Posúdenie charakteristík konkrétnej nabíjačky je ťažké bez toho, aby sme pochopili, ako by mal príkladný náboj skutočne prúdiť li-ion batéria A. Preto, než prejdeme priamo k diagramom, spomeňme si na malú teóriu.

Čo sú to lítiové batérie?

V závislosti od materiálu, z ktorého je kladná elektróda lítiovej batérie vyrobená, existuje niekoľko odrôd:

• s lítium-kobaltátovou katódou;
• s katódou na báze lítiového fosforečnanu železitého;
• na báze nikel-kobalt-hliník;
• na báze nikel-kobalt-mangán.

Všetky tieto batérie majú svoje vlastné charakteristiky, ale keďže tieto nuansy nemajú pre bežného spotrebiteľa zásadný význam, nebudú sa v tomto článku brať do úvahy.

Všetky lítium-iónové batérie sa tiež vyrábajú v rôznych veľkostiach a tvarových faktoroch. Môžu byť buď obalené (napríklad dnes populárny 18650), alebo laminované či hranolové (gél-polymérové ​​batérie). Posledne menované sú hermeticky uzavreté vrecká vyrobené zo špeciálnej fólie, ktoré obsahujú elektródy a elektródovú hmotu.

Najbežnejšie veľkosti lítium-iónových batérií sú uvedené v tabuľke nižšie (všetky majú menovité napätie 3,7 voltu):

Označenie	Štandardná veľkosť	Podobná veľkosť
XXYY0, Kde XX- označenie priemeru v mm, YY- hodnota dĺžky v mm, 0 - odráža dizajn vo forme valca	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø zodpovedá AAA, ale polovičná dĺžka)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, dĺžka CR2
	14430	Ø 14 mm (rovnaké ako AA), ale kratšia dĺžka
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (alebo 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (alebo 150A/300P)
	18650	2xCR123 (alebo 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	S
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Vnútorné elektrochemické procesy prebiehajú rovnakým spôsobom a nezávisia od tvarového faktora a dizajnu batérie, takže všetko uvedené nižšie platí rovnako pre všetky lítiové batérie.

Ako správne nabíjať lítium-iónové batérie

Väčšina správna cesta Lítiové batérie sa nabíjajú v dvoch fázach. Toto je metóda, ktorú Sony používa vo všetkých svojich nabíjačkách. Napriek zložitejšiemu regulátoru nabíjania to zaisťuje úplnejšie nabitie li-ion batérií bez zníženia ich životnosti.

Tu hovoríme o dvojstupňovom profile nabíjania pre lítiové batérie, skrátene CC/CV (konštantný prúd, konštantné napätie). Existujú aj možnosti s impulznými a krokovými prúdmi, ale v tomto článku sa o nich nehovorí. Viac o nabíjaní pulzný prúd sa dá čítať.

Pozrime sa teda na obe fázy nabíjania podrobnejšie.

1. V prvej fáze Musí byť zabezpečený konštantný nabíjací prúd. Aktuálna hodnota je 0,2-0,5C. Pre zrýchlené nabíjanie je povolené zvýšiť prúd na 0,5-1,0C (kde C je kapacita batérie).

Napríklad pre batériu s kapacitou 3000 mAh je nominálny nabíjací prúd na prvom stupni 600-1500 mA a zrýchlený nabíjací prúd môže byť v rozsahu 1,5-3A.

Na zabezpečenie konštantného nabíjacieho prúdu danej hodnoty musí byť obvod nabíjačky schopný zvýšiť napätie na svorkách batérie. Nabíjačka totiž v prvom stupni funguje ako klasický stabilizátor prúdu.

Dôležité: Ak plánujete nabíjať batérie so vstavanou ochrannou doskou (PCB), potom sa pri navrhovaní obvodu nabíjačky musíte uistiť, že napätie nečinný pohyb obvody nikdy nebudú môcť prekročiť 6-7 voltov. V opačnom prípade môže dôjsť k poškodeniu ochrannej dosky.

V momente, keď napätie na batérii stúpne na 4,2 V, batéria získa približne 70-80 % svojej kapacity (konkrétna hodnota kapacity bude závisieť od nabíjacieho prúdu: pri zrýchlenom nabíjaní to bude o niečo menej, pri nominálny poplatok - trochu viac). Tento moment znamená koniec prvej etapy nabíjania a slúži ako signál pre prechod do druhej (a konečnej) etapy.

2. Druhá fáza nabíjania- toto je nabitie batérie konštantné napätie, ale s postupne klesajúcim (klesajúcim) prúdom.

V tejto fáze nabíjačka udržiava na batérii napätie 4,15-4,25 voltov a riadi aktuálnu hodnotu.

Keď sa kapacita zvýši, nabíjací prúd sa zníži. Akonáhle jeho hodnota klesne na 0,05-0,01C, proces nabíjania sa považuje za ukončený.

Dôležitou nuansou fungovania správnej nabíjačky je jej úplné vypnutie z batérie po dokončení nabíjania. Je to spôsobené tým, že pre lítiové batérie je mimoriadne nežiaduce, aby zostali dlhší čas pod vysokým napätím, ktoré zvyčajne poskytuje nabíjačka (t.j. 4,18-4,24 voltov). To vedie k zrýchlenej degradácii chemické zloženie batérie a v dôsledku toho zníženie jej kapacity. Dlhodobý pobyt znamená desiatky a viac hodín.

Počas druhej fázy nabíjania sa batérii podarí získať približne o 0,1-0,15 viac svojej kapacity. Celkové nabitie batérie tak dosahuje 90-95%, čo je výborný ukazovateľ.

Pozreli sme sa na dve hlavné fázy nabíjania. Pokrytie problematiky nabíjania lítiových batérií by však bolo neúplné, keby sa nespomínala ďalšia etapa nabíjania – tzv. prednabitie.

Fáza predbežného nabíjania (predbežné nabíjanie)- tento stupeň sa používa iba pri hlboko vybitých batériách (pod 2,5 V), aby sa dostali do normálneho prevádzkového režimu.

V tejto fáze je nabíjanie zabezpečené DC znížená hodnota, kým napätie batérie nedosiahne 2,8 V.

Predbežná fáza je potrebná na to, aby sa zabránilo opuchu a odtlakovaniu (alebo dokonca výbuchu ohňom) poškodených batérií, ktoré majú napríklad vnútorný skrat medzi elektródami. Ak okamžite prejdete cez takúto batériu vysoký prúd nabitie, to nevyhnutne povedie k jeho zahriatiu a potom v závislosti od vášho šťastia.

Ďalšou výhodou prednabíjania je predhrievanie batérie, čo je dôležité pri nabíjaní pri nízke teploty životné prostredie(v nevykurovanej miestnosti v chladnom období).

Inteligentné nabíjanie by malo byť schopné kontrolovať napätie na batérii počas predbežná fáza nabitie a ak napätie na dlhú dobu nestúpa, dospejte k záveru, že batéria je chybná.

Všetky fázy nabíjania lítium-iónovej batérie (vrátane fázy predbežného nabíjania) sú schematicky znázornené v tomto grafe:

Prekročenie nominálnej hodnoty nabíjacie napätie o 0,15 V môže znížiť životnosť batérie o polovicu. Zníženie nabíjacieho napätia o 0,1 voltu znižuje kapacitu nabitého akumulátora asi o 10 %, ale výrazne predlžuje jeho životnosť. Napätie plne nabitej batérie po vybratí z nabíjačky je 4,1-4,15 voltov.

Dovoľte mi zhrnúť vyššie uvedené a načrtnúť hlavné body:

1. Aký prúd by som mal použiť na nabíjanie lítium-iónovej batérie (napríklad 18650 alebo akejkoľvek inej)?

Prúd bude závisieť od toho, ako rýchlo ho chcete nabíjať a môže sa pohybovať od 0,2 C do 1 C.

Napríklad pre batériu 18650 s kapacitou 3400 mAh, minimálny prúd nabíjanie je 680 mA a maximálne 3400 mA.

2. Ako dlho trvá nabitie napríklad to isté nabíjateľné batérie 18650?

Čas nabíjania priamo závisí od nabíjacieho prúdu a vypočíta sa pomocou vzorca:

T = C / účtujem.

Napríklad doba nabíjania našej 3400 mAh batérie s prúdom 1A bude približne 3,5 hodiny.

3. Ako správne nabíjať lítium-polymérovú batériu?

akýkoľvek lítiové batérieúčtovať rovnako. Nezáleží na tom, či ide o lítium polymér alebo lítium ión. Pre nás, spotrebiteľov, v tom nie je žiadny rozdiel.

Čo je ochranná doska?

Ochranná doska (alebo PCB - doska riadenia výkonu) je určená na ochranu proti skrat, prebíjanie a nadmerné vybíjanie lítiovej batérie. Do ochranných modulov je spravidla zabudovaná aj ochrana proti prehriatiu.

Z bezpečnostných dôvodov je zakázané používať lítiové batérie v domácich spotrebičoch, pokiaľ nemajú zabudovanú ochrannú dosku. To je dôvod, prečo všetky batérie mobilných telefónov majú vždy dosku plošných spojov. Výstupné svorky batérie sú umiestnené priamo na doske:

Tieto dosky používajú šesťnohý regulátor nabíjania na špecializovanom zariadení (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 a ďalšie analógy). Úlohou tohto ovládača je odpojiť batériu od záťaže pri úplnom vybití batérie a odpojiť batériu od nabíjania pri dosiahnutí 4,25V.

Tu je napríklad schéma dosky ochrany batérie BP-6M, ktorá bola dodávaná so starými telefónmi Nokia:

Ak hovoríme o 18650, môžu byť vyrobené s ochrannou doskou alebo bez nej. Ochranný modul sa nachádza v blízkosti záporného pólu batérie.

Doska zväčšuje dĺžku batérie o 2-3 mm.

Batérie bez modulu PCB sú zvyčajne súčasťou batérií, ktoré sa dodávajú s vlastnými ochrannými obvodmi.

Akákoľvek batéria s ochranou sa môže ľahko zmeniť na batériu bez ochrany, stačí ju vykuchať.

Randiť maximálna kapacita Batéria 18650 má kapacitu 3400 mAh. Batérie s ochranou musia mať na obale zodpovedajúce označenie („Chránené“).

Nezamieňajte dosku PCB s modulom PCM (PCM - power charge module). Ak prvé slúžia len na ochranu batérie, tak tie druhé sú určené na riadenie procesu nabíjania – obmedzujú nabíjací prúd na danej úrovni, kontrolujú teplotu a vo všeobecnosti zabezpečujú celý proces. Doska PCM je to, čo nazývame regulátor nabíjania.

Dúfam, že teraz nezostali žiadne otázky, ako nabíjať batériu 18650 alebo inú lítiovú batériu? Potom prejdeme k malému výberu hotových obvodových riešení pre nabíjačky (rovnaké regulátory nabíjania).

Schémy nabíjania lítium-iónových batérií

Všetky obvody sú vhodné na nabíjanie akejkoľvek lítiovej batérie, stačí sa len rozhodnúť nabíjací prúd a základňa prvkov.

LM317

Schéma jednoduchej nabíjačky založenej na čipe LM317 s indikátorom nabitia:

Zapojenie je najjednoduchšie, celé nastavenie spočíva v nastavení výstupného napätia na 4,2 V pomocou trimovacieho odporu R8 (bez pripojenej batérie!) a nastavení nabíjacieho prúdu voľbou odporov R4, R6. Výkon odporu R1 je najmenej 1 Watt.

Akonáhle LED zhasne, proces nabíjania možno považovať za ukončený (nabíjací prúd nikdy neklesne na nulu). Po úplnom nabití sa neodporúča nechávať batériu nabitú dlhú dobu.

Mikroobvod lm317 je široko používaný v rôznych stabilizátoroch napätia a prúdu (v závislosti od obvodu pripojenia). Predáva sa na každom rohu a stojí haliere (môžete si vziať 10 kusov len za 55 rubľov).

LM317 sa dodáva v rôznych krytoch:

Priradenie pinu (pinout):

Analógy čipu LM317 sú: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (posledné dva sa vyrábajú doma).

Nabíjací prúd sa môže zvýšiť na 3A, ak namiesto LM317 vezmete LM350. Bude to však drahšie - 11 rubľov / kus.

Doska s plošnými spojmi a zostava obvodov sú zobrazené nižšie:

Starý sovietsky tranzistor KT361 je možné nahradiť podobným pnp tranzistor(napríklad KT3107, KT3108 alebo buržoázne 2N5086, 2SA733, BC308A). Ak indikátor nabitia nie je potrebný, dá sa úplne odstrániť.

Nevýhoda obvodu: napájacie napätie musí byť v rozmedzí 8-12V. Je to spôsobené tým, že pre normálna operácia LM317 mikroobvod, rozdiel medzi napätím batérie a napájacím napätím musí byť aspoň 4,25 V. Nebude ho teda možné napájať z USB portu.

MAX1555 alebo MAX1551

MAX1551/MAX1555 sú špecializované nabíjačky pre Li+ batérie, schopné prevádzky z USB alebo zo samostatného napájacieho adaptéra (napríklad nabíjačky telefónu).

Jediný rozdiel medzi týmito mikroobvodmi je v tom, že MAX1555 vydáva signál, ktorý indikuje proces nabíjania, a MAX1551 vydáva signál, že je napájanie zapnuté. Tie. Vo väčšine prípadov sa stále uprednostňuje 1555, takže 1551 je teraz ťažké nájsť na predaj.

Podrobný popis týchto mikroobvodov od výrobcu je.

Maximálne vstupné napätie z DC adaptéra je 7 V, pri napájaní cez USB - 6 V. Keď napájacie napätie klesne na 3,52 V, mikroobvod sa vypne a nabíjanie sa zastaví.

Mikroobvod sám zistí, na ktorom vstupe je prítomné napájacie napätie a pripojí sa k nemu. Ak je napájanie dodávané cez zbernicu USB, potom maximálny prúd Nabíjanie je obmedzené na 100 mA - to vám umožní zapojiť nabíjačku do USB portu akéhokoľvek počítača bez strachu, že spálite južný mostík.

Pri napájaní zo samostatného zdroja napájania, typická hodnota Nabíjací prúd je 280 mA.

Čipy majú zabudovanú ochranu proti prehriatiu. Ale aj v tomto prípade obvod pokračuje v činnosti a znižuje nabíjací prúd o 17 mA na každý stupeň nad 110 ° C.

K dispozícii je funkcia predbežného nabíjania (pozri vyššie): pokiaľ je napätie batérie nižšie ako 3 V, mikroobvod obmedzí nabíjací prúd na 40 mA.

Mikroobvod má 5 kolíkov. Tu typický diagram inklúzie:

Ak existuje záruka, že napätie na výstupe vášho adaptéra nemôže za žiadnych okolností prekročiť 7 voltov, môžete sa zaobísť bez stabilizátora 7805.

Možnosť USB nabíjania sa dá namontovať napríklad na tento.

Mikroobvod nevyžaduje externé diódy ani externé tranzistory. Vo všeobecnosti, samozrejme, nádherné maličkosti! Len sú príliš malé a nepohodlné na spájkovanie. A sú tiež drahé ().

LP2951

Stabilizátor LP2951 vyrába spoločnosť National Semiconductors (). Poskytuje implementáciu vstavanej funkcie obmedzenia prúdu a umožňuje generovať stabilnú úroveň nabíjacieho napätia pre lítium-iónovú batériu na výstupe obvodu.

Nabíjacie napätie je 4,08 - 4,26 voltov a nastavuje sa odporom R3 pri odpojení batérie. Napätie je udržiavané veľmi presne.

Nabíjací prúd je 150 - 300mA, táto hodnota je limitovaná vnútornými obvodmi čipu LP2951 (v závislosti od výrobcu).

Použite diódu s malým spätným prúdom. Môže to byť napríklad ktorýkoľvek zo série 1N400X, ktorý si môžete zakúpiť. Dióda sa používa ako blokovacia dióda, aby sa zabránilo spätný prúd z batérie na čip LP2951, keď je vstupné napätie vypnuté.

Táto nabíjačka produkuje pomerne nízky nabíjací prúd, takže akákoľvek batéria 18650 sa môže nabíjať cez noc.

Mikroobvod je možné zakúpiť v balení DIP aj v balení SOIC (stojí asi 10 rubľov za kus).

MCP73831

Čip vám umožňuje vytvoriť správne nabíjačky a je tiež lacnejší ako veľmi medializovaný MAX1555.

Typická schéma zapojenia je prevzatá z:

Dôležitou výhodou obvodu je absencia výkonných odporov s nízkym odporom, ktoré obmedzujú nabíjací prúd. Tu je prúd nastavený odporom pripojeným k 5. kolíku mikroobvodu. Jeho odpor by mal byť v rozmedzí 2-10 kOhm.

Zostavená nabíjačka vyzerá takto:

Mikroobvod sa počas prevádzky celkom dobre zahrieva, ale nezdá sa, že by ho to obťažovalo. Svoju funkciu plní.

Tu je ďalšia verzia dosky plošných spojov s SMD LED a micro-USB konektorom:

LTC4054 (STC4054)

Veľmi jednoduchý obvod, skvelá možnosť! Umožňuje nabíjanie prúdom až 800 mA (pozri). Je pravda, že má tendenciu sa veľmi zahrievať, ale v tomto prípade vstavaná ochrana proti prehriatiu znižuje prúd.

Obvod sa dá výrazne zjednodušiť vyhodením jednej alebo aj oboch LED s tranzistorom. Potom to bude vyzerať takto (musíte uznať, že to nemôže byť jednoduchšie: pár rezistorov a jeden kondenzátor):

Jedna z možností dosky plošných spojov je dostupná na . Doska je určená pre prvky štandardnej veľkosti 0805.

I = 1000/R. Nemali by ste okamžite nastaviť vysoký prúd; najprv skontrolujte, ako sa zahrieva mikroobvod. Pre moje účely som vzal odpor 2,7 kOhm a nabíjací prúd sa ukázal byť asi 360 mA.

Je nepravdepodobné, že bude možné prispôsobiť radiátor tomuto mikroobvodu a nie je pravda, že to bude účinné kvôli vysokému tepelnému odporu spojenia kryštál-puzdro. Výrobca odporúča urobiť chladič „cez vývody“ – čo najhrubšie stopy a ponechať fóliu pod telom čipu. Vo všeobecnosti platí, že čím viac „zemnej“ fólie zostane, tým lepšie.

Mimochodom, väčšina tepla sa odvádza cez 3. nohu, takže toto cesto môžete urobiť veľmi široké a hrubé (naplňte ho nadmerné množstvo spájka).

Balík čipu LTC4054 môže byť označený ako LTH7 alebo LTADY.

LTH7 sa líši od LTADY v tom, že prvý dokáže zdvihnúť veľmi vybitú batériu (na ktorej je napätie menšie ako 2,9 voltu), zatiaľ čo druhý nie (treba ju kývať samostatne).

Čip sa ukázal ako veľmi úspešný, takže má veľa analógov: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, IT4054, WPM61054, YPT61054, YPT6181, 2, HX6001 LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Pred použitím ktoréhokoľvek z analógov si prečítajte technické listy.

TP4056

Mikroobvod je vyrobený v kryte SOP-8 (pozri), na bruchu má kovový chladič, ktorý nie je spojený s kontaktmi, čo umožňuje efektívnejší odvod tepla. Umožňuje nabíjanie batérie prúdom až 1A (prúd závisí od odporu nastavenia prúdu).

Schéma zapojenia vyžaduje minimum závesných prvkov:

Obvod realizuje klasický proces nabíjania - najskôr nabíjanie konštantným prúdom, potom konštantným napätím a klesajúcim prúdom. Všetko je vedecké. Ak sa pozriete na nabíjanie krok za krokom, môžete rozlíšiť niekoľko fáz:

1. Monitorovanie napätia pripojenej batérie (toto sa deje neustále).
2. Fáza predbežného nabíjania (ak je batéria vybitá pod 2,9 V). Nabíjajte prúdom 1/10 z naprogramovaného odporu R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm) na úroveň 2,9 V.
3. Nabíjanie maximálnym konštantným prúdom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
4. Keď batéria dosiahne 4,2 V, napätie na batérii sa zafixuje na tejto úrovni. Začína sa postupné znižovanie nabíjacieho prúdu.
5. Keď prúd dosiahne 1/10 prúdu naprogramovaného odporom R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm) Nabíjačka vypnúť.
6. Po dokončení nabíjania regulátor naďalej monitoruje napätie batérie (pozri bod 1). Prúd spotrebovaný monitorovacím obvodom je 2-3 µA. Po poklese napätia na 4,0 V sa nabíjanie znova spustí. A tak ďalej v kruhu.

Nabíjací prúd (v ampéroch) sa vypočíta podľa vzorca I = 1200/R prog. Prípustné maximum je 1000 mA.

Reálny test nabíjania s 3400 mAh 18650 batériou je znázornený v grafe:

Výhodou mikroobvodu je, že nabíjací prúd je nastavený iba jedným odporom. Nie sú potrebné výkonné odpory s nízkym odporom. Navyše je tu indikátor priebehu nabíjania, ako aj indikácia konca nabíjania. Keď nie je pripojená batéria, indikátor každých pár sekúnd bliká.

Napájacie napätie obvodu by malo byť v rozmedzí 4,5...8 voltov. Čím bližšie k 4,5V, tým lepšie (čip sa teda menej zahrieva).

Prvá noha slúži na pripojenie teplotného senzora zabudovaného do lítium-iónovej batérie (zvyčajne stredný vývod batérie mobilného telefónu). Ak je výstupné napätie pod 45 % alebo nad 80 % napájacieho napätia, nabíjanie sa preruší. Ak nepotrebujete reguláciu teploty, položte tú nohu na zem.

Pozor! Táto schéma má jednu významná nevýhoda: Chýbajúci obvod ochrany proti prepólovaniu batérie. V tomto prípade je zaručené, že regulátor vyhorí v dôsledku prekročenia maximálneho prúdu. V tomto prípade napájacie napätie obvodu ide priamo do batérie, čo je veľmi nebezpečné.

Signet je jednoduchý a dá sa urobiť za hodinu na kolene. Ak je čas dôležitý, môžete si objednať hotové moduly. Niektorí výrobcovia hotových modulov pridávajú ochranu proti nadprúdu a nadmernému vybitiu (napríklad si môžete vybrať, ktorú dosku potrebujete - s ochranou alebo bez nej a s akým konektorom).

Môžete tiež nájsť hotové dosky s kontaktom umiestneným pod teplotný senzor. Alebo dokonca nabíjací modul s niekoľkými paralelnými mikroobvodmi TP4056 na zvýšenie nabíjacieho prúdu a s ochranou proti prepólovaniu (príklad).

LTC1734

Tiež veľmi jednoduchá schéma. Nabíjací prúd sa nastavuje odporom R prog (ak napríklad nainštalujete odpor 3 kOhm, prúd bude 500 mA).

Mikroobvody sú zvyčajne označené na puzdre: LTRG (často ich možno nájsť v starých telefónoch Samsung).

Tranzistor bude v pohode akékoľvek p-n-p, hlavná vec je, že je určený pre daný nabíjací prúd.

Na uvedenom diagrame nie je žiadny indikátor nabíjania, ale na LTC1734 sa hovorí, že kolík „4“ (Prog) má dve funkcie - nastavenie prúdu a sledovanie konca nabitia batérie. Napríklad je znázornený obvod s riadením konca nabíjania pomocou komparátora LT1716.

Porovnávač LT1716 v tomto prípade možno nahradiť lacným LM358.

TL431 + tranzistor

Asi ťažko vymyslíte obvod s použitím cenovo dostupnejších komponentov. Najťažšie je tu nájsť zdroj referenčné napätie TL431. Ale sú také bežné, že sa nachádzajú takmer všade (zriedkakedy sa zdroj energie zaobíde bez tohto mikroobvodu).

Tranzistor TIP41 je možné nahradiť akýmkoľvek iným s vhodným kolektorovým prúdom. Poslúži aj starý sovietsky KT819, KT805 (alebo menej výkonný KT815, KT817).

Nastavenie obvodu spočíva v nastavení výstupného napätia (bez batérie!!!) pomocou trimovacieho odporu na 4,2 voltov. Rezistor R1 nastavuje maximálnu hodnotu nabíjacieho prúdu.

Tento obvod plne implementuje dvojstupňový proces nabíjania lítiových batérií - najprv nabíjanie jednosmerným prúdom, potom prechod do fázy stabilizácie napätia a plynulé zníženie prúdu takmer na nulu. Jedinou nevýhodou je slabá opakovateľnosť obvodu (je rozmarný v nastavení a náročný na použité komponenty).

MCP73812

Existuje ďalší nezaslúžene zanedbávaný mikroobvod od spoločnosti Microchip - MCP73812 (pozri). Na jej základe sa ukazuje veľmi možnosť rozpočtu nabíjanie (a lacné!). Celá súprava tela je len jeden odpor!

Mimochodom, mikroobvod je vyrobený v balení šetrnom k ​​spájke - SOT23-5.

Jediným negatívom je, že sa veľmi zahrieva a nie je tam žiadna indikácia nabitia. Tiež to nejako nefunguje veľmi spoľahlivo, ak máte zdroj s nízkou spotrebou energie (čo spôsobuje pokles napätia).

Vo všeobecnosti, ak pre vás nie je dôležitá indikácia nabitia a vyhovuje vám prúd 500 mA, potom je MCP73812 veľmi dobrou voľbou.

NCP1835

Ponúka sa plne integrované riešenie - NCP1835B, poskytujúce vysokú stabilitu nabíjacieho napätia (4,2 ± 0,05 V).

Možno jedinou nevýhodou tohto mikroobvodu je, že je tiež miniatúrna veľkosť(puzdro DFN-10, rozmer 3x3 mm). Nie každý dokáže zabezpečiť kvalitné spájkovanie takýchto miniatúrnych prvkov.

Medzi nepopierateľné výhody by som rád poznamenal nasledovné:

1. Minimálny počet častí tela.
2. Možnosť nabíjania úplne vybitej batérie (prednabíjací prúd 30 mA);
3. Určenie konca nabíjania.
4. Programovateľný nabíjací prúd - až 1000 mA.
5. Indikácia nabitia a chyby (schopná rozpoznať nenabíjateľné batérie a signalizovať to).
6. Ochrana proti dlhodobému nabíjaniu (zmenou kapacity kondenzátora C t môžete nastaviť maximálny čas nabíjanie od 6,6 do 784 minút).

Náklady na mikroobvod nie sú práve lacné, ale ani také vysoké (~ 1 $), že by bolo zbytočné ho používať. Ak vám vyhovuje spájkovačka, odporučil by som zvoliť túto možnosť.

Viac Detailný popis je v .

Môžem nabíjať lítium-iónovú batériu bez ovládača?

Áno môžeš. To si však bude vyžadovať dôkladnú kontrolu nabíjacieho prúdu a napätia.

Vo všeobecnosti nebude možné nabíjať batériu, napríklad našu 18650, bez nabíjačky. Stále musíte nejako obmedziť maximálny nabíjací prúd, takže bude stále potrebná aspoň najprimitívnejšia pamäť.

Najjednoduchšou nabíjačkou pre akúkoľvek lítiovú batériu je rezistor zapojený do série s batériou:

Odpor a strata výkonu rezistora závisia od napätia zdroja energie, ktorý sa použije na nabíjanie.

Ako príklad si vypočítajme odpor pre 5V napájací zdroj. Nabíjať budeme batériu 18650 s kapacitou 2400 mAh.

Takže na samom začiatku nabíjania bude pokles napätia na rezistore:

U r = 5 - 2,8 = 2,2 voltov

Povedzme, že náš 5V napájací zdroj je dimenzovaný na maximálny prúd 1A. Obvod spotrebuje najvyšší prúd na samom začiatku nabíjania, keď je napätie na batérii minimálne a dosahuje 2,7-2,8 voltov.

Pozor: tieto výpočty neberú do úvahy možnosť, že batéria môže byť veľmi hlboko vybitá a napätie na nej môže byť oveľa nižšie, dokonca až nulové.

Odpor odporu potrebný na obmedzenie prúdu na samom začiatku nabíjania pri 1 ampér by teda mal byť:

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

Stratový výkon rezistora:

Pr = I2 R = 1 x 1 x 2,2 = 2,2 W

Na samom konci nabíjania batérie, keď sa napätie na nej blíži 4,2 V, bude nabíjací prúd:

Nabíjam = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

To znamená, že ako vidíme, všetky hodnoty neprekračujú povolené limity tejto batérie: počiatočný prúd nepresahuje maximálny povolený nabíjací prúd pre danú batériu (2,4 A) a konečný prúd presahuje prúd, pri ktorom už batéria nezíska kapacitu (0,24 A).

Väčšina hlavná nevýhoda Takéto nabíjanie zahŕňa potrebu neustáleho monitorovania napätia na batérii. A manuálne vypnite nabíjanie, akonáhle napätie dosiahne 4,2 V. Lítiové batérie totiž veľmi zle znášajú aj krátkodobé prepätie – hmoty elektród začnú rýchlo degradovať, čo nevyhnutne vedie k strate kapacity. Zároveň sú vytvorené všetky predpoklady na prehriatie a odtlakovanie.

Ak má vaša batéria zabudovanú ochrannú dosku, o ktorej sme hovorili vyššie, všetko sa zjednoduší. Keď sa na batérii dosiahne určité napätie, samotná doska ju odpojí od nabíjačky. Tento spôsob nabíjania má však značné nevýhody, o ktorých sme hovorili v r.

Ochrana zabudovaná v batérii za žiadnych okolností nedovolí jej prebitie. Stačí regulovať nabíjací prúd tak, aby neprekročil platné hodnoty pre túto batériu (ochranné dosky bohužiaľ nedokážu obmedziť nabíjací prúd).

Nabíjanie pomocou laboratórneho zdroja

Ak máte napájací zdroj s prúdovou ochranou (obmedzením), ste zachránení! Takýmto zdrojom energie je už plnohodnotná nabíjačka, ktorá implementuje správny nabíjací profil, o ktorom sme písali vyššie (CC/CV).

Na nabíjanie li-ion stačí nastaviť napájanie na 4,2 V a nastaviť požadovaný prúdový limit. A môžete pripojiť batériu.

Spočiatku, keď je batéria stále vybitá, bude laboratórny zdroj pracovať v režime prúdovej ochrany (t. j. bude stabilizovať výstupný prúd na danej úrovni). Potom, keď napätie na banke stúpne na nastavených 4,2V, zdroj sa prepne do režimu stabilizácie napätia a prúd začne klesať.

Keď prúd klesne na 0,05-0,1C, batériu možno považovať za plne nabitú.

Ako vidíte, laboratórny zdroj je takmer ideálna nabíjačka! Jediná vec, ktorú nemôže robiť automaticky, je robiť rozhodnutia plne nabité batérie a vypnite. Ale toto je maličkosť, ktorej by ste nemali venovať pozornosť.

Ako nabíjať lítiové batérie?

A ak sa bavíme o jednorazovej batérii, ktorá nie je určená na dobíjanie, tak správna (a jediná správna) odpoveď na túto otázku je NIE.

Faktom je, že akákoľvek lítiová batéria (napríklad bežná CR2032 vo forme plochej tablety) sa vyznačuje prítomnosťou vnútornej pasivačnej vrstvy, ktorá pokrýva lítiovú anódu. Táto vrstva zabraňuje chemickej reakcii medzi anódou a elektrolytom. A prívod vonkajšieho prúdu ničí vyššie uvedené ochranná vrstva, čo vedie k poškodeniu batérie.

Mimochodom, ak hovoríme o nenabíjateľnej batérii CR2032, tak LIR2032, ktorá je jej veľmi podobná, je už plnohodnotnou batériou. Môže a mala by byť spoplatnená. Len jej napätie nie je 3, ale 3,6V.

Ako nabíjať lítiové batérie (či už ide o batériu telefónu, 18650 alebo akúkoľvek inú lítium-iónovú batériu) sme diskutovali na začiatku článku.

85 kopejok/ks. Kúpiť MCP73812 65 RUR/ks. Kúpiť NCP1835 83 RUR/ks. Kúpiť *Všetky žetóny s dopravou zdarma

Nabíjačka zo zdroja napájania počítača

Ak máte starý blok napájaný počítačom, dá sa ľahko používať, najmä ak máte záujem nabíjacie zariadenie pre autobatérie vlastnými rukami.

Vzhľad tohto zariadenia Prestavba je jednoduchá a umožňuje nabíjať batérie s kapacitou 55...65 Ah

teda takmer akékoľvek batérie.

Plynulý obvod vypnutia diaľkových svetiel

Okruh mäkkého vypnutia diaľkové svetlo

V noci, keď sa okolo seba míňajú dve autá, vníma vodič prepnutie diaľkových svetiel svojho auta na stretávacie v prvom momente ako prudké zníženie osvetlenia vozovky, čo ho núti namáhať zrak a vedie k rýchlemu únava. Pre protiidúcich vodičov je tiež ťažšia navigácia, keď prudké zmeny jas predného svetla. To v konečnom dôsledku znižuje bezpečnosť premávky.

DIY filter pre rádio

DIY filter pre rádio

Rozhodol som sa teda zostaviť filter proti RF rušeniu. Potreboval som ho Pre napájanie autorádia od pulzný blok výživa v jednom nedávnom dizajne. Vyskúšala som ich kopu, nech som robila čokoľvek - efekt bol slabý. Dal som to na prvé miesto veľké nádoby K batérii som pripojil 3 kondenzátory 3300 uF 25 voltov - nepomohlo to. Pri napájaní zo spínaného zdroja zosilňovače vždy pískajú Nainštaloval som veľké tlmivky, každá 150 otáčok, niekedy na W-tvarované a feritové magnetické jadrá - bolo to zbytočné.

DIY ovládací obvod brzdového svetla

Ovládacie zariadenie brzdových svetiel vozidla

Toto zariadenie, ktoré nie je možné zakúpiť, ale je možné ho ľahko zostaviť vlastnými rukami, je určené na nasledujúce účely: ovládajú svetlá brzdových svetiel automobilu alebo motocykla nasledujúcim spôsobom: keď stlačíte brzdový pedál, svetlá pracovať pulzný režim(deje sa viacero vecí kontrolka bliká na niekoľko sekúnd) a potom sa lampy prepnú do normálneho režimu nepretržitého svietenia. Keď sú teda brzdové svetlá aktivované, oveľa efektívnejšie priťahujú pozornosť vodičov iných áut.

Spustenie 3-fázového motora od 220 voltov

Spustiť 3x fázový motor od 220 voltov

Často je potrebné vedľajšie poľnohospodárstvo pripojiť trojfázový elektromotor , ale existuje len jednofázová sieť(220 V). Nič, vec sa dá vyriešiť. Stačí pripojiť kondenzátor k motoru a bude to fungovať.

Obvod nabíjania autobatérie

DIY nabíjačka autobatérií

Ceny moderné nabíjačky pre autobatérie neustále rastú v dôsledku neutíchajúceho dopytu po nich. Už zverejnené na našej webovej stránke niekoľko schém takéto zariadenia a predstavujem vám ďalšie zariadenie: Nabíjací obvod pre 12V autobatériu

Schéma zapojenia jednoduchej nabíjačky autobatérií

Schéma zapojenia jednoduchej nabíjačky autobatérií

V starých televízoroch, ktoré ešte fungovali na lampách a nie na mikročipoch, je napájanie transformátory TS-180-2

Článok popisuje, ako z takého transformátora vyrobiť jednoduchý transformátor. DIY nabíjačka batérií

Čítanie

Domáca nabíjačka na olovené batérie

Domáca nabíjačka na olovené batérie

Pri surfovaní na internete som natrafil schéma zapojenia jednoduchej výkonnej nabíjačky pre autobatériu .

Fotografiu tohto zariadenia môžete vidieť na fotografii vľavo, stačí na ňu kliknúť.

Takmer všetky rádiové komponenty, ktoré používam, sú zo starého domáce prístroje, všetko bolo poskladané podľa schémy, z dielov, ktoré som mal vtedy na sklade. Transformátor TS-180, tranzistor P4B nahradený P217V, dióda D305 nahradená D243A, o niečo neskôr som na chladič tranzistora V5 pre dodatočné chladenie nainštaloval ventilátor zo starého počítačového procesora, tranzistor V4, tiež pripojený k malý radiátor. Všetky prvky sú umiestnené na kovovom šasi, upevnené skrutkami a spájkovaním pomocou sklopnej montáže, všetko spolu zakryté kovovým krytom, ktorý bol teraz odstránený na vystavenie.

28.04.2014 AKTUALIZÁCIA! Do pozornosti dávam doplnky a vylepšenia tohto môjho projektu na Datagore: .

V práci aj doma sa s tým často musíte vysporiadať bezúdržbové batérie pri 12 voltoch s kapacitou 7,17 Ah (zoznam pokračuje). Používam ich v UPS, alarmových jednotkách a ako zdroje energie pri cestovaní vonku. O automatickej nabíjačke som uvažoval už dlhšie, no okrem nabíjania treba vedieť aj stav batérie.
Batérie používané na výlety sú sezónne využívané a jednoducho ich nabitím nie je dôvera a batéria pracujúca v režime vyrovnávacej pamäte zabezpečovacej jednotky vyžaduje aspoň akú-takú diagnostiku a školenie.

Tak sa zrodilo zariadenie, ktoré umožňuje nabíjanie a vybíjanie batérií s meraním kapacity v automatickom režime.

Pracovný cyklus

Celý programový cyklus zahŕňa štyri podcykly:
- h1 - vybitie batérie na napätie 10,7 voltov;
- h2 - nabite batériu na napätie 14,8 voltov;
- h3 - vybitie batérie na napätie 10,7 voltov;
- h4 - nabite batériu na napätie 14,8 V.
Pre každý čiastkový cyklus sa kapacita meria v ampérhodinách.
Je možné ovládať aktuálnu hodnotu napätia na batérii.
Je možné preskočiť zbytočné cykly.
Napríklad okamžite prepnite na nabíjanie batérie a zastavenie (okamžitou voľbou cyklu h4).
Hlavným indikátorom stavu batérie je kapacita nameraná v treťom cykle.

Schéma

Zariadenie je ovládané pomocou . Obvody nastavenia prúdu používajú populárne obvody (DA1 a DA3) zapojené podľa obvodu stabilizácie prúdu. Prúd je určený odporom rezistorov R2 a R16.

Zvolil som 600 mA nabíjací/vybíjací prúd. Pri tomto prúde sa cez odpory uvoľňujú 3 watty, takže som nainštaloval tri odpory v sérii, každý 2 watty. Pri tomto zapojení je jednoduchšie vytočiť odpor 8,3333 Ohm, ja som vytočil z troch odporov 3,3 + 3,3 + 1,74 Ohm, trieda presnosti 1% (pre MLT - R). Tranzistorové spínače VT1 a VT3 obsahujú obvody nabíjania a vybíjania. Meracie napätie je odstránené z deliča R10 - R12.
Zobrazovacia jednotka je zostavená na dvoch posuvných registroch, trojmiestny indikátor so spoločnou anódou.
LED diódy sú zapojené paralelne k odporom R2, R16 na indikáciu nabitia/vybitia.

Konštrukcia a detaily

Fotografia 1.

Konštrukčne je nabíjačka (ďalej len nabíjačka) vyrobená na doske plošných spojov rozmerov 100x80 mm, vyrobenej technológiou LU. Pred inštaláciou prvkov je potrebné nainštalovať niekoľko prepojok. Kremíkové diódy VD1, VD3 pre jednosmerný prúd minimálne 3 ampéry. Stabilizátory DA1, DA3 je možné nahradiť KR142EN5A alebo podobnými.

Tranzistory VT1, VT3 sú vhodné pre akýkoľvek poľný efekt s izolovaným hradlom, n-kanálom pre dopredný prúd najmenej 5 A a napätím odtokového zdroja najmenej 30 voltov, použil som tranzistory odstránené zo starých základné dosky.

Rezistor R11 je viacotáčkový odpor, potrebný na presné nastavenie napätia z deliča. Zenerova dióda VD2 na 5 Voltov, ja používam KS156. Zobrazovacia jednotka je vhodná pre všetky vhodné trojmiestne sedemsegmentové indikátory so spoločnou anódou. Registre K555IR23 je možné použiť aj v iných sériách (155, 1533) resp dovážané analógy SN74LS374.

Na plošnom spoji sú vedľa tlačidla kontakty na pripojenie externého tlačidla (v prípade potreby).

Fotografia 2.

Stabilizátory DA1, DA3 sú inštalované na chladiči schopnom rozptyľovať 5 Wattov tepelného výkonu pri prijateľnej teplote radiátora. DA2 bol pôvodne inštalovaný na doske s plošnými spojmi, ale kvôli zníženiu montážnej výšky bol presunutý do rovnakého chladiča, ktorý štrukturálne funguje ako zadná stena.
Tranzistory VT1 a VT3 sú inštalované na doske na strane tlače.
Telo konštrukcie je vyrobené z fóliového sklolaminátu a lakované.
Nápisy sú vytlačené na priehľadnej matnej samolepiacej fólii pomocou laserovej tlačiarne.

Fotka 3.

Nabíjačka je napájaná štandardným zástrčkovým napájacím zdrojom 24 V, 0,8 A,
Môžu sa použiť iné vhodné napájacie zdroje.
Napájacie napätie by nemalo presiahnuť 35 Voltov (obmedzené parametrami DA1 a DA2), avšak zvýšenie napätia negatívne ovplyvňuje účinnosť nabíjačky.
Dolná hranica napájacieho napätia je obmedzená minimálne napätie na DA1, pri ktorom sa dosiahne stabilizácia (1,1V+2V+5V+15V=23,1V). Pri použití napájacieho zdroja s veľkým zvlnením výstupného napätia je potrebné túto hodnotu zohľadniť.

Program

Program je napísaný v assembleri. Pre zvýšenie presnosti merania hodnoty napätia o batérie vykoná sa 8 meraní a potom sa získa aritmetický priemer. Kontrast indikátora je 1/100.

Popis princípu informačného výstupu

Všetky hodnoty kapacity a napätia sa zobrazujú na indikátore v 2 stupňoch:
- názov premennej (h1, h2, h3, h4, U) sa zobrazí na 1 sekundu
Názov premennej sa zobrazí zarovnaný vpravo.
- do 6 sekúnd sa zobrazí hodnota premennej vo formáte XX, X
Všetky hodnoty sú zobrazené s presnosťou na desatiny, kapacita v ampérhodinách, napätie vo voltoch.
Ak zobrazená premenná nezodpovedá aktuálnemu režimu, potom sa naľavo od názvu premennej zobrazí číslo aktuálneho režimu oddelené bodkou.
Príklady výstupov:
- h2 – vykoná sa druhý režim, hodnota kapacity druhého režimu t.j. poplatok;
- 3.h1 – prebieha tretí režim (vybíjanie), hodnota kapacity prvého režimu;
- 3.U – aktuálny režim tretí, aktuálna hodnota napätia na batérii.
Na konci všetkých cyklov nabíjania a vybíjania (po štvrtom) sa zobrazí End.

Pri listovaní premennými sa v názve premenných zobrazuje Eh2 (program dokončil kapacitu druhého režimu, t.j. nabíjanie).
Ak počítadlo kapacity pretečie (akýkoľvek cyklus trval viac ako 170 hodín), všetky režimy sa zastavia a zobrazí sa Err. Pri rolovaní cez hodnoty v názve premennej sa zobrazí rh3 (chyba merania, kapacita tretieho cyklu).

Popis činnosti nabíjačky

- pripojte batériu, pripojte napájanie, indikátor zobrazuje pomlčky ---.
- krátkym stlačením tlačidla (menej ako 3 sekundy) spustíme program.
Indikátor zobrazuje hodnotu kapacity prvého režimu (h1, vybitie).
Keď napätie batérie dosiahne 10,7 V, program sa prepne do druhého režimu.
Nabíjanie batérie pokračuje do napätia 14,8 V, indikátor ukazuje hodnotu kapacity druhého režimu (h2, nabíjanie).
Tretí a štvrtý cyklus sú podobné.
Po skončení štvrtého cyklu sa na indikátore zobrazí signál indikujúci koniec programu End.
Nepotrebné cykly môžete preskočiť dlhým stlačením tlačidla (viac ako 3 sekundy) a na indikátore sa zobrazí ďalší režim. (dlhým stlačením prvého cyklu sa zariadenie prepne na druhý, z 2 na 3 atď.).
Pri vykonávaní programu je možné listovať v premenných krátkym stlačením tlačidla (menej ako 3 sekundy). Posúvanie sa vykonáva v kruhu (h1-h2-h3-h4-U-h1...) počnúc od aktuálneho režimu.

Po ukončení programu zostane prístroj na dobu neurčitú v pohotovostnom režime pre prezeranie nameraných hodnôt pri súčasnom udržiavaní napätia batérie v rozsahu 13,1 - 13,8 V.

Ak dôjde k chybe merania, zariadenie vypne všetky režimy a zobrazí chybové hlásenia Err, potom môžete prechádzať prijaté hodnoty.

Pre spoľahlivé používanie nabíjačky je potrebných aspoň 5 voltov na svorkách batérie. Pripojením batérie s nulovým počiatočným napätím ju začne nabíjačka nabíjať, potom bude záležať na kapacite batérie. Ak je kapacita dostatočná, zariadenie prejde na druhý cyklus (nabitie) a nabije batériu, ak nie je kapacita, na displeji budú blikať pomlčky.

Fotografia 4.

Nastaviť

Po montáži a overení správnej inštalácie je potrebné voltmeter kalibrovať.
Za týmto účelom pripojíme batériu, zapneme napájanie, zapneme jeden z režimov (nabíjanie alebo vybíjanie), nastavíme indikáciu napätia, pripojíme modelový voltmeter na svorky batérie a otočíme os rezistora R11, aby sme dosiahli správne hodnoty napätia. Použil som Voltmeter s triedou presnosti 0,5% (Voltmeter E544) a skontroloval som linearitu odčítania v oblasti od 9 do 15 Voltov, hodnoty boli rovnaké v celej oblasti.

MK používa interný generátor hodín, pre milovníkov presnosti výrobca sľubuje frekvenčnú presnosť 1 %, archív má program test.hex, ktorý zobrazuje reálny čas(v minútach). Pomocou tohto firmvéru môžete hrať s továrenskou premennou oscilátora a získať vyššiu presnosť časovania.

Program je napísaný tak, že s továrenskou premennou na 30 minút mám chybu menej ako 1 sekundu.
Minúty sú zobrazené najvyššími dvoma číslicami v hexadecimálnej sústave.

Počas nastavovania sa ukázalo, že Krenki majú rôzne výstupné napätia (na R2 a R16), rozdiel bol 0,2 V. Na kompenzáciu prúdu spotrebovaného MK (5 mA) viac vysoké napätie Stabilizátor sa inštaluje na miesto DA1.

Ak je to možné, na kontrolu môžete zmerať nabíjací a vybíjací prúd batérie pripojením ampérmetra k obvodu batérie. Vyšiel mi nabíjací prúd 605 mA, vybíjací prúd 607 mA, meraný ampérmetrom E525. Prúdy sa ukázali byť väčšie ako vypočítané, pretože Prúd LED (R3, LED1 a R17, LED2) sa neberie do úvahy, prúd LED môže byť znížený na 1 mA zvýšením odporov R3, R17 na 5KOhm.