DIY li en cargador de batería. Cargador de batería de iones de litio

El propósito de este artículo es aprender a utilizar fuentes de alimentación de laboratorio convencionales para cargar baterías recargables de iones de litio cuando no se dispone de un cargador específico. Estas baterías son muy comunes, pero no todos pueden (o quieren) comprar un cargador para su carga competente, a menudo cargándolas con fuentes de alimentación reguladas convencionales. Echemos un vistazo a cómo hacer esto.

Tomemos como ejemplo la batería de iones de litio ncr18650b 3.6 V 3400 mah de Panasonic. Te advertimos de inmediato que cargar este tipo de baterías es bastante peligroso si lo haces mal. Algunos ejemplos de bullying resisten, y algunos chinos "súper económicos" no tienen protección y pueden explotar.

Batería protegida

Una batería protegida debe tener las siguientes características de protección:

• PTC, protección contra sobrecalentamiento e, indirectamente, sobrecorriente.
• CID, la válvula de presión cerrará la celda si la presión es alta en el interior, lo que puede ocurrir debido a una sobrecarga.
• tarjeta de circuito impreso, tablero de protección contra sobredescarga, el reinicio se realiza automáticamente o cuando se coloca en el cargador.

La figura anterior muestra cómo funciona la protección del tarro. Este diseño se utiliza para cualquier tipo de batería de iones de litio resistente y moderna. El PTC y la válvula de presión no serán visibles ya que son parte de la batería original, pero se pueden ver todas las demás partes de la protección. A continuación se muestran las variantes de los módulos de protección electrónica, que se encuentran con mayor frecuencia en las baterías de iones de litio redondas estándar.

Carga de litio

Puede encontrar el circuito típico y el principio de carga para las baterías ncr18650b en la hoja de datos. Según la documentación, la corriente de carga es de 1600 mA y el voltaje es de 4,2 voltios.

El proceso en sí consta de dos etapas, la primera es corriente constante, donde es necesario establecer el valor en 1600 mA CC, y cuando el voltaje de la batería alcanza los 4,20 V, comienza la segunda etapa: voltaje constante. En esta etapa, la corriente caerá ligeramente y aproximadamente el 10% de la corriente de carga fluirá desde el cargador, esto es aproximadamente 170 mA. Este manual se aplica a todas las baterías de iones de litio y de polímero de litio que no sean 18650.

Es difícil configurar y mantener manualmente los modos anteriores con una fuente de alimentación regular, por lo que es mejor usar microcircuitos especiales diseñados para automatizar el proceso de carga (vea los diagramas en esta sección). Como caso extremo, puede cargar con una corriente estable del 30-40% de la capacidad total (pasaporte) de la batería, saltándose la segunda etapa, pero esto reducirá un poco la vida útil del elemento.

Circuitos de carga

elwo.ru

Circuitos indicadores de descarga de la batería de iones de litio para determinar el nivel de carga de una batería de litio (por ejemplo, 18650)

¿Qué podría ser más triste que una batería repentinamente muerta en un quadcopter durante un vuelo o un detector de metales apagado en un prado prometedor? ¡Ahora, si tan solo fuera posible saber de antemano qué tan fuerte está cargada la batería! Luego podríamos conectar el cargador o poner un nuevo juego de baterías sin esperar las tristes consecuencias.

Y aquí acaba de nacer la idea de hacer algún tipo de indicador que dé una señal de antemano de que la batería se acabará pronto. Los radioaficionados de todo el mundo se entusiasmaron con la implementación de esta tarea, y hoy hay un carro completo y un pequeño carro de varias soluciones de circuitos, desde circuitos en un transistor hasta dispositivos sofisticados en microcontroladores.

¡Atención! Los circuitos indicados en el artículo solo señalan un voltaje bajo en la batería. Para evitar una descarga profunda, debe desconectar manualmente la carga o usar controladores de descarga.

Opción número 1

Comencemos, tal vez, con un circuito simple en un diodo Zener y un transistor:

Vamos a ver cómo funciona.

Siempre que el voltaje esté por encima de un cierto umbral (2,0 voltios), el diodo Zener está en avería, respectivamente, el transistor está cerrado y toda la corriente fluye a través del LED verde. Tan pronto como el voltaje en la batería comienza a caer y alcanza un valor del orden de 2.0V + 1.2V (caída de voltaje en la unión base-emisor del transistor VT1), el transistor comienza a abrirse y la corriente comienza a redistribuirse entre ambos LED.

Si tomamos un LED de dos colores, obtenemos transición suave del verde al rojo, incluida toda la gama intermedia de colores.

La diferencia típica de voltaje directo en los LED bicolores es de 0,25 voltios (el rojo se enciende a un voltaje más bajo). Es esta diferencia la que determina el área de transición completa entre el verde y el rojo.

Así, a pesar de su sencillez, el circuito permite saber de antemano que la batería ha empezado a agotarse. Mientras que el voltaje de la batería es de 3,25 V o más, el LED verde está encendido. Entre 3,00 y 3,25 V, el rojo comienza a mezclarse con el verde; cuanto más cerca de los 3,00 voltios, más rojo. Finalmente, a 3V, solo se enciende el rojo puro.

La desventaja del circuito es la complejidad de la selección de diodos Zener para obtener el umbral de respuesta requerido, así como el consumo de corriente constante del orden de 1 mA. Bueno, es posible que las personas daltónicas no aprecien esta idea con el cambio de colores.

Por cierto, si coloca un transistor de un tipo diferente en este circuito, se puede hacer que funcione de manera opuesta: la transición de verde a rojo ocurrirá, por el contrario, en caso de un aumento en la entrada Voltaje. Aquí hay un circuito modificado:

Opción número 2

El siguiente circuito usa el TL431, un regulador de voltaje de precisión.

El umbral de respuesta está determinado por el divisor de voltaje R2-R3. Con los valores nominales indicados en el diagrama, es de 3,2 voltios. Cuando el voltaje de la batería cae a este valor, el microcircuito deja de desviar el LED y se enciende. Esta será una señal de que la descarga completa de la batería está muy cerca (el voltaje mínimo permitido en un banco de iones de litio es de 3.0 V).

Si el dispositivo funciona con una batería de varias baterías de iones de litio conectadas en serie, el circuito anterior debe conectarse a cada banco por separado. De este modo:

Para configurar el circuito, conectamos una fuente de alimentación ajustable en lugar de baterías y seleccionando una resistencia R2 (R4) logramos el encendido del LED en el momento que necesitamos.

Opción número 3

Y aquí circuito simple indicador de descarga de la batería de iones de litio en dos transistores:
El umbral de respuesta lo establecen las resistencias R2, R3. Los transistores soviéticos antiguos se pueden reemplazar con BC237, BC238, BC317 (KT3102) y BC556, BC557 (KT3107).

Opción número 4

Un circuito basado en dos transistores de efecto de campo, que literalmente consume microcorrientes en modo de espera.

Cuando el circuito está conectado a una fuente de energía, se forma un voltaje positivo en la puerta del transistor VT1 usando el divisor R1-R2. Si el voltaje es mayor que el voltaje de corte del transistor de efecto de campo, se abre y atrae la puerta VT2 a tierra, cerrándola así.

En un momento determinado, cuando la batería se descarga, el voltaje tomado del divisor se vuelve insuficiente para desbloquear VT1 y se cierra. En consecuencia, aparece un voltaje en la puerta del segundo trabajador de campo, que está cerca del voltaje de suministro. Abre y enciende el LED. El brillo del LED nos indica la necesidad de recargar la batería.

Los transistores funcionarán en cualquier canal n con voltaje de corte bajo (cuanto menos, mejor). El rendimiento del 2N7000 no se ha probado en este circuito.

Opción número 5

En tres transistores:

Creo que el diagrama se explica por sí mismo. Gracias al gran coeff. amplificación de tres etapas de transistor, el circuito funciona muy claramente: entre un LED encendido y apagado, una diferencia de 1 centésima de voltio es suficiente. El consumo de corriente con la indicación encendida es de 3 mA, con el LED apagado - 0,3 mA.

A pesar de la apariencia voluminosa del circuito, la placa terminada tiene un tamaño bastante modesto:

Desde el colector VT2, puede tomar una señal que permite la conexión de la carga: 1 - permitido, 0 - prohibido.

Los transistores BC848 y BC856 se pueden reemplazar por BC546 y BC556, respectivamente.

Opción número 6

Me gusta este circuito porque no solo enciende la indicación, sino que también corta la carga.

La única lástima es que el circuito en sí no se apaga de la batería, continuando consumiendo energía. Y come mucho, gracias al LED que se enciende constantemente.

En este caso, el LED verde actúa como fuente de voltaje de referencia, consumiendo una corriente de aproximadamente 15-20 mA. Para deshacerse de un elemento tan voraz, en lugar de una fuente de voltaje de referencia, puede usar el mismo TL431, encendiéndolo de acuerdo con el siguiente esquema *:

* conecte el cátodo TL431 al segundo pin del LM393.

Opción número 7

Un circuito que utiliza los llamados monitores de voltaje. También se les llama supervisores y detectores de voltaje (detectores de voltaje). Estos son microcircuitos especializados diseñados específicamente para el control de voltaje.

Por ejemplo, aquí hay un circuito que enciende un LED cuando el voltaje de la batería cae a 3.1V. Montado en BD4731.

De acuerdo, ¡no podría ser más fácil! El BD47xx tiene una salida de colector abierto y también autolimita la corriente de salida a 12 mA. Esto le permite conectar un LED directamente a él, sin limitar las resistencias.

Del mismo modo, puede aplicar cualquier otro supervisor a cualquier otro voltaje.

Aquí hay algunas opciones más para elegir:

• a 3,08 V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E / TT, CAT809TTBI-G;
• a 2,93 V: MCP102T-300E / TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
• Serie MN1380 (o 1381, 1382 - difieren solo en el caso). Para nuestros propósitos, la opción con un drenaje abierto es la más adecuada, como lo demuestra el número adicional "1" en la designación del microcircuito: MN13801, MN13811, MN13821. El voltaje de disparo está determinado por el índice de letras: MN13811-L es solo 3,0 voltios.

También puede tomar la contraparte soviética - KR1171SPkhkh:

Dependiendo de la designación digital, el voltaje de detección será diferente:

La red de voltaje no es muy adecuada para monitorear baterías de iones de litio, pero creo que no vale la pena descartar por completo este microcircuito.

Las ventajas indiscutibles de los circuitos en los monitores de voltaje son el consumo de energía extremadamente bajo en estado apagado (unidades e incluso fracciones de microamperios), así como su extrema simplicidad. A menudo, todo el circuito encaja perfectamente en los pines LED:

Para que la indicación de descarga sea aún más visible, la salida del detector de voltaje se puede cargar con un LED parpadeante (por ejemplo, serie L-314). O puede montar usted mismo el "intermitente" más simple en dos transistores bipolares.

A continuación, se muestra un ejemplo de un circuito listo para usar que notifica una batería descargada mediante un LED parpadeante:

Otro circuito con un LED parpadeante se discutirá a continuación.

Opción número 8

Un circuito frío que activa el parpadeo del LED si el voltaje de la batería de litio cae a 3,0 voltios:

Este circuito hace que un LED superbrillante con un ciclo de trabajo del 2,5% parpadee (es decir, pausa larga - parpadeo corto - pausa de nuevo). Esto nos permite reducir el consumo de corriente a valores ridículos: en el estado apagado, el circuito consume 50 nA (¡nano!), Y en el modo de parpadeo de LED, solo 35 μA. ¿Puede sugerir algo más económico? Improbable.

Como puede ver, el funcionamiento de la mayoría de los circuitos de control de descarga se reduce a comparar un cierto voltaje de referencia con un voltaje controlado. En el futuro, esta diferencia se amplifica y enciende / apaga el LED.

Por lo general, una etapa de transistor o un amplificador operacional conectado en un circuito comparador se usa como amplificador para la diferencia entre el voltaje de referencia y el voltaje en una batería de litio.

Pero también hay otra solución. Elementos lógicos: los inversores se pueden utilizar como amplificador. Sí, este es un uso no estándar de la lógica, pero funciona. Un esquema similar se muestra en la siguiente versión.

Opción número 9

Circuito 74HC04.

El voltaje de operación del diodo Zener debe ser menor que el voltaje de operación del circuito. Por ejemplo, puede tomar diodos Zener a 2.0 - 2.7 Voltios. El ajuste fino del umbral de respuesta lo establece la resistencia R2.

El circuito consume aproximadamente 2 mA de la batería, por lo que también debe encenderse después del interruptor de encendido.

Opción número 10

¡Ni siquiera es un indicador de descarga, sino un voltímetro LED completo! Una escala lineal de 10 LED proporciona una indicación clara del estado de la batería. Toda la funcionalidad se implementa en un solo microcircuito LM3914:

El divisor R3-R4-R5 establece los voltajes de umbral inferior (DIV_LO) y superior (DIV_HI). En los valores indicados en el diagrama, el brillo del LED superior corresponde a un voltaje de 4.2 Voltios, y cuando el voltaje cae por debajo de los 3 voltios, el último LED (inferior) se apagará.

Al conectar el noveno pin del microcircuito a "tierra", puede cambiarlo al modo "punto". En este modo, solo un LED está siempre encendido, correspondiente a la tensión de alimentación. Si lo deja como en el diagrama, se iluminará toda una escala de LED, lo cual es irracional desde el punto de vista de la eficiencia.

Como LED solo necesitas llevar LEDs rojos ya que tienen el voltaje directo más bajo durante el funcionamiento. Si, por ejemplo, toma los LED azules, cuando la batería se agota a 3 voltios, lo más probable es que no se enciendan en absoluto.

El microcircuito en sí mismo consume alrededor de 2.5 mA, más 5 mA por cada LED encendido.

La desventaja del circuito se puede considerar la imposibilidad de un ajuste individual del umbral de encendido para cada LED. Puede establecer solo los valores inicial y final, y el divisor integrado en el microcircuito dividirá este intervalo en 9 segmentos iguales. Pero, como saben, más cerca del final de la descarga, el voltaje de la batería comienza a caer muy rápidamente. La diferencia entre las baterías descargadas en un 10% y un 20% puede ser décimas de voltio, y si comparas las mismas baterías, solo descargadas en un 90% y un 100%, ¡puedes ver una diferencia de un voltio completo!

El gráfico de descarga típico de una batería de iones de litio, que se muestra a continuación, demuestra claramente esta circunstancia:

Por tanto, el uso de una escala lineal para indicar el grado de descarga de la batería no parece muy apropiado. Necesitamos un circuito que le permita establecer los valores de voltaje exactos a los que se encenderá este o aquel LED.

El siguiente diagrama proporciona un control total sobre los momentos de encendido de los LED.

Opción número 11

Este circuito es un indicador de batería / voltaje de batería de 4 dígitos. Se implementa en cuatro amplificadores operacionales incluidos en el microcircuito LM339.

El circuito está operativo hasta un voltaje de 2 Voltios, consume menos de un miliamperio (excluyendo el LED).

Por supuesto, para reflejar el valor real de la capacidad de batería consumida y restante, es necesario tener en cuenta la curva de descarga de la batería utilizada (teniendo en cuenta la corriente de carga) al configurar el circuito. Esto le permitirá establecer valores de voltaje precisos, correspondientes, por ejemplo, 5% -25% -50% -100% de la capacidad residual.

Opción número 12

Y, por supuesto, el alcance más amplio se abre cuando se usan microcontroladores con una fuente de voltaje de referencia incorporada y que tienen una entrada ADC. Aquí la funcionalidad está limitada solo por su imaginación y habilidades de programación.

Como ejemplo, daremos el circuito más simple en el controlador ATMega328.

Aunque aquí, para reducir las dimensiones de la tabla, sería mejor llevar el ATTiny13 de 8 patas en el paquete SOP8. Entonces sería en general hermoso. Pero deja que esta sea tu tarea.

Se toma LED tricolor (de tira llevada), pero solo intervienen el rojo y el verde.

El programa terminado (boceto) se puede descargar desde este enlace.

El programa funciona de la siguiente manera: la tensión de alimentación se consulta cada 10 segundos. Según los resultados de la medición, el MK controla los LED utilizando PWM, lo que le permite obtener diferentes tonos de luz mezclando colores rojo y verde.

Una batería recién cargada produce aproximadamente 4,1 V; el indicador verde está encendido. Durante la carga, hay un voltaje de 4,2 V en la batería, mientras que el LED verde parpadeará. Tan pronto como el voltaje caiga por debajo de 3,5 V, el LED rojo comenzará a parpadear. Esta será una señal de que la batería está casi vacía y es hora de cargarla. En el resto del rango de voltaje, el indicador cambiará de color de verde a rojo (dependiendo del voltaje).

Opción número 13

Pues bien, para merendar, propongo la opción de reelaborar la placa de protección estándar (también se les llama controladores de carga-descarga), lo que la convierte en un indicador de batería descargada.

Estas placas (módulos de PCB) se extraen de baterías viejas teléfonos móviles casi a escala industrial. Simplemente tome una batería desechada de un teléfono móvil en la calle, destrúyala y el tablero está en sus manos. Deseche el resto correctamente.

¡¡¡Atención!!! Hay placas que incluyen protección contra sobredescarga a un voltaje inaceptablemente bajo (2,5 V y menos). Por lo tanto, de todas las placas que tiene, debe seleccionar solo aquellas copias que funcionen con el voltaje correcto (3.0-3.2V).

La mayoría de las veces, una placa PCB es así:

El microconjunto 8205 son dos pastillas de campo de miliohmios ensambladas en un paquete.

Habiendo realizado algunos cambios en el circuito (mostrado en rojo), obtendremos un excelente indicador de la descarga de una batería de iones de litio, que prácticamente no consume corriente en estado apagado.

Dado que el transistor VT1.2 se encarga de desconectar el cargador del banco de baterías cuando se sobrecarga, es superfluo en nuestro circuito. Por lo tanto, excluimos completamente este transistor del trabajo al romper el circuito de drenaje.

La resistencia R3 limita la corriente a través del LED. Su resistencia debe seleccionarse de tal manera que el brillo del LED ya sea notable, pero el consumo de corriente no sea demasiado alto.

Por cierto, puede guardar todas las funciones del módulo de protección y hacer la indicación usando un transistor separado que controla el LED. Es decir, el indicador se encenderá simultáneamente con la desconexión de la batería en el momento de la descarga.

En lugar de 2N3906, cualquiera que tenga a mano servirá p-n-p de baja potencia transistor. No es posible simplemente soldar el LED directamente. la corriente de salida del microcircuito que controla las teclas es demasiado pequeña y requiere amplificación.

Tenga en cuenta el hecho de que los circuitos indicadores de descarga consumen energía de la batería. Para evitar una descarga inadmisible, conecte los circuitos indicadores después del interruptor de encendido o utilice circuitos de protección para evitar una descarga profunda.

Como, probablemente, no es difícil de adivinar, los circuitos se pueden usar y viceversa, como un indicador de carga.

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Baterías de iones de litio y de polímero de litio en nuestros diseños

A medida que continúa el progreso, las baterías de NiCd (níquel-cadmio) y NiMh (níquel-hidruro metálico) utilizadas tradicionalmente están siendo reemplazadas cada vez más por baterías de litio.
Con un peso comparable de una celda, el litio tiene una gran capacidad, además, su voltaje de celda es tres veces mayor: 3.6 V por celda, en lugar de 1.2 V.
El costo de las baterías de litio ha comenzado a acercarse al de las baterías alcalinas convencionales, el peso y tamaño son mucho menores, y además, pueden y deben cargarse. El fabricante dice que pueden soportar entre 300 y 600 ciclos.
Hay diferentes tamaños y no es difícil encontrar el adecuado.
La autodescarga es tan baja que permanecen durante años y permanecen cargados, es decir, el dispositivo permanece operativo cuando es necesario.

Características principales de las baterías de litio.

Hay dos tipos principales de baterías de litio: de iones de litio y de polímero de litio.
Li-ion es una batería de iones de litio, Li-polímero es una batería de polímero de litio.
Su diferencia está en la tecnología de fabricación. El ion de litio tiene un electrolito líquido o en gel, mientras que el polímero de litio tiene uno sólido.
Esta diferencia tiene un impacto en el rango de temperatura de funcionamiento, un poco en el voltaje y en la forma de la caja que se le puede dar al producto terminado. Además, en la resistencia interna, pero aquí mucho depende de la calidad de la mano de obra.
Iones de litio: -20 ... + 60 ° C; 3,6 V
LI-polímero: 0 .. + 50 ° С; 3,7 V
Primero necesitas averiguar cuáles son estos voltios.
El fabricante nos escribe 3.6 V, pero este es un voltaje promedio. Por lo general, en las hojas de datos escriben el rango de voltaje de funcionamiento de 2,5 V ... 4,2 V.
Cuando encontré las baterías de litio por primera vez, estudié las hojas de datos durante mucho tiempo.
A continuación se muestran sus gráficos de descarga en diferentes condiciones.

Arroz. 1. A una temperatura de + 20 ° C

Arroz. 2. A diferentes temperaturas de funcionamiento

De los gráficos se desprende que el voltaje de operación a una descarga de 0.2C y una temperatura de + 20 ° C es 3.7 V… 4.2 V. Por supuesto, las baterías se pueden conectar en serie y obtener el voltaje que necesitamos.
En mi opinión, un rango de voltaje muy conveniente que se adapta a muchos diseños donde se usan 4.5V, funcionan muy bien. Y conectándolos 2 piezas. obtenemos 8,4 V, que son casi 9 V. Los pongo en todas las estructuras donde hay energía de la batería y ya me he olvidado cuando compré las baterías por última vez.

Las baterías de litio tienen un matiz: no se pueden cargar por encima de 4,2 V y descargar por debajo de 2,5 V. Si se descargan por debajo de 2,5 V, no siempre es posible restaurarlas, pero es una pena tirarlas. Esto significa que se necesita protección contra sobredescarga. En muchas baterías, ya está integrado como una placa pequeña y simplemente no es visible en el estuche.

Circuito de protección contra sobredescarga de la batería

Sucede que te encuentras con pilas sin protección, entonces tienes que recogerlas tú mismo. Esto no es dificil. Primero, hay una variedad de microcircuitos especializados. En segundo lugar, parece que los chinos han ensamblado módulos.

Y en tercer lugar, consideraremos qué se puede recopilar sobre el tema a partir del material sobre el terreno. Después de todo, no todo el mundo tiene chips modernos en existencia o el hábito de comprar en Aliexpress.
¡He estado usando este circuito súper simple durante muchos años y la batería nunca ha fallado!

Arroz. 3.
El condensador se puede omitir si la carga no es impulsiva y consume de manera estable. Cualquier diodo de baja potencia, su número debe seleccionarse de acuerdo con el voltaje de corte del transistor.
Utilizo diferentes transistores, dependiendo de la presencia y el consumo de corriente del dispositivo, lo principal es que el voltaje de corte está por debajo de 2.5 V, es decir. para que se abra desde el voltaje de la batería.

Es mejor personalizar el esquema en la instalación. Tomamos un transistor y aplicamos voltaje a la puerta a través de una resistencia con una resistencia de 100 Ohm ... 10 K, verificamos el voltaje de corte. Si no es más de 2.5 V, entonces la copia es buena, luego seleccionamos los diodos (número y, a veces, tipo) para que el transistor comience a cerrarse a un voltaje de aproximadamente 3 V.
Ahora aplicamos voltaje de la fuente de alimentación y verificamos que el circuito funcione a un voltaje de aproximadamente 2.8 - 3 V.
En otras palabras, si el voltaje de la batería cae por debajo del umbral que establecimos, entonces el transistor se cerrará y desconectará la carga de la fuente de alimentación, evitando así una descarga profunda dañina.

Características del proceso de carga de una batería de litio.

Bueno, nuestra batería está agotada, ahora es el momento de cargarla de forma segura.
Al igual que con la descarga, la carga tampoco es tan sencilla. El voltaje máximo en el banco debe ser no más de 4,2 V ± 0,05 V! Si se supera este valor, el litio pasa a un estado metálico y puede producirse un sobrecalentamiento, un incendio e incluso una explosión de la batería.

Las baterías se cargan de acuerdo con un algoritmo bastante simple: cargar desde una fuente de voltaje constante de 4.20 Voltios por celda, con una limitación de corriente de 1C.
La carga se considera completa cuando la corriente cae a 0.1-0.2C. Después de cambiar al modo de estabilización de voltaje a una corriente de 1C, la batería gana aproximadamente un 70-80% de su capacidad. Tarda unas 2 horas en cargarse por completo.
Se imponen requisitos bastante estrictos al cargador para la precisión de mantener el voltaje al final de la carga, no peor que ± 0.01 voltios por lata.

Por lo general, el circuito de memoria tiene realimentación- la tensión se selecciona automáticamente para que la corriente que pasa por la batería sea igual a la requerida. Tan pronto como este voltaje sea igual a 4.2 voltios (para la batería descrita), es imposible mantener la corriente en 1C por más tiempo, entonces el voltaje en la batería aumentará demasiado rápido y fuertemente.

En este momento, la batería suele estar cargada al 60% -80%, y para cargar el 40% -20% restante sin explosiones, se debe reducir la corriente. La forma más sencilla de hacer esto es manteniendo un voltaje constante en la batería, y él mismo tomará la corriente que necesita.
Cuando esta corriente cae a 30-10 mA, la batería se considera cargada.

Para ilustrar todo lo anterior, doy un gráfico de carga tomado de la batería experimental:

Arroz. 4.
En el lado izquierdo del gráfico, resaltado en azul, vemos una corriente constante de 0,7 A, mientras que el voltaje aumenta gradualmente de 3,8 V a 4,2 V.
También puede ver que en la primera mitad de la carga, la batería alcanza el 70% de su capacidad, mientras que en el tiempo restante, solo el 30%.

"C" significa capacidad

A menudo se encuentra la designación de la forma "xC". Esta es solo una designación conveniente para la corriente de carga o descarga de una batería con una fracción de su capacidad. Formado a partir de la palabra inglesa "Capacity" (capacidad, capacidad).
Cuando hablan de cargar con una corriente de 2C o 0.1C, generalmente quieren decir que la corriente debe ser (capacidad de batería de 2 H) / ho (capacidad de batería de 0.1 H) / h, respectivamente.

Por ejemplo, una batería con una capacidad de 720 mAh, para la cual la corriente de carga es 0.5C, debe cargarse con una corriente de 0.5 H 720mAh / h = 360 mA, esto también se aplica a la descarga.

Cargadores de baterías de litio

Puede solicitar módulos de carga a los chinos por correo con envío gratuito. Los módulos de controlador de carga TP4056 con conector mini USB y protección se pueden obtener a muy bajo costo.

Y puede hacer el cargador más simple o no muy simple, según su experiencia y capacidades.

Diagrama de un cargador simple en el LM317

Arroz. 5.
El circuito que usa LM317 proporciona una estabilización de voltaje bastante precisa, que se establece mediante el potenciómetro R2.
La estabilización de corriente no es tan crítica como la estabilización de voltaje, por lo que es suficiente estabilizar la corriente con una resistencia de derivación Rx y un transistor NPN (VT1).

La corriente de carga requerida para una batería específica de iones de litio (Li-Ion) y de polímero de litio (Li-Pol) se selecciona cambiando la resistencia Rx.
La resistencia Rx corresponde aproximadamente a la siguiente relación: 0,95 / Imax.
El valor de la resistencia Rx indicado en el diagrama corresponde a una corriente de 200 mA, este es un valor aproximado, también depende del transistor.

El LM317 debe estar equipado con un disipador de calor según la corriente de carga y el voltaje de entrada.
El voltaje de entrada debe ser al menos 3 voltios más alto que el voltaje de la batería para el funcionamiento normal del estabilizador, que para una celda es? 7-9 V.

Diagrama de un cargador simple en el LTC4054

Arroz. 6.
Puede quitar el controlador de carga LTC4054 de un teléfono celular antiguo, por ejemplo, Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).

Arroz. 7. Este pequeño chip de 5 pies está etiquetado como "LTH7" o "LTADY".

No entraré en los detalles más pequeños de trabajar con el microcircuito, todo está en la hoja de datos. Describiré solo las características más necesarias.
Corriente de carga hasta 800 mA.
La tensión de alimentación óptima es de 4,3 a 6 voltios.
Indicación de carga.
Protección contra cortocircuitos de salida.
Protección contra sobrecalentamiento (disminución de la corriente de carga a temperaturas superiores a 120 °).
No carga la batería si el voltaje es inferior a 2,9 V.

La corriente de carga se establece mediante una resistencia entre el quinto pin del microcircuito y tierra de acuerdo con la fórmula

Yo = 1000 / R,
donde I es la corriente de carga en amperios, R es la resistencia de la resistencia en ohmios.

Indicador de descarga de batería de litio

Aquí hay un circuito simple que enciende un LED cuando la batería está baja y su voltaje residual es casi crítico.

Arroz. ocho.
Cualquier transistores de baja potencia. El voltaje de encendido del LED se selecciona mediante un divisor de las resistencias R2 y R3. Es mejor conectar el circuito después de la unidad de protección para que el LED no descargue la batería en absoluto.

El matiz de la durabilidad

El fabricante generalmente afirma 300 ciclos, pero si carga litio solo 0.1 voltios menos, hasta 4.10 V, entonces el número de ciclos aumenta a 600 o incluso más.

Operación y precauciones

Es seguro decir que las baterías de polímero de litio son las baterías más "delicadas" de las existentes, es decir, requieren la observancia obligatoria de varias reglas simples, pero obligatorias, debido al incumplimiento de las cuales ocurren problemas.
1. No se permite que la carga alcance un voltaje superior a 4,20 voltios por celda.
2. No se permite un cortocircuito de la batería.
3. No se permite la descarga por corrientes que excedan la capacidad de carga o el calentamiento de la batería por encima de 60 ° C. 4. Descarga dañina por debajo del voltaje de 3.00 voltios por celda.
5. El calentamiento de la batería por encima de 60 ° C es perjudicial. 6. La despresurización de la batería es perjudicial.
7. Almacenamiento nocivo en estado descargado.

El incumplimiento de los primeros tres puntos conduce a un incendio, el resto, a una pérdida total o parcial de capacidad.

De la práctica de muchos años de uso, puedo decir que la capacidad de las baterías cambia poco, pero la resistencia interna y ac

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¿Placa de protección de iones de litio en lugar de cargador?

En los foros, a menudo se recomienda usar una placa de protección de algún tipo de batería de litio (o, como también se le llama, un módulo PCB) como limitador de carga. Es decir, hacer un cargador para una batería de iones de litio a partir de una placa de protección.

La lógica es la siguiente: a medida que avanza la carga, el voltaje en la batería de iones de litio aumenta y tan pronto como alcanza un cierto nivel, la placa de protección funcionará y dejará de cargarse.

Este principio, por ejemplo, se aplica en el circuito de carga de una linterna, que aparece de vez en cuando en Internet:

A primera vista, esta decisión parece bastante lógica, ¿no? Pero si profundizas un poco más, resulta que hay muchas más desventajas que ventajas.

No nos centraremos en el hecho de que, por alguna razón, se ha seleccionado como fuente una fuente de alimentación de 8 voltios. Estoy seguro de que esto se hace para que se disipen hasta 10 vatios de potencia en el R1. La resistencia mantendrá su apartamento caliente en las largas noches de invierno.

En su lugar, echemos un vistazo más de cerca al valor de voltaje de umbral en el que se activa la protección de sobrecarga. El elemento que establece este umbral es un microcircuito especializado.

Primero menos

En las placas de protección, se utilizan microcircuitos de diferentes tipos (lea más sobre esto en este artículo), los más comunes se presentan en la tabla:

El valor normal al que se carga una batería de iones de litio es de 4,2 voltios. Sin embargo, como puede ver en la tabla, la mayoría de los microcircuitos se afilan por unos pocos ... uh ... voltaje sobreestimado.

Esto se debe a que las placas de protección diseñado para funcionar en caso de emergencia para evitar un funcionamiento crítico de la batería. Tales situaciones no deberían existir en absoluto durante el uso normal de las baterías.

La sobrecarga poco común de una batería de litio a un voltaje, por ejemplo, 4,35 V (microcircuito SA57608D), probablemente no tendrá consecuencias fatales, pero esto no significa que siempre será así. ¿Quién sabe en qué punto esto conducirá a la liberación de litio metálico del electrolito en gel, lo que provocará el inevitable cortocircuito de los electrodos y el fallo de la batería?

Esta sola circunstancia es suficiente para rechazar el uso de placas de protección como controlador de carga. Pero si eso no es suficiente para ti, sigue leyendo.

Segundo menos

El segundo punto, al que generalmente pocas personas prestan atención, es la curva de carga. Baterías de iones de litio... Refresquemos su memoria. El siguiente gráfico muestra el perfil de carga CC / CV clásico, que significa Corriente constante / Voltaje constante. Este método de carga ya se ha convertido en un estándar y la mayoría de los cargadores normales están tratando de proporcionarlo.

Si observa detenidamente el gráfico, notará que cuando el voltaje de la batería es de 4,2 V, aún no ha alcanzado su capacidad máxima.

En nuestro ejemplo, la capacidad máxima de la batería es 2,1 A / h. En el momento en que el voltaje se vuelve igual a 4.2 voltios, resulta que se carga solo hasta 1.82 A / h, que es el 87% de su máximo. capacidad.

Y es en este momento cuando la placa de protección funcionará y dejará de cargarse.

Incluso si su placa funciona a 4,35 V (digamos que se basa en el chip 628-8242BACT), esto no cambiará fundamentalmente la situación. Debido al hecho de que más cerca del final de la carga, el voltaje en la batería comienza a aumentar muy rápidamente, la diferencia en la capacidad acumulada a 4.2V y 4.35V apenas será más que un pequeño porcentaje. Y al usar una placa de este tipo, también acorta la vida útil de la batería.

conclusiones

Entonces, resumiendo todo lo anterior, podemos decir con seguridad que es altamente indeseable usar placas de protección (módulos PCM) en lugar de cargar baterías de litio.

En primer lugar, esto conduce a un exceso constante de la tensión máxima permitida en la batería y, en consecuencia, a una disminución de su vida útil.

En segundo lugar, Debido a las peculiaridades del proceso de carga de iones de litio, el uso de la placa de protección como controlador de carga no permitirá utilizar la capacidad total de la batería de iones de litio. Al pagar por baterías de 3400 mAh, no puede usar más de 2950 mAh.

Para una carga completa y segura de las baterías de litio, es mejor utilizar microcircuitos especializados. El más popular hoy en día es el TP4056. Pero debe tener cuidado con este microcircuito, no tiene protección contra el tonto de la inversión de polaridad.

El circuito de carga en el microcircuito TP4056, así como otros circuitos de carga probados para baterías de iones de litio, que consideramos en este artículo.

Utilice baterías de litio correctamente, no viole los modos de carga recomendados por el fabricante y resistirán al menos 800 ciclos de carga / descarga.

Recuerde que incluso con el uso más ideal, las baterías de iones de litio son susceptibles de degradarse (pérdida irreversible de capacidad). También tienen una autodescarga bastante grande, equivalente a alrededor del 10% por mes.

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Circuitos controladores de carga-descarga para baterías de iones de litio y microcircuitos para módulos de protección de baterías de litio

Primero debe decidir la terminología.

Como tal no existen controladores de descarga-carga... Esto no tiene sentido. No tiene sentido controlar la descarga. La corriente de descarga depende de la carga; tanto como sea necesario, se necesitará tanto. Lo único que debe hacerse cuando se descarga es controlar el voltaje de la batería para evitar que se descargue en exceso. Para ello, se utiliza protección contra descargas profundas.

Al mismo tiempo, controladores separados cargar no solo existen, sino que son absolutamente necesarios para la implementación del proceso de carga de baterías de iones de litio. Son ellos quienes establecen la corriente requerida, determinan el final de la carga, controlan la temperatura, etc. Un controlador de carga es una parte esencial de cualquier cargador de batería de litio.

Según mi experiencia, puedo decir que un controlador de carga / descarga es en realidad un circuito para proteger una batería de una descarga demasiado profunda y, a la inversa, de una sobrecarga.

En otras palabras, cuando hablamos de un controlador de carga / descarga, estamos hablando de protección integrada en casi todas las baterías de iones de litio (módulos PCB o PCM). Ahí está ella:

Y aquí están también:

Es obvio que las placas de protección se presentan en diferentes factores de forma y se ensamblan utilizando diferentes componentes electrónicos... En este artículo, solo consideraremos las opciones para los esquemas de protección para baterías de iones de litio (o, si lo prefiere, controladores de descarga / carga).

Controladores de carga-descarga

Dado que este nombre está tan arraigado en la sociedad, también lo usaremos. Comencemos con la variante más común del chip DW01 (Plus).

DW01-Plus

Una placa protectora de este tipo para baterías de iones de litio se encuentra en cada segunda batería de un teléfono móvil. Para llegar a él, solo necesita arrancar el autoadhesivo con las inscripciones, que está pegado sobre la batería.

El microcircuito DW01 en sí tiene seis patas, y dos transistores de efecto de campo están construidos estructuralmente en una caja en forma de un conjunto de ocho patas.

Los pines 1 y 3 son la gestión de las claves de protección de sobredescarga (FET1) y sobrecarga (FET2), respectivamente. Voltajes de umbral: 2,4 y 4,25 voltios. Pin 2: un sensor que mide la caída de voltaje a través de los transistores de efecto de campo, debido al cual se implementa la protección contra sobrecorriente. La resistencia de contacto de los transistores actúa como una derivación de medición, por lo que el umbral de respuesta tiene una variación muy grande de un producto a otro.

Todo el esquema se parece a esto:

El microcircuito derecho marcado 8205A - esto es transistores de efecto de campo actuando como claves en el esquema.

Serie S-8241

SEIKO ha desarrollado circuitos integrados especializados para proteger las baterías de iones de litio y de polímero de litio de la sobredescarga / sobrecarga. Los circuitos integrados de la serie S-8241 se utilizan para proteger una lata.

Las teclas de protección contra sobredescarga y sobrecarga funcionan a 2,3 V y 4,35 V, respectivamente. La protección contra sobrecorriente se activa cuando el voltaje a través del FET1-FET2 es de 200 mV.

Serie AAT8660

Solución de tecnología analógica avanzada - Serie AAT8660.

Los voltajes de umbral son 2,5 y 4,32 voltios. El consumo bloqueado no supera los 100 nA. El microcircuito se produce en el paquete SOT26 (3x2 mm, 6 pines).

Serie FS326

Otro microcircuito utilizado en las placas de protección de uno de iones de litio y batería de polímero- FS326.

Dependiendo del índice de letras, la tensión de activación de la protección contra sobredescarga oscila entre 2,3 y 2,5 voltios. Y el voltaje de umbral superior, respectivamente, es de 4,3 a 4,35 V. Consulte la hoja de datos para obtener más detalles.

LV51140T

Un esquema de protección similar para baterías de litio de una sola celda con protección contra sobredescarga, sobrecarga, exceso de carga y corrientes de descarga. Implementado usando el microcircuito LV51140T.

Voltajes de umbral: 2,5 y 4,25 voltios. El segundo tramo del microcircuito es la entrada del detector de sobrecorriente (valores límite: 0,2 V al descargar y -0,7 V al cargar). El pin 4 no se utiliza.

Serie R5421N

La solución esquemática es similar a las anteriores. En el modo de funcionamiento, el microcircuito consume aproximadamente 3 μA, en el modo de bloqueo, aproximadamente 0,3 μA (letra C en la designación) y 1 μA (letra F en la designación).

La serie R5421N contiene varias modificaciones que difieren en la magnitud del voltaje de respuesta durante la recarga. Los detalles se dan en la tabla:

SA57608

Otra versión del controlador de carga / descarga, solo en el microcircuito SA57608.

Los voltajes a los que el microcircuito desconecta el banco de los circuitos externos depende del índice de letras. Consulte la tabla para obtener más detalles:

El SA57608 consume una corriente bastante grande en modo de suspensión, aproximadamente 300 μA, lo que lo distingue de los análogos anteriores para peor (allí, las corrientes consumidas son del orden de fracciones de un microamperio).

LC05111CMT

Y finalmente, ofrecemos una solución interesante de uno de los líderes mundiales en la producción de componentes electrónicos On Semiconductor: un controlador de carga y descarga en el microcircuito LC05111CMT.

La solución es interesante porque los MOSFET clave están integrados en el propio microcircuito, por lo que solo quedaron un par de resistencias y un condensador de los elementos articulados.

La resistencia de contacto de los transistores integrados es de ~ 11 miliohmios (0,011 ohmios). La corriente máxima de carga / descarga es de 10 A. El voltaje máximo entre los terminales S1 y S2 es de 24 voltios (esto es importante cuando se combinan baterías en baterías).

El microcircuito está disponible en el paquete WDFN6 2.6 × 4.0, 0.65P, Dual Flag.

El circuito, como se esperaba, proporciona protección contra sobrecarga / descarga, sobrecorriente en la carga y sobrecarga.

Controladores de carga y circuitos de protección: ¿cuál es la diferencia?

Es importante comprender que el módulo de protección y los controladores de carga no son lo mismo. Sí, sus funciones se superponen hasta cierto punto, pero sería un error llamar controlador de carga al módulo de protección integrado en la batería. Ahora explicaré la diferencia.

El papel más importante de cualquier controlador de carga es implementar el perfil de carga correcto (típicamente CC / CV - corriente constante / voltaje constante). Es decir, el controlador de carga debe poder limitar la corriente de carga a un nivel dado, controlando así la cantidad de energía "vertida" en la batería por unidad de tiempo. El exceso de energía se libera en forma de calor, por lo que cualquier controlador de carga se calienta bastante durante el funcionamiento.

Por esta razón, los controladores de carga nunca están integrados en la batería (a diferencia de las tarjetas de protección). Los controladores son solo parte del cargador adecuado y nada más.

Esquemas carga correcta para baterías de litio se dan en este artículo.

Además, ninguna placa de protección (o módulo de protección, llámelo como quiera) es capaz de limitar la corriente de carga. La placa solo controla el voltaje en el propio banco, y si supera los límites predeterminados, abre las teclas de salida, desconectando así el banco del mundo exterior. Por cierto, la protección contra cortocircuitos también funciona de acuerdo con el mismo principio: con un cortocircuito, el voltaje en el banco cae bruscamente y se activa el circuito de protección de descarga profunda.

La confusión entre los circuitos de protección de las baterías de litio y los controladores de carga surgió debido a la similitud del umbral de respuesta (~ 4,2 V). Solo en el caso del módulo de protección apagado completo bancos de terminales externos, y en el caso de un controlador de carga, cambia al modo de estabilización de voltaje y una disminución gradual de la corriente de carga.

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Baterías de litio 18650: características de funcionamiento, voltaje y métodos de carga

Es difícil encontrar una zona donde no haya electrodomésticos. Las fuentes móviles representan baterías recargables y baterías desechables que alimentan al consumidor al convertir la energía química en energía eléctrica. Las baterías de iones de litio representan pares electrónicos con ingredientes activos que contienen sales de litio. La forma de la batería se asemeja a una desechable. batería de dedo, pero un poco más grande, tiene cientos de ciclos de carga, se refiere a las baterías Li-ion 18650.

Dispositivo de batería de iones de litio 18650

Fabricación de baterías de iones de litio basada en las instalaciones de la empresa Sanyo, Sony, Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, Skme, Moli, BAK, Lishen, ATL, HYB... Otras empresas compran artículos, los vuelven a empaquetar, alegando que son propios. También escriben información falsa sobre el producto en la envoltura retráctil. Actualmente no hay baterías de iones de litio 18650 con una capacidad superior a 3600 mAh.

La principal diferencia entre baterías y baterías es la posibilidad de recargas múltiples. Todas las baterías están diseñadas para un voltaje de 1,5 V, el producto tiene una salida de iones de litio de 3,7 V. El factor de forma 18650 significa una batería de litio de 65 mm de largo y 18 mm de diámetro.

Especificaciones del modo de funcionamiento de la batería de litio 18650:

• El voltaje máximo es de 4,2 V, e incluso una ligera sobrecarga acortará significativamente la vida útil.
• El voltaje mínimo es de 2,75 V. Cuando se alcanzan los 2,5 V, se requieren condiciones especiales para la recuperación de la capacidad. Cuando el voltaje en los terminales es de 2,0 V, la carga no se restablece.
• La temperatura mínima de funcionamiento es de -20 0 С. No es posible cargar a temperaturas bajo cero.
• La temperatura máxima es de +60 0 C. A temperaturas más altas, se puede esperar una explosión o un incendio.
• La capacidad se mide en amperios / hora. Una batería completamente cargada con una capacidad de 1 A / h puede suministrar 1 A de corriente durante una hora, 2 A durante 30 minutos o 15 A durante 4 minutos.

Controlador de carga de batería Li-Ion 18650

Los principales fabricantes producen baterías de litio estándar 18650 sin placa de protección. Este controlador, hecho en la forma circuito electrónico, instalado en la parte superior del cuerpo, alargándolo ligeramente. La placa está ubicada frente al terminal negativo, protege la batería de cortocircuitos, sobrecargas y sobredescargas. Ir a la protección en China. Hay dispositivos buena calidad, hay una estafa absoluta: información poco confiable, capacidad 9000A / h. Después de instalar la protección, el cuerpo se coloca en una película retráctil con inscripciones. Debido al diseño adicional, el cuerpo se vuelve más largo y más grueso, por lo que es posible que no encaje en el encaje previsto. Su tamaño estándar puede ser 18700, aumentar debido a acciones adicionales. Si se usa una batería 18650 para crear una batería de 12 V que tiene un controlador de carga común, no se necesitan interruptores en las celdas de iones de litio individuales.

El propósito de la protección es asegurar el funcionamiento de la fuente de energía en parámetros dados... Cuando se carga con un cargador simple, la protección no permitirá la sobrecarga y apagará la energía a tiempo si la batería de litio 18650 se sentó a un voltaje de 2.7 V.

Marcado de batería de litio 18650

Hay una marca en la superficie de la caja de la batería. Puedes encontrar aqui información completa sobre las propiedades técnicas. Además de la fecha de fabricación, fecha de vencimiento y marca del fabricante, el dispositivo de las baterías de litio 18650 está encriptado, y las cualidades de consumo asociadas a este aspecto.

1. ICR – cátodo de litio-cobalto. La batería tiene una gran capacidad, pero está diseñada para corrientes de bajo consumo. Se utilizan en portátiles, videocámaras y equipos similares de larga duración con bajo consumo de energía.
2. IMR- cátodo de litio-manganeso. Tiene la capacidad de entregar altas corrientes, soporta descargas de hasta 2.5 A / h.
3. INR – cátodo de niquelato. Proporciona altas corrientes, soporta descargas de hasta 2,5 V.
4. NCR – marcas específicas de Panasonic. En términos de propiedades, la batería es idéntica a la IMR. Se utilizan niquelatos, sales de cobalto, óxido de aluminio.

Las posiciones 2, 3, 4 se llaman "alta corriente", se utilizan para linternas, binoculares, cámaras.

Las baterías de ferrofosfato de litio tienen la capacidad de trabajar a menos profundo, recuperarse con descarga profunda. Subvalorado en el mercado.

Por la marca, puede determinar que se trata de una batería recargable de litio de la letra - I R. Si hay letras C / M / F - se conoce el material del cátodo. Se mostrará la capacidad indicada por mA / h. La fecha de emisión y la fecha de caducidad se encuentran en diferentes lugares.

Debes saber que los fabricantes de baterías de litio recargables no tienen productos con una capacidad de más de 3600 mAh. Para reparar la batería de una computadora portátil o recolectar una nueva, debe comprar baterías sin protección. Para usar en una sola copia, debe comprar elementos con protección.

Cómo probar una batería de litio 18650

Si, al comprar un dispositivo costoso, duda de la veracidad de la información sobre el caso, hay formas de comprobarlo. Además de los medidores especiales, puede utilizar las herramientas a mano.

• Tiene un cargador, puede cronometrar una carga completa con un cierto amperaje. El producto del tiempo y el amperaje revelará la capacidad aproximada de la batería de iones de litio.
• Un cargador inteligente te ayudará. Mostrará tanto voltaje como capacidad, pero el dispositivo es caro.
• Conecte la linterna, mida la intensidad actual y espere a que se apague la luz. El producto del tiempo y el amperaje da la capacidad actual en A / h.

Puede determinar la capacidad de la batería por peso: una batería de litio 18650 con una capacidad de 2000mA / h debe pesar 40 g. Cuanto mayor sea la capacidad, mayor será el peso. Pero los chapuceros han aprendido a verter arena en el casco para aumentar la pesadez.

Cargador de batería de litio 18650

Las baterías de litio exigen parámetros de voltaje terminal. El voltaje límite es de 4.2 V, el mínimo es de 2.7 V. Por lo tanto, el cargador funciona como un regulador de voltaje, creando 5 V en la salida.

Los indicadores definitorios son la corriente de carga y el número de celdas de la batería, establecidos por usted mismo. Cada celda (banco) debe recibir una carga completa. La energía se distribuye mediante un circuito equilibrador para baterías de litio 18650. El equilibrador puede ser integrado o controlado manualmente. La buena memoria es cara. La carga de iones de litio puede realizarla cualquier persona que entienda diagramas eléctricos y sabe soldar.

El circuito de carga propuesto, hecho a mano para baterías de litio 18650, es simple, apagará al consumidor después de cargarlo por sí solo. El costo de los componentes es de aproximadamente $ 4, no una escasez. El dispositivo es confiable, no se sobrecalentará ni se incendiará.

Circuito cargador para baterías de litio 18650

En un cargador de bricolaje, la corriente en el circuito está regulada por la resistencia R4. La resistencia se selecciona de modo que la corriente inicial dependa de la capacidad de la batería de litio 18650. ¿Qué corriente cargar una batería de iones de litio si su capacidad es de 2000 mA / h? 0.5 - 1.0 C serán 1-2 amperios. Esta es la corriente de carga.

Cómo cargar una batería de iones de litio 18650

Existe un procedimiento para restaurar el rendimiento de una batería de litio 18650 después de una caída de voltaje para que funcione. Restauramos la capacidad medida en amperios hora. Por lo tanto, primero conectamos el factor de forma de la batería de iones de litio 18650 al cargador, luego configuramos la corriente de carga con nuestras propias manos. El voltaje cambia con el tiempo, el 0,5 V inicial. Como estabilizador, el cargador está diseñado para 5 V. Para mantener el rendimiento, los parámetros del 40-80% de la capacidad se consideran favorables.

El circuito de carga de una batería de iones de litio 18650 consta de 2 etapas. Primero, debe aumentar el voltaje en los polos a 4.2 V, luego, al disminuir gradualmente la intensidad de la corriente, estabilizar la capacitancia. La carga se considera completa si la corriente ha caído a un valor de 5-7 mA cuando se apaga la alimentación. El ciclo de carga completo no debe exceder las 3 horas.

La ranura única más simple carga china para las baterías de iones de litio 18650, está diseñado para una corriente de carga de 1 A. Pero tendrá que seguir el proceso usted mismo, cambiarlo usted mismo. Los cargadores universales son caros, pero tienen una pantalla y ejecutan el proceso por sí mismos.

¿Cómo cargar correctamente una batería Li-ion 18650 en una computadora portátil? Conectando un conjunto de fuentes de energía en el dispositivo a través de Pover Bank. La batería se puede cargar desde la red, pero es importante apagar la energía tan pronto como la unidad haya alcanzado su capacidad.

Recuperación de la batería de iones de litio 18650

Si la batería se niega a funcionar, puede manifestarse así:

• La fuente de energía se descarga rápidamente.
• La batería está muerta y no se carga en absoluto.

Cualquier fuente puede descargarse rápidamente si se pierde la capacidad. Esto es lo terrible de la sobrecarga y la descarga profunda, de la que se protege. Pero no hay escapatoria del envejecimiento natural cuando el almacenamiento en un almacén reduce la capacidad de las latas cada año. No hay métodos de regeneración, solo reemplazo.

¿Qué pasa si la batería no se carga después de una descarga profunda? ¿Cómo restaurar un li-ion 18650? Después de que el controlador desconecta la batería, todavía hay una reserva de energía en ella, capaz de entregar un voltaje de 2.8-2.4 V en los polos. Pero el cargador no reconoce una carga de hasta 3.0V, todo lo que está por debajo es cero. ¿Es posible reactivar la batería e iniciar de nuevo la reacción química? ¿Qué se debe hacer para aumentar la carga de iones de litio 18650 hasta 3,1-3,3 V? Es necesario utilizar un método para "empujar" la batería, para darle la carga necesaria.

Sin entrar en los cálculos, use el circuito propuesto, montándolo con una resistencia de 62 Ohm (0.5W). Aquí se utiliza una fuente de alimentación de 5V.

Si la resistencia se calienta, la batería de litio está a cero, entonces hay un cortocircuito o el módulo de protección está defectuoso.

¿Cómo recuperar una batería de litio 18650 usando un cargador universal? Establezca la corriente de carga en 10 mA y realice la precarga, como se indica en las instrucciones del dispositivo. Después de elevar el voltaje a 3,1 V, cargue en 2 etapas según el esquema de SONY.

¿Qué baterías de litio 18650 son mejores en Ali Express?

Si el costo y la calidad de una batería de litio 18650 son importantes para usted, utilice el recurso de AliExpress. Hay muchos productos aquí, desde diferentes fabricantes... La batería deseada está en demanda, les gusta simularla. Por tanto, es necesario conocer las principales diferencias entre un buen modelo y una réplica.

Sea crítico con la capacidad indicada. Solo los mejores fabricantes han logrado 3600 A / h, los medios tienen un indicador de 3000-3200 A / h. La batería protegida es 2-3 mm más larga y ligeramente más gruesa que la desprotegida. Pero si está recolectando una batería, no se necesita protección, no pague de más.

Los productos de buena calidad también son más caros. Tenga en cuenta que Ultrafire promete 9000 mAh, pero en realidad resulta ser de 5 a 10 veces más bajo. Es mejor usar un producto de un fabricante confiable, intente comprar siempre la misma marca de batería.

Le ofrecemos ver el procedimiento para restaurar una batería de litio 18650

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Carga sencilla de baterías de iones de litio - blog de TI

Hola. Tengo una maravillosa linterna china con lente. Brilla perfectamente. Alimentado por una batería de iones de litio 18650. No hace mucho tiempo obtuve varias de las mismas baterías 18650 vivas de una batería de computadora portátil agotada. Dado que había muchas baterías, era necesario hacer algo para cargar esta economía. La carga estándar de una linterna me pareció muy sospechosa e inconveniente. El enchufe plegable para conectarse a la red 220 es corto y no cabe en todos los tomacorrientes, e incluso se cae constantemente del tomacorriente de la pared. La escoria es más corta. Debido al hecho de que últimamente mis manos han estado ansiosas por soldar algo, realmente quería confundir mi propia carga.
Busqué un poco en Google y encontré un controlador de carga de batería de iones de litio chino barato con un mínimo de kit de carrocería.
En general, se tomó como base QX4054 en el paquete SOT-23-5. Hoja de datos en chino en la parte inferior de la publicación. Hay controladores similares de Linear Technology LT4054, pero el precio de ellos no me pareció humano, y no pude encontrar dónde comprarlos en Ucrania. (

Qué puede hacer. A juzgar por lo que logramos averiguar en la hoja de datos, puede cargar las baterías con una corriente de hasta 800 mA y, al apagar el LED adjunto, mostrar el final de la carga. Finaliza el proceso de carga de la batería cuando el voltaje alcanza los 4,2 V o la corriente de carga ha caído a 25 mA.

Tal es la bukasheniya. Doy una descripción aproximada de las salidas del controlador:

VCC- Claro. Fuente de alimentación 4,5 - 6,5 voltios.
GND- Conclusión general. Es decir, "tierra".
PROG- Salida para programar la corriente de carga.
CHRG- Indicación de fin de carga.
MURCIÉLAGO- Conexión del terminal positivo de la batería.

Le diré al diamante de imitación que en el proceso de trabajo. QX4054 se calienta con bastante fuerza. Por lo tanto, al calcular la corriente de carga, elegí el valor de 500 mA. En este caso, el valor de la resistencia es 2kOhm.
La fórmula para el cálculo es muy simple y está en la hoja de datos, pero también la daré aquí.
Imurciélago = (Vprog/Rprog)*1000

Dónde:
Imurciélago- corriente de carga en amperios.
Vprog- Se toma de la hoja de datos y es igual a 1V
Rprog- Resistencia de resistencia en ohmios.

Sustituimos nuestro 0.5 Ampere: Rprog= (Vprog/0.5)*1000.
Total 2000 ohmios. Me queda.
Desafortunadamente, este controlador no tiene protección contra el encendido incorrecto de la batería, y si la polaridad de la batería conectada se invierte durante el funcionamiento, el QX4054 se convierte en humo en un segundo. Por lo tanto, tuve que modificar ligeramente el esquema de conexión típico. Tuve que abandonar la idea de un diodo protector, ya que temía que una caída de voltaje en el diodo de 0.5 voltios provocara una sobrecarga u otras consecuencias. Por lo tanto, encendí un diodo protector y un fusible autocurativo.
No sé qué tan técnicamente correcta es esta opción, pero evita que el controlador se agote. Además, hay una indicación de un error de conexión. El diagrama real está a continuación.

Creé el sello debajo del compartimiento de mi batería 18650. Así que para cargar baterías en otros formatos, vuelva a dibujarlo usted mismo. Placa de circuito impreso en diptrace sin relleno:

Con relleno:

Vista desde arriba:

Envenenamos la bufanda de la forma que más te convenga. Como de costumbre, hago impresiones con fotorresistencia de película.

Recopilamos Vista de una carga casi terminada sin estuche. La carga no necesita ajustes. Un dispositivo correctamente ensamblado funciona de inmediato. Conectamos la fuente de alimentación de 5V, insertamos la batería descargada y observamos el proceso de carga.

Si la batería está conectada incorrectamente, se enciende el LED de error rojo.

Queda por encontrar o pegar el estuche para cargar, y puede operar de manera segura. Planeo usar plástico de una fuente de alimentación de computadora portátil quemada como estuche.
Si no es demasiado vago y agrega un estabilizador lineal del tipo LM7805 al circuito, obtendrá una carga más universal con la capacidad de usar varias fuentes de alimentación de 6 a 15 voltios. Si tienes que hacerte otro, quizás lo haga yo con el LM7805.

Evaluar las características de un cargador en particular es difícil sin comprender cómo debería fluir realmente una carga ejemplar de una batería de iones de litio. Por tanto, antes de pasar directamente a los circuitos, recordemos un poco la teoría.

¿Qué son las baterías de litio?

Dependiendo del material del que esté hecho el electrodo positivo de una batería de litio, existen varias variedades de ellos:

• con cátodo de cobaltato de litio;
• con un cátodo a base de fosfato de hierro litiado;
• a base de níquel-cobalto-aluminio;
• a base de níquel-cobalto-manganeso.

Todas estas baterías tienen características propias, pero dado que estos matices no son de fundamental importancia para el consumidor en general, no serán considerados en este artículo.

Además, todas las baterías de iones de litio se fabrican en varios tamaños y factores de forma estándar. Pueden estar tanto en un diseño de caja (por ejemplo, el popular 18650 hoy) como en un diseño laminado o prismático (baterías de polímero de gel). Estos últimos son bolsas selladas herméticamente hechas de una película especial, en la que se ubican los electrodos y la masa del electrodo.

Los tamaños más comunes de baterías de iones de litio se muestran en la siguiente tabla (todas tienen un voltaje nominal de 3,7 voltios):

Los procesos electroquímicos internos proceden de la misma manera y no dependen del factor de forma y el diseño de la batería, por lo tanto, todo lo que se dice a continuación se aplica por igual a todas las baterías de litio.

Cómo cargar correctamente las baterías de iones de litio

La forma más correcta de cargar las baterías de litio es hacerlo en dos etapas. Este es el método utilizado por Sony en todos sus cargadores. A pesar del controlador de carga más sofisticado, esto proporciona una carga más completa para las baterías de iones de litio sin comprometer su vida útil.

Aquí estamos hablando de un perfil de carga de dos etapas de baterías de litio, abreviado como CC / CV (corriente constante, voltaje constante). También hay opciones con corrientes pulsadas y escalonadas, pero no se consideran en este artículo. Puede leer más sobre la carga con una corriente pulsada.

Entonces, consideremos ambas etapas de la carga con más detalle.

1. En la primera etapa Debe garantizarse una corriente de carga constante. El valor actual es 0.2-0.5C. Para la carga acelerada, se permite aumentar la corriente a 0.5-1.0C (donde C es la capacidad de la batería).

Por ejemplo, para una batería con una capacidad de 3000 mA / h, la corriente de carga nominal en la primera etapa es 600-1500 mA, y la corriente de carga acelerada puede estar en el rango de 1.5-3A.

Para proporcionar una corriente de carga constante de un valor dado, el circuito del cargador (cargador) debe poder elevar el voltaje en los terminales de la batería. De hecho, en la primera etapa, el cargador funciona como un estabilizador de corriente clásico.

Importante: Si planea cargar baterías con una placa de protección incorporada (PCB), al diseñar el circuito de memoria, debe asegurarse de que el voltaje de circuito abierto del circuito nunca exceda los 6-7 voltios. De lo contrario, la placa de protección podría dañarse.

En el momento en que el voltaje de la batería se eleva a un valor de 4,2 voltios, la batería ganará aproximadamente un 70-80% de su capacidad (el valor específico de la capacidad dependerá de la corriente de carga: con la carga acelerada será ligeramente menos, con nominal - un poco más). Este momento es el final de la primera etapa de carga y sirve como señal para la transición a la segunda (y última) etapa.

2. Segunda etapa de carga- esta es una carga de batería con voltaje constante, pero corriente decreciente (descendente) gradualmente.

En esta etapa, el cargador mantiene un voltaje de 4.15-4.25 voltios en la batería y controla el valor actual.

A medida que aumenta la capacidad, la corriente de carga disminuirá. Tan pronto como su valor disminuya a 0.05-0.01C, el proceso de carga se considera completo.

Un matiz importante del correcto funcionamiento del cargador es su completa desconexión de la batería una vez finalizada la carga. Esto se debe al hecho de que para las baterías de litio es extremadamente indeseable que estén bajo voltaje aumentado durante mucho tiempo, lo que generalmente proporciona un cargador (es decir, 4,18-4,24 voltios). Esto conduce a una degradación acelerada de la composición química de la batería y, como consecuencia, a una disminución de su capacidad. Una estadía prolongada significa decenas de horas o más.

Durante la segunda etapa de carga, la batería logra ganar aproximadamente otro 0,1-0,15 de su capacidad. La carga total de la batería alcanza así el 90-95%, lo que es un indicador excelente.

Hemos cubierto dos etapas principales de la carga. Sin embargo, la cobertura del tema de la carga de baterías de litio sería incompleta si no se mencionara una etapa más de carga: la llamada. precarga.

Etapa de precarga (precarga)- esta etapa se utiliza solo para baterías muy descargadas (por debajo de 2,5 V) para devolverlas a las condiciones normales de funcionamiento.

En esta etapa, se proporciona el cargo corriente continua valor reducido hasta que la tensión de la batería alcance 2,8 V.

Es necesaria una etapa preliminar para evitar la hinchazón y la despresurización (o incluso explosión con fuego) de las baterías dañadas, por ejemplo, que tengan un cortocircuito interno entre los electrodos. Si se pasa inmediatamente una gran corriente de carga a través de dicha batería, esto inevitablemente conducirá a su calentamiento, y luego qué suerte.

Otro beneficio de la precarga es precalentar la batería, lo cual es importante cuando se carga a bajas temperaturas ambientales (en una habitación sin calefacción durante la estación fría).

La carga inteligente debería poder monitorear el voltaje en la batería durante la etapa preliminar de carga y, si el voltaje no aumenta durante mucho tiempo, concluir que la batería está defectuosa.

Todas las etapas de carga de una batería de iones de litio (incluida la etapa de precarga) se muestran esquemáticamente en este gráfico:

Exceder el voltaje de carga nominal en 0,15 V puede reducir la vida útil de la batería a la mitad. Reducir el voltaje de carga en 0,1 voltios reduce la capacidad de una batería cargada en aproximadamente un 10%, pero prolonga significativamente su vida útil. El voltaje de una batería completamente cargada después de retirarla del cargador es de 4,1 a 4,15 voltios.

Para resumir lo anterior, esbozaremos las principales tesis:

1. ¿Qué corriente para cargar una batería de iones de litio (por ejemplo, 18650 o cualquier otra)?

La corriente dependerá de la rapidez con la que desee cargarla y puede oscilar entre 0,2 ° C y 1 ° C.

Por ejemplo, para una batería de tamaño 18650 con una capacidad de 3400 mAh, la corriente de carga mínima es 680 mA y la máxima es 3400 mA.

2. ¿Cuánto tiempo se tarda en cargar, por ejemplo, las mismas baterías recargables 18650?

El tiempo de carga depende directamente de la corriente de carga y se calcula mediante la fórmula:

T = C / cargo.

Por ejemplo, el tiempo de carga de nuestra batería de 3400 mAh con una corriente de 1A será de unas 3,5 horas.

3. ¿Cómo cargar correctamente la batería de polímero de litio?

Todas las baterías de litio se cargan de la misma forma. No importa si se trata de polímero de litio o de iones de litio. Para nosotros, los consumidores, no hay diferencia.

¿Qué es una placa de protección?

La placa de protección (o PCB - placa de control de potencia) está diseñada para proteger contra cortocircuitos, sobrecargas y descargas excesivas de la batería de litio. Como regla general, la protección contra sobrecalentamiento también está integrada en los módulos de protección.

Por razones de seguridad, está prohibido utilizar baterías de litio en electrodomésticos si no tienen una placa de protección incorporada. Por lo tanto, todas las baterías de los teléfonos móviles siempre tienen una placa PCB. Los terminales de salida de la batería se encuentran directamente en la placa:

Estas placas utilizan un controlador de carga de seis patas basado en mikruh especializado (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600, etc., análogos). La tarea de este controlador es desconectar la batería de la carga cuando la batería está completamente descargada y desconectar la batería de la carga cuando alcanza los 4.25V.

Por ejemplo, aquí hay un diagrama de la placa de protección de la batería BP-6M, que se suministraba con los teléfonos Nokia antiguos:

Si hablamos de 18650, entonces se pueden producir con o sin placa de protección. El módulo de protección está ubicado en la zona del terminal negativo de la batería.

La placa aumenta la longitud de la batería en 2-3 mm.

Las baterías sin PCB suelen incluirse en baterías con sus propios circuitos de protección.

Cualquier batería protegida se convierte fácilmente en una batería desprotegida, simplemente destrúyala.

Hasta la fecha, la capacidad máxima de la batería 18650 es de 3400 mAh. Las baterías protegidas deben estar marcadas en la carcasa ("Protegidas").

No confunda una placa PCB con un módulo PCM (PCM - módulo de carga de energía). Si los primeros sirven solo para proteger la batería, los segundos están diseñados para controlar el proceso de carga: limitan la corriente de carga a un nivel determinado, controlan la temperatura y, en general, proporcionan todo el proceso. La placa PCM es lo que llamamos controlador de carga.

Espero que ahora no queden preguntas, ¿cómo cargar una batería 18650 o cualquier otra batería de litio? Luego pasamos a una pequeña selección de soluciones de circuitos listos para usar para cargadores (esos mismos controladores de carga).

Esquemas de carga para baterías de iones de litio

Todos los circuitos son adecuados para cargar cualquier batería de litio, solo queda decidir la corriente de carga y la base del elemento.

LM317

Diagrama de un cargador simple basado en el microcircuito LM317 con indicador de carga:

El circuito es simple, toda la configuración se reduce a configurar el voltaje de salida de 4.2 voltios usando el trimmer R8 (¡sin una batería conectada!) Y configurando la corriente de carga seleccionando las resistencias R4, R6. La potencia de la resistencia R1 es de al menos 1 vatio.

Tan pronto como se apague el LED, el proceso de carga puede considerarse completo (la corriente de carga nunca disminuirá a cero). No se recomienda mantener la batería con esta carga durante mucho tiempo después de que esté completamente cargada.

El microcircuito lm317 se usa ampliamente en varios estabilizadores de voltaje y corriente (dependiendo del circuito de conmutación). Se vende en cada esquina y cuesta solo un centavo (puede tomar 10 piezas por solo 55 rublos).

LM317 viene en diferentes carcasas:

Asignación de pines (asignación de pines):

Los análogos del microcircuito LM317 son: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (los dos últimos son de producción nacional).

La corriente de carga se puede aumentar a 3A si toma el LM350 en lugar del LM317. Es cierto que será más caro: 11 rublos / pieza.

La PCB y el ensamblaje esquemático se muestran a continuación:

El antiguo transistor soviético KT361 se puede reemplazar con similar p-n-p transistor (por ejemplo, KT3107, KT3108 o burgués 2N5086, 2SA733, BC308A). Se puede quitar por completo si no se necesita el indicador de carga.

La desventaja del circuito: la tensión de alimentación debe estar entre 8-12 V. Esto se debe al hecho de que para el funcionamiento normal del microcircuito LM317, la diferencia entre el voltaje de la batería y el voltaje de suministro debe ser de al menos 4,25 voltios. Por lo tanto, no funcionará desde el puerto USB.

MAX1555 o MAX1551

Los MAX1551 / MAX1555 son cargadores de batería Li + dedicados que pueden ser alimentados por USB o un adaptador de corriente separado (como un cargador de teléfono).

La única diferencia entre estos microcircuitos es que el MAX1555 da una señal para el indicador del proceso de carga y el MAX1551 da una señal de que la energía está encendida. Aquellos. 1555 en la mayoría de los casos sigue siendo preferible, por lo que ahora es difícil encontrar 1551 a la venta.

Una descripción detallada de estos microcircuitos del fabricante -.

El voltaje de entrada máximo del adaptador de CC es de 7 V, cuando se alimenta desde USB - 6 V. Cuando el voltaje de suministro cae a 3,52 V, el microcircuito se apaga y la carga se detiene.

El propio microcircuito detecta en qué entrada está presente el voltaje de suministro y está conectado a él. Si la energía se suministra a través del bus YUSB, entonces la corriente de carga máxima está limitada a 100 mA; esto le permite colocar el cargador en el puerto USB de cualquier computadora sin temor a quemar el puente sur.

Cuando se alimenta con una fuente de alimentación independiente, la corriente de carga típica es de 280 mA.

Los microcircuitos tienen una protección contra sobrecalentamiento incorporada. Aun así, el circuito continúa funcionando, disminuyendo la corriente de carga en 17 mA por cada grado por encima de 110 ° C.

Hay una función de precarga (ver arriba): siempre que el voltaje de la batería sea inferior a 3 V, el microcircuito limita la corriente de carga a 40 mA.

El microcircuito tiene 5 pines. Aquí hay un diagrama de conexión típico:

Si existe la garantía de que el voltaje en la salida de su adaptador no excederá bajo ninguna circunstancia los 7 voltios, entonces puede prescindir del estabilizador 7805.

La opción de carga USB se puede montar, por ejemplo, en este.

El microcircuito no necesita diodos externos ni transistores externos. ¡Generalmente, por supuesto, mikruhi precioso! Solo que son demasiado pequeños, es inconveniente soldar. Y también son caras ().

LP2951

El estabilizador LP2951 es fabricado por National Semiconductors (). Proporciona la implementación de la función de limitación de corriente incorporada y permite la formación de un nivel estable del voltaje de carga de la batería de iones de litio en la salida del circuito.

El valor del voltaje de carga es 4.08 - 4.26 voltios y lo establece la resistencia R3 cuando la batería está desconectada. La tensión se mantiene con mucha precisión.

La corriente de carga es de 150 - 300 mA, este valor está limitado por los circuitos internos del microcircuito LP2951 (según el fabricante).

Utilice un diodo con una pequeña corriente inversa. Por ejemplo, puede ser cualquiera de las series 1N400X que pueda adquirir. El diodo se utiliza como diodo de bloqueo para evitar la corriente inversa de la batería al microcircuito LP2951 cuando se desconecta el voltaje de entrada.

Esta carga proporciona una corriente de carga bastante baja, por lo que cualquier batería 18650 se puede cargar durante la noche.

El microcircuito se puede comprar tanto en un paquete DIP como en un paquete SOIC (el costo es de aproximadamente 10 rublos por pieza).

MCP73831

El microcircuito le permite crear los cargadores adecuados, y también es más barato que el publicitado MAX1555.

Un diagrama de cableado típico se toma de:

Una ventaja importante del circuito es la ausencia de resistencias de potencia de baja resistencia que limitan la corriente de carga. Aquí, la corriente se establece mediante una resistencia conectada al quinto pin del microcircuito. Su resistencia debe estar en el rango de 2-10 kΩ.

El conjunto de carga tiene este aspecto:

El microcircuito se calienta bastante bien durante el funcionamiento, pero esto no parece interferir con él. Realiza su función.

Aquí hay otra opción de PCB con smd LED y conector micro USB:

LTC4054 (STC4054)

Un circuito muy sencillo, ¡una gran opción! Permite cargar con corriente hasta 800 mA (ver). Es cierto que tiende a calentarse mucho, pero en este caso, la protección contra sobrecalentamiento incorporada reduce la corriente.

El circuito se puede simplificar enormemente descartando uno o incluso ambos LED con un transistor. Entonces se verá así (debes admitir que no es más fácil: un par de resistencias y un conder):

Una de las opciones de PCB está disponible en. La placa está diseñada para elementos de tamaño estándar 0805.

Yo = 1000 / R... No vale la pena establecer una corriente grande de inmediato, primero observe cuánto se calentará el microcircuito. Para mis propios propósitos, tomé una resistencia de 2.7 kOhm, mientras que la corriente de carga resultó ser de aproximadamente 360 ​​mA.

Es poco probable que un radiador para este microcircuito pueda adaptarse, y no es un hecho que sea efectivo debido a la alta resistencia térmica de la transición de la caja de cristal. El fabricante recomienda hacer el disipador de calor "a través de las clavijas", haciendo las pistas lo más gruesas posible y dejando la lámina debajo de la caja del microcircuito. En general, cuanto más papel de aluminio "terroso" quede, mejor.

Por cierto, la mayor parte del calor se disipa a través del tercer tramo, por lo que puede hacer que esta pista sea muy ancha y gruesa (llénela con exceso de soldadura).

El paquete del chip LTC4054 puede etiquetarse como LTH7 o LTADY.

LTH7 se diferencia de LTADY en que el primero puede levantar una batería muy descargada (en la que el voltaje es inferior a 2,9 voltios), y el segundo no (es necesario balancearlo por separado).

El microcircuito salió con mucho éxito, por lo tanto, tiene un montón de análogos: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, C90 , EC49016, CYT5026, Q7051. Antes de usar cualquiera de los análogos, consulte la hoja de datos.

TP4056

El microcircuito está fabricado en la caja SOP-8 (ver), tiene un colector de calor metálico en su vientre que no está conectado a los contactos, lo que permite sacar el calor de manera más eficiente. Le permite cargar la batería con una corriente de hasta 1A (la corriente depende de la resistencia de ajuste actual).

El diagrama de conexión requiere el mínimo de elementos articulados:

El circuito implementa el proceso de carga clásico: primero, carga con una corriente constante, luego con un voltaje constante y una corriente descendente. Todo es científico. Si desmonta la carga paso a paso, puede distinguir varias etapas:

1. Monitoreo del voltaje de la batería conectada (esto ocurre constantemente).
2. Etapa de precarga (si la batería se descarga por debajo de 2,9 V). Cargue con una corriente de 1/10 desde la resistencia programada R prog (100mA a R prog = 1.2 kOhm) hasta el nivel de 2.9 V.
3. Carga con corriente máxima constante (1000mA a R prog = 1.2 kOhm);
4. Cuando la batería alcanza los 4,2 V, el voltaje de la batería se fija en este nivel. Comienza una disminución gradual de la corriente de carga.
5. Cuando la corriente alcanza 1/10 de la programada por la resistencia R prog (100mA a R prog = 1.2kOhm), el cargador se apaga.
6. Una vez finalizada la carga, el controlador continúa controlando el voltaje de la batería (consulte el elemento 1). La corriente consumida por el circuito de monitorización es de 2-3 μA. Después de que el voltaje cae a 4.0V, la carga se enciende nuevamente. Y así en un círculo.

La corriente de carga (en amperios) se calcula mediante la fórmula I = 1200 / R prog... El máximo permitido es 1000 mA.

En el gráfico se muestra una prueba de carga real con una batería 18650 a 3400 mAh:

La ventaja del microcircuito es que la corriente de carga se establece mediante una sola resistencia. No se requieren resistencias potentes de baja resistencia. Además, hay un indicador del proceso de carga, así como una indicación del final de la carga. Cuando la batería no está conectada, el indicador parpadea una vez cada pocos segundos.

La tensión de alimentación del circuito debe estar entre 4,5 ... 8 voltios. Cuanto más cerca de 4.5V, mejor (de esta manera el chip se calienta menos).

La primera pata se usa para conectar el sensor de temperatura integrado en la batería de iones de litio (generalmente el cable central de la batería de un teléfono celular). Si la tensión de salida está por debajo del 45% o por encima del 80% de la tensión de alimentación, la carga se suspende. Si no necesita control de temperatura, simplemente coloque este pie en el suelo.

¡Atención! Este circuito tiene un inconveniente importante: la ausencia de un circuito de protección de inversión de polaridad de la batería. En este caso, se garantiza que el controlador se quemará debido a que se excede la corriente máxima. En este caso, la tensión de alimentación del circuito va directamente a la batería, lo que es muy peligroso.

El sello es sencillo, se realiza en una hora en la rodilla. Si se acaba el tiempo, puede solicitar módulos prefabricados. Algunos fabricantes de módulos prefabricados agregan protección contra sobrecorriente y sobredescarga (por ejemplo, puede elegir qué placa necesita, con o sin protección, y con qué conector).

También puede encontrar tableros confeccionados con un contacto de salida para un sensor de temperatura. O incluso un módulo de carga con varios chips TP4056 en paralelo para aumentar la corriente de carga y con protección de polaridad inversa (ejemplo).

LTC1734

Este también es un esquema muy simple. La corriente de carga la establece la resistencia R prog (por ejemplo, si coloca una resistencia de 3 kΩ, la corriente será de 500 mA).

Los microcircuitos suelen estar marcados en la carcasa: LTRG (a menudo se pueden encontrar en teléfonos antiguos de Samsung).

El transistor servirá en absoluto cualquier p-n-p, lo principal es que está diseñado para una determinada corriente de carga.

No hay indicador de carga en el diagrama indicado, pero el LTC1734 dice que el pin "4" (Prog) tiene dos funciones: configurar la corriente y monitorear el final de la carga de la batería. Como ejemplo, se muestra un circuito con control de fin de carga usando el comparador LT1716.

El comparador LT1716 en este caso se puede reemplazar con un LM358 barato.

Transistor TL431 +

Probablemente sea difícil encontrar un circuito con componentes más asequibles. La parte complicada aquí es encontrar la referencia de voltaje TL431. Pero son tan comunes que se encuentran en casi todas partes (rara vez ninguna fuente de alimentación prescinde de este microcircuito).

Bueno, el transistor TIP41 se puede reemplazar por cualquier otro con una corriente de colector adecuada. Incluso los viejos KT819, KT805 (o los menos potentes KT815, KT817) soviéticos servirán.

La configuración del circuito se reduce a configurar el voltaje de salida (¡sin batería!) Usando una resistencia de recorte a 4.2 voltios. La resistencia R1 establece la corriente de carga máxima.

Este circuito implementa completamente un proceso de dos etapas para cargar baterías de litio: primero, carga con una corriente constante, luego pasa a la fase de estabilización de voltaje y una disminución gradual de la corriente a casi cero. El único inconveniente es la mala repetibilidad del circuito (caprichoso en la puesta a punto y exigente con los componentes utilizados).

MCP73812

Hay otro microcircuito inmerecidamente descuidado de Microchip: MCP73812 (ver). Sobre esta base, resulta muy una opción económica cargando (¡y económico!). ¡Todo el kit de cuerpo es solo una resistencia!

Por cierto, el microcircuito está hecho en un estuche conveniente para soldar: SOT23-5.

El único aspecto negativo es que hace mucho calor y no hay indicación de carga. De alguna manera, tampoco funciona de manera muy confiable si tiene una fuente de alimentación de baja potencia (que produce una caída de voltaje).

En general, si la indicación de carga no es importante para usted y la corriente de 500 mA le conviene, entonces el MCP73812 es una muy buena opción.

NCP1835

Se ofrece una solución totalmente integrada: NCP1835B, que proporciona una alta estabilidad del voltaje de carga (4,2 ± 0,05 V).

Quizás el único inconveniente de este microcircuito es su tamaño demasiado pequeño (caja DFN-10, tamaño 3x3 mm). No todo el mundo puede proporcionar una soldadura de alta calidad de estos elementos en miniatura.

De las ventajas indiscutibles, me gustaría señalar las siguientes:

1. El número mínimo de piezas del kit de carrocería.
2. La capacidad de cargar una batería completamente descargada (precarga con una corriente de 30 mA);
3. Determinación del final de la carga.
4. Corriente de carga programable: hasta 1000 mA.
5. Indicación de carga y error (capaz de detectar baterías no recargables y señalizarlo).
6. Protección contra carga continua (al cambiar la capacitancia del condensador C t, puede establecer el tiempo máximo de carga de 6,6 a 784 minutos).

El costo del microcircuito no es tan barato, pero tampoco tan alto (~ $ 1) para negarse a usarlo. Si eres amigo de un soldador, te recomendaría optar por esta opción.

Más Descripción detallada es en .

¿Se puede cargar una batería de iones de litio sin controlador?

Sí tu puedes. Sin embargo, esto requerirá un control estricto sobre la corriente y el voltaje de carga.

En general, cargar una batería, por ejemplo, nuestro 18650 sin cargador, no funcionará. De todos modos, debe limitar de alguna manera la corriente de carga máxima, por lo que al menos se requiere el cargador más primitivo.

El cargador más simple para cualquier batería de litio es una resistencia en serie con la batería:

La resistencia y la disipación de potencia de la resistencia dependen del voltaje de la fuente de alimentación que se utilizará para la carga.

Calculemos la resistencia para una fuente de alimentación de 5 voltios como ejemplo. Cargaremos una batería 18650 con una capacidad de 2400 mAh.

Entonces, al comienzo de la carga, la caída de voltaje a través de la resistencia será:

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

Suponga que nuestra fuente de alimentación de 5 voltios está clasificada para una corriente máxima de 1A. El circuito consumirá la mayor corriente al comienzo de la carga, cuando el voltaje de la batería es mínimo y es de 2,7-2,8 voltios.

Atención: estos cálculos no tienen en cuenta la posibilidad de que la batería se descargue muy profundamente y el voltaje en ella pueda ser mucho menor, hasta cero.

Por lo tanto, la resistencia de la resistencia requerida para limitar la corriente al comienzo de la carga al nivel de 1 amperio debe ser:

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

Potencia de disipación de resistencia:

P r = yo 2 R = 1 * 1 * 2,2 = 2,2 W

Al final de la carga de la batería, cuando el voltaje se acerca a 4.2 V, la corriente de carga será:

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

Es decir, como podemos ver, todos los valores no van más allá de lo permisible para una batería dada: la corriente inicial no excede la corriente de carga máxima permitida para una batería dada (2.4 A), y la corriente final excede la corriente en el que la batería ya no gana capacidad (0,24 A).

La principal desventaja de dicha carga es la necesidad de controlar constantemente el voltaje de la batería. Y desconecte manualmente la carga tan pronto como la tensión alcance los 4,2 voltios. El hecho es que las baterías de litio no toleran muy mal ni siquiera una sobretensión a corto plazo: las masas de los electrodos comienzan a degradarse rápidamente, lo que inevitablemente conduce a una pérdida de capacidad. Al mismo tiempo, se crean todos los requisitos previos para el sobrecalentamiento y la despresurización.

Si su batería tiene una placa de protección incorporada, que se discutió un poco anteriormente, entonces todo se simplifica. Al alcanzar un cierto voltaje en la batería, la placa la desconectará automáticamente del cargador. Sin embargo, este método de carga tiene importantes inconvenientes, de los que hablamos en.

La protección incorporada en la batería no permitirá que se recargue bajo ningún concepto. Todo lo que le queda por hacer es controlar la corriente de carga para que no exceda los valores permitidos para la batería dada (desafortunadamente, las placas de protección no saben cómo limitar la corriente de carga).

Carga con una fuente de alimentación de laboratorio

Si tiene una fuente de alimentación de corriente limitada a su disposición, ¡está a salvo! Tal fuente de energía ya es un cargador completo que implementa el perfil de carga correcto, sobre el que escribimos anteriormente (CC / CV).

Todo lo que necesita hacer para cargar el li-ion es configurar 4,2 voltios en la fuente de alimentación y establecer el límite de corriente deseado. Y puedes conectar la batería.

Inicialmente, cuando la batería aún está descargada, la fuente de alimentación del laboratorio funcionará en modo de protección de corriente (es decir, estabilizará la corriente de salida a un nivel determinado). Luego, cuando el voltaje en el banco se eleva a los 4.2V establecidos, la fuente de alimentación entrará en el modo de estabilización de voltaje y la corriente comenzará a caer.

Cuando la corriente cae a 0.05-0.1C, se puede considerar que la batería está completamente cargada.

Como puede ver, una fuente de alimentación de laboratorio es casi un cargador ideal. Lo único que no sabe hacer de forma automática es tomar la decisión de cargar completamente la batería y apagarla. Pero esta es una bagatela a la que ni siquiera vale la pena prestarle atención.

¿Cómo cargo las baterías de litio?

Y si estamos hablando de una batería desechable que no está destinada a recargarse, entonces la respuesta correcta (y la única correcta) a esta pregunta es NINGUNA.

El hecho es que cualquier batería de litio (por ejemplo, la extendida CR2032 en forma de tableta plana) se caracteriza por la presencia de una capa de pasivación interna que cubre el ánodo de litio. Esta capa evita que el ánodo reaccione químicamente con el electrolito. Y el suministro de corriente externa destruye lo anterior. capa protectora causando daño a la batería.

Por cierto, si hablamos de una batería CR2032 no recargable, es decir, la LIR2032, que es muy similar a ella, ya es una batería en toda regla. Puede y debe cargarse. Solo su voltaje no es 3, sino 3.6V.

Cómo cargar baterías de litio (ya sea una batería de teléfono, una batería 18650 o cualquier otra batería de iones de litio) se discutió al principio del artículo.

Me gustaron los pequeños microcircuitos para cargadores simples. Los compré en nuestra tienda local fuera de línea, pero por suerte terminaron allí, los sacaron de algún lugar durante mucho tiempo. Al ver esta situación, decidí ordenarlos para mí en una pequeña venta al por mayor, ya que los microcircuitos son bastante buenos y me gustó el trabajo.
Descripción y comparación bajo el corte.

No en vano escribí sobre la comparación en el título, porque durante el viaje el perro podía crecer mikruhi apareció en la tienda, compré varias piezas y decidí compararlas.
No habrá mucho texto en la reseña, pero sí muchas fotos.

Pero empezaré, como siempre, por cómo se me ocurrió.
Venía completo con otras partes diferentes, las mikruhi mismas estaban empaquetadas en una bolsa con un pestillo y una pegatina con el nombre.

Este microcircuito es un microcircuito cargador para baterías de litio con un voltaje final de carga de 4.2 Voltios.
Puede cargar baterías con una corriente de hasta 800 mA.
El valor actual se establece cambiando el valor de la resistencia externa.
También admite la función de carga con una pequeña corriente si la batería está muy descargada (la tensión es inferior a 2,9 voltios).
Cuando se carga a un voltaje de 4,2 voltios y la corriente de carga cae por debajo de 1/10 del valor establecido, el microcircuito apaga la carga. Si el voltaje cae a 4.05 voltios, volverá al modo de carga.
También hay una salida para conectar un LED indicador.
Se puede encontrar más información en, este microcircuito tiene uno mucho más económico.
Además, es más barato con nosotros, en Ali ocurre lo contrario.
En realidad, para comparar, compré un análogo.

Pero cuál fue mi sorpresa cuando los microcircuitos LTC y STC resultaron ser completamente idénticos, ambos etiquetados como LTC4054.

Bueno, tal vez sea aún más interesante.
Como todos entienden, el microcircuito no es tan fácil de verificar, también necesita un flejado de otros componentes de radio, preferiblemente una placa, etc.
Y en ese momento un amigo me pidió que arreglara (aunque en este contexto, más bien rehacer) el cargador para baterías 18650.
Native se quemó y la corriente de carga era demasiado pequeña.

En general, para las pruebas, primero debe recopilar lo que probaremos.

Dibujé el tablero de acuerdo con la hoja de datos, incluso sin un diagrama, pero daré un diagrama aquí por conveniencia.

Bueno, la placa de circuito impreso en sí. No hay diodos VD1 y VD2 en la placa, se agregaron después de todo.

Todo esto se imprimió, se trasladó a un trozo de textolita.
Para ahorrar dinero, hice otra tabla para recortar, una revisión con su participación será más tarde.

Bueno, se hizo la placa de circuito impreso en sí y se seleccionaron las piezas necesarias.

Y rehaceré tal cargador, seguro que es muy conocido por los lectores.

Por dentro es muy esquema complejo compuesto por un conector, LED, resistencia y cables especialmente entrenados que permiten igualar la carga de las baterías.
Es broma, el cargador está en un bloque enchufado a una toma de corriente, pero aquí solo hay 2 baterías conectadas en paralelo y un LED conectado permanentemente a las baterías.
Regresaremos al cargador nativo más tarde.

Soldé el pañuelo, saqué la placa base con contactos, los contactos mismos con los resortes se cayeron, todavía serán útiles.

Perforé un par de agujeros nuevos, en promedio habrá un LED que indica que el dispositivo está encendido, en los laterales: el proceso de carga.

Soldé contactos con resortes en la nueva placa, así como LED.
Es conveniente insertar primero los LED en la placa, luego instalar con cuidado la placa en su lugar original, y solo luego soldarlos, entonces se mantendrán exactamente iguales.

La placa está en su lugar, el cable de alimentación está soldado.
La placa de circuito impreso en sí fue diseñada para tres opciones de fuente de alimentación.
2 opciones con conector MiniUSB, pero en opciones para instalación en diferentes lados de la placa y debajo de un cable.
En este caso, al principio no sabía cómo se necesitaría la longitud del cable, así que soldé el corto.
También soldé los cables que van a los contactos positivos de las baterías.
Ahora van por cables separados, cada batería tiene la suya.

Así es como salió de arriba.

Bueno, ahora pasemos a probar

A la izquierda del tablero, instalé el mikruhu comprado en Ali, a la derecha, comprado sin conexión.
En consecuencia, se reflejarán en la parte superior.

Primera mikruha con Ali.
Corriente de carga.

Ahora comprado sin conexión.

Corriente de cortocircuito.
Asimismo, primero con Ali.

Ahora desde fuera de línea.

Se notó que a 4.8 Voltios la corriente de carga es 600mA, a 5 Voltios baja a 500, pero esto se verificó después del calentamiento, tal vez así es como funciona la protección contra sobrecalentamiento, aún no lo he descubierto, pero los microcircuitos se comportan sobre lo mismo.

Bueno, ahora un poco sobre el proceso de carga y finalizando el retrabajo (sí, incluso sucede).
Desde el principio, pensé en configurar el LED para indicar el estado de encendido.
Todo parece simple y obvio.
Pero como siempre, quería más.
Decidí que sería mejor si se apaga durante el proceso de carga.
Agregué un par de diodos (vd1 y vd2 en el diagrama), pero obtuve un pequeño fastidio, el LED que muestra el modo de carga brilla incluso cuando no hay batería.
Más bien, no brilla, sino que parpadea rápidamente, agregó un condensador de 47μF paralelo a los terminales de la batería, después de lo cual comenzó a parpadear muy brevemente, casi imperceptiblemente.
Ésta es exactamente la histéresis para permitir la recarga si el voltaje cae por debajo de 4.05 voltios.
En general, después de esta revisión, todo salió bien.
Carga de la batería, se ilumina en rojo, no se enciende en verde y no se enciende el LED donde no hay batería.

La batería está completamente cargada.

En el estado apagado, el microcircuito no pasa voltaje al conector de alimentación y no teme cortocircuitar este conector, por lo tanto, no descarga la batería a su LED.

No sin medición de temperatura.
Subí un poco más de 62 grados después de 15 minutos de carga.

Bueno, así es como se ve un dispositivo completamente terminado.
Los cambios externos son mínimos, a diferencia de los internos. Un amigo tenía una fuente de alimentación de 5 / voltios y 2 amperios, y bastante buena.
El dispositivo proporciona una corriente de carga de 600 mA por canal, los canales son independientes.

Bueno, así es como se veía el cargador nativo. El camarada quería pedirme que aumentara la corriente de carga en él. Incluso no podía soportarlo, dónde más levantar la escoria.

Resumen.
Muy bueno para un chip de 7 centavos en mi opinión.
Los microcircuitos son completamente funcionales y no son diferentes de los comprados fuera de línea.
Estoy muy contento, ahora hay un suministro de mikruh y no es necesario esperar a que estén en la tienda (recientemente desaparecieron de la venta nuevamente).

De las desventajas: este no es un dispositivo listo para usar, por lo tanto, tendrá que grabar, soldar, etc., pero hay una ventaja: puede hacer una placa para una aplicación específica y no usar lo que es.

Bueno, en la toga, obtener un producto de trabajo hecho por ti mismo es más barato que las tablas prefabricadas, e incluso bajo tus condiciones específicas.
Casi lo olvido, hoja de datos, esquema y rastreo -