Je obtížné hodnotit vlastnosti konkrétní nabíječky, aniž bychom pochopili, jak by měl příkladný náboj li-ion baterie vlastně proudit. Než tedy přistoupíme přímo k obvodům, připomeňme si trochu teorie.

Co jsou to lithiové baterie

V závislosti na tom, z jakého materiálu je kladná elektroda lithiové baterie vyrobena, existuje několik druhů:

• s kobaltátovou katodou lithnou;
• s katodou na bázi lithiovaného fosforečnanu železitého;
• na bázi nikl-kobalt-hliník;
• na bázi nikl-kobalt-mangan.

Všechny tyto baterie mají své vlastní vlastnosti, ale protože tyto nuance nemají pro běžného spotřebitele zásadní význam, nebudou v tomto článku brány v úvahu.

Také všechny li-ion baterie jsou vyráběny v různých velikostech a tvarech. Mohou být buď v pouzdrovém provedení (například dnes oblíbené baterie 18650), nebo v laminovaném či prizmatickém provedení (gel-polymerové baterie). Posledně jmenované jsou hermeticky uzavřené sáčky vyrobené ze speciální fólie, ve které jsou umístěny elektrody a elektrodová hmota.

Nejběžnější velikosti li-ion baterií jsou uvedeny v tabulce níže (všechny mají jmenovité napětí 3,7 V):

Označení	Velikost	Podobná velikost
XXYY0, Kde XX- údaj o průměru v mm, YY- délka v mm, 0 - odráží provedení ve tvaru válce	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø odpovídá AAA, ale poloviční délky)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2AA
	14270	Ø AA, délka CR2
	14430	Ø 14 mm (jako AA), ale kratší
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (nebo 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (nebo 150A/300P)
	18650	2xCR123 (nebo 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	S
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Vnitřní elektrochemické procesy probíhají stejným způsobem a nezávisí na tvarovém faktoru a výkonu baterie, takže vše níže uvedené platí stejně pro všechny lithiové baterie.

Jak správně nabíjet lithium-iontové baterie

Nejsprávnější způsob nabíjení lithiových baterií je nabíjení ve dvou fázích. Právě tento způsob používá Sony ve všech svých nabíječkách. Navzdory složitějšímu regulátoru nabíjení to poskytuje úplnější nabití li-ion baterií bez snížení jejich životnosti.

Zde hovoříme o dvoustupňovém nabíjecím profilu lithiových baterií, zkráceně CC / CV (konstantní proud, konstantní napětí). Existují také možnosti s pulzními a stupňovitými proudy, ale v tomto článku se o nich neuvažuje. Více o nabíjení pulzním proudem si můžete přečíst.

Podívejme se tedy na obě fáze nabíjení podrobněji.

1. V první fázi musí být zajištěn konstantní nabíjecí proud. Aktuální hodnota je 0,2-0,5C. Pro zrychlené nabíjení je povoleno zvýšit proud až na 0,5-1,0C (kde C je kapacita baterie).

Například pro baterii s kapacitou 3000 mAh je nominální nabíjecí proud v prvním stupni 600-1500 mA a zrychlený nabíjecí proud může být v rozsahu 1,5-3A.

Pro zajištění konstantního nabíjecího proudu dané hodnoty musí být obvod nabíječky (nabíječka) schopen zvýšit napětí na svorkách baterie. Ve skutečnosti v první fázi paměť funguje jako klasický stabilizátor proudu.

Důležité: pokud plánujete nabíjet baterie s vestavěnou ochrannou deskou (PCB), pak se při navrhování obvodu nabíječky musíte ujistit, že napětí naprázdno obvodu nikdy nemůže překročit 6-7 voltů. Jinak může dojít k selhání ochranné desky.

V okamžiku, kdy napětí na baterii stoupne na hodnotu 4,2 voltu, získá baterie přibližně 70-80 % své kapacity (konkrétní hodnota kapacity bude záviset na nabíjecím proudu: při zrychleném nabíjení bude o něco méně , s nominálním poplatkem - o něco více). Tento okamžik je ukončením prvního stupně nabíjení a slouží jako signál pro přechod do druhého (a posledního) stupně.

2. Druhá fáze nabíjení- jedná se o nabíjení baterie konstantním napětím, ale postupně klesajícím (klesajícím) proudem.

V této fázi nabíječka udržuje napětí 4,15-4,25 V na baterii a řídí aktuální hodnotu.

S rostoucí kapacitou se bude nabíjecí proud snižovat. Jakmile jeho hodnota klesne na 0,05-0,01С, proces nabíjení se považuje za dokončený.

Důležitou nuancí při provozu správné nabíječky je její úplné odpojení od baterie po dokončení nabíjení. To je způsobeno tím, že je krajně nežádoucí, aby lithiové baterie byly dlouhodobě pod vysokým napětím, které obvykle zajišťuje nabíječka (tedy 4,18-4,24 voltů). To vede k urychlené degradaci chemického složení baterie a v důsledku toho ke snížení její kapacity. Dlouhý pobyt znamená desítky hodin i více.

Během druhé fáze nabíjení se baterii podaří získat o 0,1-0,15 více své kapacity. Celkové nabití baterie tak dosahuje 90-95 %, což je výborný ukazatel.

Zvažovali jsme dvě hlavní fáze nabíjení. Pokrytí problematiky nabíjení lithiových baterií by však bylo neúplné, kdyby nebyla zmíněna ještě jedna etapa nabíjení – tzv. předem nabít.

Fáze předběžného nabíjení (přednabíjení)- tento stupeň se používá pouze pro hluboce vybité baterie (méně než 2,5 V) pro uvedení do normálního provozního režimu.

V této fázi je nabíjení zajišťováno sníženým konstantním proudem, dokud napětí baterie nedosáhne 2,8 V.

Předstupeň je nutný k zamezení nabobtnání a odtlakování (nebo dokonce výbuchu ohněm) poškozených baterií, které mají například vnitřní zkrat mezi elektrodami. Pokud takovou baterií okamžitě projde velký nabíjecí proud, nevyhnutelně to povede k jejímu zahřátí, a pak jaké štěstí.

Další výhodou přednabíjení je předehřívání baterie, které je důležité při nabíjení při nízkých okolních teplotách (v nevytápěné místnosti v chladném období).

Inteligentní nabíjení by mělo být schopno monitorovat napětí na baterii během předběžné fáze nabíjení, a pokud napětí po dlouhou dobu nestoupá, dojít k závěru, že baterie je vadná.

Všechny fáze nabíjení lithium-iontové baterie (včetně fáze předběžného nabíjení) jsou schematicky znázorněny v tomto grafu:

Překročení jmenovitého nabíjecího napětí o 0,15 V může zkrátit životnost baterie na polovinu. Snížení nabíjecího napětí o 0,1 voltu snižuje kapacitu nabité baterie o cca 10 %, ale výrazně prodlužuje její životnost. Napětí plně nabité baterie po vyjmutí z nabíječky je 4,1-4,15 voltů.

Abychom shrnuli výše uvedené, nastíníme hlavní teze:

1. Jakým proudem nabíjet li-ion baterii (například 18650 nebo jakoukoli jinou)?

Proud bude záviset na tom, jak rychle jej chcete nabíjet, a může se pohybovat od 0,2C do 1C.

Například pro baterii 18650 s kapacitou 3400 mAh je minimální nabíjecí proud 680 mA a maximální 3400 mA.

2. Jak dlouho trvá nabití například stejných dobíjecích baterií 18650?

Doba nabíjení přímo závisí na nabíjecím proudu a počítá se podle vzorce:

T \u003d C / I nabíjím.

Například doba nabíjení naší baterie s kapacitou 3400 mAh s proudem 1A bude asi 3,5 hodiny.

3. Jak správně nabíjet lithium-polymerovou baterii?

Všechny lithiové baterie se nabíjejí stejným způsobem. Nezáleží na tom, zda je to lithium polymer nebo lithium ion. Pro nás spotřebitele v tom není žádný rozdíl.

Co je ochranná deska?

Ochranná deska (neboli PCB - power control board) je určena k ochraně proti zkratu, přebití a nadměrnému vybití lithiové baterie. Do ochranných modulů je zpravidla zabudována také ochrana proti přehřátí.

Z bezpečnostních důvodů je zakázáno používat lithiové baterie v domácích spotřebičích, pokud nemají zabudovanou ochrannou desku. Proto všechny baterie mobilních telefonů mají vždy desku PCB. Výstupní svorky baterie jsou umístěny přímo na desce:

Tyto desky používají šestinohý regulátor nabíjení na specializovaném mikrukh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 atd. analogy). Úkolem tohoto ovladače je odpojit baterii od zátěže při úplném vybití baterie a odpojit baterii od nabíjení při dosažení 4,25V.

Zde je například schéma desky ochrany baterie BP-6M, která byla dodána se starými telefony Nokia:

Pokud mluvíme o 18650, pak mohou být vyráběny jak s ochrannou deskou, tak bez ní. Ochranný modul je umístěn v oblasti záporného pólu baterie.

Deska zvyšuje délku baterie o 2-3 mm.

Baterie bez modulu PCB se obvykle dodávají s bateriemi s vlastními ochrannými obvody.

Jakoukoli baterii s ochranou lze snadno přeměnit na nechráněnou baterii pouhým vykucháním.

K dnešnímu dni je maximální kapacita baterie 18650 3400 mAh. Baterie s ochranou musí mít na pouzdře odpovídající označení ("Chráněno").

Nezaměňujte desku PCB s modulem PCM (PCM - power charge module). Pokud ty první slouží pouze k ochraně baterie, pak ty druhé jsou určeny k řízení procesu nabíjení – omezují nabíjecí proud na dané úrovni, řídí teplotu a celkově celý proces zajišťují. Deska PCM je to, čemu říkáme regulátor nabíjení.

Doufám, že už nezůstaly žádné otázky, jak nabíjet baterii 18650 nebo jakoukoli jinou lithiovou baterii? Poté se zaměříme na malý výběr hotových obvodových řešení pro nabíječky (stejné regulátory nabíjení).

Schémata nabíjení pro li-ion baterie

Všechny obvody jsou vhodné pro nabíjení libovolné lithiové baterie, zbývá pouze rozhodnout o nabíjecím proudu a základně prvku.

LM317

Schéma jednoduché nabíječky založené na čipu LM317 s indikátorem nabití:

Zapojení je jednoduché, celé nastavení spočívá v nastavení výstupního napětí na 4,2 V pomocí trimrového rezistoru R8 (bez připojené baterie!) a nastavení nabíjecího proudu volbou rezistorů R4, R6. Výkon rezistoru R1 je minimálně 1 watt.

Jakmile LED zhasne, lze proces nabíjení považovat za ukončený (nabíjecí proud nikdy neklesne na nulu). Po úplném nabití se nedoporučuje nechávat baterii v tomto nabití dlouhou dobu.

Čip lm317 je široce používán v různých stabilizátorech napětí a proudu (v závislosti na spínacím obvodu). Prodává se na každém rohu a obecně stojí cent (můžete si vzít 10 kusů za pouhých 55 rublů).

LM317 přichází v různých případech:

Přiřazení pinu (pinout):

Analogy čipu LM317 jsou: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (poslední dva jsou domácí výroby).

Nabíjecí proud lze zvýšit až na 3A, pokud místo LM317 vezmete LM350. Je pravda, že to bude dražší - 11 rublů / kus.

Deska s plošnými spoji a sestava obvodů jsou zobrazeny níže:

Starý sovětský tranzistor KT361 lze nahradit podobným tranzistorem p-n-p (například KT3107, KT3108 nebo buržoazní 2N5086, 2SA733, BC308A). Pokud indikátor nabití nepotřebujete, lze jej zcela odstranit.

Nevýhoda obvodu: napájecí napětí musí být v rozmezí 8-12V. To je způsobeno skutečností, že pro normální provoz mikroobvodu LM317 musí být rozdíl mezi napětím baterie a napájecím napětím alespoň 4,25 voltů. Nebude tedy možné jej napájet z USB portu.

MAX1555 nebo MAX1551

MAX1551/MAX1555 jsou specializované nabíječky pro Li+ baterie, které mohou pracovat z USB nebo ze samostatného napájecího adaptéru (například nabíječky telefonu).

Jediný rozdíl mezi těmito mikroobvody je v tom, že MAX1555 dává signál pro indikátor průběhu nabíjení a MAX1551 - signál, že je napájení zapnuto. Tito. 1555 je stále výhodnější ve většině případů, takže 1551 je nyní těžké najít na prodej.

Podrobný popis těchto čipů od výrobce -.

Maximální vstupní napětí z DC adaptéru je 7 V, při napájení z USB je to 6 V. Při poklesu napájecího napětí na 3,52 V se mikroobvod vypne a nabíjení se zastaví.

Mikroobvod sám detekuje, na kterém vstupu je napájecí napětí a je k němu připojen. Pokud je napájení dodáváno přes USB sběrnici, pak je maximální nabíjecí proud omezen na 100 mA - to umožňuje zapojit nabíječku do USB portu libovolného počítače bez obav ze spálení jižního můstku.

Při napájení ze samostatného zdroje je typický nabíjecí proud 280 mA.

Čipy mají zabudovanou ochranu proti přehřátí. Ale i v tomto případě obvod nadále funguje a snižuje nabíjecí proud o 17 mA na každý stupeň nad 110 °C.

K dispozici je funkce předběžného nabíjení (viz výše): pokud je napětí baterie nižší než 3V, mikroobvod omezí nabíjecí proud na 40 mA.

Mikroobvod má 5 pinů. Zde je typické schéma zapojení:

Pokud existuje záruka, že napětí na výstupu vašeho adaptéru nemůže za žádných okolností překročit 7 voltů, pak se bez stabilizátoru 7805 obejdete.

Na tomto lze sestavit například možnost USB nabíjení.

Mikroobvod nepotřebuje žádné externí diody ani externí tranzistory. Obecně, samozřejmě, elegantní mikruhi! Pouze jsou příliš malé, je nepohodlné pájet. A jsou stále drahé ().

LP2951

Stabilizátor LP2951 vyrábí společnost National Semiconductors (). Poskytuje implementaci vestavěné funkce omezení proudu a umožňuje generovat stabilní úroveň nabíjecího napětí pro lithium-iontovou baterii na výstupu obvodu.

Hodnota nabíjecího napětí je 4,08 - 4,26 V a nastavuje se odporem R3 při odpojení baterie. Napětí je velmi přesné.

Nabíjecí proud je 150 - 300mA, tato hodnota je omezena vnitřními obvody čipu LP2951 (záleží na výrobci).

Použijte diodu s malým zpětným proudem. Může to být například jakákoliv řada 1N400X, kterou můžete získat. Dioda se používá jako blokovací dioda zabraňující zpětnému proudu z baterie do čipu LP2951 při vypnutí vstupního napětí.

Tato nabíječka produkuje poměrně nízký nabíjecí proud, takže jakoukoli baterii 18650 lze nabíjet celou noc.

Mikroobvod lze zakoupit jak v balíčku DIP, tak v balíčku SOIC (cena je asi 10 rublů za kus).

MCP73831

Čip vám umožní vytvořit správné nabíječky, kromě toho je levnější než medializovaný MAX1555.

Typický spínací obvod je převzat z:

Důležitou výhodou obvodu je absence nízkoodporových výkonných rezistorů, které omezují nabíjecí proud. Zde se proud nastavuje odporem připojeným k 5. výstupu mikroobvodu. Jeho odpor by měl být v rozmezí 2-10 kOhm.

Sestava nabíječky vypadá takto:

Mikroobvod se během provozu docela dobře zahřívá, ale nezdá se, že by to rušilo. Plní svou funkci.

Zde je další varianta PCB s smd LED a micro usb konektorem:

LTC4054 (STC4054)

Velmi jednoduché, skvělý nápad! Umožňuje nabíjení proudem až 800 mA (viz). Je pravda, že má tendenci se velmi zahřívat, ale v tomto případě vestavěná ochrana proti přehřátí snižuje proud.

Obvod lze značně zjednodušit vyhozením jedné nebo i obou LED s tranzistorem. Pak to bude vypadat takto (souhlas, není nikde jednodušší: pár rezistorů a jeden konder):

Jedna z možností PCB je dostupná na . Deska je určena pro prvky velikosti 0805.

I = 1000/R. Neměli byste hned nastavit velký proud, nejprve se podívejte, jak moc se mikroobvod zahřeje. Pro mé účely jsem vzal odpor 2,7 kOhm, zatímco nabíjecí proud se ukázal být asi 360 mA.

Je nepravděpodobné, že by radiátor mohl být přizpůsoben tomuto mikroobvodu, a není skutečností, že bude účinný kvůli vysokému tepelnému odporu přechodu krystal-pouzdro. Výrobce doporučuje udělat chladič "přes vývody" - udělat dráhy co nejtlustší a nechat fólii pod pouzdrem mikroobvodu. A obecně platí, že čím více "zemní" fólie zbude, tím lépe.

Mimochodem, většina tepla je odváděna přes 3. nohu, takže tuto dráhu můžete udělat velmi širokou a tlustou (naplňte ji přebytečnou pájkou).

Balíček čipu LTC4054 může být označen LTH7 nebo LTADY.

LTH7 se od LTADY liší tím, že první dokáže zvednout velmi vybitou baterii (na které je napětí menší než 2,9 voltu), zatímco druhý nikoli (je třeba ji rozhoupat samostatně).

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. Před použitím některého z analogů si prohlédněte katalogové listy.

TP4056

Mikroobvod je vyroben v obalu SOP-8 (viz), na břiše má kovový chladič, který není spojen s kontakty, což umožňuje efektivněji odvádět teplo. Umožňuje nabíjet baterii proudem až 1A (proud závisí na odporu nastavení proudu).

Schéma zapojení vyžaduje minimum příloh:

Obvod realizuje klasický proces nabíjení - nejprve nabíjejte konstantním proudem, poté konstantním napětím a klesajícím proudem. Všechno je vědecké. Pokud nabíjení rozeberete krok za krokem, můžete rozlišit několik fází:

1. Sledování napětí připojené baterie (toto se děje neustále).
2. Stupeň předběžného nabití (pokud je baterie vybitá pod 2,9 V). Nabíjecí proud 1/10 z naprogramovaného odporu R prog (100 mA při R prog = 1,2 kOhm) na úroveň 2,9 V.
3. Nabíjení maximálním konstantním proudem (1000 mA při R prog = 1,2 kOhm);
4. Když baterie dosáhne 4,2 V, napětí baterie je pevně na této úrovni. Začíná postupný pokles nabíjecího proudu.
5. Když proud dosáhne 1/10 R prog naprogramovaného rezistorem (100 mA při R prog = 1,2 kOhm), nabíječka se vypne.
6. Po dokončení nabíjení regulátor pokračuje ve sledování napětí baterie (viz bod 1). Proud spotřebovaný monitorovacím obvodem je 2-3 μA. Po poklesu napětí na 4,0 V se nabíjení znovu zapne. A tak v kruhu.

Nabíjecí proud (v ampérech) se vypočítá podle vzorce I=1200/R prog. Povolené maximum je 1000 mA.

Reálný test nabíjení s baterií 18650 na 3400 mAh ukazuje graf:

Výhodou mikroobvodu je, že nabíjecí proud je nastaven pouze jedním rezistorem. Výkonné nízkoodporové odpory nejsou nutné. Navíc je zde indikátor průběhu nabíjení a také indikace konce nabíjení. Pokud není baterie připojena, indikátor jednou za několik sekund zabliká.

Napájecí napětí obvodu musí ležet v rozmezí 4,5 ... 8 voltů. Čím blíže k 4,5V - tím lépe (čip se tedy méně zahřívá).

První větev slouží k připojení teplotního čidla zabudovaného do lithium-iontové baterie (obvykle střední vývod baterie mobilního telefonu). Pokud je výstupní napětí pod 45 % nebo nad 80 % napájecího napětí, nabíjení se přeruší. Pokud nepotřebujete regulaci teploty, stačí položit tu nohu na zem.

Pozornost! Tento obvod má jednu významnou nevýhodu: nepřítomnost obvodu ochrany proti zpětnému chodu baterie. V tomto případě je zaručeno spálení regulátoru kvůli překročení maximálního proudu. V tomto případě napájecí napětí obvodu přímo dopadá na baterii, což je velmi nebezpečné.

Těsnění je jednoduché, hotové za hodinu na koleni. Pokud čas trpí, můžete si objednat hotové moduly. Někteří výrobci hotových modulů přidávají ochranu proti nadproudu a nadměrnému vybití (můžete si například vybrat, jakou desku potřebujete - s ochranou nebo bez ní a s jakým konektorem).

Sehnat lze i hotové desky s kontaktem na teplotní čidlo. Nebo dokonce nabíjecí modul s více čipy TP4056 paralelně pro zvýšení nabíjecího proudu a s ochranou proti přepólování (příklad).

LTC1734

Je to také velmi jednoduchý design. Nabíjecí proud se nastavuje odporem R prog (např. pokud vložíte odpor 3 kΩ, proud bude 500 mA).

Mikroobvody bývají na pouzdře označeny: LTRG (často je lze nalézt ve starých telefonech od Samsungu).

Tranzistor je vhodný pro jakékoli p-n-p obecně, hlavní je, že je určen pro daný nabíjecí proud.

Na tomto schématu není žádný indikátor nabití, ale na LTC1734 se říká, že pin "4" (Prog) má dvě funkce - nastavení proudu a sledování konce nabíjení baterie. Je například znázorněn obvod s řízením konce nabíjení pomocí komparátoru LT1716.

Komparátor LT1716 lze v tomto případě nahradit levným LM358.

TL431 + tranzistor

Z dostupnějších součástek asi těžko vymyslíte obvod. Zde je nejobtížnější najít zdroj referenčního napětí TL431. Ale jsou tak běžné, že se nacházejí téměř všude (zřídka to, co zdroj energie dělá bez tohoto mikroobvodu).

No a tranzistor TIP41 lze nahradit jakýmkoli jiným s vhodným kolektorovým proudem. Postačí i stará sovětská KT819, KT805 (nebo méně výkonná KT815, KT817).

Nastavení obvodu spočívá v nastavení výstupního napětí (bez baterie!!!) pomocí trimru na úrovni 4,2 voltu. Rezistor R1 nastavuje maximální hodnotu nabíjecího proudu.

Toto schéma plně implementuje dvoustupňový proces nabíjení lithiových baterií - nejprve nabíjení stejnosměrným proudem, poté přechod do fáze stabilizace napětí a plynulý pokles proudu téměř na nulu. Jedinou nevýhodou je špatná opakovatelnost obvodu (vrtošivá v nastavení a náročná na použité komponenty).

MCP73812

Existuje další nezaslouženě opomíjený mikročip od Microchip - MCP73812 (viz). Na základě toho získáte velmi rozpočtovou možnost nabíjení (a levnou!). Celá sada je pouze jeden odpor!

Mimochodem, mikroobvod je vyroben v pouzdře vhodném pro pájení - SOT23-5.

Jediným negativem je, že se velmi zahřívá a není zde žádná indikace nabití. Taky to nějak nefunguje moc spolehlivě, pokud máte zdroj s malým výkonem (který dává úbytek napětí).

Obecně platí, že pokud pro vás indikace nabití není důležitá a vyhovuje vám proud 500 mA, pak je MCP73812 velmi dobrou volbou.

NCP1835

Nabízí se plně integrované řešení - NCP1835B, poskytující vysokou stabilitu nabíjecího napětí (4,2 ± 0,05 V).

Snad jedinou nevýhodou tohoto mikroobvodu jsou příliš malé rozměry (balení DFN-10, rozměr 3x3 mm). Ne každý je schopen zajistit kvalitní pájení takových miniaturních prvků.

Z nesporných výhod bych rád poznamenal následující:

1. Minimální počet dílů karoserie.
2. Schopnost nabíjet zcela vybitou baterii (přednabíjecí proud 30 mA);
3. Definice konce nabíjení.
4. Programovatelný nabíjecí proud - až 1000 mA.
5. Indikace nabití a chyb (schopná detekovat nedobíjecí baterie a signalizovat to).
6. Dlouhodobá ochrana nabíjení (změnou kapacity kondenzátoru C t lze nastavit maximální dobu nabíjení od 6,6 do 784 minut).

Náklady na mikroobvod nejsou tak levné, ale ne tak velké (~ 1 $), aby je odmítli používat. Pokud jste přátelé s páječkou, doporučil bych se rozhodnout pro tuto možnost.

Podrobnější popis je v .

Je možné nabíjet lithium-iontovou baterii bez ovladače?

Ano můžeš. To však bude vyžadovat přísnou kontrolu nad nabíjecím proudem a napětím.

Obecně platí, že nabíjení baterie, například naší 18650 bez nabíječky, nebude fungovat vůbec. Je potřeba ještě nějak omezit maximální nabíjecí proud, tedy alespoň tu nejprimitivnější paměť, ale stále potřebnou.

Nejjednodušší nabíječka pro jakoukoli lithiovou baterii je odpor v sérii s baterií:

Odpor a ztrátový výkon rezistoru závisí na napětí napájecího zdroje, který bude použit pro nabíjení.

Pojďme jako příklad vypočítat odpor pro 5voltový zdroj. Nabíjet budeme baterii 18650 s kapacitou 2400 mAh.

Takže na samém začátku nabíjení bude pokles napětí na rezistoru:

U r \u003d 5–2,8 \u003d 2,2 V

Předpokládejme, že náš 5V napájecí zdroj je dimenzován na maximální proud 1A. Největší proud spotřebuje obvod na samém začátku nabíjení, kdy je napětí na baterii minimální a je 2,7-2,8 V.

Pozor: tyto výpočty neberou v úvahu možnost, že baterie může být velmi hluboko vybitá a napětí na ní může být mnohem nižší, až nulové.

Odpor rezistoru potřebný k omezení proudu na samém začátku nabíjení na úrovni 1 ampér by tedy měl být:

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

Ztrátový výkon rezistoru:

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

Na samém konci nabíjení baterie, když se napětí na ní blíží 4,2 V, bude nabíjecí proud:

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

To znamená, jak vidíme, všechny hodnoty nepřekračují povolené limity pro danou baterii: počáteční proud nepřekračuje maximální povolený nabíjecí proud pro danou baterii (2,4 A) a konečný proud přesahuje proud, při kterém již baterie nezíská kapacitu ( 0,24 A).

Hlavní nevýhodou takového nabíjení je nutnost neustále sledovat napětí na baterii. A ručně vypněte nabíjení, jakmile napětí dosáhne 4,2 V. Lithiové baterie totiž příliš dobře nesnášejí ani krátkodobé přepětí – hmoty elektrod začnou rychle degradovat, což nevyhnutelně vede ke ztrátě kapacity. Zároveň jsou vytvořeny všechny předpoklady pro přehřívání a odtlakování.

Pokud má vaše baterie vestavěnou ochrannou desku, o které se hovořilo o něco výše, pak je vše zjednodušeno. Po dosažení určitého napětí na baterii ji samotná deska odpojí od nabíječky. Tento způsob nabíjení má však značné nevýhody, o kterých jsme hovořili v.

Ochrana zabudovaná v baterii nedovolí její dobíjení za žádných okolností. Na vás zbývá pouze řídit nabíjecí proud tak, aby nepřekračoval povolené hodnoty pro tuto baterii (ochranné desky bohužel nabíjecí proud omezit neumí).

Nabíjení pomocí laboratorního zdroje

Pokud máte k dispozici napájecí zdroj s proudovou ochranou (omezením), jste zachráněni! Takový napájecí zdroj je již plnohodnotnou nabíječkou, která implementuje správný nabíjecí profil, o kterém jsme psali výše (CC / CV).

Pro nabíjení li-ion stačí nastavit napájení na 4,2 voltu a nastavit požadovaný proudový limit. A můžete připojit baterii.

Zpočátku, když je baterie stále vybitá, bude laboratorní zdroj pracovat v režimu proudové ochrany (tj. bude stabilizovat výstupní proud na dané úrovni). Poté, když napětí na bance stoupne na nastavených 4,2V, zdroj přejde do režimu stabilizace napětí a proud začne klesat.

Když proud klesne na 0,05-0,1C, lze baterii považovat za plně nabitou.

Jak můžete vidět, laboratorní PSU je téměř dokonalá nabíječka! Jediné, co neumí automaticky, je rozhodnout se plně nabít baterii a vypnout. To je ale drobnost, která ani nestojí za pozornost.

Jak nabíjet lithiové baterie?

A pokud se bavíme o jednorázové baterii, která není určena k dobíjení, tak správná (a jediná správná) odpověď na tuto otázku je NE.

Faktem je, že jakákoli lithiová baterie (například běžná CR2032 ve formě ploché tablety) se vyznačuje přítomností vnitřní pasivační vrstvy, která pokrývá lithiovou anodu. Tato vrstva zabraňuje tomu, aby anoda chemicky reagovala s elektrolytem. A přívod vnějšího proudu ničí výše uvedenou ochrannou vrstvu, což vede k poškození baterie.

Mimochodem, pokud mluvíme o nedobíjecí baterii CR2032, tedy LIR2032, která je jí velmi podobná, je již plnohodnotnou baterií. Může a měl by se dobíjet. Jen její napětí není 3, ale 3,6V.

Jak nabíjet lithiové baterie (ať už jde o baterii telefonu, 18650 nebo jakoukoli jinou li-ion baterii) bylo probráno na začátku článku.

85 kop/ks. Koupit MCP73812 65 rublů/kus Koupit NCP1835 83 rub/ks. Koupit *Všechny žetony s dopravou zdarma

Nabíječka z počítače PSU

Pokud máte starý počítačový zdroj, můžete pro něj najít snadné využití, zvláště pokud o něj máte zájem DIY nabíječka autobaterií.

Vzhled tohoto zařízení je znázorněn na obrázku Změna je snadno proveditelná a umožňuje nabíjet baterie s kapacitou 55 ... 65 Ah

tedy téměř jakákoli baterie.

Schéma plynulého vypínání dálkových světel

Schéma plynulého vypínání dálkových světel

V noci, když se míjejí dvě auta, vnímá řidič přepínání dálkových světlometů svého vozu na potkávací v první chvíli jako prudké snížení osvětlení vozovky, což mu namáhá zrak a vede k rychlé únavě. Pro protijedoucí řidiče je také obtížnější orientovat se v prostředí s prudkými změnami jasu světla vpředu. To v konečném důsledku snižuje bezpečnost provozu.

Udělej si sám rádiový filtr

Udělej si sám rádiový filtr

Tak jsem se rozhodl sestavit RF šumový filtr. Potřeboval ho Pro napájení autorádia ze spínaného zdroje v jednom nedávném designu. Vyzkoušel jsem jich spoustu, což jsem prostě neudělal - účinek je slabý. Nejprve jsem dal do baterie velké kapacity, připojil 3 kondenzátory na 3300 mikrofaradů 25 voltů - nepomohlo. Při napájení ze spínaného zdroje zesilovače vždy pískají, dát velké tlumivky, 150 závitů každá, někdy na W-tvaru a feritová magnetická jádra - je to zbytečné.

schéma ovládání brzdových světel udělej si sám

Ovládací zařízení brzdových světel vozidla

Toto zařízení, které si nemůžete koupit, ale snadno se montuje vlastníma rukama, je určeno pro následující, ovládá brzdové svítilny automobilu nebo motocyklu následovně: když sešlápnete brzdový pedál, svítilny pracují pulzně režim (několik kontrolka bliká na několik sekund) a poté se lampy přepnou na normální nepřetržité svícení. Brzdová světla tak při aktivaci mnohem účinněji přitahují pozornost řidičů jiných vozidel.

Spuštění 3fázového motoru od 220 voltů

Spuštění 3fázového motoru od 220 voltů

Často je potřeba vedlejší farma připojte třífázový elektromotor, ale existuje pouze jednofázová síť(220 V). Nic, jde to opravit. K motoru stačí připojit kondenzátor a bude to fungovat.

Nabíjecí obvod autobaterie

Nabíječka autobaterií pro vlastní potřebu

Ceny moderních nabíječek autobaterií neustále rostou kvůli neutuchající poptávce po nich. Již zveřejněno na našem webu několik schémat taková zařízení. A předkládám vám další zařízení: Nabíjecí obvod pro 12V autobaterii

Schéma jednoduché nabíječky autobaterií

Schéma jednoduché nabíječky autobaterií

Ve starých televizorech, které ještě fungovaly na lampách a ne na mikročipech, je proud transformátory TS-180-2

Článek ukazuje, jak z takového transformátoru vyrobit jednoduchý transformátor. DIY nabíječka baterií

Čtení

Domácí nabíječka pro olověné baterie

Domácí nabíječka pro olověné baterie

Při brouzdání po internetu jsem narazil schéma jednoduché výkonné nabíječky pro autobaterii .

Fotku tohoto zařízení můžete vidět na fotografii vlevo, pro zvětšení na ni stačí kliknout.

Téměř všechny rádiové komponenty, které používám, ze starých domácích spotřebičů, vše je sestaveno podle schématu, z dílů, které jsem pak měl na skladě. Transformátor TS-180, tranzistor P4B byl nahrazen P217V, dioda D305 byla nahrazena D243A, o něco později jsem na chladič tranzistoru V5 nainstaloval ventilátor ze starého počítačového procesoru pro dodatečné chlazení, tranzistor V4 byl také připevněna k malému radiátoru. Všechny prvky jsou umístěny na kovovém šasi, upevněny šrouby a připájeny pomocí povrchové montáže, to vše dohromady uzavírá kovový plášť, který je nyní pro ukázku odstraněn.

28-04-2014 AKTUALIZACE! Upozorňuji na doplňky a vylepšení tohoto mého projektu na Datagoru: .

V práci i doma se často musíte potýkat s bezúdržbovými 12V bateriemi s kapacitou 7,17 Ah (výčet pokračuje). Používám je v UPS, alarmových jednotkách a jako zdroje energie při cestách do přírody. Dlouho jsem přemýšlel o automatické nabíječce, ale kromě nabíjení je potřeba znát i stav baterie.
Baterie používané na výjezdy jsou využívány sezónně a pouhým nabitím v tom není jistota a baterie pracující v režimu bufferu zabezpečovací jednotky vyžaduje alespoň nějakou diagnostiku a školení.

A tak se zrodilo zařízení, které umožňuje nabíjet a vybíjet baterie s měřením kapacity v automatickém režimu.

Pracovní cyklus

Celý cyklus programu zahrnuje čtyři podcykly:
- h1 - vybití baterie na napětí 10,7 V;
- h2 - nabíjení baterie až do napětí 14,8 V;
- h3 - vybití baterie na napětí 10,7 V;
- h4 - nabíjení baterie až do napětí 14,8 V.
Pro každý dílčí cyklus se kapacita měří v ampérhodinách.
Je možné ovládat aktuální hodnotu napětí na baterii.
Je možné přeskočit zbytečné cykly.
Například okamžitě přepněte na nabíjení baterie a zastavte se (okamžitá volba cyklu h4).
Hlavním ukazatelem stavu baterie je kapacita naměřená ve třetím cyklu.

Systém

Zařízení je ovládáno. V proudotvorných řetězcích se používají oblíbené (DA1 a DA3), které jsou zařazeny podle aktuálního stabilizačního schématu. Proud je určen odporem rezistorů R2 a R16.

Nabíjecí/vybíjecí proud jsem zvolil 600 mA. Tímto proudem se na rezistorech rozptýlí 3 watty, proto jsem dal do série tři odpory, každý 2 watty. Při takovém zapojení je jednodušší vytočit odpor 8,3333 Ohm, bodoval jsem, ze tří rezistorů 3,3 + 3,3 + 1,74 Ohm, třída přesnosti 1% (pro MLT - P). Tranzistorové klíče VT1 a VT3 zahrnují nabíjecí a vybíjecí obvody. Měřící napětí je odstraněno z děliče R10 - R12.
Zobrazovací jednotka je sestavena na dvou posuvných registrech, třímístném ukazateli se společnou anodou.
Paralelně s odpory R2, R16 jsou připojeny LED diody pro indikaci nabíjení/vybíjení.

Konstrukce a detaily

Foto 1.

Konstrukčně je nabíječka (dále jen nabíječka) vyrobena na plošném spoji o rozměru 100x80 mm, vyrobeném technologií LU. Před montáží prvků je třeba nainstalovat několik propojek. Diody VD1, VD3 jsou křemíkové pro stejnosměrný proud minimálně 3A. Stabilizátory DA1, DA3 lze nahradit KR142EN5A nebo podobnými.

Tranzistory VT1, VT3 jsou vhodné pro jakékoli pole s izolovaným hradlem, n-kanál pro stejnosměrný proud minimálně 5 A a napětí drain-source minimálně 30 Voltů, použil jsem tranzistory převzaté ze starých základních desek.

Rezistor R11 je víceotáčkový, nutný pro přesné nastavení napětí z děliče. Zenerova dioda VD2 na 5 voltů, použil jsem KS156. Do zobrazovací jednotky se vejdou jakékoli vhodné třímístné sedmisegmentové indikátory se společnou anodou. Registry K555IR23 lze použít v jiných řadách (155, 1533) nebo importovaných analogech SN74LS374.

Na desce plošných spojů jsou vedle tlačítka kontakty pro připojení dálkového tlačítka (v případě potřeby).

Foto 2.

Stabilizátory DA1, DA3 jsou instalovány na chladiči schopném odvést 5 wattů tepelné energie při přijatelné teplotě chladiče. DA2 byl původně instalován na desce s plošnými spoji, ale pro snížení montážní výšky byl přemístěn na stejný chladič, konstrukčně fungující jako zadní stěna.
Tranzistory VT1 a VT3 jsou na desce instalovány z tiskové strany.
Tělo konstrukce je vyrobeno z fóliového sklolaminátu a lakováno.
Nápisy jsou vytištěny na průhledné matné samolepicí fólii laserovou tiskárnou.

Foto 3.

Nabíječka je napájena standardním zástrčkovým napájecím zdrojem pro 24 V, 0,8 A,
Mohou být také použity jiné vhodné napájecí zdroje.
Napájecí napětí by nemělo překročit 35 Voltů (omezeno parametry DA1 a DA2), ale zvýšení napětí negativně ovlivňuje účinnost paměti.
Spodní mez napájecího napětí je omezena minimálním napětím na DA1, při kterém je dosaženo stabilizace (1,1v + 2v + 5v + 15v = 23,1v). Při použití zdroje s velkým zvlněním výstupního napětí je třeba tuto hodnotu vzít v úvahu.

Program

Program je napsán v assembleru. Pro zvýšení přesnosti měření hodnoty napětí na baterii je provedeno 8 měření, po kterých následuje získání aritmetického průměru. Kontrast indikátoru je 1/100.

Popis principu informačního výstupu

Všechny hodnoty kapacity a napětí se zobrazují na indikátoru ve 2 stupních:
- na 1 sekundu se zobrazí název proměnné (h1, h2, h3, h4, U)
Název proměnné se zobrazí se zarovnáním vpravo.
- do 6 sekund se zobrazí hodnota proměnné ve formátu XX, X
Všechny hodnoty se zobrazují s přesností na desetiny, kapacita v ampérhodinách, napětí ve voltech.
Pokud zobrazená proměnná neodpovídá aktuálnímu režimu, pak se vlevo od názvu proměnné zobrazí číslo aktuálního režimu oddělené tečkou.
Příklady výstupů:
- h2 – provádí se druhý režim, hodnota kapacity druhého režimu, tzn. nabít;
- 3.h1 – provede se třetí režim (vybití), hodnota kapacity prvního režimu;
- 3.U - aktuální režim je třetí, hodnota napětí na baterii v tuto chvíli.
Na konci všech cyklů nabíjení-vybíjení (po čtvrtém) se zobrazí End.

Při listování proměnnými se v názvu proměnných zobrazuje Eh2 (program je u konce, kapacita druhého režimu, tj. nabíjení).
Pokud měřič kapacity přeteče (jakýkoli cyklus trval déle než 170 hodin), všechny režimy se ukončí a zobrazí se Err. Při listování hodnotami se v názvu proměnné zobrazuje rh3 (chyba měření, kapacita třetího cyklu).

Popis činnosti nabíječky

- připojte baterii, připojte napájení, na indikátoru se zobrazí pomlčky ---.
- krátkým stisknutím tlačítka (méně než 3 sec.) zapneme začátek programu.
Indikátor zobrazuje hodnotu kapacity prvního režimu (h1, vybití).
Když napětí na baterii dosáhne 10,7 V, program se přepne do druhého režimu.
Nabíjení baterie pokračuje až do napětí 14,8 V, indikátor ukazuje hodnotu kapacity druhého režimu (h2, nabíjení).
Třetí a čtvrtý cyklus jsou podobné.
Po skončení čtvrtého cyklu indikátor zobrazí signál o konci programu End.
Nepotřebné cykly můžete přeskočit dlouhým stisknutím tlačítka (více než 3 sekundy), přičemž na indikátoru se zobrazí další režim. (dlouhým stisknutím prvního cyklu přepnete zařízení na druhý, z 2 na 3 atd.).
Když program běží, je možné listovat proměnnými krátkým stisknutím tlačítka (méně než 3 sekundy). Paging se provádí v kruhu (h1-h2-h3-h4-U-h1…) počínaje aktuálním režimem.

Po skončení programu bude zařízení po neomezenou dobu v pohotovostním režimu pro prohlížení naměřených hodnot při udržování napětí na baterii v rozmezí 13,1 - 13,8 V.

Pokud dojde k chybě měření, přístroj vypne všechny režimy a zobrazí chybová hlášení Err, poté je možné procházet přijatými hodnotami.

Pro spolehlivé používání nabíječky je zapotřebí alespoň 5 voltů na svorkách baterie. Připojením baterie s nulovým počátečním napětím ji nabíječka začne nabíjet, dále bude záležet na kapacitě baterie. Při dostatečné kapacitě se přístroj přepne na druhý cyklus (nabití) a nabije baterii, při nedostatku kapacity budou na displeji blikat pomlčky.

Fotografie 4.

Nastavení

Po sestavení a kontrole správné instalace je nutné voltmetr zkalibrovat.
K tomu připojíme baterii, zapneme napájení, zapneme jeden z režimů (nabíjení nebo vybíjení), nastavíme indikaci napětí, na svorky baterie připojíme vzorový voltmetr a natočíme osu rezistoru R11 tak, abychom dosáhli správné hodnoty napětí. Použil jsem Voltmetr s třídou přesnosti 0,5 % (Voltmetr E544) a zkontroloval jsem linearitu odečtů v oblasti od 9 do 15 Voltů, hodnoty byly v celé oblasti stejné.

MK využívá interní generátor hodin, výrobce slibuje frekvenční přesnost 1 %, pro milovníky přesnosti je v archivu program test.hex, který na ukazateli zobrazuje reálný čas (v minutách). Pomocí tohoto firmwaru si můžete pohrát s továrním proměnným oscilátorem a získat vyšší přesnost časování.

Program je napsán tak, že mám chybu menší než 1 sekundu s tovární proměnnou po dobu 30 minut.
Minuty jsou zobrazeny dvěma nejvýznamnějšími číslicemi v hexadecimální soustavě.

Při úpravě se ukázalo, že KRENKy mají různá výstupní napětí (na R2 a R16), rozdíl byl 0,2 Voltu. Pro kompenzaci proudu odebíraného MK (5 mA) vyšším napětím je na místo DA1 instalován stabilizátor.

Pokud je to možné, můžete pro ověření změřit nabíjecí a vybíjecí proud baterie připojením ampérmetru k obvodu baterie. Dostal jsem nabíjecí proud 605 mA, vybíjecí proud 607 mA, měřeno ampérmetrem E525. Ukázalo se, že proudy jsou větší než vypočítané. proud LED (R3, LED1 a R17, LED2) se nebere v úvahu, proud LED lze snížit na 1 mA zvýšením odporů R3, R17 na 5KΩ.