baterii au propriile lor caracteristici, dar întrucât aceste nuanțe nu au o importanță fundamentală pentru consumatorul general, nu vor fi luate în considerare în acest articol.

De asemenea, toate bateriile li-ion sunt produse în diferite dimensiuni și factori de formă. Acestea pot fi fie într-o versiune de carcasă (de exemplu, bateriile 18650 care sunt populare astăzi), fie într-o versiune laminată sau prismatică (baterii gel-polimer). Acestea din urmă sunt pungi închise ermetic dintr-o peliculă specială, în care se află electrozii și masa electrozilor.

Cele mai comune dimensiuni ale bateriilor li-ion sunt prezentate în tabelul de mai jos (toate au o tensiune nominală de 3,7 volți):

Desemnare	mărimea	Dimensiune similară
XXYY0, Unde XX- indicarea diametrului în mm, YY- valoarea lungimii în mm, 0 - reflectă execuția sub formă de cilindru	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø corespunde cu AAA, dar jumătate din lungime)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2AA
	14270	Ø AA, lungime CR2
	14430	Ø 14 mm (ca AA), dar mai scurt
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (sau 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (sau 150A/300P)
	18650	2xCR123 (sau 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	CU
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Procesele electrochimice interne se desfășoară în același mod și nu depind de factorul de formă și de performanța bateriei, așa că tot ceea ce se spune mai jos se aplică în mod egal tuturor bateriilor cu litiu.

Cum să încărcați corect bateriile litiu-ion

Cel mai corect mod de a încărca bateriile cu litiu este încărcarea în două etape. Aceasta este metoda pe care Sony o folosește în toate încărcătoarele sale. În ciuda controlerului de încărcare mai complex, acesta oferă o încărcare mai completă a bateriilor Li-ion fără a le reduce durata de viață.

Aici vorbim despre un profil de încărcare în două etape a bateriilor cu litiu, prescurtat CC/CV (curent constant, tensiune constantă). Există și opțiuni cu curenți pulsați și trepți, dar nu sunt luate în considerare în acest articol. Puteți citi mai multe despre încărcarea cu curent pulsat.

Deci, să luăm în considerare ambele etape ale taxării mai detaliat.

1. La prima etapă trebuie asigurat un curent de încărcare constant. Valoarea curentă este 0,2-0,5C. Pentru încărcare accelerată, este permisă creșterea curentului până la 0,5-1,0C (unde C este capacitatea bateriei).

De exemplu, pentru o baterie cu o capacitate de 3000 mAh, curentul nominal de încărcare în prima etapă este de 600-1500 mA, iar curentul de încărcare accelerat poate fi în intervalul 1,5-3A.

Pentru a asigura un curent de încărcare constant de o valoare dată, circuitul încărcătorului (încărcătorul) trebuie să poată ridica tensiunea la bornele bateriei. De fapt, în prima etapă, memoria funcționează ca un stabilizator de curent clasic.

Important: dacă intenționați să încărcați bateriile cu o placă de protecție încorporată (PCB), atunci atunci când proiectați circuitul încărcătorului, trebuie să vă asigurați că tensiunea în circuit deschis a circuitului nu poate depăși niciodată 6-7 volți. În caz contrar, placa de protecție poate eșua.

În momentul în care tensiunea bateriei crește la o valoare de 4,2 volți, bateria va câștiga aproximativ 70-80% din capacitatea sa (valoarea capacității specifice va depinde de curentul de încărcare: cu o încărcare accelerată va fi puțin mai mică , cu o taxă nominală - puțin mai mult). Acest moment este sfârșitul primei etape a încărcării și servește drept semnal pentru trecerea la a doua (și ultima) etapă.

2. A doua etapă de încărcare- aceasta este încărcarea bateriei cu o tensiune constantă, dar curent în scădere (în scădere).

În această etapă, încărcătorul menține o tensiune de 4,15-4,25 volți pe baterie și controlează valoarea curentului.

Pe măsură ce capacitatea crește, curentul de încărcare va scădea. De îndată ce valoarea sa scade la 0,05-0,01С, procesul de încărcare este considerat finalizat.

O nuanță importantă în funcționarea încărcătorului corect este aceasta oprire completă de la baterie după finalizarea încărcării. Acest lucru se datorează faptului că este extrem de nedorit ca bateriile cu litiu să fie sub tensiune înaltă pentru o perioadă lungă de timp, care este de obicei furnizată de încărcător (adică 4,18-4,24 volți). Acest lucru duce la degradarea accelerată a compoziției chimice a bateriei și, ca urmare, la o scădere a capacității acesteia. Şederea lungă înseamnă zeci de ore sau mai mult.

În timpul celei de-a doua etape a încărcării, bateria reușește să câștige cu aproximativ 0,1-0,15 mai mult din capacitatea sa. Încărcarea totală a bateriei ajunge astfel la 90-95%, ceea ce este un indicator excelent.

Am luat în considerare două etape principale de încărcare. Cu toate acestea, acoperirea problemei încărcării bateriilor cu litiu ar fi incompletă dacă nu ar fi menționată încă o etapă de încărcare - așa-numita. preîncărcare.

Etapa de preîncărcare (preîncărcare)- această treaptă este utilizată numai pentru bateriile descărcate profund (sub 2,5 V) pentru a le aduce în modul normal de funcționare.

În această etapă, taxa este furnizată curent continuu valoare redusă până când tensiunea bateriei atinge 2,8 V.

Etapa preliminară este necesară pentru a preveni umflarea și depresurizarea (sau chiar explozia cu foc) a bateriilor deteriorate, care, de exemplu, au un scurtcircuit intern între electrozi. Dacă un curent de încărcare mare este trecut imediat printr-o astfel de baterie, acest lucru va duce inevitabil la încălzirea acesteia și apoi la cât de norocos.

Un alt beneficiu al preîncărcării este preîncălzirea bateriei, care este importantă atunci când se încarcă la temperaturi ambientale scăzute (într-o încăpere neîncălzită în timpul sezonului rece).

Încărcarea inteligentă ar trebui să poată monitoriza tensiunea bateriei în timpul etapei preliminare de încărcare și, dacă tensiunea nu crește pentru o perioadă lungă de timp, să concluzioneze că bateria este defectă.

Toate etapele de încărcare a unei baterii litiu-ion (inclusiv etapa de preîncărcare) sunt prezentate schematic în acest grafic:

Depășirea tensiunii nominale de încărcare cu 0,15 V poate reduce durata de viață a bateriei la jumătate. Reducerea tensiunii de încărcare cu 0,1 volți reduce capacitatea unei baterii încărcate cu aproximativ 10%, dar îi prelungește semnificativ durata de viață. Tensiunea unei baterii complet încărcate după scoaterea acesteia din încărcător este de 4,1-4,15 volți.

Pentru a rezuma cele de mai sus, conturăm principalele teze:

1. Ce curent pentru a încărca o baterie Li-ion (de exemplu, 18650 sau oricare alta)?

Curentul va depinde de cât de repede doriți să îl încărcați și poate varia de la 0,2C la 1C.

De exemplu, pentru o baterie 18650 cu o capacitate de 3400 mAh, curentul de încărcare minim este de 680 mA, iar cel maxim este de 3400 mA.

2. Cât timp durează încărcarea, de exemplu, a acelorași baterii reîncărcabile 18650?

Timpul de încărcare depinde direct de curentul de încărcare și este calculat prin formula:

T \u003d C / I tax.

De exemplu, timpul de încărcare al bateriei noastre cu o capacitate de 3400 mAh cu un curent de 1A va fi de aproximativ 3,5 ore.

3. Cum să încărcați corect o baterie cu polimer litiu?

Orice baterii cu litiu taxat la fel. Nu contează dacă este polimer de litiu sau ion de litiu. Pentru noi, consumatorii, nu există nicio diferență.

Ce este o placă de protecție?

Placa de protecție (sau PCB - placa de control al puterii) este proiectată pentru a proteja împotriva scurtcircuitului, supraîncărcării și supradescărcării bateriei cu litiu. De regulă, protecția la supraîncălzire este integrată și în modulele de protecție.

Din motive de siguranta, este interzisa folosirea bateriilor cu litiu in aparatele electrocasnice daca acestea nu au placa de protectie incorporata. Prin urmare, toate bateriile de telefon mobil au întotdeauna o placă PCB. Terminalele de ieșire a bateriei sunt amplasate direct pe placă:

Aceste plăci folosesc un controler de încărcare cu șase picioare pe un mikrukh specializat (analogi JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 etc.). Sarcina acestui controler este de a deconecta bateria de la sarcină atunci când bateria este complet descărcată și de a deconecta bateria de la încărcare când ajunge la 4,25 V.

Iată, de exemplu, o diagramă a plăcii de protecție a bateriei BP-6M care a fost furnizată cu telefoanele Nokia vechi:

Daca vorbim de 18650, atunci pot fi produse atat cu placa de protectie cat si fara. Modulul de protecție este situat în zona bornei negative a bateriei.

Placa mărește lungimea bateriei cu 2-3 mm.

Bateriile fără modul PCB vin de obicei cu baterii care vin cu propriile circuite de protecție.

Orice baterie cu protecție poate fi transformată cu ușurință într-o baterie neprotejată prin pur și simplu eviscerarea acesteia.

Până în prezent capacitate maximă Bateria 18650 este de 3400 mAh. Bateriile cu protecție trebuie să aibă o denumire corespunzătoare pe carcasă ("Protected").

Nu confundați placa PCB cu modulul PCM (PCM - modul de încărcare a puterii). Dacă primele servesc doar pentru a proteja bateria, atunci cele din urmă sunt concepute pentru a controla procesul de încărcare - limitează curentul de încărcare la un anumit nivel, controlează temperatura și, în general, asigură întregul proces. Placa PCM este ceea ce numim un controler de încărcare.

Sper că acum nu mai sunt întrebări, cum să încărcați o baterie 18650 sau orice altă baterie cu litiu? Apoi ne întoarcem la o mică selecție de soluții de circuite gata făcute pentru încărcătoare (aceleași regulatoare de încărcare).

Scheme de încărcare pentru bateriile li-ion

Toate circuitele sunt potrivite pentru încărcarea oricărei baterii cu litiu, rămâne doar să decideți asupra curentului de încărcare și a elementului de bază.

LM317

Schema unui încărcător simplu bazat pe cipul LM317 cu un indicator de încărcare:

Circuitul este simplu, întreaga setare se reduce la setarea tensiunii de ieșire la 4,2 volți cu ajutorul rezistenței trimmer R8 (fără o baterie conectată!) Și setarea curentului de încărcare selectând rezistențele R4, R6. Puterea rezistorului R1 este de cel puțin 1 watt.

De îndată ce LED-ul se stinge, procesul de încărcare poate fi considerat finalizat (curentul de încărcare nu va scădea niciodată la zero). Nu este recomandat să păstrați bateria în această încărcare mult timp după ce este complet încărcată.

Cipul lm317 este utilizat pe scară largă în diverși stabilizatori de tensiune și curent (în funcție de circuitul de comutare). Se vinde la fiecare colț și costă un ban în general (puteți lua 10 bucăți pentru doar 55 de ruble).

LM317 vine în diferite cazuri:

Atribuire pin (pinout):

Analogii cipului LM317 sunt: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (ultimele două sunt producție internă).

Curentul de încărcare poate fi crescut cu până la 3A dacă luați LM350 în loc de LM317. Adevărat, va fi mai scump - 11 ruble / bucată.

Placa de circuit imprimat și ansamblul de circuite sunt prezentate mai jos:

Vechiul tranzistor sovietic KT361 poate fi înlocuit cu unul similar tranzistor pnp(de exemplu, KT3107, KT3108 sau burghez 2N5086, 2SA733, BC308A). Poate fi îndepărtat cu totul dacă indicatorul de încărcare nu este necesar.

Dezavantajul circuitului: tensiunea de alimentare trebuie să fie în intervalul 8-12V. Acest lucru se datorează faptului că, pentru funcționarea normală a microcircuitului LM317, diferența dintre tensiunea bateriei și tensiunea de alimentare trebuie să fie de cel puțin 4,25 volți. Astfel, nu va fi posibilă alimentarea acestuia de la portul USB.

MAX1555 sau MAX1551

MAX1551/MAX1555 sunt încărcătoare specializate pentru baterii Li+ care pot funcționa de la USB sau de la un adaptor de alimentare separat (de exemplu, un încărcător de telefon).

Singura diferență dintre aceste microcircuite este că MAX1555 dă un semnal pentru indicatorul de progres de încărcare și MAX1551 - un semnal că alimentarea este pornită. Acestea. 1555 este încă de preferat în majoritatea cazurilor, așa că 1551 este acum greu de găsit la vânzare.

O descriere detaliată a acestor cipuri de la producător -.

Maxim tensiune de intrare de la adaptorul DC - 7 V, atunci când este alimentat de la USB - 6 V. Când tensiunea de alimentare scade la 3,52 V, microcircuitul se oprește și încărcarea se oprește.

Microcircuitul însuși detectează la ce intrare este prezentă tensiunea de alimentare și este conectat la acesta. Dacă alimentarea este furnizată prin magistrala USB, atunci curentul maxim de încărcare este limitat la 100 mA - acest lucru vă permite să conectați încărcătorul la portul USB al oricărui computer fără teama de a arde podul de sud.

Când este alimentat de o sursă de alimentare separată, curentul de încărcare tipic este de 280 mA.

Cipurile au protecție încorporată împotriva supraîncălzirii. Dar chiar și în acest caz, circuitul continuă să funcționeze, reducând curentul de încărcare cu 17mA pentru fiecare grad peste 110°C.

Există o funcție de pre-încărcare (vezi mai sus): atâta timp cât tensiunea bateriei este sub 3V, microcircuitul limitează curentul de încărcare la 40 mA.

Microcircuitul are 5 pini. Iată o diagramă tipică de cablare:

Dacă există garanția că tensiunea la ieșirea adaptorului dvs. nu poate depăși 7 volți în nicio circumstanță, atunci puteți face fără stabilizatorul 7805.

Opțiunea de încărcare USB poate fi asamblată, de exemplu, pe aceasta.

Microcircuitul nu are nevoie de diode externe sau tranzistoare externe. În general, desigur, mikruhi șic! Numai că sunt prea mici, este incomod de lipit. Și încă sunt scumpe ().

LP2951

Stabilizatorul LP2951 este fabricat de National Semiconductors (). Acesta oferă implementarea funcției de limitare a curentului încorporat și vă permite să generați un nivel stabil de tensiune de încărcare pentru o baterie litiu-ion la ieșirea circuitului.

Valoarea tensiunii de încărcare este de 4,08 - 4,26 volți și este setată de rezistența R3 când bateria este deconectată. Tensiunea este foarte precisă.

Curentul de încărcare este de 150 - 300mA, această valoare este limitată de circuitele interne ale cipului LP2951 (în funcție de producător).

Utilizați o diodă cu un curent invers mic. De exemplu, poate fi oricare din seria 1N400X pe care o puteți obține. Dioda este folosită ca o diodă de blocare pentru a preveni curentul invers de la baterie la cipul LP2951 atunci când tensiunea de intrare este oprită.

Acest încărcător produce un curent de încărcare destul de scăzut, astfel încât orice baterie 18650 poate fi încărcată toată noaptea.

Microcircuitul poate fi cumpărat atât într-un pachet DIP, cât și într-un pachet SOIC (costul este de aproximativ 10 ruble pe bucată).

MCP73831

Cipul vă permite să creați încărcătoarele potrivite, în plus, este mai ieftin decât MAX1555.

Un circuit de comutare tipic este luat din:

Un avantaj important al circuitului este absența rezistențelor puternice cu rezistență scăzută care limitează curentul de încărcare. Aici, curentul este setat de un rezistor conectat la a 5-a ieșire a microcircuitului. Rezistența sa ar trebui să fie în intervalul 2-10 kOhm.

Ansamblul încărcătorului arată astfel:

Microcircuitul se încălzește destul de bine în timpul funcționării, dar acest lucru nu pare să interfereze cu el. Își îndeplinește funcția.

Iată o altă opțiune placă de circuit imprimat cu led smd si conector micro usb:

LTC4054 (STC4054)

Foarte circuit simplu, opțiune grozavă! Permite încărcarea cu curent de până la 800 mA (vezi). Adevărat, tinde să devină foarte fierbinte, dar în acest caz, protecția încorporată la supraîncălzire reduce curentul.

Circuitul poate fi simplificat foarte mult prin aruncarea unuia sau chiar a ambelor LED-uri cu un tranzistor. Apoi va arăta așa (de acord, nu este nicăieri mai ușor: o pereche de rezistențe și un conder):

Una dintre opțiunile PCB este disponibilă la . Placa este proiectată pentru elemente de dimensiunea 0805.

I=1000/R. Nu ar trebui să setați un curent mare imediat, vedeți mai întâi cât de mult se va încălzi microcircuitul. Pentru scopurile mele, am luat un rezistor de 2,7 kOhm, în timp ce curentul de încărcare s-a dovedit a fi de aproximativ 360 mA.

Este puțin probabil ca un radiator să poată fi adaptat la acest microcircuit și nu este un fapt că va fi eficient datorită rezistenței termice ridicate a tranziției cu carcasa cristalului. Producătorul recomandă să faceți radiatorul „prin cabluri” - să faceți șinele cât mai groase și să lăsați folia sub carcasa microcircuitului. Și în general, cu cât rămâne mai multă folie „de pământ”, cu atât mai bine.

Apropo, cea mai mare parte a căldurii este îndepărtată prin al 3-lea picior, așa că puteți face această pistă foarte largă și groasă (umpleți-o cu exces de lipit).

Pachetul de cip LTC4054 poate fi etichetat LTH7 sau LTADY.

LTH7 diferă de LTADY prin faptul că primul poate ridica o baterie foarte descărcată (la care tensiunea este mai mică de 2,9 volți), în timp ce al doilea nu poate (trebuie să o balansați separat).

Микросхема вышла очень удачной, поэтому имеет кучу аналогов: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Înainte de a utiliza oricare dintre analogii, verificați fișele tehnice.

TP4056

Microcircuitul este realizat în pachetul SOP-8 (vezi), are pe burtă un radiator metalic care nu este conectat la contacte, ceea ce face posibilă îndepărtarea mai eficientă a căldurii. Vă permite să încărcați bateria cu un curent de până la 1A (curentul depinde de rezistența de setare a curentului).

Schema de conectare necesită un minim de atașamente:

Circuitul implementează procesul clasic de încărcare - mai întâi încărcare cu curent constant, apoi cu tensiune constantă și curent în scădere. Totul este științific. Dacă dezasamblați încărcarea pas cu pas, atunci puteți distinge mai multe etape:

Monitorizarea tensiunii bateriei conectate (acest lucru se întâmplă tot timpul).
Etapa de preîncărcare (dacă bateria este descărcată sub 2,9 V). Curent de încărcare 1/10 de la rezistența R prog programată (100mA la R prog = 1,2 kOhm) la nivelul de 2,9 V.
Incarcare cu un curent maxim constant (1000mA la R prog = 1,2 kOhm);
Când bateria ajunge la 4,2 V, tensiunea bateriei este fixată la acest nivel. Începe o scădere treptată a curentului de încărcare.
Când curentul atinge 1/10 din R prog programat de rezistor (100mA la R prog = 1,2 kOhm), încărcătorul se oprește.
După finalizarea încărcării, controlerul continuă să monitorizeze tensiunea bateriei (vezi punctul 1). Curentul consumat de circuitul de monitorizare este de 2-3 μA. După ce tensiunea scade la 4,0 V, încărcarea pornește din nou. Și așa într-un cerc.

Curentul de încărcare (în amperi) este calculat prin formula I=1200/R prog. Maximul permis este de 1000 mA.

Un test real de încărcare cu o baterie 18650 la 3400 mAh este prezentat în grafic:

Avantajul microcircuitului este că curentul de încărcare este stabilit de un singur rezistor. Nu sunt necesare rezistențe puternice de rezistență scăzută. În plus, există un indicator al procesului de încărcare, precum și o indicație a sfârșitului încărcării. Când bateria nu este conectată, indicatorul clipește o dată la câteva secunde.

Tensiunea de alimentare a circuitului trebuie să fie între 4,5 ... 8 volți. Cu cât este mai aproape de 4,5 V - cu atât mai bine (deci cipul se încălzește mai puțin).

Primul picior este folosit pentru a conecta senzorul de temperatură încorporat în baterie litiu-ion(de obicei aceasta este puterea medie a bateriei telefon mobil). Dacă tensiunea de ieșire este sub 45% sau peste 80% din tensiunea de alimentare, atunci încărcarea este suspendată. Dacă nu aveți nevoie de controlul temperaturii, puneți piciorul pe pământ.

Atenţie! Acest circuit are un dezavantaj semnificativ: absența unui circuit de protecție inversă a bateriei. În acest caz, controlerul este garantat să se ardă din cauza depășirii curentului maxim. În acest caz, tensiunea de alimentare a circuitului cade direct pe baterie, ceea ce este foarte periculos.

Sigiliul este simplu, realizat intr-o ora pe genunchi. Dacă timpul are de suferit, puteți comanda module gata făcute. Unii producători de module finite adaugă protecție împotriva supracurentului și supradescărcării (de exemplu, puteți alege de ce placă aveți nevoie - cu sau fără protecție și cu ce conector).

De asemenea, puteți găsi plăci gata făcute cu un contact pentru un senzor de temperatură. Sau chiar un modul de încărcare cu mai multe cipuri TP4056 în paralel pentru a crește curentul de încărcare și cu protecție la inversarea polarității (exemplu).

LTC1734

Este, de asemenea, un design foarte simplu. Curentul de încărcare este stabilit de rezistorul R prog (de exemplu, dacă puneți un rezistor de 3 kΩ, curentul va fi de 500 mA).

Microcircuitele sunt de obicei marcate pe carcasă: LTRG (se pot găsi adesea în telefoanele vechi de la Samsung).

Tranzistorul se va potrivi orice p-n-p, principalul lucru este ca acesta să fie proiectat pentru un anumit curent de încărcare.

Nu există un indicator de încărcare pe această diagramă, dar pe LTC1734 se spune că pinul „4” (Prog) are două funcții - setarea curentului și monitorizarea sfârșitului de încărcare a bateriei. De exemplu, este prezentat un circuit cu control de sfârșit de încărcare folosind un comparator LT1716.

Comparatorul LT1716 în acest caz poate fi înlocuit cu un LM358 ieftin.

TL431 + tranzistor

Probabil că este dificil să vină cu un circuit din componente mai accesibile. Aici cel mai dificil lucru este să găsiți sursa tensiunii de referință TL431. Dar sunt atât de comune încât se găsesc aproape peste tot (rar ce sursa de alimentare face fără acest microcircuit).

Ei bine, tranzistorul TIP41 poate fi înlocuit cu oricare altul cu un curent de colector adecvat. Chiar și vechiul sovietic KT819, KT805 (sau KT815, KT817 mai puțin puternic) va face.

Configurarea circuitului se reduce la setarea tensiunii de ieșire (fără baterie !!!) folosind un trimmer la un nivel de 4,2 volți. Rezistorul R1 setează valoarea maximă a curentului de încărcare.

Această schemă implementează pe deplin procesul în două etape de încărcare a bateriilor cu litiu - mai întâi încărcarea cu curent continuu, apoi trecerea la faza de stabilizare a tensiunii și o scădere lină a curentului la aproape zero. Singurul dezavantaj este repetabilitatea slabă a circuitului (capricios în setare și pretențios la componentele folosite).

MCP73812

Există un alt microcip nemeritat de la Microcip - MCP73812 (vezi). Pe baza ei se dovedește foarte o optiune bugetaraîncărcare (și ieftin!). Întregul kit este doar un rezistor!

Apropo, microcircuitul este realizat într-o carcasă convenabilă pentru lipit - SOT23-5.

Singurul negativ este că se încălzește foarte mult și nu există nicio indicație de încărcare. De asemenea, cumva nu funcționează foarte fiabil dacă aveți o sursă de alimentare cu putere redusă (care dă o cădere de tensiune).

În general, dacă indicația de încărcare nu este importantă pentru dvs. și un curent de 500 mA vi se potrivește, atunci MCP73812 este o opțiune foarte bună.

NCP1835

Este oferită o soluție complet integrată - NCP1835B, oferind stabilitate ridicată a tensiunii de încărcare (4,2 ± 0,05 V).

Poate singurul dezavantaj al acestui microcircuit este dimensiunea prea mică (pachet DFN-10, dimensiune 3x3 mm). Nu toată lumea este capabilă să ofere lipire de înaltă calitate a unor astfel de elemente miniaturale.

Dintre avantajele incontestabile, aș dori să remarc următoarele:

Numărul minim de piese pentru trusa de caroserie.
Posibilitatea de a încărca o baterie complet descărcată (curent de preîncărcare 30mA);
Definiția sfârșitului de încărcare.
Curent de încărcare programabil - până la 1000 mA.
Indicație de încărcare și eroare (capabil să detecteze bateriile nereîncărcabile și să semnalizeze acest lucru).
Protecție la încărcare pe termen lung (prin schimbarea capacității condensatorului C t, puteți seta timpul maxim de încărcare de la 6,6 la 784 de minute).

Costul microcircuitului nu este atât de ieftin, dar nu atât de mare (~ 1 USD) încât să refuze să-l folosească. Daca esti prieten cu un fier de lipit, ti-as recomanda sa optezi pentru aceasta varianta.

Mai mult descriere detaliata este in .

Este posibil să încărcați o baterie litiu-ion fără controler?

Da, poti. Cu toate acestea, acest lucru va necesita un control strict asupra curentului și tensiunii de încărcare.

În general, nu va funcționa să încărcați bateria, de exemplu, 18650-ul nostru fără încărcător. Mai trebuie să limitezi cumva curentul maxim de încărcare, deci cel puțin cea mai primitivă memorie, dar totuși necesară.

Cel mai simplu încărcător pentru orice baterie cu litiu este un rezistor în serie cu bateria:

Rezistența și puterea disipată a rezistenței depind de tensiunea sursei de alimentare care va fi utilizată pentru încărcare.

Să calculăm, de exemplu, un rezistor pentru o sursă de alimentare de 5 volți. Vom încărca o baterie 18650 cu o capacitate de 2400 mAh.

Deci, chiar la începutul încărcării, căderea de tensiune pe rezistor va fi:

U r \u003d 5 - 2,8 \u003d 2,2 volți

Să presupunem că sursa noastră de alimentare de 5 V este nominală pentru un curent maxim de 1 A. Circuitul va consuma cel mai mare curent chiar la începutul încărcării, când tensiunea bateriei este minimă și este de 2,7-2,8 volți.

Atentie: aceste calcule nu iau in calcul posibilitatea ca bateria sa se descarce foarte profund iar tensiunea pe ea sa fie mult mai mica, pana la zero.

Astfel, rezistența rezistorului necesară pentru a limita curentul chiar la începutul încărcării la nivelul de 1 Amperi ar trebui să fie:

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

Putere de disipare a rezistenței:

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

La sfârșitul încărcării bateriei, când tensiunea de pe aceasta se apropie de 4,2 V, curentul de încărcare va fi:

Încarc \u003d (U un - 4,2) / R \u003d (5 - 4,2) / 2,2 \u003d 0,3 A

Adică, după cum putem vedea, toate valorile nu depășesc limitele permise pentru o anumită baterie: curentul inițial nu depășește curentul de încărcare maxim admisibil pentru o anumită baterie (2,4 A), iar curentul final depășește curent la care bateria nu mai câștigă capacitate ( 0,24 A).

Principalul dezavantaj al unei astfel de încărcări este necesitatea de a monitoriza constant tensiunea bateriei. Și opriți manual încărcarea imediat ce tensiunea ajunge la 4,2 volți. Cert este că bateriile cu litiu nu tolerează prea bine nici măcar o supratensiune pe termen scurt - masele electrozilor încep să se degradeze rapid, ceea ce duce inevitabil la o pierdere a capacității. În același timp, sunt create toate condițiile prealabile pentru supraîncălzire și depresurizare.

Dacă bateria ta are o placă de protecție încorporată, despre care s-a discutat puțin mai sus, atunci totul este simplificat. La atingerea unei anumite tensiuni pe baterie, placa în sine o va deconecta de la încărcător. Cu toate acestea, această metodă de încărcare are dezavantaje semnificative, despre care am vorbit în.

Protecția încorporată în baterie nu va permite reîncărcarea acesteia în nicio circumstanță. Tot ce vă rămâne de făcut este să controlați curentul de încărcare astfel încât să nu depășească valorile admise pentru această baterie (plăcile de protecție nu pot limita curentul de încărcare, din păcate).

Încărcarea cu o sursă de alimentare de laborator

Daca ai la dispozitie o sursa de alimentare cu protectie de curent (limitare), atunci esti salvat! O astfel de sursă de alimentare este deja un încărcător cu drepturi depline care implementează profilul de încărcare corect, despre care am scris mai sus (CC / CV).

Tot ce trebuie să faceți pentru a încărca li-ion este să setați sursa de alimentare la 4,2 volți și să setați limita de curent dorită. Și poți conecta bateria.

La început, când bateria este încă descărcată, bloc laborator sursa de alimentare va funcționa în modul de protecție a curentului (adică, va stabiliza curentul de ieșire la un anumit nivel). Apoi, când tensiunea de pe bancă crește la setul de 4,2 V, sursa de alimentare va trece în modul de stabilizare a tensiunii, iar curentul va începe să scadă.

Când curentul scade la 0,05-0,1C, bateria poate fi considerată complet încărcată.

După cum puteți vedea, sursa de laborator este un încărcător aproape perfect! Singurul lucru pe care nu îl poate face automat este să ia decizia de a încărca complet bateria și de a opri. Dar acesta este un fleac, căruia nici măcar nu merită să-i acordăm atenție.

Cum se încarcă bateriile cu litiu?

Și dacă vorbim despre o baterie de unică folosință care nu este destinată reîncărcării, atunci răspunsul corect (și singurul corect) la această întrebare este NU.

Faptul este că orice baterie cu litiu (de exemplu, comuna CR2032 sub formă de tabletă plată) se caracterizează prin prezența unui strat de pasivizare intern care acoperă anodul de litiu. Acest strat împiedică anodul să reacționeze chimic cu electrolitul. Și alimentarea cu curent extern distruge stratul protector de mai sus, ducând la deteriorarea bateriei.

Apropo, dacă vorbim despre acumulatorul nereîncărcabil CR2032, adică LIR2032, care este foarte asemănător cu acesta, este deja o baterie cu drepturi depline. Poate și trebuie reîncărcat. Doar că tensiunea ei nu este de 3, ci de 3,6 V.

Cum să încărcați bateriile cu litiu (fie că este vorba despre o baterie de telefon, 18650 sau orice altă baterie li-ion) a fost discutată la începutul articolului.

85 cop/buc. Cumpără MCP73812 65 rub/buc Cumpără NCP1835 83 rub/buc. Cumpără *Toate jetoanele cu transport gratuit

Incarcator automat pentru deget baterii NiCd și NiMH (diagrama)