قائمة طعام
مجاني
التسجيل
الصفحة الرئيسية  /  البرامج/ شاحن للبطارية بيديك. شاحن بطارية ليثيوم أيون

DIY Li على شاحن البطارية. شاحن بطارية ليثيوم أيون

تلعب البطاريات دورًا مهمًا في أي آلية خارج الخط. البطاريات القابلة لإعادة الشحن باهظة الثمن بسبب الحاجة إلى شراء شاحن معها. تُستخدم تركيبات مختلفة من المواد الموصلة والإلكتروليتات في البطاريات - حمض الرصاص ، وكادميوم النيكل (NiCd) ، وهيدريد معدن النيكل (NiMH) ، وأيون الليثيوم (Li-ion) ، وبوليمر أيون الليثيوم (Li-Po).

أنا أستخدم الليثيوم بطاريات أيونفي مشاريعي ، لذلك قررت أن أقوم بشحن 18650 بطارية ليثيوم بيدي ، وليس شراء بطاريات باهظة الثمن ، لذلك دعونا نبدأ.

الخطوة 1: الفيديو

يظهر الفيديو تجميع الشاحن.
رابط اليوتيوب

الخطوة 2: قائمة المكونات الكهربائية





عرض 3 صور أخرى



قائمة المكونات المطلوبة لتجميع شاحن البطاريات القابلة لإعادة الشحن 18650:

  • وحدة شاحن TP4056 مع حماية البطارية
  • مثبت الجهد 7805 ، سوف تحتاج 1 جهاز كمبيوتر
  • مكثف 100 nF ، 4 قطع (غير مطلوب إذا كان هناك مصدر طاقة 5 فولت)

الخطوة 3: قائمة الأدوات





للعمل ، ستحتاج إلى الأدوات التالية:

  • سكين ساخن
  • صندوق بلاستيك 8x7x3 سم (أو مشابه في الحجم)

الآن بعد أن أصبحت جميع الأدوات والمكونات الضرورية جاهزة للعمل ، دعنا ننتقل إلى وحدة TP4056.

الخطوة 4: وحدة شاحن بطارية Li-io على أساس شريحة TP4056





مزيد من التفاصيل حول هذه الوحدة. هناك نوعان مختلفان من هذه الوحدات في السوق: مع حماية البطارية وبدونها.

تراقب لوحة الفصل التي تحتوي على دائرة الحماية الجهد باستخدام مرشح مزود الطاقة DW01A (الدائرة المتكاملة لحماية البطارية) و FS8205A (وحدة ترانزستور القناة N). وبالتالي ، تحتوي لوحة الاختراق على ثلاثة دوائر متكاملة (TP4056 + DW01A + FS8205A) ، بينما تحتوي وحدة الشاحن بدون حماية البطارية على IC واحد فقط (TP4056).

TP4056 - وحدة شحن لبطاريات Li-io أحادية الخلية مع الشحن الخطي للتيار المستمر والجهد. حزمة SOP وعدد صغير المكونات الخارجيةاجعل هذه الوحدة خيارًا ممتازًا للاستخدام في الأجهزة الكهربائية محلية الصنع. يتم شحنه عبر USB بالإضافة إلى محول طاقة عادي. يتم توصيل دبوس الوحدة النمطية TP4056 (الشكل 2) ، بالإضافة إلى الرسم البياني لدورة الشحن (الشكل 3) مع منحنيات التيار المستمر والجهد المستمر. يشير اثنان من الثنائيات الموجودة على اللوحة المعززة إلى حالة الشحن الحالية - الشحنة ، ونهاية الشحن ، وما إلى ذلك (الشكل 4).

من أجل عدم إتلاف البطارية ، يجب شحن بطاريات الليثيوم أيون 3.7 فولت بقيمة تيار ثابتة تبلغ 0.2-0.7 من سعتها حتى يصل جهد الخرج إلى 4.2 فولت ، وبعد ذلك سيتم الشحن بجهد ثابت ويتناقص تدريجياً (حتى 10٪ من القيمة الأولية) الحالي. لا يمكننا مقاطعة الشحن عند 4.2 فولت ، لأن مستوى الشحن سيكون 40-80٪ من السعة الكاملة للبطارية. الوحدة النمطية TP4056 هي المسؤولة عن هذه العملية. مرة اخرى نقطة مهمة- يُحدد المقاوم المتصل بدبوس PROG التيار الشاحن... في الوحدات النمطية الموجودة في السوق ، يتم عادةً توصيل المقاوم 1.2 KΩ بهذا الدبوس ، والذي يتوافق مع تيار الشحن 1A (الشكل 5). للحصول على قيم مختلفة لتيار الشحن ، يمكنك محاولة تثبيت مقاومات مختلفة.

DW01A عبارة عن IC لحماية البطارية ، يوضح الشكل 6 مخططًا نموذجيًا للأسلاك. يتم توصيل MOSFETs M1 و M2 خارجيًا بواسطة دائرة متكاملة FS8205A.

يتم تثبيت هذه المكونات على لوحة معززة لوحدة شحن بطارية الليثيوم أيون TP4056 ، والمشار إليها في الخطوة 2. علينا فقط القيام بأمرين: إعطاء جهد في نطاق 4-8 فولت لموصل الإدخال ، والاتصال أقطاب البطارية مع وحدة + و- دبابيس TP4056.

بعد ذلك ، سنواصل تجميع الشاحن.

الخطوة 5: مخطط الأسلاك


لإكمال تجميع المكونات الكهربائية ، نقوم بلحامها وفقًا للرسم التخطيطي. لقد أرفقت رسمًا تخطيطيًا في برنامج Fritzing وصورة للاتصال المادي.

  1. + يتم توصيل جهة اتصال موصل الطاقة بإحدى جهات الاتصال الخاصة بالمفتاح ، و - يتم توصيل جهة اتصال موصل الطاقة بدبوس GND الخاص بالمثبت 7805
  2. نقوم بتوصيل جهة الاتصال الثانية للمفتاح بدبوس Vin الخاص بالمثبت 7805
  3. قم بتركيب ثلاثة مكثفات 100nF بالتوازي بين دبابيس Vin و GND لمنظم الجهد (استخدم لوح التجارب لهذا الغرض)
  4. قم بتركيب مكثف 100nF بين دبابيس Vout و GND لمنظم الجهد (على اللوح)
  5. قم بتوصيل دبوس Vout لمنظم الجهد بـ IN + دبوس من وحدة TP4056
  6. قم بتوصيل دبوس GND الخاص بمنظم الجهد بالدبوس IN الخاص بوحدة TP4056
  7. قم بتوصيل + جهة اتصال حجرة البطارية بالدبوس B + الخاص بوحدة TP4056 ، وقم بتوصيل جهة اتصال حجرة البطارية بالدبوس B الخاص بالوحدة TP4056

هذا يكمل الاتصالات. إذا كنت تستخدم مصدر طاقة بجهد 5 فولت ، فتخط جميع الخطوات مع التوصيلات بمنظم الجهد 7805 ، وقم بتوصيل + و - للوحدة مباشرةً بمنافذ IN + و IN- للوحدة TP4056 ، على التوالي.
إذا كنت تستخدم مصدر طاقة بجهد 12 فولت ، فسوف يسخن المنظم 7805 أثناء تمرير تيار 1A ، ويمكن تصحيح ذلك باستخدام خافض حرارة.

الخطوة 6: التجميع ، الجزء 1: قطع الثقوب في العلبة





عرض 7 صور أخرى








لكي تتلاءم جميع المكونات الكهربائية في السكن بشكل صحيح ، تحتاج إلى قطع ثقوب فيه:

  1. باستخدام نصل السكين ، حدد حدود حجرة البطارية على الجسم (الشكل 1).
  2. استخدم سكينًا ساخنًا لعمل ثقب وفقًا للعلامات المصنوعة (الشكل 2 و 3).
  3. بعد قطع الثقب ، يجب أن يبدو الجسم مثل الشكل 4.
  4. حدد الموقع حيث سيتم تحديد موقع موصل TP4056 USB (الشكلان 5 و 6).
  5. استخدم سكينًا ساخنًا لعمل ثقب في مبيت موصل USB (الشكل 7).
  6. حدد الأماكن الموجودة في العلبة حيث سيتم وضع الثنائيات TP4056 (الشكل 8 و 9).
  7. استخدم سكينًا ساخنًا لعمل ثقوب للصمامات الثنائية (الشكل 10).
  8. بنفس الطريقة ، قم بعمل فتحات لموصل الطاقة والمفتاح (الشكل 11 و 12)

الخطوة 7: التجميع ، الجزء 2: تركيب المكونات الكهربائية







اتبع التعليمات لتثبيت المكونات في الهيكل:

  1. قم بتركيب حجرة البطارية مع وجود نقاط التثبيت على الجزء الخارجي من الحجرة / العلبة. قم بغراء المقصورة بمسدس الغراء (الشكل 1).
  2. أعد تثبيت وحدة TP4056 بحيث يتناسب موصل USB والصمامات الثنائية مع الفتحات المقابلة ، وثبته بالغراء الساخن (الشكل 2).
  3. أعد تثبيت منظم الجهد 7805 ، وقم بإصلاحه بالغراء المصهور الساخن (الشكل 3).
  4. أعد تثبيت موصل الطاقة والتبديل ، وقم بإصلاحهما بالغراء الساخن (الشكل 4).
  5. يجب أن يبدو تخطيط المكونات كما هو في الشكل 5.
  6. اربط الغطاء السفلي في مكانه بالمسامير (الشكل 6).
  7. لاحقًا غطيت النتوءات التي خلفها السكين الساخن بشريط لاصق أسود. يمكن أيضًا صقلها بورق الصنفرة.

يظهر الشاحن المكتمل في الشكل 7. الآن يجب أن يكون من ذوي الخبرة.

الخطوة 8: الاختبار



ضع البطارية الفارغة في الشاحن. قم بتشغيل الطاقة إلى مقبس 12 فولت أو USB. يجب أن يومض الصمام الثنائي الأحمر ، مما يعني أن عملية الشحن جارية.

عند اكتمال الشحن ، يجب أن يضيء الصمام الثنائي الأزرق.
أرفق صورة للشاحن أثناء الشحن وصورة ببطارية مشحونة.
هذا يكمل العمل.

في المرة الأخيرة التي فكرت فيها في استبدال بطاريات مفك البراغي النيكل والكادميوم بأخرى ليثيوم أيون. الآن يبقى سؤال شحن هذه البطاريات. يمكن عادةً شحن بطاريات ليثيوم أيون 18650 إلى 4.20 فولت لكل خلية بتفاوت قدره 50 مللي فولت أو أقل لأن زيادة الجهد يمكن أن تلحق الضرر بهيكل البطارية. يمكن أن يكون تيار شحن البطارية في النطاق من 0.1 درجة مئوية إلى 1 درجة مئوية (C هي سعة البطارية). من الأفضل اختيار هذه القيمة وفقًا لورقة البيانات الخاصة بالبطارية المحددة. لقد استخدمت بطاريات Samsung INR18650-30Q 3000mAh 15A في إعادة صياغة مفك البراغي. نحن ننظر إلى تيار شحن ورقة البيانات -1.5A.


الطريقة الصحيحة هي شحن بطاريات الليثيوم على مرحلتين باستخدام طريقة CC / CV (تيار ثابت ، جهد ثابت). الخطوة الأولى هي توفير تيار شحن ثابت. القيمة الحالية هي 0.2-0.5 درجة مئوية. بالنسبة لبطارية بسعة 3000 مللي أمبير / ساعة ، فإن تيار الشحن الاسمي في المرحلة الأولى هو 600-1500 مللي أمبير ، والمرحلة الثانية هي شحن البطارية بجهد ثابت ، والتيار في تناقص مستمر. يتم الحفاظ على الجهد على البطارية في حدود 4.15-4.25 فولت. ستكتمل عملية الشحن عندما ينخفض ​​التيار إلى 0.05-0.01 درجة مئوية.
في هذه المرحلة ، يحتفظ الشاحن بجهد كهربائي للبطارية من 4.15 إلى 4.25 فولت ويتحكم في القيمة الحالية ، ومع زيادة السعة ينخفض ​​تيار الشحن. بمجرد أن تنخفض قيمته إلى 0.05-0.01 درجة مئوية ، تعتبر عملية الشحن مكتملة.
مع الأخذ في الاعتبار ما سبق ، استخدمت وحدات إلكترونية جاهزة من Aliexpress. لوحة التنحي المحدودة الحالية CC / CV على XL4015E1 أو LM2596. يفضل استخدام اللوحة التي تعتمد على XL4015E1 لأنها أكثر ملاءمة في الإعدادات.



مواصفات اللوحة لـ XL4015E1.
أقصى تيار خرج يصل إلى 5 أمبير.
الجهد الناتج: 0.8V-30V.
جهد الإدخال: 5V-32V.
تحتوي اللوحة المستندة إلى LM2596 على معلمات متشابهة ، فقط التيار أقل قليلاً - حتى 3 أمبير.
تم اختيار لوحة إدارة شحن بطارية الليثيوم أيون مسبقًا. كمصدر للطاقة ، يمكنك استخدام أي واحد مع المعلمات التالية - جهد الخرج لا يقل عن 18 فولت (لدائرة 4S) ، التيار لا يقل عن 2-3 أمبير. كأول مثال على بناء شاحن لبطاريات الليثيوم أيون لمفك البراغي ، استخدمت محول 220/12 فولت ، 3 أمبير.



في السابق ، قمت بفحص نوع التيار الذي يمكن أن يقدم وليمة للحمل المقدر. لقد قمت بتوصيل المصباح التلقائي بالإخراج وانتظرت نصف ساعة. يخرج بحرية بدون تحميل مسبق 1.9 أمبير. قمت أيضًا بقياس درجة الحرارة على مشعاع الترانزستور -40 درجة مئوية. الوضع العادي جيد جدا.


لكن في هذه الحالة ، لا يوجد توتر كافٍ. يمكن إصلاح ذلك بسهولة باستخدام مكون راديو بنس واحد فقط - وهو مقاوم متغير 10-20 كيلو أوم (مقياس جهد). لنفكر في دارة محول نموذجية.


تحتوي الدائرة على صمام زينر متحكم به TL431 ، وهو موجود في دائرة التغذية الراجعة. وتتمثل مهمتها في الحفاظ على جهد خرج ثابت وفقًا للحمل. وهي متصلة بالمخرج الموجب للمحول من خلال مقسم مكون من مقاومين. نحتاج إلى اللحام بالمقاوم (أو لحامه تمامًا ولحامه في مكانه ، ثم يتم تنظيم الجهد لأسفل) وهو متصل بالدبوس 1 من الصمام الثنائي TL431 زينر وبالناقل السالب مقاومة متغيرة... قم بتدوير محور مقياس الجهد واضبط الجهد المطلوب. في حالتي ، قمت بضبطه على 18 فولت (هامش صغير من 16.8 فولت للإسقاط على لوحة CCCV). إذا كان الجهد الموضح على أجسام المكثفات الإلكتروليتية عند خرج الدائرة أكبر من الجهد الجديد ، فقد تنفجر. ثم من الضروري استبدالها بهامش 30٪ من حيث الجهد.
بعد ذلك ، نقوم بتوصيل لوحة التحكم في الشحن بالمحول. نعرض الجهد البالغ 16.8 فولت بمقاوم تشذيب على السبورة. باستخدام مقاوم تشذيب آخر ، اضبط التيار على 1.5 أمبير ، وقم مسبقًا بتوصيل جهاز الاختبار في وضع مقياس التيار بإخراج اللوحة. يمكن الآن توصيل مجموعة مفكات الليثيوم أيون. سارت عملية الشحن بشكل جيد ، وانخفض التيار إلى الحد الأدنى بنهاية الشحن ، وتم شحن البطارية. كانت درجة الحرارة على المحول في حدود 40-43 درجة مئوية ، وهو أمر طبيعي تمامًا. في المستقبل ، يمكنك حفر ثقوب في جسم المحول لتحسين التهوية (خاصة في فصل الصيف).
يمكن رؤية نهاية شحن البطارية بواسطة مصباح LED الموجود على XL4015E1. في هذا المثال ، استخدمت لوحة أخرى تعتمد على LM2596 ، حيث قمت بحرق XL4015E1 عن طريق الخطأ أثناء تجاربي. أنصحك بعمل شحن أفضل على لوحة XL4015E1.

لدي أيضًا شاحن منتظم من مفك براغي آخر. وهي مصممة لشحن بطاريات النيكل والكادميوم. كنت أرغب في استخدام هذا الشاحن القياسي لشحن بطاريات النيكل والكادميوم والليثيوم أيون.


تم حل هذا ببساطة - لقد قمت بلحام أسلاك الإخراج (أحمر زائد ، أسود ناقص) بلوحة CCCV.
كان جهد الدائرة المفتوحة عند خرج الشاحن القياسي 27 فولت ، وهو مناسب تمامًا للوحة الشحن الخاصة بنا. ثم قمت بتوصيله بنفس الطريقة كما هو الحال مع الإصدار مع المحول.


هنا يمكننا أن نرى نهاية الشحن من خلال تغيير لون ضوء LED (تحول من الأحمر إلى الأخضر).
لقد وضعت لوحة CCCV نفسها في صندوق بلاستيكي مناسب ، مما أدى إلى إخراج الأسلاك.



إذا كان لديك شاحن قياسي على محول ، فيمكنك توصيل لوحة CCCV بعد جسر الصمام الثنائي المعدل.
تكون طريقة تغيير المحول في نطاق سلطة المبتدئين ويمكن أن تكون مفيدة لأغراض أخرى ، ونتيجة لذلك سنحصل على وحدة ميزانية لتشغيل مختلف الأجهزة.
أتمنى لك كل الصحة والنجاح في التسوق والحياة.
يمكن مشاهدة مزيد من التفاصيل حول عملية العمل باستخدام شاحن لمفك البراغي المحول في الفيديو

يتم توفير المنتج لكتابة مراجعة من قبل المتجر. يتم نشر المراجعة وفقًا للمادة 18 من قواعد الموقع.

أخطط لشراء +27 أضف إلى المفضلة اعجبني الاستعراض +28 +51

الغرض من هذه المقالة هو معرفة كيفية استخدام مصادر الطاقة المخبرية التقليدية لشحن بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن عندما لا يتوفر شاحن مخصص. هذه البطاريات شائعة جدًا ، ولكن لا يستطيع الجميع (أو يريد) شراء شاحن لشحنه المناسب ، وغالبًا ما يتم شحنه بمصادر طاقة عادية منظمة. دعنا نلقي نظرة على كيفية القيام بذلك.

خذ بطارية ليثيوم أيون ncr18650b 3.6 فولت 3400 مللي أمبير في الساعة من باناسونيك كمثال. نحذرك على الفور من أن شحن هذا النوع من البطاريات أمر خطير للغاية إذا قمت بذلك بشكل خاطئ. بعض الأمثلة على البلطجة تصمد أمامها ، وبعض الصينيين "الاقتصاديين الفائقين" لا يتمتعون بالحماية ويمكن أن ينفجروا.

بطارية محمية

يجب أن تتمتع البطارية المحمية بخصائص الحماية التالية:

  • PTC، حماية ضد ارتفاع درجة الحرارة ، وبشكل غير مباشر ، زيادة التيار.
  • البحث الجنائي، صمام الضغط ، سوف يغلق الخلية إذا كان الضغط مرتفعًا بالداخل ، والذي قد يحدث بسبب الشحن الزائد.
  • ثنائي الفينيل متعدد الكلور، لوحة الحماية من التفريغ الزائد ، تتم إعادة التعيين تلقائيًا أو عند وضعها في الشاحن.

يوضح الشكل أعلاه كيفية عمل حماية البرطمان. يستخدم هذا التصميم لأي نوع من بطاريات الليثيوم أيون الحديثة الوعرة. لن يكون PTC وصمام الضغط مرئيين لأنه جزء من البطارية الأصلية ، ولكن يمكن رؤية جميع الأجزاء الأخرى للحماية. فيما يلي مجموعة متنوعة من وحدات الحماية الإلكترونية ، والتي توجد غالبًا في بطاريات Li-Ion القياسية المستديرة.

شحن الليثيوم

يمكنك العثور على الدائرة النموذجية ومبدأ الشحن لبطاريات ncr18650b في ورقة البيانات. وفقًا للوثائق ، يبلغ تيار الشحن 1600 مللي أمبير والجهد 4.2 فولت.

تتكون العملية نفسها من مرحلتين ، الأولى هي التيار المباشر ، حيث من الضروري ضبط القيمة على 1600 مللي أمبير تيار مستمر ، وعندما يصل جهد البطارية إلى 4.20 فولت ، تبدأ المرحلة الثانية - الجهد الثابت. في هذه المرحلة ، سينخفض ​​التيار قليلاً ، وسيتدفق حوالي 10٪ من تيار الشحن من الشاحن - أي حوالي 170 مللي أمبير. ينطبق هذا الدليل على جميع بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الليثيوم بوليمر غير 18650.

من الصعب ضبط الأوضاع المذكورة أعلاه يدويًا وصيانتها على مصدر طاقة منتظم ، لذلك من الأفضل استخدام دوائر دقيقة خاصة مصممة لأتمتة عملية الشحن (انظر الرسوم البيانية في هذا القسم). كحالة قصوى ، يمكنك الشحن بتيار ثابت بنسبة 30-40 ٪ من السعة الكاملة (جواز السفر) للبطارية ، وتخطي المرحلة الثانية ، ولكن هذا سيقلل إلى حد ما من عمر العنصر.

دوائر الشاحن

elwo.ru

دوائر مؤشر تفريغ بطارية ليثيوم أيون لتحديد مستوى شحن بطارية الليثيوم (على سبيل المثال ، 18650)

ما الذي يمكن أن يكون أكثر حزنًا من نفاد البطارية فجأة في كوادكوبتر أثناء الرحلة أو إيقاف تشغيل جهاز الكشف عن المعادن في مرج واعد؟ الآن ، إذا كان من الممكن فقط معرفة مدى قوة شحن البطارية مقدمًا! ثم يمكننا توصيل الشاحن أو وضع مجموعة جديدة من البطاريات دون انتظار العواقب المحزنة.

وهنا فقط ولدت الفكرة لعمل نوع من المؤشرات التي من شأنها أن تعطي إشارة مسبقًا بأن البطارية ستنفد قريبًا. كان هواة الراديو في جميع أنحاء العالم ينفثون في تنفيذ هذه المهمة ، واليوم هناك عربة كاملة وعربة صغيرة من حلول الدوائر المختلفة - من الدوائر على ترانزستور واحد إلى الأجهزة المتطورة على المتحكمات الدقيقة.

انتباه! تشير الدوائر الواردة في المقالة فقط إلى وجود جهد كهربي منخفض على البطارية. لمنع التفريغ العميق ، يجب عليك فصل الحمولة يدويًا أو استخدام أجهزة التحكم في التفريغ.

الخيار رقم 1

لنبدأ ، ربما ، بدائرة بسيطة على الصمام الثنائي زينر والترانزستور:

دعونا نرى كيف يعمل.

طالما أن الجهد أعلى من عتبة معينة (2.0 فولت) ، فإن الصمام الثنائي زينر في حالة انهيار ، على التوالي ، يتم إغلاق الترانزستور ويتدفق كل التيار عبر مؤشر LED الأخضر. بمجرد أن يبدأ الجهد على البطارية في الانخفاض ويصل إلى قيمة 2.0V + 1.2V (انخفاض الجهد عند تقاطع القاعدة الباعث للترانزستور VT1) ، يبدأ الترانزستور في الفتح ويبدأ التيار في إعادة التوزيع بين كلا المصابيح.

إذا أخذنا مؤشر LED ثنائي اللون ، فسنحصل على ذلك الانتقال السلسمن الأخضر إلى الأحمر ، بما في ذلك النطاق المتوسط ​​الكامل للألوان.

فرق الجهد الأمامي النموذجي في المصابيح ثنائية اللون هو 0.25 فولت (يضيء اللون الأحمر عند الجهد المنخفض). هذا الاختلاف هو الذي يحدد مساحة الانتقال الكامل بين الأخضر والأحمر.

وبالتالي ، على الرغم من بساطتها ، تتيح لك الدائرة أن تعرف مسبقًا أن البطارية قد بدأت في النفاد. بينما يبلغ جهد البطارية 3.25 فولت أو أكثر ، يكون المصباح الأخضر قيد التشغيل. بين 3.00 و 3.25 فولت ، يبدأ اللون الأحمر في الاختلاط باللون الأخضر - وكلما اقترب من 3.00 فولت ، زاد اللون الأحمر. أخيرًا ، عند 3V ، يضيء اللون الأحمر النقي فقط.

عيب الدائرة هو تعقيد اختيار ثنائيات زينر للحصول على عتبة التشغيل المطلوبة ، فضلاً عن الاستهلاك الحالي الثابت لترتيب 1 مللي أمبير. حسنًا ، من الممكن ألا يقدّر المكفوفون بالألوان هذه الفكرة بتغيير الألوان.

بالمناسبة ، إذا قمت بوضع ترانزستور من نوع مختلف في هذه الدائرة ، فيمكن جعله يعمل في الاتجاه المعاكس - سيحدث الانتقال من الأخضر إلى الأحمر ، على العكس من ذلك ، في حالة حدوث زيادة في المدخلات الجهد االكهربى. هذه دائرة معدلة:

الخيار رقم 2

الدائرة التالية تستخدم TL431 ، منظم جهد دقيق.

يتم تحديد عتبة الاستجابة بواسطة مقسم الجهد R2-R3. مع التصنيفات الموضحة في الرسم التخطيطي ، تبلغ 3.2 فولت. عندما ينخفض ​​الجهد على البطارية إلى هذه القيمة ، تتوقف الدائرة المصغرة عن تحويل مؤشر LED وتضيء. ستكون هذه إشارة إلى أن التفريغ الكامل للبطارية قريب جدًا (الحد الأدنى للجهد المسموح به في بنك ليثيوم أيون واحد هو 3.0 فولت).

إذا كان الجهاز يعمل ببطارية من عدة بطاريات ليثيوم أيون متصلة بالسلسلة ، فيجب توصيل الدائرة المذكورة أعلاه بكل بنك على حدة. في هذا الطريق:

لإعداد الدائرة ، نقوم بتوصيل مصدر طاقة قابل للتعديل بدلاً من البطاريات ، وباختيار المقاوم R2 (R4) ، نحقق اشتعال مؤشر LED في اللحظة التي نحتاجها.

الخيار رقم 3

و هنا دائرة بسيطةمؤشر تفريغ بطارية ليثيوم أيون على ترانزستورين:
يتم تعيين عتبة الاستجابة بواسطة المقاومات R2 و R3. يمكن استبدال الترانزستورات السوفيتية القديمة بـ BC237 و BC238 و BC317 (KT3102) و BC556 و BC557 (KT3107).

الخيار رقم 4

دائرة تعتمد على اثنين من الترانزستورات ذات التأثير الميداني ، والتي تستهلك حرفيًا التيارات الدقيقة في وضع الاستعداد.

عندما تكون الدائرة متصلة بمصدر طاقة ، يتم تكوين جهد موجب عند بوابة الترانزستور VT1 باستخدام الفاصل R1-R2. إذا كان الجهد أعلى من جهد القطع لترانزستور تأثير المجال ، فإنه يفتح ويجذب البوابة VT2 إلى الأرض ، وبالتالي يغلقها.

في لحظة معينة ، عندما يتم تفريغ البطارية ، يصبح الجهد المأخوذ من الحاجز غير كافٍ لفتح VT1 ويغلق. وبالتالي ، يظهر الجهد عند بوابة العامل الميداني الثاني ، وهو قريب من جهد الإمداد. يفتح ويضيء الصمام. يشير توهج LED إلى الحاجة إلى إعادة شحن البطارية.

ستعمل الترانزستورات على أي قناة ذات جهد قطع منخفض (كلما كان ذلك أفضل). لم يتم اختبار أداء 2N7000 في هذه الدائرة.

الخيار رقم 5

على ثلاثة ترانزستورات:

أعتقد أن الرسم البياني لا يحتاج إلى شرح. بفضل المعامل الكبير. تضخيم ثلاث مراحل من الترانزستور ، تعمل الدائرة بوضوح شديد - فالفرق بمقدار 1 مائة فولت يكفي بين مصباح LED مضاء وغير مضاء. الاستهلاك الحالي مع الإشارة قيد التشغيل هو 3 مللي أمبير ، مع إيقاف تشغيل المصباح - 0.3 مللي أمبير.

على الرغم من المظهر الضخم للدائرة ، فإن اللوحة النهائية لها حجم متواضع إلى حد ما:

من مجمع VT2 ، يمكنك أخذ إشارة تسمح بتوصيل الحمل: 1 - مسموح به ، 0 - محظور.

يمكن استبدال الترانزستورات BC848 و BC856 بـ BC546 و BC556 على التوالي.

الخيار رقم 6

أنا أحب هذه الدائرة لأنها لا تقوم بتشغيل المؤشر فحسب ، بل تقطع الحمل أيضًا.

المؤسف الوحيد هو أن الدائرة نفسها لا تنطفئ من البطارية ، وتستمر في استهلاك الطاقة. وهي تأكل كثيرًا بفضل مصباح LED المشتعل باستمرار.

في هذه الحالة ، يعمل المصباح الأخضر كمصدر جهد مرجعي ، ويستهلك تيارًا يبلغ حوالي 15-20 مللي أمبير. للتخلص من هذا العنصر الشره ، بدلاً من مصدر جهد نموذجي ، يمكنك استخدام نفس TL431 ، وتشغيله وفقًا للمخطط التالي *:

* قم بتوصيل الكاثود TL431 بالدبوس الثاني من LM393.

الخيار رقم 7

دائرة تستخدم ما يسمى بمراقبي الجهد. ويطلق عليهم أيضًا اسم المشرفين وأجهزة الكشف عن الجهد (أجهزة كشف الجهد). هذه دوائر دقيقة متخصصة مصممة خصيصًا للتحكم في الجهد.

على سبيل المثال ، إليك دائرة تضيء بمصباح LED عندما ينخفض ​​الجهد على البطارية إلى 3.1 فولت. مجمعة على BD4731.

موافق ، لا يمكن أن يكون أسهل! يحتوي BD47xx على خرج جامع مفتوح ويحد أيضًا من تيار الإخراج إلى 12 مللي أمبير. يتيح لك ذلك توصيل مصباح LED به مباشرةً ، دون تقييد المقاومات.

وبالمثل ، يمكنك تطبيق أي مشرف آخر على أي جهد كهربائي آخر.

فيما يلي بعض الخيارات الأخرى للاختيار من بينها:

  • عند 3.08 فولت: TS809CXD ، TCM809TENB713 ، MCP103T-315E / TT ، CAT809TTBI-G ؛
  • عند 2.93 فولت: MCP102T-300E / TT ، TPS3809K33DBVRG4 ، TPS3825-33DBVT ، CAT811STBI-T3 ؛
  • سلسلة MN1380 (أو 1381 ، 1382 - تختلف فقط في الحالة). لأغراضنا ، فإن الخيار مع الصرف المفتوح هو الأنسب ، كما يتضح من الرقم الإضافي "1" في تعيين الدائرة المصغرة - MN13801 ، MN13811 ، MN13821. يتم تحديد جهد الزناد من خلال مؤشر الحروف: MN13811-L هو 3.0 فولت فقط.

يمكنك أيضًا أن تأخذ النظير السوفيتي - KR1171SPkhkh:

اعتمادًا على التعيين الرقمي ، سيكون جهد الكشف مختلفًا:

شبكة الجهد ليست مناسبة جدًا لمراقبة بطاريات الليثيوم ، لكنني أعتقد أنه لا يستحق التخلص تمامًا من هذه الدائرة الدقيقة.

تتمثل المزايا التي لا جدال فيها في الدوائر على شاشات الجهد في استهلاك الطاقة المنخفض للغاية في حالة إيقاف التشغيل (وحدات وحتى أجزاء من الأمبيرات الدقيقة) ، فضلاً عن بساطتها الشديدة. غالبًا ما تكون الدائرة بأكملها مناسبة تمامًا لمسامير LED:

لجعل مؤشر التفريغ أكثر وضوحًا ، يمكن تحميل خرج كاشف الجهد بمصباح LED وامض (مثل سلسلة L-314). أو يمكنك تجميع أبسط "وميض" على ترانزستورات ثنائية القطب بنفسك.

يظهر أدناه مثال لدائرة جاهزة تُعلم عن نفاد البطارية باستخدام مؤشر LED وامض:

ستتم مناقشة دائرة أخرى بمصباح LED وامض أدناه.

الخيار رقم 8

دائرة باردة تؤدي إلى وميض مؤشر LED إذا انخفض الجهد الكهربائي على بطارية الليثيوم إلى 3.0 فولت:

تتسبب هذه الدائرة في وميض LED فائق السطوع مع دورة عمل بنسبة 2.5٪ (أي توقف مؤقت طويل - وميض قصير - توقف مؤقتًا مرة أخرى). هذا يسمح لنا بتقليل الاستهلاك الحالي إلى قيم سخيفة - في حالة إيقاف التشغيل ، تستهلك الدائرة 50 nA (nano!) ، وفي وضع وامض LED - 35 μA فقط. هل يمكنك اقتراح شيء أكثر اقتصادا؟ من غير المرجح.

كما ترى ، يتم تقليل تشغيل معظم دوائر التحكم في التفريغ إلى مقارنة جهد مرجعي معين بجهد متحكم فيه. في المستقبل ، يتم تضخيم هذا الاختلاف وتشغيل / إيقاف تشغيل LED.

عادة ، يتم استخدام مرحلة الترانزستور أو مكبر الصوت التشغيلي المتصل في دائرة المقارنة كمضخم للفرق بين الجهد المرجعي والجهد على بطارية الليثيوم.

ولكن هناك حل آخر. عناصر المنطق - يمكن استخدام العاكسات كمكبر للصوت. نعم ، هذا استخدام غير قياسي للمنطق ، لكنه يعمل. يتم عرض مخطط مماثل في الإصدار التالي.

الخيار رقم 9

دائرة 74HC04.

يجب أن يكون جهد تشغيل الصمام الثنائي زينر أقل من جهد الالتقاط في الدائرة. على سبيل المثال ، يمكنك أن تأخذ ثنائيات زينر عند 2.0 - 2.7 فولت. يتم ضبط الضبط الدقيق لعتبة الاستجابة بواسطة المقاوم R2.

تسحب الدائرة حوالي 2 مللي أمبير من البطارية ، لذلك يجب أيضًا تشغيلها بعد مفتاح الطاقة.

الخيار رقم 10

إنه ليس حتى مؤشر تفريغ ، بل هو مقياس الفولتميتر LED بالكامل! يوفر المقياس الخطي المكون من 10 مصابيح LED مؤشرًا واضحًا على حالة البطارية. يتم تنفيذ جميع الوظائف على دائرة واحدة فقط LM3914:

يقوم الحاجز R3-R4-R5 بتعيين الفولتية الدنيا (DIV_LO) والعليا (DIV_HI). وفقًا للقيم الموضحة في الرسم التخطيطي ، يتوافق توهج مؤشر LED العلوي مع جهد 4.2 فولت ، وعندما ينخفض ​​الجهد إلى أقل من 3 فولت ، سينطفئ آخر مؤشر LED (أقل).

من خلال توصيل دبوس 9 من الدائرة المصغرة بالأرض ، يمكنك تبديله إلى وضع النقطة. في هذا الوضع ، يضيء دائمًا مؤشر LED واحد فقط ، بما يتوافق مع جهد الإمداد. إذا تركته كما في الرسم التخطيطي ، فسوف يتوهج مقياس كامل من مصابيح LED ، وهو أمر غير منطقي من وجهة نظر الكفاءة.

كمصابيح ما عليك سوى أن تأخذ المصابيح الحمراءحيث لديهم أدنى جهد أمامي أثناء التشغيل. على سبيل المثال ، إذا أخذت مصابيح LED الزرقاء ، فعندما تنخفض طاقة البطارية إلى 3 فولت ، فمن المرجح ألا تضيء على الإطلاق.

الدائرة الدقيقة نفسها تستهلك حوالي 2.5 مللي أمبير ، بالإضافة إلى 5 مللي أمبير لكل مصباح LED مضاء.

يمكن اعتبار عيب الدائرة استحالة التعديل الفردي لعتبة الإشعال لكل LED. يمكنك تعيين القيمة الأولية والنهائية فقط ، وسوف يقسم الحاجز المدمج في الدائرة المصغرة هذا الفاصل الزمني إلى 9 أجزاء متساوية. ولكن ، كما تعلم ، بالقرب من نهاية التفريغ ، يبدأ الجهد الكهربائي للبطارية في الانخفاض بسرعة كبيرة. الفرق بين البطاريات التي يتم تفريغها بنسبة 10٪ و 20٪ يمكن أن يكون أعشار فولت ، وإذا قارنت نفس البطاريات ، يتم تفريغها فقط بنسبة 90٪ و 100٪ ، يمكنك رؤية فرق فولت كامل!

يوضح الرسم البياني النموذجي لتفريغ بطارية Li-ion ، الموضح أدناه ، بوضوح هذا الظرف:

وبالتالي ، فإن استخدام مقياس خطي للإشارة إلى درجة تفريغ البطارية لا يبدو مناسبًا للغاية. نحتاج إلى دائرة تسمح لك بتعيين قيم الجهد الدقيقة التي يضيء عندها هذا أو ذاك LED.

يتم توفير التحكم الكامل في اللحظات التي يتم فيها تشغيل مصابيح LED من خلال الرسم التخطيطي أدناه.

رقم الخيار 11

هذه الدائرة عبارة عن مؤشر بطارية / بطارية مكون من 4 أرقام. يتم تنفيذه على أربعة مكبرات تشغيل متضمنة في الدائرة المصغرة LM339.

الدائرة تعمل حتى جهد 2 فولت ، وتستهلك أقل من ملي أمبير (باستثناء LED).

بالطبع ، من أجل عكس القيمة الحقيقية لسعة البطارية المستهلكة والمتبقية ، من الضروري مراعاة منحنى تفريغ البطارية المستخدمة (مع مراعاة تيار الحمل) عند إعداد الدائرة. سيسمح لك ذلك بتعيين قيم الجهد الدقيقة المقابلة ، على سبيل المثال ، 5٪ -25٪ -50٪ -100٪ من السعة المتبقية.

الخيار رقم 12

وبالطبع ، يتم فتح النطاق الأوسع عند استخدام ميكروكنترولر مع مصدر جهد مرجعي مدمج ووجود مدخلات ADC. هنا تقتصر الوظيفة فقط على خيالك ومهارات البرمجة.

كمثال ، سنقدم أبسط دائرة في وحدة التحكم ATMega328.

على الرغم من أنه هنا ، لتقليل أبعاد اللوحة ، سيكون من الأفضل أخذ ATTiny13 ذو الثمانية أرجل في حزمة SOP8. ثم سيكون رائعًا بشكل عام. لكن اجعل هذا واجبك المنزلي.

يؤخذ LED ثلاثي الألوان (من قطاع الصمام) ، ولكن فقط اللونين الأحمر والأخضر متورطان.

يمكن تنزيل البرنامج النهائي (رسم تخطيطي) من هذا الرابط.

يعمل البرنامج على النحو التالي: يتم استقصاء جهد الإمداد كل 10 ثوانٍ. بناءً على نتائج القياس ، يتحكم MK في المصابيح باستخدام PWM ، والذي يسمح لك بالحصول على ظلال مختلفة من الضوء عن طريق مزج الألوان الحمراء والخضراء.

تنتج البطارية المشحونة حديثًا حوالي 4.1 فولت - المؤشر الأخضر قيد التشغيل. أثناء الشحن ، يوجد جهد 4.2 فولت على البطارية ، بينما يومض مؤشر LED الأخضر. بمجرد أن ينخفض ​​الجهد الكهربائي إلى أقل من 3.5 فولت ، سيبدأ مؤشر LED الأحمر في الوميض. ستكون هذه إشارة إلى أن البطارية فارغة تقريبًا وقد حان الوقت لشحنها. في باقي نطاق الجهد ، يتغير لون المؤشر من الأخضر إلى الأحمر (حسب الجهد).

الخيار رقم 13

حسنًا ، بالنسبة لوجبة خفيفة ، أقترح خيار إعادة صياغة لوحة الحماية القياسية (تسمى أيضًا أجهزة التحكم في الشحن والتفريغ) ، والتي تحولها إلى مؤشر على نفاد البطارية.

يتم استخراج هذه اللوحات (وحدات PCB) من البطاريات القديمة الهواتف المحمولةعلى نطاق صناعي تقريبًا. ما عليك سوى التقاط بطارية مهملة من هاتف محمول في الشارع ، ووضعها في متناول يديك. تخلص من الباقي بشكل صحيح.

انتباه!!! توجد لوحات تتضمن حماية من التفريغ الزائد بجهد منخفض بشكل غير مقبول (2.5 فولت وأقل). لذلك ، من بين جميع اللوحات التي لديك ، تحتاج فقط إلى تحديد تلك النسخ التي تعمل بالجهد الصحيح (3.0-3.2 فولت).

غالبًا ما تكون لوحة PCB مثل هذا:

التجميع الصغير 8205 عبارة عن 2 ملي أوم بيك آب ميداني تم تجميعها في علبة واحدة.

بعد إجراء بعض التغييرات على الدائرة (الموضحة باللون الأحمر) ، نحصل على مؤشر ممتاز لتفريغ بطارية ليثيوم أيون ، والتي لا تستهلك عمليًا التيار عند إيقاف تشغيلها.

نظرًا لأن الترانزستور VT1.2 مسؤول عن فصل الشاحن عن بنك البطارية عند الشحن الزائد ، فهو غير ضروري في دائرتنا. لذلك ، استبعدنا تمامًا هذا الترانزستور من العمل عن طريق كسر دائرة التصريف.

يحدد المقاوم R3 التيار من خلال LED. يجب تحديد مقاومته بطريقة يكون فيها توهج LED ملحوظًا بالفعل ، لكن الاستهلاك الحالي ليس مرتفعًا جدًا.

بالمناسبة ، يمكنك حفظ جميع وظائف وحدة الحماية ، وجعل الإشارة باستخدام ترانزستور منفصل يتحكم في LED. أي أن المؤشر سيضيء في نفس الوقت مع فصل البطارية في وقت التفريغ.

بدلاً من 2N3906 ، سيفعل أي شخص في متناول اليد منخفضة الطاقة p-n-pالترانزستور. لا يمكن ببساطة لحام LED مباشرة. تيار الإخراج للدائرة الدقيقة التي تتحكم في المفاتيح صغير جدًا ويتطلب تضخيمًا.

يرجى مراعاة حقيقة أن دوائر مؤشر التفريغ نفسها تستهلك طاقة البطارية! لتجنب التفريغ غير المسموح به ، قم بتوصيل دوائر المؤشر بعد مفتاح الطاقة أو استخدم دوائر الحماية لمنع التفريغ العميق.

نظرًا لأنه ، على الأرجح ، ليس من الصعب التخمين ، يمكن استخدام الدوائر والعكس صحيح - كمؤشر شحن.

electro-shema.ru

بطاريات Li-ion و Li-polymer في تصميماتنا


مع استمرار التقدم ، يتم استبدال بطاريات NiCd (النيكل والكادميوم) و NiMh (هيدريد معدن النيكل) بشكل متزايد ببطاريات الليثيوم.
بوزن مماثل لخلية واحدة ، يتمتع الليثيوم بسعة كبيرة ، بالإضافة إلى أن جهد الخلية أعلى بثلاث مرات - 3.6 فولت لكل خلية ، بدلاً من 1.2 فولت.
بدأت تكلفة بطاريات الليثيوم تقترب من تكلفة البطاريات القلوية التقليدية ، والوزن والحجم أصغر بكثير ، وإلى جانب ذلك ، يمكن ويجب شحنها. تقول الشركة المصنعة إنها تستطيع تحمل 300-600 دورة.
هناك أحجام مختلفة وليس من الصعب العثور على الحجم المناسب.
إن التفريغ من النفس ضعيف لدرجة أنهم يكذبون لسنوات ويظلون مشحونين ، أي. يظل الجهاز يعمل عند الحاجة.

الخصائص الرئيسية لبطاريات الليثيوم

هناك نوعان رئيسيان من بطاريات الليثيوم: Li-ion و Li-polymer.
Li-ion هي بطارية ليثيوم أيون ، Li-polymer هي بطارية ليثيوم بوليمر.
اختلافهم في تكنولوجيا التصنيع. يحتوي Li-ion على إلكتروليت سائل أو هلامي ، بينما يحتوي Li-polymer على مادة صلبة.
هذا الاختلاف له تأثير على نطاق درجة حرارة التشغيل ، قليلاً على الجهد وشكل العلبة التي يمكن إعطاؤها للمنتج النهائي. أيضًا - على المقاومة الداخلية ، ولكن هنا يعتمد الكثير على جودة الصنعة.
ليثيوم أيون: -20 ... + 60 درجة مئوية ؛ 3.6 فولت
بوليمر LI: 0 .. + 50 درجة مئوية ؛ 3.7 فولت
تحتاج أولاً إلى معرفة ما هي هذه الفولتات.
يكتب لنا المصنع 3.6 فولت ، لكن هذا متوسط ​​الجهد. عادةً ما يكتبون في أوراق البيانات نطاق جهد التشغيل 2.5 فولت ... 4.2 فولت.
عندما واجهت بطاريات الليثيوم لأول مرة ، درست أوراق البيانات لفترة طويلة.
فيما يلي الرسوم البيانية لتفريغهم في ظل ظروف مختلفة.

أرز. 1. عند درجة حرارة +20 درجة مئوية


أرز. 2. في درجات حرارة تشغيل مختلفة

يتضح من الرسوم البيانية أن جهد التشغيل عند تفريغ 0.2 درجة مئوية ودرجة حرارة + 20 درجة مئوية هو 3.7 فولت ... 4.2 فولت بالطبع ، يمكن توصيل البطاريات في سلسلة والحصول على الجهد الذي نحتاجه.
في رأيي ، نطاق جهد مناسب للغاية يناسب العديد من التصميمات حيث يتم استخدام 4.5 فولت - إنها تعمل بشكل رائع. وربطها بقطعتين. نحصل على 8.4 فولت ، أي ما يقرب من 9 فولت. لقد وضعتها في جميع الهياكل التي توجد بها طاقة بطارية ونسيت بالفعل آخر مرة اشتريت فيها بطاريات.

بطاريات الليثيوم لها فارق بسيط: لا يمكن شحنها فوق 4.2 فولت وتفريغها أقل من 2.5 فولت ، إذا تم تفريغها أقل من 2.5 فولت ، فليس من الممكن دائمًا استعادتها ، ولكن من المؤسف التخلص منها. هذا يعني أن الحماية من التفريغ الزائد ضرورية. في العديد من البطاريات ، تكون مدمجة بالفعل كلوحة صغيرة ، وهي ببساطة غير مرئية في العلبة.

دائرة حماية البطارية من التفريغ الزائد

يحدث أن تصادف بطاريات بدون حماية ، ثم يتعين عليك جمعها بنفسك. هذا ليس بالأمر الصعب. أولاً ، هناك مجموعة متنوعة من الدوائر الدقيقة المتخصصة. ثانيًا ، يبدو أن الصينيين قاموا بتجميع الوحدات النمطية.

وثالثًا ، سننظر في ما يمكن جمعه حول هذا الموضوع من مواد حقوق الطبع والنشر. بعد كل شيء ، ليس كل شخص لديه رقائق حديثة في الأوراق المالية أو عادة التسوق على Aliexpress.
لقد كنت أستخدم هذه الدائرة فائقة البساطة لسنوات عديدة ولم تفشل البطارية أبدًا!


أرز. 3.
يمكن حذف المكثف إذا كان الحمل غير متهور ويستهلك بثبات. أي ثنائيات منخفضة الطاقة ، يجب تحديد عددها وفقًا لجهد القطع للترانزستور.
أستخدم ترانزستورات مختلفة ، اعتمادًا على وجود الجهاز واستهلاكه الحالي ، الشيء الرئيسي هو أن جهد القطع أقل من 2.5 فولت ، أي بحيث يفتح من جهد البطارية.

من الأفضل تخصيص المخطط عند التثبيت. نأخذ ترانزستور ونطبق الجهد على البوابة من خلال المقاوم بمقاومة 100 أوم ... 10 ك ، نتحقق من جهد القطع. إذا لم يكن أكثر من 2.5 فولت ، فإن النسخة جيدة ، ثم نختار الثنائيات (العدد وأحيانًا النوع) بحيث يبدأ الترانزستور في الإغلاق بجهد حوالي 3 فولت.
نطبق الآن الجهد من وحدة إمداد الطاقة ونتحقق من أن الدائرة تعمل بجهد يبلغ حوالي 2.8 - 3 فولت.
بمعنى آخر ، إذا انخفض الجهد على البطارية إلى ما دون الحد الذي حددناه ، فسيغلق الترانزستور ويفصل الحمل عن مصدر الطاقة ، وبالتالي يمنع تفريغًا عميقًا ضارًا.

ملامح عملية شحن بطارية الليثيوم

حسنًا ، لقد نفدت بطاريتنا ، حان الوقت الآن لشحنها بأمان.
كما هو الحال مع التفريغ ، فإن الشحن ليس بهذه البساطة أيضًا. يجب أن يكون الحد الأقصى للجهد على البنك لا يزيد عن 4.2 فولت ± 0.05 فولت!إذا تم تجاوز هذه القيمة ، يتحول الليثيوم إلى حالة معدنية ويمكن أن يحدث ارتفاع في درجة الحرارة وحريق وحتى انفجار للبطارية.

يتم شحن البطاريات وفقًا لخوارزمية بسيطة إلى حد ما: الشحن من مصدر جهد ثابت يبلغ 4.20 فولت لكل خلية ، مع وجود حد حالي قدره 1 درجة مئوية.
تعتبر الشحنة كاملة عندما ينخفض ​​التيار إلى 0.1-0.2 درجة مئوية. بعد التبديل إلى وضع تثبيت الجهد عند تيار 1 درجة مئوية ، تكتسب البطارية ما يقرب من 70-80٪ من سعتها. يستغرق الشحن الكامل حوالي ساعتين.
يتم فرض متطلبات صارمة للغاية على الشاحن من أجل دقة الحفاظ على الجهد في نهاية الشحن ، ليس أسوأ من ± 0.01 فولت لكل علبة.

عادة ما يكون لدائرة الذاكرة استجابة- يتم تحديد الجهد تلقائيًا بحيث يكون التيار الذي يمر عبر البطارية مساويًا للتيار المطلوب. بمجرد أن يصبح هذا الجهد مساويًا لـ 4.2 فولت (للبطارية الموصوفة) ، من المستحيل الحفاظ على التيار عند 1 درجة مئوية لفترة أطول - ثم سيزداد الجهد على البطارية بسرعة كبيرة وبقوة.

في هذه اللحظة ، عادةً ما يتم شحن البطارية بنسبة 60٪ -80٪ ​​، ولشحن النسبة المتبقية 40٪ -20٪ بدون انفجارات ، يجب تقليل التيار. أسهل طريقة للقيام بذلك هي الحفاظ على جهد ثابت للبطارية ، وسوف يأخذ هو نفسه التيار الذي يحتاجه.
عندما ينخفض ​​هذا التيار إلى 30-10 مللي أمبير ، تعتبر البطارية مشحونة.

لتوضيح كل ما سبق ، أقدم رسمًا بيانيًا للشحن مأخوذًا من البطارية التجريبية:


أرز. 4.
على الجانب الأيسر من الرسم البياني ، مظلل باللون الأزرق ، نرى تيارًا ثابتًا قدره 0.7 أمبير ، بينما يرتفع الجهد تدريجياً من 3.8 فولت إلى 4.2 فولت.
يمكنك أيضًا ملاحظة أنه في النصف الأول من الشحن ، تصل البطارية إلى 70٪ من سعتها ، بينما في الوقت المتبقي - 30٪ فقط.

"C" لتقف على السعة

غالبًا ما يتم العثور على تعيين النموذج "xC". هذا مجرد تعيين مناسب لشحن أو تفريغ بطارية بجزء صغير من سعتها. مشتق من الكلمة الإنجليزية "السعة" (السعة ، السعة).
عندما يتحدثون عن الشحن بتيار 2 درجة مئوية ، أو 0.1 درجة مئوية ، فإنهم عادةً ما يعنيون أن التيار يجب أن يكون (سعة بطارية 2 ساعة) / ساعة أو (سعة بطارية 0.1 ساعة) / ساعة ، على التوالي.

على سبيل المثال ، يجب شحن بطارية بسعة 720 مللي أمبير ، حيث يبلغ تيار الشحن 0.5 درجة مئوية ، بتيار 0.5 H 720mAh / h = 360 مللي أمبير ، وهذا ينطبق أيضًا على التفريغ.

شواحن بطاريات الليثيوم

يمكنك طلب وحدات الشاحن من الصينيين عن طريق البريد مع الشحن المجاني. يمكن الحصول على وحدات تحكم الشحن TP4056 مع مقبس USB صغير وحماية غير مكلفة للغاية.

ويمكنك صنع الشاحن الأبسط أو غير البسيط ، حسب خبرتك وقدراتك.

رسم تخطيطي لشاحن بسيط على LM317


أرز. 5.
توفر الدائرة التي تستخدم LM317 استقرارًا دقيقًا للجهد ، والذي يتم ضبطه بواسطة مقياس الجهد R2.
الاستقرار الحالي ليس حرجًا مثل تثبيت الجهد ، لذلك فهو كافٍ لتثبيت التيار باستخدام مقاوم تحويل Rx وترانزستور NPN (VT1).

يتم تحديد تيار الشحن المطلوب لبطارية ليثيوم أيون محددة (Li-Ion) وبطارية ليثيوم بوليمر (Li-Pol) عن طريق تغيير المقاومة Rx.
تتوافق مقاومة Rx تقريبًا مع النسبة التالية: 0.95 / Imax.
تتوافق قيمة المقاوم Rx المشار إليها في الرسم البياني مع تيار 200 مللي أمبير ، وهذه قيمة تقريبية ، وتعتمد أيضًا على الترانزستور.

يجب أن يكون LM317 مزودًا بمبدد حرارة اعتمادًا على تيار الشحن وجهد الدخل.
يجب أن يكون جهد الدخل أعلى بمقدار 3 فولت على الأقل من جهد البطارية للتشغيل العادي للمثبت ، والذي يكون لخلية واحدة 7-9 فولت.

رسم تخطيطي لشاحن بسيط على LTC4054


أرز. 6.
يمكنك إزالة وحدة التحكم في الشحن LTC4054 من هاتف خلوي قديم ، على سبيل المثال ، Samsung (C100 ، C110 ، X100 ، E700 ، E800 ، E820 ، P100 ، P510).

أرز. 7. هذه الرقاقة الصغيرة التي يبلغ طولها 5 أقدام تحمل علامة "LTH7" أو "LTADY"

لن أخوض في أصغر تفاصيل العمل مع الدائرة المصغرة ، كل شيء موجود في ورقة البيانات. سوف أصف فقط أهم الميزات الضرورية.
تيار الشحن يصل إلى 800 مللي أمبير.
الجهد الأمثل للإمداد هو من 4.3 إلى 6 فولت.
مؤشر الشحن.
حماية الإخراج ماس كهربائى.
الحماية من الحرارة الزائدة (تقليل تيار الشحن عند درجات حرارة أعلى من 120 درجة).
لا يتم شحن البطارية إذا كان الجهد الكهربائي عليها أقل من 2.9 فولت.

يتم ضبط تيار الشحن بواسطة المقاوم بين الدبوس الخامس من الدائرة المصغرة والأرض وفقًا للصيغة

أنا = 1000 / ص ،
حيث I هو تيار الشحن في Amperes ، R هي مقاومة المقاوم في Ohms.

مؤشر تفريغ بطارية الليثيوم

إليك دائرة بسيطة تعمل على تشغيل مؤشر LED عندما تكون البطارية منخفضة ويكون جهدها المتبقي قريبًا من الحرج.

أرز. ثمانية.
أي ترانزستورات منخفضة الطاقة. يتم تحديد جهد الإشعال لمصباح LED بواسطة مقسم من المقاومات R2 و R3. من الأفضل توصيل الدائرة بعد وحدة الحماية حتى لا يقوم LED بتفريغ البطارية على الإطلاق.

فارق بسيط من المتانة

عادة ما تطالب الشركة المصنعة بـ 300 دورة ، ولكن إذا قمت بشحن الليثيوم فقط 0.1 فولت أقل ، حتى 4.10 فولت ، فإن عدد الدورات يرتفع إلى 600 أو أكثر.

العملية والاحتياطات

من الآمن أن نقول إن بطاريات الليثيوم بوليمر هي أكثر البطاريات "حساسية" من البطاريات الموجودة ، أي أنها تتطلب التقيد الإجباري بالعديد من القواعد البسيطة ، ولكنها إلزامية ، بسبب عدم مراعاة المشاكل التي تحدث.
1. لا يجوز أن تصل الشحنة إلى جهد يزيد عن 4.20 فولت لكل خلية.
2. لا يسمح بدائرة كهربائية قصيرة للبطارية.
3. لا يُسمح بالتفريغ بواسطة التيارات التي تتجاوز سعة الحمولة أو تسخين البطارية فوق 60 درجة مئوية. 4. التفريغ الضار أقل من الجهد 3.00 فولت لكل خلية.
5. تسخين البطارية فوق 60 درجة مئوية ضار. 6. إزالة الضغط من البطارية ضار.
7. التخزين الضار في حالة التفريغ.

يؤدي عدم الامتثال للنقاط الثلاث الأولى إلى نشوب حريق ، والباقي - فقدان كامل أو جزئي للقدرة.

من خلال ممارسة سنوات عديدة من الاستخدام ، أستطيع أن أقول إن سعة البطاريات تتغير قليلاً ، لكن المقاومة الداخلية والتيار المتردد

datagor.ru

لوحة حماية Li-ion بدلاً من الشاحن؟

في المنتديات ، يُنصح غالبًا باستخدام لوحة حماية من نوع ما من بطاريات الليثيوم (أو ، كما يطلق عليها أيضًا ، وحدة PCB) كمحدد للشحن. أي لعمل شاحن لبطارية ليثيوم أيون من لوحة حماية.

المنطق كما يلي: عندما يتم شحن البطارية ، يزداد الجهد على بطارية Li-ion وبمجرد وصولها إلى مستوى معين ، ستعمل لوحة الحماية وتتوقف عن الشحن.

يتم تطبيق هذا المبدأ ، على سبيل المثال ، في دائرة الشحن لمصباح يدوي ، والذي ينبثق بين الحين والآخر على الإنترنت:

للوهلة الأولى ، يبدو هذا القرار منطقيًا تمامًا ، أليس كذلك؟ ولكن إذا بحثت بشكل أعمق قليلاً ، فقد اتضح أن هناك الكثير من السلبيات أكثر من الإيجابيات.

لن نركز على حقيقة أنه لسبب ما تم اختيار مصدر طاقة 8 فولت كمصدر. أنا متأكد من أن هذا يتم بحيث يتم تبديد قدر يصل إلى 10 واط من الطاقة على R1. المقاوم سيبقي شقتك دافئة في أمسيات الشتاء الطويلة.

بدلاً من ذلك ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على قيمة عتبة الجهد التي يتم عندها تشغيل حماية الشحن الزائد. العنصر الذي يحدد هذا الحد هو دائرة كهربائية متخصصة.

أول ناقص

تُستخدم الدوائر الدقيقة من أنواع مختلفة في لوحات الحماية (اقرأ المزيد عن هذا في هذه المقالة) ، يتم عرض أكثرها شيوعًا في الجدول:

القيمة العادية التي تُشحن بها بطارية ليثيوم أيون هي 4.2 فولت. ومع ذلك ، كما ترون من الجدول ، يتم شحذ معظم الدوائر الدقيقة لبضعة ... اه ... الجهد الزائد.

هذا بسبب لوحات الحماية مصممة للعمل في حالة الطوارئلمنع التشغيل الزائد للبطارية. يجب ألا توجد مثل هذه المواقف على الإطلاق أثناء الاستخدام العادي للبطاريات.

قد لا يؤدي الشحن الزائد النادر لبطارية الليثيوم إلى الجهد ، على سبيل المثال ، 4.35 فولت (الدائرة الدقيقة SA57608D) إلى أي عواقب وخيمة ، لكن هذا لا يعني أنه سيكون كذلك دائمًا. من يدري في أي نقطة سيؤدي ذلك إلى إطلاق الليثيوم المعدني من الإلكتروليت الهلامي ، مما يؤدي إلى قصر دائرة كهربائية حتمية للأقطاب وفشل البطارية؟

هذا الظرف وحده كافٍ لرفض استخدام لوحات الحماية كوحدة تحكم في الشاحن. ولكن إذا لم يكن ذلك كافيًا بالنسبة لك ، فتابع القراءة.

الثانية ناقص

النقطة الثانية ، التي عادة ما ينتبه إليها القليل من الناس ، هي منحنى الشحنة بطاريات ليثيوم أيون... فلننعش ذاكرتها. يوضح الرسم البياني أدناه ملف تعريف شحن CC / CV الكلاسيكي ، والذي يمثل تيارًا ثابتًا / جهدًا ثابتًا. أصبحت طريقة الشحن هذه بالفعل هي المعيار وتحاول معظم أجهزة الشحن العادية توفيرها.

إذا نظرت عن كثب إلى الرسم البياني ، ستلاحظ أنه عندما يكون جهد البطارية 4.2 فولت ، فإنه لم يصل بعد إلى طاقته الكاملة.

في مثالنا ، السعة القصوى للبطارية هي 2.1 أمبير / ساعة. في الوقت الذي يصبح فيه الجهد الكهربائي عليه 4.2 فولت ، يتبين أنه مشحون فقط حتى 1.82 أمبير / ساعة ، وهو ما يمثل 87 ٪ من الحد الأقصى. الاهلية.

وفي هذه اللحظة ستعمل لوحة الحماية وتتوقف عن الشحن.

حتى إذا كان لوحك يعمل عند 4.35 فولت (دعنا نقول أنه يعتمد على شريحة 628-8242BACT) ، فإن هذا لن يغير الموقف بشكل جذري. نظرًا لحقيقة أنه بالقرب من نهاية الشحن ، يبدأ الجهد الكهربائي للبطارية في الزيادة بسرعة كبيرة ، فإن الفرق في السعة المتراكمة عند 4.2 فولت و 4.35 فولت لن يكون أكثر من بضعة بالمائة. وباستخدام مثل هذه اللوحة ، فإنك تقصر أيضًا من عمر البطارية.

الاستنتاجات

لذلك ، بتلخيص كل ما سبق ، يمكننا القول بأمان أنه من غير المرغوب فيه للغاية استخدام لوحات الحماية (وحدات PCM) بدلاً من شحن بطاريات الليثيوم.

في البدايه،هذا يؤدي إلى زيادة ثابتة في الحد الأقصى المسموح به للجهد على البطارية ، وبالتالي انخفاض في عمرها التشغيلي.

ثانيا،نظرًا لخصائص عملية شحن الليثيوم ، فإن استخدام لوحة الحماية كوحدة تحكم في الشحن لن يسمح باستخدام السعة الكاملة لبطارية الليثيوم أيون. بدفع ثمن بطاريات 3400 مللي أمبير ، لا يمكنك استخدام أكثر من 2950 مللي أمبير في الساعة.

من أجل الشحن الكامل والآمن لبطاريات الليثيوم ، من الأفضل استخدام دوائر دقيقة متخصصة. الأكثر شهرة اليوم هو TP4056. لكن عليك أن تكون حذرًا مع هذه الدائرة المصغرة ، فهي لا تتمتع بأي حماية ضد أحمق انعكاس القطبية.

دائرة الشاحن على الدائرة المصغرة TP4056 ، بالإضافة إلى دوائر الشاحن الأخرى المثبتة لبطاريات Li-ion ، التي درسناها في هذه المقالة.

استخدم بطاريات الليثيوم بشكل صحيح ، ولا تنتهك أوضاع الشحن الموصى بها من الشركة المصنعة وستتحمل 800 دورة شحن / تفريغ على الأقل.

تذكر أنه حتى مع الاستخدام الأمثل ، فإن بطاريات الليثيوم أيون عرضة للتلف (فقد السعة بشكل لا رجعة فيه). لديهم أيضًا إفرازات ذاتية كبيرة إلى حد ما ، تساوي حوالي 10 ٪ شهريًا.

electro-shema.ru

دوائر التحكم في الشحن والتفريغ لبطاريات Li-ion والدوائر الدقيقة لوحدات حماية بطارية الليثيوم

تحتاج أولاً إلى تحديد المصطلحات.

كما أجهزة التحكم في شحن التفريغ غير موجودة... هذا هراء. لا جدوى من التحكم في التفريغ. يعتمد تيار التفريغ على الحمل - بقدر ما يحتاج ، سيستغرق الكثير. الشيء الوحيد الذي يجب القيام به عند التفريغ هو مراقبة الجهد على البطارية لمنعها من التفريغ الزائد. لهذا ، يتم استخدام الحماية ضد التفريغ العميق.

في نفس الوقت ، وحدات تحكم منفصلة الشحنةليست موجودة فقط ، ولكنها ضرورية للغاية لتنفيذ عملية شحن بطاريات الليثيوم. هم الذين يضبطون التيار المطلوب ، ويحددون نهاية الشحن ، ويراقبون درجة الحرارة ، وما إلى ذلك. تعتبر وحدة التحكم في الشحن جزءًا أساسيًا من أي شاحن بطارية ليثيوم.

بناءً على تجربتي ، يمكنني القول أن وحدة التحكم في الشحن / التفريغ هي في الواقع دائرة لحماية البطارية من تفريغ عميق جدًا ، وعلى العكس من الشحن الزائد.

بمعنى آخر ، عندما نتحدث عن جهاز التحكم في الشحن / التفريغ ، فإننا نتحدث عن الحماية المضمنة في جميع بطاريات الليثيوم أيون تقريبًا (وحدات PCB أو PCM). ها هي ذا:

وها هم أيضًا:

من الواضح أن لوحات الحماية مقدمة في أشكال مختلفة ويتم تجميعها باستخدام مختلف مكونات الكترونية... في هذه المقالة ، سننظر فقط في خيارات مخططات الحماية لبطاريات Li-ion (أو ، إذا كنت تفضل ذلك ، أجهزة التحكم في التفريغ / الشحن).

أجهزة التحكم في الشحن والتفريغ

نظرًا لأن هذا الاسم راسخ جيدًا في المجتمع ، فسنستخدمه أيضًا. لنبدأ بالمتغير الأكثر شيوعًا على شريحة DW01 (Plus).

DW01-Plus

تم العثور على لوحة واقية لبطاريات ليثيوم أيون في كل بطارية ثانية من الهاتف المحمول. للوصول إليه ، تحتاج فقط إلى تمزيق اللاصق الذاتي بالنقوش الملصقة على البطارية.

الدائرة المصغرة DW01 نفسها ذات ستة أرجل ، ويتم تصنيع ترانزستورين بتأثير ميداني هيكليًا في حالة واحدة في شكل تجميع مكون من 8 أرجل.

الدبوس 1 و 3 هما إدارة مفاتيح حماية التفريغ الزائد (FET1) والشحن الزائد (FET2) ، على التوالي. عتبة الفولتية: 2.4 و 4.25 فولت. دبوس 2 - مستشعر يقيس انخفاض الجهد عبر ترانزستورات التأثير الميداني ، بسبب حماية التيار الزائد. تعمل مقاومة التلامس للترانزستورات بمثابة تحويلة قياس ، وبالتالي فإن عتبة الاستجابة لها انتشار كبير جدًا من منتج إلى منتج.

يبدو المخطط بأكمله كالتالي:

الدائرة الدقيقة اليمنى المميزة بعلامة 8205A هي تأثير الترانزستور الميدانتعمل كمفاتيح في المخطط.

سلسلة S-8241

طورت SEIKO دوائر متكاملة متخصصة لحماية بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الليثيوم بوليمر من الإفراط في التفريغ / الشحن الزائد. تستخدم الدوائر المتكاملة من سلسلة S-8241 لحماية علبة واحدة.

تعمل مفاتيح الحماية من الشحن الزائد والشحن الزائد عند 2.3 فولت و 4.35 فولت على التوالي. يتم تنشيط حماية التيار الزائد عندما يكون الجهد عبر FET1-FET2 200 مللي فولت.

سلسلة AAT8660

الحل من التكنولوجيا التناظرية المتقدمة - سلسلة AAT8660.

الفولتية العتبة 2.5 و 4.32 فولت. الاستهلاك الممنوع لا يتجاوز 100 غ. يتم إنتاج الدائرة المصغرة في حزمة SOT26 (3 × 2 مم ، 6 دبابيس).

سلسلة FS326

دائرة كهربائية دقيقة أخرى تستخدم في ألواح الحماية لعلبة واحدة من الليثيوم أيون و بطارية بوليمر- FS326.

اعتمادًا على فهرس الحروف ، يتراوح جهد تشغيل الحماية من التفريغ الزائد من 2.3 إلى 2.5 فولت. ويتراوح جهد العتبة العليا ، على التوالي ، من 4.3 إلى 4.35 فولت. انظر ورقة البيانات للحصول على التفاصيل.

LV51140T

مخطط حماية مماثل لبطاريات الليثيوم أحادية الخلية مع حماية ضد الشحن الزائد ، والشحن الزائد ، والشحن الزائد ، وتيارات التفريغ. تم التنفيذ باستخدام الدائرة المصغرة LV51140T.

عتبة الفولتية: 2.5 و 4.25 فولت. الجزء الثاني من الدائرة المصغرة هو مدخل كاشف التيار الزائد (القيم الحدية: 0.2 فولت عند التفريغ و -0.7 فولت عند الشحن). لا يتم استخدام دبوس 4.

سلسلة R5421N

الحل التخطيطي مشابه للحل السابق. في وضع التشغيل ، تستهلك الدائرة المصغرة حوالي 3 μA ، في وضع الحظر - حوالي 0.3 μA (الحرف C في التعيين) و 1 μA (الحرف F في التعيين).

تحتوي سلسلة R5421N على العديد من التعديلات التي تختلف في حجم جهد الاستجابة أثناء إعادة الشحن. التفاصيل معطاة في الجدول:

SA57608

نسخة أخرى من جهاز التحكم في الشحن / التفريغ ، فقط على الدائرة المصغرة SA57608.

تعتمد الفولتية التي تفصل بها الدائرة المصغرة البنك عن الدوائر الخارجية على فهرس الحروف. انظر الجدول للحصول على التفاصيل:

يستهلك SA57608 تيارًا كبيرًا إلى حد ما في وضع السكون - حوالي 300 ميكرو أمبير ، مما يميزه عن النظير أعلاه للأسوأ (هناك ، التيارات المستهلكة بترتيب كسور ميكرو أمبير).

LC05111CMT

وأخيرًا ، نقدم حلاً مثيرًا للاهتمام من أحد رواد العالم في إنتاج المكونات الإلكترونية On Semiconductor - وحدة التحكم في الشحن والتفريغ على الدائرة المصغرة LC05111CMT.

الحل مثير للاهتمام حيث أن الدوائر MOSFET الرئيسية مدمجة في الدائرة الدقيقة نفسها ، لذلك بقيت مقاومات ومكثف واحد فقط من العناصر المفصلية.

تبلغ مقاومة التلامس للترانزستورات المدمجة 11 ملي أوم (0.011 أوم). الحد الأقصى لتيار الشحن / التفريغ هو 10A. الحد الأقصى للجهد بين المحطات S1 و S2 هو 24 فولت (هذا مهم عند دمج البطاريات في بطاريات).

الدائرة المصغرة متوفرة في حزمة WDFN6 2.6 × 4.0 ، 0.65P ، Dual Flag.

توفر الدائرة ، كما هو متوقع ، الحماية ضد الشحن الزائد / التفريغ والتيار الزائد في الحمل والشحن الزائد.

أجهزة التحكم بالشحن ودوائر الحماية - ما الفرق؟

من المهم أن نفهم أن وحدة الحماية وأجهزة التحكم في الشحن ليسا نفس الشيء. نعم ، تتداخل وظائفها إلى حد ما ، ولكن سيكون من الخطأ استدعاء وحدة الحماية المدمجة في البطارية بوحدة التحكم بالشحن. الآن سأشرح ما هو الفرق.

يتمثل الدور الأكثر أهمية لأي جهاز تحكم في الشحن في تنفيذ ملف تعريف الشحن الصحيح (عادةً CC / CV - تيار ثابت / جهد ثابت). بمعنى ، يجب أن تكون وحدة التحكم في الشحن قادرة على تقييد تيار الشحن عند مستوى معين ، وبالتالي التحكم في كمية الطاقة "التي يتم ضخها" في البطارية لكل وحدة زمنية. يتم إطلاق الطاقة الزائدة في شكل حرارة ، لذلك يتم تسخين أي جهاز تحكم في الشحن كثيرًا أثناء التشغيل.

لهذا السبب ، لا يتم أبدًا دمج وحدات التحكم في الشحن في البطارية (على عكس بطاقات الحماية). وحدات التحكم ليست سوى جزء من الشاحن المناسب ولا شيء أكثر من ذلك.

المخططات الرسوم الصحيحةلبطاريات الليثيوم ترد في هذه المقالة.

بالإضافة إلى ذلك ، لا توجد لوحة حماية (أو وحدة حماية ، أطلق عليها ما تشاء) قادرة على الحد من تيار الشحن. تتحكم اللوحة فقط في الجهد على البنك نفسه ، وإذا تجاوز الحدود المحددة مسبقًا ، فإنه يفتح مفاتيح الإخراج ، وبالتالي يفصل البنك عن العالم الخارجي. بالمناسبة ، تعمل حماية ماس كهربائى أيضًا وفقًا لنفس المبدأ - مع ماس كهربائى ، ينخفض ​​الجهد على البنك بشكل حاد ويتم تشغيل دائرة حماية التفريغ العميق.

نشأ الخلط بين دوائر الحماية لبطاريات الليثيوم وأجهزة التحكم في الشحن بسبب تشابه عتبة الاستجابة (~ 4.2V). فقط في حالة وحدة الحماية الاغلاق الكاملالبنوك من المحطات الخارجية ، وفي حالة جهاز التحكم بالشحن ، فإنه يتحول إلى وضع تثبيت الجهد وانخفاض تدريجي في تيار الشحن.

electro-shema.ru

بطاريات الليثيوم 18650 - ميزات التشغيل والجهد وطرق الشحن

من الصعب العثور على منطقة لا توجد بها أجهزة كهربائية. تمثل المصادر المحمولة البطاريات القابلة لإعادة الشحن والبطاريات التي تستخدم لمرة واحدة والتي تزود المستهلك بالطاقة عن طريق تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. تمثل بطاريات الليثيوم أيون أزواج إلكترونيةمع المكونات النشطة التي تحتوي على أملاح الليثيوم. البطارية على شكل يمكن التخلص منها بطارية الاصبع، ولكنه أكبر قليلاً ، يحتوي على مئات دورات الشحن ، يشير إلى بطاريات Li-ion 18650.

جهاز بطارية ليثيوم أيون 18650

تصنيع بطاريات الليثيوم أيون حسب مواقع الشركة Sanyo و Sony و Panasonic و LG Chem و Samsung SDI و Skme و Moli و BAK و Lishen و ATL و HYB... تقوم شركات أخرى بشراء سلع وإعادة تغليفها بدعوى أنها ملكها. يكتبون أيضًا معلومات خاطئة حول المنتج على غلاف الانكماش. لا يوجد حاليًا 18650 بطارية ليثيوم أيون بسعة أعلى من 3600 مللي أمبير في الساعة.

الفرق الرئيسي بين البطاريات والبطاريات هو إمكانية إعادة الشحن المتعدد. تم تصميم جميع البطاريات لجهد 1.5 فولت ، ومخرج منتج ليثيوم أيون هو 3.7 فولت.يعني عامل الشكل 18650 بطارية ليثيوم بطول 65 مم وقطرها 18 مم.

مواصفات وضع عمل بطارية الليثيوم 18650:

  • الحد الأقصى للجهد هو 4.2 فولت ، وحتى الشحن الزائد الطفيف سيقصر بشكل كبير من عمر الخدمة.
  • الحد الأدنى للجهد هو 2.75 فولت ، عند الوصول إلى 2.5 فولت ، يلزم وجود شروط خاصة لاستعادة السعة ، وعندما يكون الجهد عند الأطراف 2.0 فولت ، لا تتم استعادة الشحن.
  • الحد الأدنى لدرجة حرارة التشغيل هو -20 درجة مئوية. الشحن في درجات حرارة تحت الصفر غير ممكن.
  • درجة الحرارة القصوى هي +60 درجة مئوية في درجات الحرارة المرتفعة ، يمكن توقع حدوث انفجار أو حريق.
  • يتم قياس السعة بالأمبير / ساعة. بطارية مشحونة بالكامل بسعة 1 أمبير / ساعة يمكنها توصيل 1 أمبير من التيار لمدة ساعة ، أو 2 أمبير لمدة 30 دقيقة ، أو 15 أمبير لمدة 4 دقائق.

بطارية ليثيوم أيون 18650

تصنع كبرى الشركات المصنعة بطاريات ليثيوم 18650 قياسية بدون لوحة حماية. وحدة التحكم هذه مصنوعة في النموذج دائرة كهربائية، مثبتة على الجزء العلوي من الجسم ، مما يطيلها قليلاً. توجد اللوحة أمام الطرف السالب ، وتحمي البطارية من ماس كهربائى ، والشحن الزائد ، والإفراط في الشحن. الذهاب إلى الحماية في الصين. هناك أجهزة جودة جيدة، هناك احتيال تام - معلومات غير موثوقة ، سعة 9000 أمبير / ساعة. بعد تثبيت الحماية ، يتم وضع الجسم في فيلم يتقلص مع نقوش. نظرًا للتصميم الإضافي ، يصبح الجسم أطول وأكثر سمكًا ، وقد لا يتناسب مع الفتحة المقصودة. يمكن أن يكون حجمها القياسي 18700 ، وزيادة بسبب الإجراءات الإضافية. إذا تم استخدام بطارية 18650 لإنشاء بطارية 12 فولت تحتوي على وحدة تحكم شحن مشتركة ، فلن تكون هناك حاجة إلى قواطع على خلايا Li-ion الفردية.

الغرض من الحماية هو ضمان تشغيل مصدر الطاقة في معلمات معينة... عند الشحن بشاحن بسيط ، لن تسمح الحماية بالشحن الزائد وإيقاف الطاقة في الوقت المناسب إذا كانت بطارية الليثيوم 18650 تصل إلى جهد 2.7 فولت.

بطارية الليثيوم بمناسبة 18650

توجد علامات على سطح علبة البطارية. يمكنك أن تجد هنا معلومات كاملةحول الخصائص التقنية. بالإضافة إلى تاريخ التصنيع وتاريخ انتهاء الصلاحية والعلامة التجارية للشركة المصنعة ، يتم تشفير جهاز 18650 من بطاريات الليثيوم ، وخصائص المستهلك المرتبطة بهذا الجانب.

  1. ICR كاثود الليثيوم الكوبالت. تتميز البطارية بسعة عالية ، ولكنها مصممة لتيارات الاستهلاك المنخفض. يتم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وكاميرات الفيديو وغيرها من المعدات طويلة الأجل المماثلة مع انخفاض استهلاك الطاقة.
  2. IMR- كاثود الليثيوم والمنغنيز. لديها القدرة على توصيل تيارات عالية ، وتتحمل تصريفات تصل إلى 2.5 أمبير / ساعة.
  3. INR نيكل كاثود. يوفر تيارات عالية ، يتحمل تصريفات تصل إلى 2.5 فولت.
  4. NCR علامات باناسونيك محددة. من حيث الخصائص ، البطارية متطابقة مع IMR. تستخدم النيكل وأملاح الكوبالت وأكسيد الألومنيوم.

المواقف 2،3،4 تسمى "عالية الحالية" ، يتم استخدامها للمصابيح ، المناظير ، الكاميرات.

تتمتع بطاريات الليثيوم الفوسفاتية بالقدرة على العمل بعمق ناقص ، والتعافي عند التفريغ العميق. مقومة بأقل من قيمتها في السوق.

من خلال وضع العلامات ، يمكنك تحديد أن هذه بطارية ليثيوم قابلة لإعادة الشحن من الحرف - I R. إذا كان هناك أحرف C / M / F - فإن مادة الكاثود معروفة. سيتم عرض السعة المشار إليها بواسطة مللي أمبير / ساعة. يقع تاريخ الإصدار وتاريخ انتهاء الصلاحية في أماكن مختلفة.

يجب أن تعلم أن مصنعي بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ليس لديهم منتجات بسعة تزيد عن 3600 مللي أمبير في الساعة. لإصلاح بطارية كمبيوتر محمول أو تجميع بطارية جديدة ، تحتاج إلى شراء بطاريات بدون حماية. للاستخدام في نسخة واحدة ، تحتاج إلى شراء عناصر محمية.

كيفية اختبار بطارية الليثيوم 18650

إذا كنت تشك ، عند شراء جهاز باهظ الثمن ، في صحة المعلومات المتعلقة بالحالة ، فهناك طرق للتحقق. بالإضافة إلى العدادات الخاصة ، يمكنك استخدام الأدوات الموجودة في متناول اليد.

  • لديك شاحن ، يمكنك وقت الشحن الكامل مع تيار معين. سيكشف منتج الوقت وقوة التيار عن السعة التقريبية لبطارية ليثيوم أيون.
  • شاحن ذكي سوف يساعدك. سيظهر كل من الجهد والسعة ، لكن الجهاز باهظ الثمن.
  • قم بتوصيل المصباح ، وقياس القوة الحالية ، وانتظر حتى ينطفئ الضوء. يعطي ناتج الوقت وقوة التيار القدرة الحالية في A / h.

يمكنك تحديد سعة البطارية بالوزن: يجب أن تزن بطارية الليثيوم 18650 بسعة 2000 مللي أمبير / ساعة 40 جرام ، وكلما زادت السعة زاد الوزن. لكن الأغبياء تعلموا أن يسكبوا الرمل في بدن السفينة من أجل الثقل.

شاحن بطارية ليثيوم 18650

تتطلب بطاريات الليثيوم معايير الجهد الطرفي. حد الجهد هو 4.2 فولت ، والحد الأدنى هو 2.7 فولت ، لذلك ، يعمل الشاحن كمنظم للجهد ، ويخلق 5 فولت عند الخرج.

المؤشرات المحددة هي تيار الشحن وعدد الخلايا في البطارية ، التي تحددها بنفسك. يجب أن تحصل كل خلية (بنك) على رسوم كاملة. يتم توزيع الطاقة باستخدام دائرة موازن لبطاريات الليثيوم 18650. يمكن أن يكون الموازن مدمجًا أو يتم التحكم فيه يدويًا. الذاكرة الجيدة باهظة الثمن. يمكن لأي شخص يفهم ذلك القيام بفرض رسوم على Li-ion بنفسك المخططات الكهربائيةويعرف كيفية اللحام.

الرسم التخطيطي المقترح لشاحن افعل ذلك بنفسك لبطاريات الليثيوم 18650 بسيط ، حيث سيؤدي إلى إيقاف تشغيل المستهلك بعد الشحن من تلقاء نفسه. تكلفة المكونات حوالي 4 دولارات ، وليس نقصا. الجهاز موثوق به ، ولن يسخن أو يشتعل.

دائرة الشاحن لبطاريات الليثيوم 18650

في الشاحن الذي يعمل بنفسك ، يتم تنظيم التيار في الدائرة بواسطة المقاوم R4. يتم تحديد المقاومة بحيث يعتمد التيار الأولي على سعة بطارية الليثيوم 18650. ما التيار لشحن بطارية ليثيوم أيون إذا كانت سعتها 2000 مللي أمبير / ساعة؟ 0.5 - 1.0 درجة مئوية ستكون 1-2 أمبير. هذا هو تيار الشحن.

كيفية شحن بطارية ليثيوم أيون 18650

هناك إجراء لاستعادة أداء بطارية الليثيوم 18650 بعد انخفاض الجهد إلى العمل. نستعيد السعة المقاسة بالساعات الأمبير. لذلك ، نقوم أولاً بتوصيل عامل الشكل 18650 لبطارية Li-ion بالشاحن ، ثم نقوم بتعيين تيار الشحن بأيدينا. يتغير الجهد بمرور الوقت ، 0.5 فولت الأولي كمثبت ، تم تصميم الشاحن لـ 5 فولت. للحفاظ على الأداء ، تعتبر معلمات 40-80 ٪ من السعة مواتية.

تتضمن دائرة الشحن لبطارية ليثيوم أيون 18650 مرحلتين. أولاً ، تحتاج إلى رفع الجهد عند القطبين إلى 4.2 فولت ، ثم عن طريق خفض قوة التيار تدريجيًا ، قم بتثبيت السعة. تعتبر الشحنة ممتلئة إذا انخفض التيار إلى قيمة 5-7 مللي أمبير عند إيقاف تشغيل الطاقة. يجب ألا تتجاوز دورة الشحن بأكملها 3 ساعات.

أبسط فتحة واحدة الشحن الصينيبالنسبة لبطاريات li-ion 18650 ، فهي مصممة لتيار شحن يبلغ 1 أ. ولكن سيتعين عليك متابعة العملية بنفسك ، وقم بتبديلها بنفسك. أجهزة الشحن العالمية باهظة الثمن ، ولكن لها شاشة وتقوم بتشغيل العملية بمفردها.

كيف تشحن بطارية Li-ion 18650 بشكل صحيح في جهاز كمبيوتر محمول؟ توصيل مجموعة من مصادر الطاقة في الجهاز من خلال Pover Bank. يمكن شحن البطارية من التيار الكهربائي ، ولكن من المهم إيقاف تشغيل الطاقة بمجرد وصول الوحدة إلى السعة.

جاري استرداد بطارية ليثيوم أيون 18650

إذا رفضت البطارية العمل ، فيمكن أن تظهر نفسها على النحو التالي:

  • يتم تفريغ مصدر الطاقة بسرعة.
  • البطارية ميتة ولا يتم شحنها على الإطلاق.

يمكن لأي مصدر تفريغ سريع في حالة فقد السعة. وهذا أمر رهيب في الشحن الزائد والتفريغ العميق ، الذي توضع الحماية منه. ولكن لا مفر من الشيخوخة الطبيعية عندما يقلل التخزين في المستودعات من سعة العلب كل عام. لا توجد طرق للتجديد ، فقط الاستبدال.

ماذا لو لم يتم شحن البطارية بعد تفريغ عميق؟ كيفية استعادة Li-ion 18650؟ بعد أن تقوم وحدة التحكم بفصل البطارية ، لا يزال هناك احتياطي طاقة بداخلها ، قادر على توصيل جهد 2.8-2.4 فولت في القطبين. لكن الشاحن لا يتعرف على شحنة تصل إلى 3.0 فولت ، كل شيء أقل من ذلك هو صفر. هل من الممكن إيقاظ البطارية ، وبدء التفاعل الكيميائي مرة أخرى؟ ما الذي يجب فعله لرفع شحنة Li-ion 18650 إلى 3.1-3.3V؟ من الضروري استخدام طريقة "دفع" البطارية ، لمنحها الشحن اللازم.

دون الخوض في الحسابات ، استخدم الدائرة المقترحة ، وقم بتركيبها بمقاوم 62 أوم (0.5 واط). يتم استخدام مصدر طاقة 5 فولت هنا.

إذا تم تسخين المقاوم ، لا يوجد صفر على بطارية الليثيوم ، ثم هناك دائرة كهربائية قصيرة أو وحدة الحماية معيبة.

كيفية استعادة بطارية الليثيوم 18650 باستخدام شاحن عالمي؟ اضبط تيار الشحن على 10 مللي أمبير ، وقم بإجراء الشحن المسبق ، كما هو موضح في التعليمات الخاصة بالجهاز. بعد رفع الجهد إلى 3.1 فولت ، اشحن على مرحلتين وفقًا لمخطط SONY.

ما هي بطاريات الليثيوم 18650 الأفضل على علي إكسبريس

إذا كانت تكلفة وجودة بطارية الليثيوم 18650 مهمة بالنسبة لك ، فاستخدم مورد AliExpress. هناك الكثير من البضائع هنا ، من مختلف الشركات المصنعة... البطارية المطلوبة مطلوبة ، فهم يحبون تزييفها. لذلك ، تحتاج إلى معرفة الاختلافات الرئيسية بين النموذج الجيد والنسخة المتماثلة.

كن حرجًا من السعة المشار إليها. فقط أفضل الشركات المصنعة حققت 3600 أمبير / ساعة ، المتوسطات لديها مؤشر 3000-3200 أمبير / ساعة. البطارية المحمية أطول بمقدار 2-3 مم وأسمك قليلاً من البطارية غير المحمية. ولكن إذا كنت تقوم بتجميع بطارية ، فلا داعي للحماية ، فلا تبالغ في الدفع.

المنتجات عالية الجودة أغلى ثمناً هنا أيضًا. لاحظ أن Ultrafire يعد بقدرة 9000 مللي أمبير في الساعة ، ولكن في الواقع يتبين أنه أقل بمقدار 5-10 مرات. من الأفضل استخدام منتج من شركة مصنعة موثوق بها ، حاول دائمًا شراء نفس العلامة التجارية للبطارية.

نقدم لك الاطلاع على إجراءات استعادة بطارية الليثيوم 18650

batts.pro

سهولة شحن بطاريات Li-ion - مدونة تكنولوجيا المعلومات

أهلا. لدي مصباح يدوي صيني رائع مع عدسة. يضيء بشكل مثالي. إنه يعمل ببطارية ليثيوم أيون 18650. منذ وقت ليس ببعيد حصلت على العديد من نفس البطاريات الحية التي يبلغ عددها 18650 من بطارية كمبيوتر محمول ميتة. نظرًا لوجود الكثير من البطاريات ، كان من الضروري القيام بشيء ما بشأن شحن هذا الاقتصاد. بدا شحن المصباح القياسي مريبًا للغاية وغير مريح بالنسبة لي. القابس القابل للطي للاتصال بشبكة 220 قصير ولا يتناسب مع كل منفذ ، بل إنه يسقط باستمرار من مقبس الحائط. الخبث أقصر. نظرًا لحقيقة أن يدي كانت تتوق مؤخرًا إلى لحام شيء ما ، فقد أردت حقًا تشويش شحنتي.
بحثت في Google قليلاً ووجدت وحدة تحكم شحن بطارية Li-ion الصينية الرخيصة مع الحد الأدنى من طقم الجسم.
بشكل عام ، تم أخذها كأساس QX4054في حزمة SOT-23-5. ورقة البيانات باللغة الصينية أسفل المنشور. هناك وحدات تحكم مماثلة من Linear Technology LT4054، لكن سعرها بدا لي غير إنساني ، ولم أجد مكانًا لشرائها في أوكرانيا. (

ماذا يمكنه أن يفعل. انطلاقا مما كان من الممكن اكتشافه من ورقة البيانات ، فإنه قادر على شحن البطاريات بتيار يصل إلى 800 مللي أمبير ، ومن خلال إطفاء مؤشر LED المرفق به ، يعرض نهاية الشحن. تنتهي عملية شحن البطارية عندما يصل الجهد الكهربائي إلى 4.2 فولت ، أو ينخفض ​​تيار الشحن إلى 25 مللي أمبير.

هذا هو bukasheniya. أقدم وصفًا تقريبيًا لمخرجات وحدة التحكم:

VCC- واضح. مزود الطاقة 4.5 - 6.5 فولت.
GND- خلاصة عامة. هذا هو ، "الأرض".
PROG- خرج لبرمجة تيار الشحن.
CHRG- بيان انتهاء الشحن.
مضرب- توصيل طرف البطارية الموجب.

سأقول حجر الراين أنه في عملية العمل QX4054مع ارتفاع درجات الحرارة بشدة. لذلك ، عند حساب تيار الشحن ، اخترت قيمة 500mA. في هذه الحالة ، قيمة المقاوم هي 2 كيلو أوم.
صيغة الحساب بسيطة للغاية وهي موجودة في ورقة البيانات ، لكنني سأقدمها هنا أيضًا.
أنامضرب = (الخامسبروغ/صبروغ)*1000

أين:
أنامضرب- تيار الشحن بالأمبير.
الخامسبروغ- مأخوذ من ورقة البيانات ويساوي 1 فولت
صبروغ- مقاومة المقاوم في أوم.

نستبدل 0.5 أمبير لدينا: صبروغ= (الخامسبروغ/0.5)*1000.
إجمالي 2000 أوم. انه يناسبني.
لسوء الحظ ، لا تتمتع وحدة التحكم هذه بحماية ضد التشغيل غير الصحيح للبطارية ، وإذا تم عكس قطبية البطارية المتصلة في حالة العمل ، فإن QX4054 يتحول إلى دخان في ثانية. لذلك ، اضطررت إلى تعديل مخطط الاتصال النموذجي بشكل طفيف. اضطررت إلى التخلي عن فكرة الصمام الثنائي الواقي ، لأنني كنت أخشى أن يؤدي انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي بمقدار 0.5 فولت إلى زيادة الشحن أو بعض العواقب الأخرى. لذلك ، قمت بتشغيل الصمام الثنائي الواقي وفتيل الشفاء الذاتي.
لا أعرف مدى صحة هذا الخيار تقنيًا ، لكنه يحفظ وحدة التحكم من الإرهاق. بالإضافة إلى وجود مؤشر على وجود خطأ في الاتصال. الرسم البياني الفعلي أدناه.

لقد قمت بتربية الخاتم أسفل حجرة البطارية 18650. لذا لشحن البطاريات بتنسيقات أخرى ، أعد الرسم بنفسك. لوحة الدوائر المطبوعة في diptrace دون ملء:

بالحشوة:

وجهة نظر من فوق:

نحن نسمم الوشاح بأي طريقة مناسبة لك. كالعادة ، أقوم بعمل مطبوعات باستخدام مقاوم ضوئي للأفلام.

نقوم بتجميع عرض شحنة شبه منتهية بدون غلاف. الشحن لا يحتاج إلى تعديل. الجهاز الذي تم تجميعه بشكل صحيح يعمل على الفور. نقوم بتوصيل مزود الطاقة 5 فولت ، وإدخال البطارية المفرغة ومراقبة عملية الشحن.

في حالة توصيل البطارية بشكل غير صحيح ، يضيء مؤشر الخطأ الأحمر.

يبقى العثور على العلبة أو لصقها للشحن ، ويمكنك العمل بأمان. أخطط لاستخدام البلاستيك من مصدر طاقة كمبيوتر محمول محترق كحالة.
إذا لم تكن كسولًا جدًا وقمت بإضافة مثبت خطي من النوع LM7805 إلى الدائرة ، فستحصل على شحن أكثر شمولية مع القدرة على استخدام مصادر طاقة متنوعة من 6 إلى 15 فولت. إذا كان عليك أن تصنع لنفسك واحدة أخرى ، فربما سأفعل ذلك باستخدام LM7805.

يعد تقييم خصائص شاحن معين أمرًا صعبًا دون فهم كيفية تدفق شحنة نموذجية لبطارية ليثيوم أيون. لذلك ، قبل الانتقال مباشرة إلى الدوائر ، لنتذكر النظرية قليلاً.

ما هي بطاريات الليثيوم

اعتمادًا على المادة التي يتكون منها القطب الموجب لبطارية الليثيوم ، هناك عدة أنواع منها:

  • مع الكاثود الليثيوم كوبالتات.
  • مع كاثود قائم على فوسفات الحديد الصخري ؛
  • على أساس النيكل والكوبالت والألمنيوم ؛
  • على أساس النيكل والكوبالت والمنغنيز.

كل هذه البطاريات لها خصائصها الخاصة ، ولكن نظرًا لأن هذه الفروق الدقيقة ليست ذات أهمية أساسية للمستهلك العام ، فلن يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة.

أيضًا ، يتم إنتاج جميع بطاريات الليثيوم أيون بمختلف الأحجام القياسية وعوامل الشكل. يمكن أن تكون في تصميم العلبة (على سبيل المثال ، 18650 المشهور اليوم) وفي تصميم مصفح أو موشوري (بطاريات جل بوليمر). هذه الأخيرة عبارة عن أكياس محكمة الإغلاق مصنوعة من فيلم خاص ، حيث توجد الأقطاب الكهربائية وكتلة القطب.

تظهر الأحجام الأكثر شيوعًا لبطاريات ليثيوم أيون في الجدول أدناه (تحتوي جميعها على جهد اسمي يبلغ 3.7 فولت):

تعيين مقاس معياري حجم مماثل
XXYY0,
أين XX- بيان القطر بالملليمتر ،
YY- قيمة الطول بالملم ،
0 - يعكس التنفيذ على شكل اسطوانة
10180 2/5 AAA
10220 1/2 AAA (Ø يتوافق مع AAA ، لكن نصف الطول)
10280
10430 AAA
10440 AAA
14250 1/2 AA
14270 Ø AA ، طول CR2
14430 Ø 14 مم (مثل AA) ، لكن أقصر
14500 AA
14670
15266, 15270 CR2
16340 CR123
17500 150 ثانية / 300 ثانية
17670 2xCR123 (أو 168S / 600S)
18350
18490
18500 2xCR123 (أو 150A / 300P)
18650 2xCR123 (أو 168A / 600P)
18700
22650
25500
26500 مع
26650
32650
33600 د
42120

تسير العمليات الكهروكيميائية الداخلية بنفس الطريقة ولا تعتمد على عامل الشكل وتصميم البطارية ، وبالتالي فإن كل ما قيل أدناه ينطبق بالتساوي على جميع بطاريات الليثيوم.

كيفية شحن بطاريات الليثيوم أيون بشكل صحيح

الطريقة الصحيحة لشحن بطاريات الليثيوم هي الشحن على مرحلتين. هذه هي الطريقة التي تستخدمها سوني في جميع أجهزة الشحن الخاصة بها. على الرغم من وحدة التحكم في الشحن الأكثر تعقيدًا ، إلا أن هذا يوفر شحنًا كاملاً لبطاريات Li-ion دون المساس بعمرها.

نحن هنا نتحدث عن ملف شحن من مرحلتين لبطاريات الليثيوم ، يتم اختصاره كـ CC / CV (تيار ثابت ، جهد ثابت). هناك أيضًا خيارات ذات التيارات النبضية والخطوية ، لكن لم يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة. يمكنك قراءة المزيد عن الشحن بالتيار النبضي.

لذلك ، دعنا نفكر في كلتا مرحلتي الشحن بمزيد من التفصيل.

1. في المرحلة الأولىيجب ضمان تيار الشحن المستمر. القيمة الحالية هي 0.2-0.5 درجة مئوية. للشحن السريع ، يُسمح بزيادة التيار إلى 0.5-1.0 درجة مئوية (حيث C هي سعة البطارية).

على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية بسعة 3000 مللي أمبير / ساعة ، فإن تيار الشحن الاسمي في المرحلة الأولى هو 600-1500 مللي أمبير ، ويمكن أن يكون تيار الشحن المعجل في نطاق 1.5-3A.

لتوفير تيار شحن ثابت بقيمة معينة ، يجب أن تكون دائرة الشاحن (الشاحن) قادرة على رفع الجهد عند أطراف البطارية. في الواقع ، في المرحلة الأولى ، يعمل الشاحن مثل مثبت التيار الكلاسيكي.

الأهمية:إذا كنت تخطط لشحن البطاريات بلوحة حماية مدمجة (PCB) ، فعند تصميم دائرة الذاكرة ، يجب التأكد من أن جهد الدائرة المفتوحة للدائرة لا يمكن أن يتجاوز 6-7 فولت. خلاف ذلك ، قد تتلف لوحة الحماية.

في الوقت الذي يرتفع فيه الجهد الكهربي على البطارية إلى 4.2 فولت ، ستكتسب البطارية ما يقرب من 70-80٪ من سعتها (ستعتمد القيمة المحددة للسعة على تيار الشحن: مع الشحن المتسارع سيكون قليلاً أقل ، مع الاسمية - أكثر بقليل). هذه اللحظة هي نهاية المرحلة الأولى من الشحن وهي بمثابة إشارة للانتقال إلى المرحلة الثانية (والأخيرة).

2. المرحلة الثانية من الشحن- هذا شحن بطارية بجهد ثابت ، ولكنه يتناقص تدريجيًا (هبوط) التيار.

في هذه المرحلة ، يحتفظ الشاحن بجهد كهربائي للبطارية يتراوح بين 4.15 و 4.25 فولت ويتحكم في القيمة الحالية.

مع زيادة السعة ، سينخفض ​​تيار الشحن. بمجرد أن تنخفض قيمته إلى 0.05-0.01 درجة مئوية ، تعتبر عملية الشحن مكتملة.

هناك فارق بسيط في تشغيل الشاحن الصحيح وهو فصله الكامل عن البطارية بعد اكتمال الشحن. هذا يرجع إلى حقيقة أنه من غير المرغوب فيه للغاية بالنسبة لبطاريات الليثيوم أن تكون تحت الجهد الزائد لفترة طويلة ، والتي توفر عادة شاحنًا (أي 4.18-4.24 فولت). يؤدي هذا إلى تدهور سريع في التركيب الكيميائي للبطارية ، ونتيجة لذلك ، انخفاض في قدرتها. الإقامة طويلة الأمد تعني عشرات الساعات أو أكثر.

خلال المرحلة الثانية من الشحن ، تمكنت البطارية من الحصول على ما يقرب من 0.1-0.15 من سعتها. وبالتالي يصل إجمالي شحن البطارية إلى 90-95٪ ، وهو مؤشر ممتاز.

لقد غطينا مرحلتين رئيسيتين من الشحن. ومع ذلك ، فإن تغطية قضية شحن بطاريات الليثيوم ستكون غير مكتملة إذا لم يتم ذكر مرحلة أخرى من الشحن - ما يسمى. الشحن.

مرحلة الشحن المسبق (الشحن المسبق)- تستخدم هذه المرحلة فقط للبطاريات شديدة التفريغ (أقل من 2.5 فولت) لإعادتها إلى ظروف التشغيل العادية.

في هذه المرحلة ، يتم توفير الرسوم التيار المباشرقيمة مخفضة حتى يصل جهد البطارية إلى 2.8 فولت.

من الضروري اتخاذ خطوة أولية لمنع التورم وانخفاض الضغط (أو حتى الانفجار بالنار) للبطاريات التالفة ، على سبيل المثال ، وجود دائرة قصر داخلية بين الأقطاب الكهربائية. إذا تم تمرير تيار شحن كبير على الفور عبر هذه البطارية ، فسيؤدي ذلك حتماً إلى تسخينها ، ثم إلى أي مدى محظوظ.

فائدة أخرى من الشحن المسبق هي التسخين المسبق للبطارية ، وهو أمر مهم عند الشحن في درجات حرارة محيطة منخفضة (في غرفة غير مدفأة خلال موسم البرد).

يجب أن يكون الشحن الذكي قادرًا على مراقبة الجهد على البطارية أثناء المرحلة الأولية من الشحن ، وإذا لم يرتفع الجهد لفترة طويلة ، فاستنتج أن البطارية معيبة.

يتم توضيح جميع مراحل شحن بطارية ليثيوم أيون (بما في ذلك مرحلة الشحن المسبق) بشكل تخطيطي في هذا الرسم البياني:

يمكن أن يؤدي تجاوز جهد الشحن المقدر بمقدار 0.15 فولت إلى تقليل عمر البطارية إلى النصف. يؤدي خفض جهد الشحن بمقدار 0.1 فولت إلى تقليل سعة البطارية المشحونة بحوالي 10٪ ، ولكنه يطيل من عمرها بشكل كبير. الجهد الكهربائي للبطارية المشحونة بالكامل بعد إزالتها من الشاحن هو 4.1-4.15 فولت.

لتلخيص ما ورد أعلاه ، سوف نلخص الأطروحات الرئيسية:

1. ما التيار لشحن بطارية ليثيوم أيون (على سبيل المثال ، 18650 أو أي بطارية أخرى)؟

سيعتمد التيار على السرعة التي ترغب في شحنها ويمكن أن يتراوح من 0.2 درجة مئوية إلى 1 درجة مئوية.

على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية بحجم 18650 بسعة 3400 مللي أمبير ، فإن الحد الأدنى لتيار الشحن هو 680 مللي أمبير والحد الأقصى 3400 مللي أمبير.

2. كم من الوقت يستغرق شحن ، على سبيل المثال ، نفس البطاريات القابلة لإعادة الشحن 18650؟

يعتمد وقت الشحن بشكل مباشر على تيار الشحن ويتم حسابه بواسطة الصيغة:

T = C / I تهمة.

على سبيل المثال ، سيكون وقت الشحن لبطارية 3400 مللي أمبير مع تيار 1 أمبير حوالي 3.5 ساعة.

3. كيفية شحن بطارية ليثيوم بوليمر بشكل صحيح؟

يتم شحن جميع بطاريات الليثيوم بنفس الطريقة. لا يهم إذا كان الليثيوم بوليمر أو أيون الليثيوم. بالنسبة لنا كمستهلكين ، لا يوجد فرق.

ما هي لوحة الحماية؟

تم تصميم لوحة الحماية (أو PCB - لوحة التحكم في الطاقة) للحماية من ماس كهربائى ، والشحن الزائد والإفراط في تفريغ بطارية الليثيوم. كقاعدة عامة ، يتم تضمين الحماية من الحرارة الزائدة أيضًا في وحدات الحماية.

لأسباب تتعلق بالسلامة ، يحظر استخدام بطاريات الليثيوم في الأجهزة المنزليةإذا لم يكن لديهم لوحة حماية مدمجة. لذلك ، تحتوي جميع البطاريات من الهواتف المحمولة دائمًا على لوحة PCB. توجد أطراف خرج البطارية مباشرة على اللوحة:

تستخدم هذه اللوحات وحدة تحكم في الشحن سداسية الأرجل تعتمد على الميكروه المتخصصة (JW01 ، JW11 ، K091 ، G2J ، G3J ، S8210 ، S8261 ، NE57600 ، إلخ). تتمثل مهمة وحدة التحكم هذه في فصل البطارية عن الحمولة عند تفريغ البطارية بالكامل وفصل البطارية عن الشحن عندما تصل إلى 4.25 فولت.

على سبيل المثال ، فيما يلي رسم تخطيطي للوحة حماية البطارية BP-6M ، والتي تم توفيرها لهواتف Nokia القديمة:

إذا تحدثنا عن 18650 ، فيمكن إنتاجها بلوحة حماية أو بدونها. توجد وحدة الحماية في منطقة الطرف السالب للبطارية.

يزيد اللوح من طول البطارية بمقدار 2-3 مم.

عادة ما يتم تضمين البطاريات التي لا تحتوي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور في البطاريات مع دوائر الحماية الخاصة بها.

يمكن أن تتحول أي بطارية محمية بسهولة إلى بطارية بدون حماية ، ما عليك سوى التخلص منها.

حتى الآن ، تبلغ السعة القصوى لبطارية 18650 3400 مللي أمبير. يجب وضع علامة على البطاريات المحمية على العلبة ("محمية").

لا تخلط بين ثنائي الفينيل متعدد الكلور ووحدة شحن الطاقة (PCM). إذا كانت الأولى تعمل فقط على حماية البطارية ، فإن الأخيرة مصممة للتحكم في عملية الشحن - فهي تحد من تيار الشحن عند مستوى معين ، وتتحكم في درجة الحرارة وتوفر ، بشكل عام ، العملية بأكملها. لوحة PCM هي ما نسميه وحدة التحكم في الشحن.

آمل الآن ألا تكون هناك أسئلة متبقية ، كيف يتم شحن بطارية 18650 أو أي بطارية ليثيوم أخرى؟ ثم ننتقل إلى مجموعة صغيرة من حلول الدوائر الجاهزة لأجهزة الشحن (نفس أجهزة التحكم في الشحن).

مخططات شحن بطاريات الليثيوم

جميع الدوائر مناسبة لشحن أي بطارية ليثيوم ، يبقى فقط تحديد تيار الشحن وقاعدة العنصر.

إل إم 317

رسم تخطيطي لشاحن بسيط يعتمد على الدائرة المصغرة LM317 مع مؤشر الشحن:

الدائرة بسيطة ، يتم تقليل الإعداد بالكامل إلى ضبط جهد الخرج بمقدار 4.2 فولت باستخدام المقاوم المتقلب R8 (بدون بطارية متصلة!) وضبط تيار الشحن عن طريق اختيار المقاومات R4 ، R6. قوة المقاوم R1 لا تقل عن 1 واط.

بمجرد أن ينطفئ LED ، يمكن اعتبار عملية الشحن مكتملة (لن ينخفض ​​تيار الشحن أبدًا إلى الصفر). لا يوصى بإبقاء البطارية في هذا الشحن لفترة طويلة بعد شحنها بالكامل.

تستخدم الدائرة المصغرة lm317 على نطاق واسع في مختلف مثبتات الجهد والتيار (اعتمادًا على دائرة التبديل). يباع في كل زاوية ويكلف فلسًا واحدًا (يمكنك أن تأخذ 10 قطع مقابل 55 روبل فقط).

يأتي LM317 في حاويات مختلفة:

تعيين دبوس (pinout):

نظائر الدائرة المصغرة LM317 هي: GL317 ، SG31 ، SG317 ، UC317T ، ECG1900 ، LM31MDT ، SP900 ، KR142EN12 ، KR1157EN1 (الأخيران من الإنتاج المحلي).

يمكن زيادة تيار الشحن إلى 3 أمبير إذا أخذت LM350 بدلاً من LM317. صحيح أنه سيكون أكثر تكلفة - 11 روبل / قطعة.

يتم عرض ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتجميع التخطيطي أدناه:

يمكن استبدال الترانزستور السوفيتي القديم KT361 بـ مماثل p-n-pالترانزستور (على سبيل المثال ، KT3107 أو KT3108 أو البرجوازي 2N5086 ، 2SA733 ، BC308A). يمكن إزالته تمامًا إذا لم يكن مؤشر الشحن ضروريًا.

عيوب الدائرة: يجب أن يكون جهد الإمداد في حدود 8-12 فولت. هذا يرجع إلى حقيقة أنه للتشغيل العادي للدائرة الدقيقة LM317 ، يجب أن يكون الفرق بين الجهد على البطارية والجهد الكهربائي 4.25 فولت على الأقل. وبالتالي ، لن يعمل من منفذ USB.

MAX1555 أو MAX1551

MAX1551 / MAX1555 عبارة عن شواحن بطارية Li + مخصصة يمكن تشغيلها بواسطة USB أو محول طاقة منفصل (مثل شاحن الهاتف).

الفرق الوحيد بين هذه الدوائر هو أن MAX1555 يعطي إشارة لمؤشر عملية الشحن ، ويعطي MAX1551 إشارة إلى أن الطاقة قيد التشغيل. أولئك. 1555 في معظم الحالات لا يزال هو الأفضل ، لذلك من الصعب الآن العثور على 1551 للبيع.

وصف تفصيلي لهذه الدوائر الدقيقة من الشركة المصنعة -.

الحد الأقصى لجهد الدخل من محول التيار المستمر هو 7 فولت ، عند تشغيله من USB - 6 فولت. عندما ينخفض ​​جهد الإمداد إلى 3.52 فولت ، يتم إيقاف تشغيل الدائرة المصغرة ويتوقف الشحن.

تكتشف الدائرة الدقيقة نفسها الإدخال الذي يوجد فيه جهد الإمداد ومتصل به. إذا تم توفير الطاقة عبر ناقل YUSB ، فسيقتصر الحد الأقصى لتيار الشحن على 100 مللي أمبير - وهذا يسمح لك بإلصاق الشاحن بمنفذ USB لأي كمبيوتر دون الخوف من حرق الجسر الجنوبي.

عند تشغيله بواسطة مصدر طاقة منفصل ، يكون تيار الشحن النموذجي 280 مللي أمبير.

تحتوي الدوائر الدقيقة على حماية مدمجة من الحرارة الزائدة. ومع ذلك ، تستمر الدائرة في العمل ، مما يقلل تيار الشحن بمقدار 17 مللي أمبير لكل درجة أعلى من 110 درجة مئوية.

توجد وظيفة الشحن المسبق (انظر أعلاه): طالما أن الجهد الكهربائي للبطارية أقل من 3 فولت ، فإن الدائرة المصغرة تحد من تيار الشحن إلى 40 مللي أمبير.

تحتوي الدائرة المصغرة على 5 دبابيس. فيما يلي مخطط اتصال نموذجي:

إذا كان هناك ضمان بأن الجهد الكهربائي عند خرج المحول الخاص بك لن يتجاوز تحت أي ظرف من الظروف 7 فولت ، فيمكنك الاستغناء عن المثبت 7805.

يمكن تجميع خيار شحن USB ، على سبيل المثال ، في هذا الخيار.

لا تحتاج الدائرة الدقيقة إلى ثنائيات خارجية أو ترانزستورات خارجية. عموما ، بالطبع ، مكروهي رائع! فقط هم صغيرون جدًا ، من غير المناسب لحام. وهي أيضا باهظة الثمن ().

إل بي 2951

يتم تصنيع مثبت LP2951 بواسطة National Semiconductors (). إنه يوفر تنفيذ وظيفة الحد الحالية المدمجة ويسمح لك بتكوين مستوى ثابت من جهد الشحن لبطارية ليثيوم أيون عند خرج الدائرة.

يبلغ جهد الشحن 4.08 - 4.26 فولت ويتم ضبطه بواسطة المقاوم R3 عند فصل البطارية. التوتر يتم بشكل دقيق للغاية.

تيار الشحن هو 150-300 مللي أمبير ، وهذه القيمة محدودة بالدوائر الداخلية للدائرة الدقيقة LP2951 (اعتمادًا على الشركة المصنعة).

استخدم الصمام الثنائي بتيار عكسي صغير. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون أيًا من سلسلة 1N400X التي يمكنك شراؤها. يستخدم الصمام الثنائي كصمام ثنائي لمنع التيار العكسي من البطارية إلى الدائرة المصغرة LP2951 عند فصل جهد الدخل.

يوفر هذا الشحن تيار شحن منخفضًا إلى حد ما ، بحيث يمكن شحن أي بطارية 18650 بين عشية وضحاها.

يمكن شراء الدائرة المصغرة في كل من حزمة DIP وفي حزمة SOIC (التكلفة حوالي 10 روبل لكل قطعة).

MCP73831

تتيح لك الدائرة المصغرة إنشاء أجهزة الشحن المناسبة ، وهي أيضًا أرخص من MAX1555.

مخطط التوصيل النموذجي مأخوذ من:

من المزايا المهمة للدائرة عدم وجود مقاومات طاقة منخفضة المقاومة تحد من تيار الشحن. هنا يتم ضبط التيار بواسطة المقاوم المتصل بالدبوس الخامس من الدائرة المصغرة. يجب أن تكون مقاومته في حدود 2-10 كيلو أوم.

الشاحن الكامل يشبه هذا:

تسخن الدائرة المصغرة جيدًا أثناء التشغيل ، لكن لا يبدو أن هذا يتعارض معها. يؤدي وظيفته.

إليك خيار ثنائي الفينيل متعدد الكلور آخر مع SMD LED وموصل USB صغير:

LTC4054 (STC4054)

دائرة بسيطة للغاية ، خيار رائع! يسمح بالشحن بتيار يصل إلى 800 مللي أمبير (انظر). صحيح أنه يميل إلى أن يصبح شديد السخونة ، ولكن في هذه الحالة ، تعمل الحماية المدمجة ضد السخونة على تقليل التيار.

يمكن تبسيط الدائرة إلى حد كبير عن طريق التخلص من أحد مصابيح LED أو كليهما باستخدام ترانزستور. ثم سيبدو هكذا (يجب أن تعترف ، ليس الأمر أسهل في أي مكان: زوج من المقاومات ومكثف واحد):

أحد خيارات ثنائي الفينيل متعدد الكلور متاح من. تم تصميم اللوحة لعناصر ذات حجم قياسي 0805.

أنا = 1000 / ر... لا يستحق الأمر ضبط تيار كبير على الفور ، انظر أولاً إلى مقدار تسخين الدائرة المصغرة. لأغراضي الخاصة ، أخذت مقاومًا يبلغ 2.7 كيلو أوم ، بينما تبين أن تيار الشحن يبلغ حوالي 360 مللي أمبير.

من غير المحتمل أن يكون المبرد لهذه الدائرة المصغرة قادرًا على التكيف ، وليست حقيقة أنه سيكون فعالًا بسبب المقاومة الحرارية العالية لانتقال العلبة البلورية. توصي الشركة المصنعة بجعل المشتت الحراري "من خلال المسامير" - مما يجعل المسارات سميكة قدر الإمكان مع ترك الرقاقة تحت علبة الدائرة الدقيقة. بشكل عام ، كلما تركت رقائق "ترابية" ، كان ذلك أفضل.

بالمناسبة ، يتم تبديد معظم الحرارة من خلال الساق الثالثة ، لذلك يمكنك جعل هذا المسار عريضًا وسميكًا جدًا (املأه باللحام الزائد).

يمكن تسمية حزمة شريحة LTC4054 بـ LTH7 أو LTADY.

يختلف LTH7 عن LTADY في أن الأول يمكنه رفع بطارية ميتة بشكل سيئ (حيث يكون الجهد الكهربائي أقل من 2.9 فولت) ، والثاني لا يمكنه (تحتاج إلى تأرجحها بشكل منفصل).

خرجت الدائرة المصغرة بنجاح كبير ، لذلك لديها مجموعة من نظائرها: STC4054، MCP73831، TB4054، QX4054، TP4054، SGM4054، ACE4054، LP4054، U4054، BL4054، WPM4054، IT4504، Y1880، PT6102، PT6181، CX50210 EC49016 ، CYT5026 ، Q7051. قبل استخدام أي من النظائر ، تحقق من ورقة البيانات.

TP4056

الدائرة المصغرة مصنوعة في علبة SOP-8 (انظر) ، بها مجمّع حرارة معدني على بطنها غير متصل بالملامسات ، مما يجعل من الممكن إزالة الحرارة بشكل أكثر كفاءة. يسمح لك بشحن البطارية بتيار يصل إلى 1 أمبير (يعتمد التيار على المقاوم المضبوط حاليًا).

يتطلب مخطط الاتصال الحد الأدنى من العناصر المفصلية:

تنفذ الدائرة عملية الشحن الكلاسيكية - أولاً ، الشحن بتيار ثابت ، ثم بجهد ثابت وتيار ساقط. كل شيء علمي. إذا قمت بتفكيك الشحن خطوة بخطوة ، فيمكنك التمييز بين عدة مراحل:

  1. مراقبة جهد البطارية المتصلة (يحدث هذا باستمرار).
  2. مرحلة إعادة الشحن (إذا كانت البطارية فارغة أقل من 2.9 فولت). اشحن بتيار 1/10 من المقاوم المبرمج R prog (100mA في R prog = 1.2 kOhm) إلى مستوى 2.9 V.
  3. الشحن بأقصى تيار ثابت (1000 مللي أمبير عند R prog = 1.2 كيلو أوم) ؛
  4. عندما تصل البطارية إلى 4.2 فولت ، يكون جهد البطارية ثابتًا عند هذا المستوى. يبدأ انخفاض تدريجي في تيار الشحن.
  5. عندما يصل التيار إلى 1/10 من المبرمج بواسطة المقاوم R prog (100mA في R prog = 1.2kOhm) ، يتم إيقاف تشغيل الشاحن.
  6. بعد انتهاء الشحن ، تستمر وحدة التحكم في مراقبة جهد البطارية (انظر البند 1). التيار الذي تستهلكه دائرة المراقبة هو 2-3 μA. بعد انخفاض الجهد إلى 4.0 فولت ، يتم تشغيل الشحن مرة أخرى. وهكذا في دائرة.

يتم حساب تيار الشحن (بالأمبير) بواسطة الصيغة أنا = 1200 / ص بروغ... الحد الأقصى المسموح به هو 1000 مللي أمبير.

يظهر في الرسم البياني اختبار شحن حقيقي ببطارية 18650 بسرعة 3400 مللي أمبير:

ميزة الدائرة المصغرة هي أن تيار الشحن يتم ضبطه بواسطة مقاوم واحد فقط. المقاومات القوية منخفضة المقاومة ليست مطلوبة. بالإضافة إلى وجود مؤشر لعملية الشحن ، بالإضافة إلى مؤشر على انتهاء الشحن. عند عدم توصيل البطارية ، يومض المؤشر مرة كل بضع ثوان.

يجب أن يكون جهد إمداد الدائرة في حدود 4.5 ... 8 فولت. كلما اقتربنا من 4.5 فولت ، كان ذلك أفضل (بهذه الطريقة تسخن الرقاقة بدرجة أقل).

يتم استخدام المحطة الأولى لتوصيل مستشعر درجة الحرارة المدمج في بطارية ليثيوم أيون (عادة ما يكون الرصاص الأوسط لبطارية الهاتف الخليوي). إذا كان الجهد عند الخرج أقل من 45٪ أو أعلى من 80٪ من جهد الإمداد ، فيتم تعليق الشحن. إذا لم تكن بحاجة إلى التحكم في درجة الحرارة ، فقط ضع تلك القدم على الأرض.

انتباه! هذه الدائرة لها عيب كبير: عدم وجود دائرة حماية انعكاس قطبية البطارية. في هذه الحالة ، يتم ضمان احتراق وحدة التحكم بسبب تجاوز الحد الأقصى للتيار. في هذه الحالة ، يذهب جهد إمداد الدائرة مباشرة إلى البطارية ، وهو أمر خطير للغاية.

العلامة بسيطة ، تتم في غضون ساعة على الركبة. إذا كان الوقت ينفد ، يمكنك طلب وحدات جاهزة. تضيف بعض الشركات المصنعة للوحدات الجاهزة الحماية ضد التيار الزائد والتفريغ الزائد (على سبيل المثال ، يمكنك اختيار اللوحة التي تحتاجها - مع الحماية أو بدونها ، وبأي موصل).

يمكنك أيضًا العثور على ألواح جاهزة مزودة بوصلة توصيل لجهاز استشعار درجة الحرارة. أو حتى وحدة شحن بها عدة دوائر متناهية الصغر TP4056 متوازية لزيادة تيار الشحن وحماية قطبية عكسية (مثال).

LTC1734

هذا أيضًا مخطط بسيط للغاية. يتم تعيين تيار الشحن بواسطة المقاوم R prog (على سبيل المثال ، إذا قمت بوضع المقاوم 3 kΩ ، فسيكون التيار 500 مللي أمبير).

عادةً ما يتم تمييز الدوائر الدقيقة على العلبة: LTRG (يمكن العثور عليها غالبًا في الهواتف القديمة من Samsung).

سوف يعمل الترانزستور على الإطلاق أي ف ن ص، الشيء الرئيسي هو أنه مصمم لتيار شحن معين.

لا يوجد مؤشر شحن على الرسم البياني المشار إليه ، لكن LTC1734 تقول أن الدبوس "4" (Prog) له وظيفتان - ضبط التيار ومراقبة نهاية شحن البطارية. على سبيل المثال ، يتم عرض دائرة مع التحكم في نهاية الشحن باستخدام المقارنة LT1716.

يمكن استبدال المقارنة LT1716 في هذه الحالة بـ LM358 رخيصة.

TL431 + الترانزستور

ربما ، من الصعب التوصل إلى دائرة من مكونات أكثر بأسعار معقولة. الجزء الصعب هنا هو إيجاد مرجع الجهد TL431. لكنها منتشرة على نطاق واسع لدرجة أنها توجد في كل مكان تقريبًا (نادرًا ما يمكن لأي مصدر طاقة الاستغناء عن هذه الدائرة الدقيقة).

حسنًا ، يمكن استبدال ترانزستور TIP41 بأي ترانزستور آخر بتيار جامع مناسب. حتى السوفيتي القديم KT819 ، KT805 (أو أقل قوة KT815 ، KT817) سيفي بالغرض.

يتم تقليل إعداد الدائرة إلى ضبط جهد الخرج (بدون بطارية !!!) باستخدام مقاوم تشذيب عند 4.2 فولت. يحدد المقاوم R1 الحد الأقصى لتيار الشحن.

تنفذ هذه الدائرة بشكل كامل عملية من مرحلتين لشحن بطاريات الليثيوم - أولاً ، الشحن بالتيار المباشر ، ثم الانتقال إلى مرحلة تثبيت الجهد والانخفاض التدريجي في التيار إلى الصفر تقريبًا. العيب الوحيد هو ضعف تكرار الدائرة (متقلبة في الضبط والمطالبة بالمكونات المستخدمة).

MCP73812

هناك دائرة كهربائية دقيقة أخرى مهملة بشكل غير مستحق من Microchip - MCP73812 (انظر). على أساسها اتضح جدا خيار الميزانيةالشحن (وغير مكلفة!). طقم الجسم بالكامل هو مقاوم واحد فقط!

بالمناسبة ، الدائرة المصغرة مصنوعة في علبة مناسبة للحام - SOT23-5.

العيب الوحيد هو أن الجو يصبح شديد السخونة ولا يوجد مؤشر شحنة. كما أنه بطريقة ما لا يعمل بشكل موثوق للغاية إذا كان لديك مصدر طاقة منخفض الطاقة (مما يؤدي إلى انخفاض الجهد).

بشكل عام ، إذا لم يكن مؤشر الشحن مهمًا بالنسبة لك ، وكان التيار 500 مللي أمبير يناسبك ، فإن MCP73812 يعد خيارًا جيدًا للغاية.

NCP1835

يتم تقديم حل متكامل تمامًا - NCP1835B ، مما يوفر ثباتًا عاليًا لجهد الشحن (4.2 ± 0.05 فولت).

ربما يكون العيب الوحيد لهذه الدائرة الصغيرة هو حجمها الصغير جدًا (علبة DFN-10 ، حجم 3x3 مم). لا يستطيع الجميع توفير لحام عالي الجودة لمثل هذه العناصر المصغرة.

من المزايا التي لا جدال فيها ، أود أن أشير إلى ما يلي:

  1. الحد الأدنى لعدد أجزاء طقم الجسم.
  2. القدرة على شحن بطارية فارغة تمامًا (شحن مسبق بتيار 30 مللي أمبير) ؛
  3. تحديد نهاية الشحن.
  4. تيار الشحن القابل للبرمجة - حتى 1000 مللي أمبير.
  5. مؤشر الشحن والخطأ (قادر على اكتشاف البطاريات غير القابلة لإعادة الشحن والإشارة إليها).
  6. الحماية ضد الشحن المستمر (عن طريق تغيير سعة المكثف C t ، يمكنك ضبط أقصى وقت شحن من 6.6 إلى 784 دقيقة).

تكلفة الدائرة المصغرة ليست رخيصة ، لكنها ليست عالية جدًا (حوالي 1 دولار) لرفض استخدامها. إذا كنت صديقًا لمكواة لحام ، فإنني أوصي باختيار هذا الخيار.

أكثر وصف مفصلفي داخل .

هل يمكن شحن بطارية ليثيوم أيون بدون جهاز تحكم؟

نعم تستطيع. ومع ذلك ، سيتطلب ذلك تحكمًا صارمًا في تيار الشحن والجهد.

بشكل عام ، شحن البطارية ، على سبيل المثال ، لدينا 18650 بدون شاحن على الإطلاق ، لن يعمل. ومع ذلك ، فأنت بحاجة إلى الحد بطريقة ما من الحد الأقصى لتيار الشحن ، لذلك لا يزال مطلوبًا على الأقل الشاحن الأكثر بدائية.

أبسط شاحن لأي بطارية ليثيوم هو المقاوم المتسلسل مع البطارية:

تعتمد المقاومة وتبديد الطاقة للمقاوم على جهد مصدر الطاقة الذي سيتم استخدامه للشحن.

لنحسب المقاوم لمصدر طاقة 5 فولت كمثال. سنقوم بشحن بطارية 18650 بسعة 2400 مللي أمبير.

لذلك ، في بداية الشحن ، سيكون انخفاض الجهد عبر المقاوم كما يلي:

ش ص = 5 - 2.8 = 2.2 فولت

لنفترض أن مصدر الطاقة الخاص بنا بجهد 5 فولت مُصنَّف بحد أقصى 1A. ستستهلك الدائرة أكبر تيار في بداية الشحن ، عندما يكون الجهد على البطارية عند أدنى حد ويكون 2.7-2.8 فولت.

انتبه: لا تأخذ هذه الحسابات في الاعتبار إمكانية تفريغ البطارية بعمق كبير ويمكن أن يكون الجهد الكهربائي عليها أقل بكثير ، وصولاً إلى الصفر.

وبالتالي ، يجب أن تكون مقاومة المقاوم المطلوبة للحد من التيار في بداية الشحن عند مستوى 1 أمبير:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 أوم

قوة تبديد المقاوم:

P r = I 2 R = 1 * 1 * 2.2 = 2.2 واط

في نهاية شحن البطارية ، عندما يقترب الجهد الكهربائي عليها من 4.2 فولت ، سيكون تيار الشحن كما يلي:

أنا أتحمل = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A

أي ، كما نرى ، لا تتجاوز جميع القيم المسموح بها لبطارية معينة: التيار الأولي لا يتجاوز الحد الأقصى المسموح به لتيار الشحن لبطارية معينة (2.4 أمبير) ، والتيار النهائي يتجاوز التيار حيث تتوقف البطارية عن اكتساب السعة (0.24 أ).

العيب الرئيسي لهذا الشحن هو الحاجة إلى مراقبة الجهد على البطارية باستمرار. وافصل الشحنة يدويًا بمجرد وصول الجهد إلى 4.2 فولت. الحقيقة هي أن بطاريات الليثيوم لا تتحمل حتى الجهد الزائد على المدى القصير بشكل سيئ للغاية - تبدأ كتل القطب الكهربائي في التدهور بسرعة ، مما يؤدي حتماً إلى فقدان القدرة. في الوقت نفسه ، يتم إنشاء جميع المتطلبات الأساسية لارتفاع درجة الحرارة وإزالة الضغط.

إذا كانت بطاريتك تحتوي على لوحة حماية مدمجة ، والتي تمت مناقشتها أعلاه قليلاً ، فسيتم تبسيط كل شيء. عند الوصول إلى جهد معين على البطارية ، ستقوم اللوحة بفصلها تلقائيًا عن الشاحن. ومع ذلك ، فإن طريقة الشحن هذه لها عيوب كبيرة تحدثنا عنها.

لن تسمح الحماية المضمنة في البطارية بإعادة شحنها تحت أي ظرف من الظروف. كل ما عليك فعله هو التحكم في تيار الشحن بحيث لا يتجاوز القيم المسموح بها لهذه البطارية (لسوء الحظ ، لا تعرف لوحات الحماية كيفية الحد من تيار الشحن).

الشحن باستخدام مصدر طاقة معمل

إذا كان لديك مورد طاقة محدود حاليًا تحت تصرفك ، فسيتم حفظك! مصدر الطاقة هذا هو بالفعل شاحن كامل يقوم بتنفيذ ملف تعريف الشحن الصحيح ، والذي كتبناه أعلاه (CC / CV).

كل ما عليك القيام به لشحن ليثيوم أيون هو ضبط 4.2 فولت على مصدر الطاقة وتعيين الحد الحالي المطلوب. ويمكنك توصيل البطارية.

في البداية ، عندما لا تزال البطارية فارغة ، سيعمل مصدر طاقة المختبر في وضع الحماية الحالي (أي أنه سيثبت تيار الخرج عند مستوى معين). بعد ذلك ، عندما يرتفع الجهد على البنك إلى 4.2 فولت ، سينتقل مصدر الطاقة إلى وضع تثبيت الجهد ، وسيبدأ التيار في الانخفاض.

عندما ينخفض ​​التيار إلى 0.05-0.1 درجة مئوية ، يمكن اعتبار البطارية مشحونة بالكامل.

كما ترون ، فإن PSU المختبرية تكاد تكون شاحنًا مثاليًا! الشيء الوحيد الذي لا يعرف كيفية القيام به تلقائيًا هو اتخاذ قرار بشحن البطارية بالكامل وإيقاف تشغيلها. لكن هذا تافه لا يستحق الاهتمام به.

كيف أشحن بطاريات الليثيوم؟

وإذا كنا نتحدث عن بطارية يمكن التخلص منها غير مخصصة لإعادة الشحن ، فإن الإجابة الصحيحة (والصحيحة فقط) على هذا السؤال هي لا شيء.

الحقيقة هي أن أي بطارية ليثيوم (على سبيل المثال ، CR2032 المنتشر على شكل قرص مسطح) تتميز بوجود طبقة تخميل داخلية تغطي أنود الليثيوم. تمنع هذه الطبقة الأنود من التفاعل الكيميائي مع المنحل بالكهرباء. وإمداد التيار الخارجي يدمر ما سبق طبقة حاميةالتسبب في تلف البطارية.

بالمناسبة ، إذا تحدثنا عن بطارية CR2032 غير قابلة لإعادة الشحن ، فإن LIR2032 ، التي تشبهها إلى حد كبير ، هي بالفعل بطارية كاملة. يمكن وينبغي أن تكون مشحونة. فقط جهدها ليس 3 ، ولكن 3.6V.

تمت مناقشة كيفية شحن بطاريات الليثيوم (سواء كانت بطارية هاتف أو بطارية 18650 أو أي بطارية ليثيوم أيون أخرى) في بداية المقال.

85 كوبيل / قطعة. يشتري MCP73812 فرك 65 / قطعة. يشتري NCP1835 فرك 83 / قطعة. يشتري * جميع المرحلية مع الشحن المجاني

أحببت الدوائر الصغيرة لأجهزة الشحن البسيطة. لقد اشتريتهم من متجرنا المحلي غير المتصل بالإنترنت ، ولكن لحسن الحظ انتهوا هناك ، فقد تم نقلهم من مكان ما لفترة طويلة. بالنظر إلى هذا الموقف ، قررت أن أطلبها لنفسي في جملة صغيرة ، لأن الدوائر الدقيقة جيدة جدًا ، وقد أحببت العمل.
الوصف والمقارنة تحت الخفض.

لم يكن لشيء ما كتبت عن المقارنة في العنوان ، لأنه خلال الرحلة يمكن للكلب أن يكبر ، ظهر مكروهي في المتجر ، اشتريت عدة قطع وقررت المقارنة بينها.
لن يكون هناك الكثير من النص في المراجعة ، ولكن هناك الكثير من الصور.

لكنني سأبدأ ، كما هو الحال دائمًا ، بالكيفية التي وصلني بها ذلك إلي.
جاءت مكتملة مع أجزاء أخرى مختلفة ، وكان الميكروهي أنفسهم معبأون في حقيبة بها مزلاج وملصق يحمل الاسم.

هذه الدائرة المصغرة عبارة عن دائرة كهربائية لشاحن بطاريات الليثيوم بجهد نهاية شحن يبلغ 4.2 فولت.
يمكنها شحن البطاريات بتيار يصل إلى 800 مللي أمبير.
يتم تعيين القيمة الحالية عن طريق تغيير قيمة المقاوم الخارجي.
كما أنه يدعم وظيفة الشحن بتيار صغير إذا كانت البطارية فارغة جدًا (الجهد أقل من 2.9 فولت).
عند الشحن بجهد 4.2 فولت وينخفض ​​تيار الشحن إلى أقل من 1/10 من المجموعة ، تقوم الدائرة المصغرة بإيقاف الشحن. إذا انخفض الجهد إلى 4.05 فولت ، فسوف يدخل في وضع الشحن مرة أخرى.
يوجد أيضًا خرج لتوصيل مؤشر LED.
يمكن العثور على مزيد من المعلومات في هذه الدائرة الدقيقة أرخص بكثير.
علاوة على ذلك ، فهو أرخص معنا ، والعكس بالنسبة لعلي هو الصحيح.
في الواقع ، للمقارنة ، اشتريت جهاز تناظري.

ولكن ما كان مفاجأة بالنسبة لي عندما بدت الدوائر المصغرة LTC و STC متطابقة تمامًا ، وكلاهما يحمل اسم LTC4054.

حسنًا ، ربما يكون الأمر أكثر إثارة للاهتمام.
كما يفهم الجميع ، ليس من السهل التحقق من الدائرة المصغرة ، فهي تحتاج أيضًا إلى ربط من مكونات راديو أخرى ، ويفضل أن تكون لوحة ، إلخ.
وبعد ذلك فقط طلب مني أحد الأصدقاء إصلاح الشاحن لـ 18650 بطارية (على الرغم من أنه في هذا السياق ، بدلاً من إعادة صنعه).
الأصلي محترق ، وكان تيار الشحن صغيرًا جدًا.

بشكل عام ، للاختبار ، يجب عليك أولاً جمع ما سنختبره.

لقد رسمت اللوحة وفقًا لورقة البيانات ، حتى بدون رسم تخطيطي ، لكنني سأقدم رسمًا تخطيطيًا هنا للراحة.

حسنًا ، لوحة الدوائر المطبوعة نفسها. لا توجد ثنائيات VD1 و VD2 على السبورة ، تمت إضافتها بعد كل شيء.

كل هذا تم طباعته ونقله إلى قطعة من القماش.
لتوفير المال ، قمت بعمل لوحة أخرى للتقطيع ، وستكون المراجعة بمشاركتها لاحقًا.

حسنًا ، تم صنع لوحة الدوائر المطبوعة نفسها وتم اختيار الأجزاء الضرورية.

وسأعيد صنع مثل هذا الشاحن ، بالتأكيد أنه معروف جيدًا للقراء.

بداخله جدا مخطط معقديتكون من موصل ومصباح LED ومقاوم وأسلاك مدربة بشكل خاص تسمح بموازنة الشحن على البطاريات.
مجرد مزاح ، الشاحن في كتلة متصلة بمأخذ كهربائي ، ولكن هنا يوجد بطاريتان فقط متصلتان بالتوازي ومصباح LED متصل بالبطاريات بشكل دائم.
سنعود إلى الشاحن الأصلي لاحقًا.

لقد قمت بلحام المنديل ، وقطعت اللوحة الأم بجهات الاتصال ، وانقطعت جهات الاتصال نفسها مع الينابيع ، وستظل في متناول اليد.

لقد قمت بحفر فتحتين جديدتين ، في المتوسط ​​، سيكون هناك مؤشر LED يشير إلى تشغيل الجهاز ، في الفتحات الجانبية - عملية الشحن.

لقد قمت بلحام جهات الاتصال بالينابيع في اللوحة الجديدة ، بالإضافة إلى مصابيح LED.
من الملائم إدخال مصابيح LED أولاً في اللوحة ، ثم تثبيت اللوحة بعناية في مكانها الأصلي ، وبعد ذلك فقط قم بلحامها ، ثم ستقف تمامًا كما هي.



اللوحة في مكانها ، وكابل الطاقة ملحوم.
تم تطوير لوحة الدوائر المطبوعة نفسها لثلاثة خيارات لإمداد الطاقة.
خياران مع موصل MiniUSB ، ولكن في خيارات التثبيت على جوانب مختلفة من اللوحة وتحت كابل.
في هذه الحالة ، في البداية لم أكن أعرف كيف ستكون هناك حاجة إلى طول الكبل ، لذلك قمت بلحام الكابل القصير.
لقد قمت أيضًا بلحام الأسلاك التي تذهب إلى جهات الاتصال الإيجابية للبطاريات.
الآن يذهبون عبر أسلاك منفصلة ، كل بطارية لها خاصتها.

وإليك كيف خرجت من أعلى.

حسنًا ، دعنا الآن ننتقل إلى الاختبار.

على اليسار على السبورة ، قمت بتثبيت mikruhu الذي اشتريته على Ali ، على اليمين ، وتم شراؤه دون اتصال بالإنترنت.
وفقًا لذلك ، سيتم عكسها في الأعلى.

أولا مكروها مع علي.
التهمة الحالية.

تم شراؤها الآن في وضع عدم الاتصال.

تيار الدائرة القصيرة.
وبالمثل ، أولاً مع علي.

الآن من غير متصل.



هناك هوية كاملة للدوائر الدقيقة ، والتي ، حسنًا ، لا يسعها إلا أن تفرح :)

لوحظ أن تيار الشحن عند 4.8 فولت هو 600 مللي أمبير ، وعند 5 فولت ينخفض ​​إلى 500 ، ولكن تم التحقق من ذلك بعد التسخين ، ربما هذه هي الطريقة التي تعمل بها الحماية من السخونة الزائدة ، لم أحسبها بعد ، لكن الدوائر الدقيقة تتصرف عن المشابه.

حسنًا ، الآن قليلاً عن عملية الشحن وإنهاء إعادة العمل (نعم ، يحدث ذلك).
منذ البداية ، فكرت فقط في ضبط مؤشر LED للإشارة إلى حالة التشغيل.
يبدو أن كل شيء بسيط وواضح.
لكن كالعادة أردت المزيد.
قررت أنه سيكون من الأفضل إذا تم إخماده أثناء عملية الشحن.
لقد قمت بلحام اثنين من الثنائيات (vd1 و vd2 في الرسم التخطيطي) ، لكنني حصلت على المشكله الصغيرة ، يضيء مؤشر LED الذي يظهر وضع الشحن حتى في حالة عدم وجود بطارية.
بدلا من ذلك ، فإنه لا يلمع ، ولكن تومض بسرعة ، وأضاف مكثف 47 درجة فهرنهايت موازية لأطراف البطارية ، وبعد ذلك بدأ في الوميض لفترة وجيزة للغاية ، بشكل غير محسوس تقريبًا.
هذا هو بالضبط التباطؤ لتمكين إعادة الشحن إذا انخفض الجهد عن 4.05 فولت.
بشكل عام ، بعد هذه المراجعة ، أصبح كل شيء على ما يرام.
شحن البطارية وضوء أحمر وضوء أخضر ولا يوجد ضوء LED في حالة عدم وجود بطارية.

البطارية مشحونة بالكامل.

في حالة إيقاف التشغيل ، لا تمرر الدائرة المصغرة الجهد إلى موصل الطاقة ، ولا تخاف من قصر دائرة هذا الموصل ، وبالتالي لا تقوم بتفريغ البطارية إلى مؤشر LED الخاص بها.

لا يخلو من قياس درجة الحرارة.
حصلت على ما يزيد قليلاً عن 62 درجة بعد 15 دقيقة من الشحن.

حسنًا ، هكذا يبدو الجهاز النهائي تمامًا.
التغييرات الخارجية ضئيلة ، على عكس التغييرات الداخلية. كان لدى أحد الأصدقاء وحدة تزويد طاقة 5 / Volt 2 Ampere ، وكانت جيدة جدًا.
يوفر الجهاز تيار شحن يبلغ 600 مللي أمبير لكل قناة ، والقنوات مستقلة.

حسنًا ، هذا ما بدا عليه الشاحن الأصلي. أراد الرفيق أن يطلب مني رفع تيار الشحن فيه. حتى أنها لا تستطيع تحمله ، في أي مكان آخر لرفع الخبث.

ملخص.
جيد جدًا لشريحة 7 سنت في رأيي.
تعمل الدوائر المصغرة بكامل طاقتها ولا تختلف عن تلك التي تم شراؤها في وضع عدم الاتصال.
أنا مسرور جدًا ، يوجد الآن مخزون من مكروه ولا داعي لانتظارهم في المتجر (لقد اختفوا مؤخرًا من البيع مرة أخرى).

من السلبيات - هذا ليس جهازًا جاهزًا ، لذلك سيتعين عليك الحفر ، واللحام ، وما إلى ذلك ، ولكن هناك ميزة إضافية ، يمكنك إنشاء لوحة لتطبيق معين ، وعدم استخدام ما هو موجود.

حسنًا ، في toga ، يعد الحصول على منتج عمل بنفسك أرخص من اللوحات الجاهزة ، وحتى في ظل ظروفك الخاصة.
لقد نسيت تقريبًا ورقة البيانات والمخطط والتتبع -