Cargador de bricolaje para batería li on. Cargador de batería de iones de litio

El propósito de este artículo es aprender a usar fuentes de alimentación de laboratorio comunes para cargar baterías de iones de litio cuando no se dispone de un cargador dedicado. Tales 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. Veamos cómo hacer esto.

Tomemos por ejemplo una batería de iones de litio de Panasonic ncr18650b a 3,6 V 3400 mah. Te advertimos enseguida que cargar este tipo de batería es bastante peligroso si se hace de forma incorrecta. Sobreviven algunos ejemplos de burla, y algunos chinos "súper económicos" no tienen protección y pueden explotar.

bateria con proteccion

Una batería protegida debe contar con los siguientes elementos de protección:

• PTC, protección contra sobrecalentamiento e, indirectamente, sobre corriente.
• CID, una válvula de presión, apagará la celda si la presión es alta en el interior, lo que puede ocurrir debido a una carga excesiva.
• tarjeta de circuito impreso, tablero de protección contra sobredescarga, reinicio automático o cuando se coloca en el cargador.

La figura superior muestra cómo se dispone la protección de la jarra. Este diseño se utiliza para cualquier tipo de batería de iones de litio protegida moderna. El PTC y la válvula de presión no serán visibles ya que es 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 un diagrama típico y un 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 debe establecer el valor en 1600 mA de corriente constante, y cuando el voltaje de la batería alcance los 4,20 V, comenzará la segunda etapa: voltaje constante. En esta etapa, la corriente caerá un poco y aproximadamente el 10% de la corriente de carga provendrá del cargador, esto es aproximadamente 170 mA. Este manual se aplica a todas las baterías de iones de litio y de polímero de litio, no solo al tipo 18650.

Es difícil configurar y mantener manualmente los modos anteriores en una fuente de alimentación convencional, por lo que es mejor seguir usando microcircuitos especiales diseñados para automatizar el proceso de carga (consulte 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, omitiendo la segunda etapa, pero esto reducirá un poco la vida útil del elemento.

Circuitos cargadores

elwo.ru

Esquemas de indicadores de descarga de baterías 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 agotada en un quadrocopter durante un vuelo o un detector de metales apagado en un claro prometedor? ¡Si pudiera saber de antemano cuánto está cargada la batería! Entonces podríamos conectar el cargador o poner un nuevo juego de baterías sin esperar tristes consecuencias.

Y aquí es donde nace la idea de hacer algún tipo de indicador que dé una señal de antemano de que la batería se agotará pronto. Los radioaficionados de todo el mundo estaban entusiasmados con la implementación de esta tarea, y hoy en día hay un carro completo y un carro pequeño de varias soluciones de circuito, desde circuitos en un solo transistor hasta dispositivos sofisticados en microcontroladores.

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

Opción número 1

Comencemos, quizás, 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 averiado, 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, entonces obtenemos transición suave del verde al rojo, incluidos todos los colores intermedios.

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

Así, a pesar de su sencillez, el circuito permite saber con antelación que la batería ha comenzado a agotarse. Siempre que el voltaje de la batería sea de 3,25 V o más, el LED verde estará encendido. Entre 3,00 y 3,25 V, el rojo comienza a mezclarse con el verde: cuanto más cerca de 3,00 voltios, más rojo. Y finalmente, a 3V, solo se enciende el rojo puro.

La desventaja del circuito es la dificultad en seleccionar diodos zener para obtener el umbral de respuesta requerido, así como en 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, si aumenta el voltaje de entrada. Aquí está el esquema modificado:

Opción número 2

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

El umbral está determinado por el divisor de voltaje R2-R3. Con las clasificaciones indicadas en el circuito, 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 total de la batería está muy cerca (el voltaje mínimo permitido en un banco de iones de litio es de 3,0 V).

Si se usa una batería para alimentar el dispositivo desde varias latas de una batería de iones de litio conectadas en serie, entonces el circuito anterior debe conectarse a cada banco por separado. Como esto:

Para montar el circuito conectamos una fuente de alimentación regulable en lugar de pilas y seleccionando la resistencia R2 (R4) conseguimos el encendido del LED en el momento que lo necesitemos.

Opción número 3

Pero circuito sencillo Indicador de descarga de batería de iones de litio en dos transistores:
El umbral de funcionamiento 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 consume literalmente microcorrientes en modo de espera.

Cuando el circuito está conectado a una fuente de alimentación, se forma un voltaje positivo en la puerta del transistor VT1 utilizando el divisor R1-R2. Si el voltaje es más alto que el voltaje de corte del transistor de efecto de campo, se abre y tira de la puerta VT2 a tierra, cerrándola.

En cierto punto, cuando la batería se descarga, el voltaje extraído del divisor se vuelve insuficiente para desbloquear VT1 y se cierra. En consecuencia, aparece un voltaje cercano al voltaje de suministro en la puerta del segundo dispositivo de campo. Se abre y enciende el LED. El brillo del LED nos indica la necesidad de recargar la batería.

Los transistores encajarán en cualquier canal n con un voltaje de corte bajo (cuanto más bajo, mejor). No se ha probado el rendimiento del 2N7000 en este circuito.

Opción número 5

Tres transistores:

Creo que el diagrama no necesita explicación. Gracias al gran coeficiente amplificación de tres etapas de transistor, el circuito funciona muy claramente: entre el LED encendido y el LED 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 es de 0,3 mA.

A pesar de la apariencia voluminosa del circuito, la placa terminada tiene unas dimensiones bastante modestas:

Del colector VT2, puede tomar una señal que permita 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 apaga la batería y sigue consumiendo energía. Y ella come, gracias al LED encendido constantemente, mucho.

El LED verde en este caso actúa como fuente de voltaje de referencia, consumiendo una corriente de alrededor de 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 denominan supervisores y detectores de tensión (voltdetectors). Estos son microcircuitos especializados diseñados específicamente para el control de voltaje.

Aquí, por ejemplo, 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 resistencias limitadoras.

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, solo difieren en los casos). Para nuestros propósitos, la opción de drenaje abierto es la más adecuada, como lo demuestra el número adicional "1" en la designación del chip: MN13801, MN13811, MN13821. El voltaje de respuesta está determinado por el índice de letras: MN13811-L es solo 3,0 voltios.

También puede tomar el análogo soviético - KR1171SPhh:

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 no creo que deba 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 de un detector de voltaje puede ser impulsada por un LED parpadeante (p. ej., serie L-314). O para ensamblar usted mismo el "intermitente" más simple en dos transistores bipolares.

A continuación se muestra un ejemplo de un circuito listo para usar que notifica que la batería se agotó mediante un LED parpadeante:

A continuación se analizará otro circuito con un LED parpadeante.

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 le permite reducir el consumo de corriente a valores ridículos: en estado apagado, el circuito consume 50 nA (¡nano!), Y en modo LED parpadeante, solo 35 μA. ¿Puedes sugerir algo más económico? Improbable.

Como puede ver, la operación de la mayoría de los circuitos de control de descarga es 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 de acuerdo con un circuito comparador se usa como amplificador para la diferencia entre el voltaje de referencia y el voltaje en una batería de litio.

Pero hay otra solución. Como amplificador, puede usar elementos lógicos: inversores. Sí, este es un uso no estándar de la lógica, pero funciona. Tal esquema se muestra en la siguiente versión.

Opción número 9

Esquema en 74HC04.

La tensión de funcionamiento del diodo zener debe ser inferior a la tensión de disparo del circuito. Por ejemplo, puede tomar diodos zener de 2,0 a 2,7 voltios. El ajuste fino del umbral lo establece la resistencia R2.

El circuito extrae alrededor de 2 mA de la batería, por lo que también debe encenderse después del interruptor de alimentación.

Opción número 10

¡Esto ni siquiera es un indicador de descarga, sino un voltímetro LED completo! Una escala lineal de 10 LED ofrece una representación visual del estado de la batería. Toda la funcionalidad se implementa en un solo chip 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 la novena salida del microcircuito a la "tierra", puede transferirlo al modo "punto". En este modo, siempre está encendido solo un LED correspondiente a la tensión de alimentación. Si lo deja como en el diagrama, se encenderá una escala completa de LED, lo cual es irracional desde el punto de vista de la eficiencia.

como LED necesitas llevar solo LED rojos, porque tienen el voltaje directo más pequeño durante la operación. Si, por ejemplo, tomamos LED azules, entonces cuando la batería está baja a 3 voltios, lo más probable es que no se enciendan en absoluto.

El chip en sí consume alrededor de 2,5 mA, más 5 mA por cada LED encendido.

La desventaja del circuito puede considerarse la imposibilidad de configurar individualmente el 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, hacia el final de la descarga, el voltaje de la batería comienza a caer muy rápidamente. La diferencia entre baterías descargadas al 10% y al 20% puede ser de décimas de voltio, y si comparas las mismas baterías, solo descargadas al 90% y al 100%, ¡puedes ver la diferencia en un voltio entero!

Un gráfico típico de descarga de una batería de iones de litio 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 adecuado. Necesitamos un circuito que le permita establecer los valores de voltaje exactos en los que se encenderá uno u otro LED.

El siguiente diagrama proporciona un control total sobre los momentos en que se encienden los LED.

Opción número 11

Este circuito es un indicador de batería/voltaje de batería de 4 dígitos. Implementado en cuatro amplificadores operacionales que forman parte del chip LM339.

El circuito es operable hasta un voltaje de 2 Voltios, consume menos de un miliamperio (sin contar el LED).

Por supuesto, para reflejar el valor real de la capacidad de la batería gastada 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 los valores de voltaje exactos correspondientes, por ejemplo, al 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, damos el circuito más simple en el controlador ATMega328.

Aunque aquí, para reducir las dimensiones de la placa, sería mejor llevar el ATTiny13 de 8 pies en el paquete SOP8. Entonces sería totalmente increíble. Pero deja que esta sea tu tarea.

El LED se toma tricolor (de tira llevada), pero solo están involucrados el rojo y el verde.

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

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

Una batería recién cargada emite 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 parpadeará. Esta será una señal de que la batería está casi agotada 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

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

Estas placas (módulos PCB) se extraen de baterías viejas teléfonos móviles casi a escala industrial. Simplemente recoja una batería de teléfono móvil desechada en la calle, destrúyala y el tablero está en sus manos. Todo lo demás se desecha adecuadamente.

¡¡¡Atención!!! Hay tableros que incluyen protección contra sobredescarga a voltajes inaceptablemente bajos (2,5 V e inferiores). 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:

Microassembly 8205 son dos dispositivos de campo de miliohmios ensamblados en una carcasa.

Después de haber realizado algunos cambios en el circuito (que se muestra 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 es responsable de desconectar el cargador del banco de baterías durante la recarga, es superfluo en nuestro circuito. Por lo tanto, excluimos completamente este transistor de la operación 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 se note, pero el consumo de corriente aún no sea demasiado grande.

Por cierto, puede guardar todas las funciones del módulo de protección y realizar la indicación utilizando 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. pnp de baja potencia transistor. Simplemente soldar el LED directamente no funcionará, porque. la corriente de salida del microcircuito que controla las teclas es demasiado pequeña y requiere amplificación.

¡Tenga en cuenta que los propios circuitos indicadores de descarga consumen energía de la batería! Para evitar una descarga inaceptable, conecte los circuitos indicadores después del interruptor de alimentación 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 indicador de carga.

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Baterías de Li-ion y Li-polímero en nuestros diseños

El progreso avanza y las baterías de litio reemplazan cada vez más a las baterías de NiCd (níquel cadmio) y NiMh (hidruro metálico de níquel) utilizadas tradicionalmente.
Con un peso comparable de una celda, el litio tiene una gran capacidad, además, el voltaje de la 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 a las baterías alcalinas convencionales, el peso y el tamaño son mucho más pequeños y, además, pueden y deben cargarse. El fabricante dice que pueden soportar 300-600 ciclos.
Hay diferentes tamaños y elegir el adecuado no es difícil.
La autodescarga es tan baja que yacen durante años y permanecen cargados, es decir. el dispositivo permanece operativo cuando se necesita.

Las principales características de las baterías de litio.

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

Arroz. 1. A +20°C

Arroz. 2. A diferentes temperaturas de funcionamiento

De los gráficos queda claro que el voltaje de funcionamiento a una descarga de 0,2C y una temperatura de +20°C es de 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. Sí, y conectándolos 2 uds. obtenemos 8.4 V, y esto es casi 9 V. Los puse en todos los diseños donde se suministra energía de la batería y ya se me olvidó cuándo compré 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 descarga por debajo de 2,5 V, no siempre es posible restaurarla, pero es una pena tirarla. Por lo tanto, necesita protección contra la sobredescarga. En muchas baterías, ya está incorporado como una placa pequeña y simplemente no es visible en la carcasa.

Circuito de protección contra sobredescarga de la batería

Sucede que las baterías se encuentran sin protección, entonces debe ensamblarlas usted mismo. Esto no presenta ninguna dificultad. Primero, hay una variedad de chips especializados. En segundo lugar, parece que los chinos han ensamblado módulos.

Y en tercer lugar, consideraremos lo que se puede recopilar sobre el tema a partir de materiales anteriores. Después de todo, no todos tienen chips modernos o la costumbre 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 pulsada y consume de manera estable. Los diodos son de baja potencia, su número debe seleccionarse de acuerdo con el voltaje de apagado del transistor.
Uso diferentes transistores, dependiendo de la presencia y el consumo de corriente del dispositivo, lo principal es que el voltaje de corte sea inferior a 2,5 V, es decir. para que se abra con tensión de batería.

Es mejor configurar el circuito en el sitio de 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 instancia es adecuada, luego seleccionamos los diodos (número y, a veces, tipo) para que el transistor comience a cerrarse a un voltaje de aproximadamente 3 V.
Ahora suministramos voltaje desde 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 configuramos, el transistor se cerrará y desconectará la carga de la alimentación, evitando así una descarga profunda dañina.

Características del proceso de carga de la batería de litio

Bueno, nuestra batería está agotada, ahora es el momento de cargarla de manera segura.
Al igual que con la descarga, la carga tampoco es tan simple. 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 según un algoritmo bastante simple: carga desde una fuente de voltaje constante de 4,20 voltios por celda, con un límite 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 el 70-80% de su capacidad. Se tarda unas 2 horas en cargarse por completo.
El cargador está sujeto a requisitos bastante estrictos para la precisión de mantener el voltaje al final de la carga, no menos de ± 0,01 voltios por lata.

Por lo general, el circuito de memoria tiene reacción- el voltaje 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), ya no es posible mantener una corriente de 1C, entonces el voltaje en la batería aumentará demasiado rápido y con mucha fuerza.

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

Para ilustrar todo lo anterior, aquí hay un gráfico de carga tomado de una 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 se puede ver que durante la primera mitad de la carga, la batería alcanza el 70% de su capacidad, mientras que durante el tiempo restante, solo el 30%.

"C" significa Capacidad

A menudo hay una designación de la forma "xC". Esta es solo una notación conveniente para la corriente de carga o descarga de una batería en fracciones de su capacidad. Se forma a partir de la palabra inglesa "Capacity" (capacidad, capacidad).
Cuando se habla de cargar con una corriente de 2C, o 0,1C, normalmente se refieren a que la corriente debe ser (2 H de capacidad de la batería)/h o (0,1 H de capacidad de la batería)/h, respectivamente.

Por ejemplo, una batería con una capacidad de 720 mAh, para la cual la corriente de carga es de 0,5C, debe cargarse con una corriente de 0,5 H 720mAh/h = 360 mA, esto también aplica para la descarga.

Cargadores para baterías de litio

Puede solicitar módulos de carga a los chinos por correo con envío gratuito. Los módulos de controlador de carga TP4056 con toma mini-USB y protección son muy económicos.

Y puedes hacerte un cargador simple o no muy simple, según tu experiencia y capacidades.

Diagrama de un cargador simple en el LM317

Arroz. 5.
El circuito que utiliza el 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 regulación de voltaje, por lo que basta con estabilizar la corriente utilizando una resistencia de derivación Rx y un transistor NPN (VT1).

La corriente de carga requerida para una batería particular de iones de litio (Li-Ion) y 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 un banco es de 7-9 V.

Diagrama de un cargador simple en el LTC4054

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

Arroz. 7. Este pequeño chip de 5 patas tiene la etiqueta "LTH7" o "LTADY"

No entraré en los detalles más pequeños del trabajo 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 de cortocircuito de salida.
Protección contra sobrecalentamiento (reducción de la corriente de carga a temperaturas superiores a 120°).
No carga la batería cuando el voltaje en ella es inferior a 2,9 V.

La corriente de carga se establece mediante una resistencia entre la quinta salida del microcircuito y tierra de acuerdo con la fórmula

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

Indicador de batería de litio baja

Aquí hay un circuito simple que enciende un LED cuando la batería está baja y su voltaje residual está cerca de ser crítico.

Arroz. ocho.
Los transistores son los de baja potencia. El voltaje de encendido del LED se selecciona mediante un divisor de resistencias R2 y R3. Es mejor conectar el circuito después de la unidad de protección para que el LED no agote 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 la cantidad 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 "suaves" que existen, es decir, requieren el cumplimiento obligatorio de algunas reglas simples pero obligatorias, debido al incumplimiento de las cuales ocurren problemas.
1. No se permite la carga a un voltaje superior a 4,20 voltios por lata.
2. No cortocircuite la batería.
3. No está permitido descargar con corrientes que excedan la capacidad de carga o calentando la batería por encima de 60°C. 4. Una descarga por debajo de un voltaje de 3,00 voltios por vaso es dañina.
5. El calentamiento de la batería por encima de los 60 °C es perjudicial. 6. La despresurización de la batería es dañina.
7. Almacenamiento nocivo en estado de descarga.

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 aumenta y la batería

datagor.ru

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

A menudo se recomienda en los foros utilizar una placa de protección 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 aumenta la carga, aumenta el voltaje en la batería de iones de litio y tan pronto como alcanza un cierto nivel, la placa de protección funcionará y dejará de cargar.

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

A primera vista, esta decisión parece bastante lógica, ¿verdad? 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 eligió una fuente de alimentación de 8 voltios como fuente. Estoy seguro de que esto se hace para disipar hasta 10 vatios de potencia en R1. La resistencia calentará su apartamento en las largas tardes de invierno.

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

primer menos

Se utilizan diferentes tipos de microcircuitos en los tableros de protección (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 están afilados para algunos... eh... sobrevoltaje.

Esto se debe a que las placas de protección diseñado para funcionar en caso de emergencia para evitar el funcionamiento con batería supercrítica. Tales situaciones no deberían ocurrir durante el funcionamiento normal de las baterías.

La sobrecarga rara de una batería de litio a un voltaje de, por ejemplo, 4,35 V (IC SA57608D) probablemente no tendrá consecuencias fatales, pero esto no significa que siempre será así. ¿Quién sabe en qué momento esto conducirá a la liberación de litio metálico del electrolito de gel, lo que provocará el inevitable cortocircuito de los electrodos y la falla 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 normalmente poca gente le presta 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 (corriente constante/voltaje constante). Este método de carga ya se ha convertido en el estándar y la mayoría de los cargadores normales intentan proporcionarlo.

Si observa detenidamente el gráfico, puede ver que con un voltaje de batería de 4,2 V, aún no ha alcanzado su capacidad máxima.

En nuestro ejemplo, la capacidad máxima de la batería es de 2,1 Ah. En el momento en que el voltaje en él llega a ser igual a 4,2 Voltios, solo se carga hasta 1,82 Ah, que es el 87% de su máximo. contenedores

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

Incluso si su placa funciona a 4,35 V (suponiendo que esté construida sobre un chip 628-8242BACT), esto no cambiará fundamentalmente la situación. Debido al hecho de que más cerca del final de la carga, el voltaje de la batería comienza a aumentar muy rápidamente, la diferencia en la capacidad acumulada a 4,2 V y 4,35 V apenas será más que un pequeño porcentaje. Y al usar una placa de este tipo, también reduce la duración de la batería.

conclusiones

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

Primeramente, esto conduce a un exceso constante del voltaje máximo permitido en la batería y, en consecuencia, a una disminución de su vida útil.

En segundo lugar, debido a la naturaleza del proceso de carga de iones de litio, el uso de la placa de protección como controlador de carga no le permitirá utilizar la capacidad total de la batería de iones de litio. Al pagar baterías con una capacidad de 3400 mAh, no puede usar más de 2950 mAh.

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

El circuito del cargador en el chip TP4056, así como otros circuitos de cargador probados para baterías de iones de litio, se consideraron en este artículo.

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

Recuerde que incluso con el funcionamiento más ideal, las baterías de iones de litio están sujetas a degradación (pérdida irreversible de capacidad). También tienen una autodescarga bastante grande de alrededor del 10% por mes.

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

Primero debe decidir la terminología.

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

Al mismo tiempo, controladores por separado cargo no solo existen, sino que son absolutamente necesarios para el proceso de carga de las baterías de iones de litio. Son ellos quienes establecen la corriente requerida, determinan el momento en que finaliza la carga, controlan la temperatura, etc. El controlador de carga es una parte integral de cualquier cargador de batería de litio.

Basándome en mi experiencia, puedo decir que un controlador de carga/descarga en realidad se entiende como un circuito para proteger la batería de una descarga demasiado profunda y, por el contrario, de una sobrecarga.

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

Y aquí también están:

Es obvio que los tableros de protección se presentan en varios factores de forma y se ensamblan usando varios componentes electrónicos. En este artículo, solo veremos las opciones para proteger las baterías de iones de litio (o, si lo desea, los controladores de carga/descarga).

Controladores de carga y descarga

Dado que este nombre está tan bien establecido en la sociedad, también lo usaremos. Comencemos con quizás la opción más común en el chip DW01 (Plus).

DW01-Plus

Tal placa protectora para baterías de iones de litio se encuentra en una de cada dos baterías de teléfonos celulares. Para llegar a él, simplemente arranque el autoadhesivo con las inscripciones, que se pega sobre la batería.

El chip DW01 en sí tiene seis patas y dos transistores de efecto de campo están hechos estructuralmente en un paquete en forma de un conjunto de 8 patas.

Los pines 1 y 3 son el control de las llaves de protección de descarga (FET1) y sobrecarga (FET2), respectivamente. Tensiones de umbral: 2,4 y 4,25 voltios. El pin 2 es un sensor que mide la caída de voltaje en los transistores de efecto de campo, por lo que se implementa la protección contra sobrecorriente. La resistencia transitoria de los transistores actúa como una derivación de medición, por lo que el umbral de respuesta tiene una gran dispersión de un producto a otro.

Todo el esquema se parece a esto:

El chip derecho marcado 8205A - esto es FET, actuando como claves en el esquema.

Serie S-8241

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

Las teclas de protección contra sobrecarga y sobredescarga funcionan a 2,3 V y 4,35 V, respectivamente. La protección de corriente se activa cuando la caída de voltaje a través de 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 en estado bloqueado no supera los 100 nA. El microcircuito se produce en un paquete SOT26 (3x2 mm, 6 pines).

Serie FS326

Otro microcircuito utilizado en las placas de protección de un banco de iones de litio y batería de polímero— FS326.

Según el índice de letras, el voltaje de activación de la protección contra sobredescarga es de 2,3 a 2,5 voltios. Y el voltaje de umbral superior, respectivamente, es de 4.3 a 4.35V. Consulte la hoja de datos para obtener más información.

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 chip LV51140T.

Tensiones de umbral: 2,5 y 4,25 voltios. El segundo tramo del microcircuito es la entrada del detector de sobrecarga de corriente (valores límite: 0,2 V en descarga y -0,7 V en carga). El pin 4 no se utiliza.

Serie R5421N

El diseño del circuito es similar a los anteriores. En modo operativo, el microcircuito consume alrededor de 3 μA, en modo de bloqueo, alrededor de 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 chip SA57608.

Los voltajes a los que el microcircuito desconecta la jarra de los circuitos externos dependen del índice de letras. Ver tabla para más detalles:

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

LC05111CMT

Y, por último, ofrecemos una solución interesante de On Semiconductor, uno de los principales fabricantes de componentes electrónicos del mundo: un controlador de carga y descarga basado en el chip LC05111CMT.

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

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

El microcircuito se produce en un paquete WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.

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

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

Es importante entender 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 déjame explicarte la diferencia.

La función más importante de cualquier controlador de carga es implementar el perfil de carga correcto (generalmente 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 se integran en la batería (a diferencia de las placas de protección). Los controladores son solo parte del cargador correcto y nada más.

Esquema ejercicios correctos para baterías de litio se dan en este artículo.

Además, ninguna placa de protección (o módulo de protección, llámalo como quieras) 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 según el mismo principio: en caso de cortocircuito, el voltaje en el banco cae bruscamente y se activa el circuito de protección contra descargas profundas.

La confusión entre los circuitos de protección de las baterías de litio y los controladores de carga surgió por la similitud del umbral de respuesta (~ 4.2V). Sólo en el caso del módulo de protección se produce apagado completo bancos desde terminales externos, y en el caso de un controlador de carga, cambia al modo de estabilización de voltaje y una disminución gradual en 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 alimentados con energía eléctrica. Las fuentes móviles son acumuladores y baterías desechables que alimentan al consumidor convirtiendo la energía química en energía eléctrica. Las baterías de iones de litio son pares de electrones con ingredientes activos que contienen sales de litio. La forma de la batería se asemeja a un desechable pila AA, pero algo más grande, tiene cientos de ciclos de carga, se aplica a las baterías Li-ion 18650.

dispositivo de batería de iones de litio 18650

La producción de baterías de iones de litio se basa en los sitios de la empresa. Sanyo, Sony, Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, Skme, Moli, BAK, Lishen, ATL, HYB. Otras empresas compran los artículos, los vuelven a empaquetar y los hacen pasar por sus propios productos. También escriben información falsa sobre el producto en la película retráctil. Por el momento, no hay baterías de iones de litio 18650 con una capacidad superior a 3600 mAh.

La principal diferencia entre las pilas recargables y las baterías es que se pueden recargar varias veces. 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 reducirá significativamente la vida útil.
• La tensión mínima es de 2,75 V. Al llegar a 2,5 V, se requieren condiciones especiales para el restablecimiento de la capacitancia. Cuando la tensión en los terminales es de 2,0 V, la carga no se restablece.
• La temperatura mínima de funcionamiento es de -20 0 C. La carga a temperaturas bajo cero no es posible.
• La temperatura máxima es de +60 0 C. A temperaturas más altas, se puede esperar una explosión o un incendio.
• La capacitancia se mide en amperios/hora. Una batería de 1 Ah completamente cargada puede proporcionar 1 A durante una hora, 2 A durante 30 minutos o 15 A durante 4 minutos.

Controlador de carga batería de iones de litio 18650

Los principales fabricantes producen baterías de litio estándar 18650 sin tablero de protección. Este controlador está diseñado como circuito electrónico, montado en la parte superior del cuerpo, alargándolo ligeramente. La placa está ubicada frente al terminal negativo, protege la batería contra cortocircuitos, sobrecargas, sobredescargas. Recopilación de protección en China. hay electrodomésticos buena calidad, hay una estafa absoluta: información poco confiable, capacidad 9,000A / 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 grueso, es posible que no encaje en la ranura prevista. Su tamaño estándar puede ser 18700, aumento debido a acciones adicionales. Si se usa una batería 18650 para crear una batería de 12 V que proporciona 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. Al cargar con un cargador simple, la protección no permitirá la sobrecarga y apagará la alimentación a tiempo si la batería de litio 18650 se agota hasta un voltaje de 2,7 V.

Etiquetado de baterías de litio 18650

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

1. ICR – cátodo de litio-cobalto. La batería tiene una gran capacidad, pero está diseñada para un bajo consumo de corriente. Se utiliza en computadoras 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, soportar descargas de hasta 2,5 A/h.
3. EUR – cátodo de níquel Proporciona altas corrientes, soporta descargas de hasta 2,5 V.
4. RNC – Marcado específico de Panasonic. Las propiedades de la batería son idénticas a las de la IMR. Se utilizan níqueles, sales de cobalto, óxido de aluminio.

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

Las baterías de ferrofosfato de litio tienen la capacidad de funcionar en un nivel negativo profundo, se restauran con una descarga profunda. infravalorado en el mercado.

Al marcar, 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 indicará la capacitancia, indicada por mA/h. La fecha de lanzamiento y la fecha de vencimiento se encuentran en diferentes lugares.

Debes saber que los fabricantes de baterías recargables de litio no tienen productos con una capacidad superior a los 3.600 mAh. Para reparar la batería de una computadora portátil o ensamblar una nueva, debe comprar baterías sin protección. Para usar en una sola copia, necesita comprar elementos con protección.

Cómo probar una batería de litio 18650

Si al comprar un dispositivo costoso, duda de la veracidad de la información en el caso, hay formas de verificar. Además de medidores especiales, puede utilizar medios improvisados.

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

Puedes determinar la potencia de la batería por peso: una batería de litio 18650 con una capacidad de 2000 mAh debería pesar 40 g. A mayor capacidad, mayor peso. Pero los estafadores han aprendido a verter arena en el casco, por gravedad.

cargador de batería de litio 18650

Las baterías de litio son exigentes con los parámetros de voltaje en los terminales. 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 en la batería, configurados a mano. Cada elemento (banco) debe recibir una carga completa. La energía se distribuye mediante un circuito equilibrador para baterías de litio 18650. El equilibrador puede ser incorporado o controlado manualmente. Una buena memoria es cara. Cualquiera que entienda puede hacer la carga de iones de litio por sí mismo. diagramas electricos y sabe soldar.

El circuito de cargador de bricolaje propuesto para baterías de litio 18650 es simple, apagará el consumidor después de cargarlo solo. El costo de los componentes es de aproximadamente $ 4, no falta. El dispositivo es confiable, no se sobrecalienta y no se incendia.

Esquema del cargador de batería de litio 18650

En un cargador de bricolaje, la corriente en el circuito está regulada por la resistencia R4. La resistencia se selecciona para que la corriente inicial dependa de la capacidad de la batería de litio 18650. ¿Cómo cargar una batería de iones de litio si su capacidad es de 2.000 mA/h? 0,5 - 1,0 C serán 1-2 amperios. Esta es la corriente de carga.

¿Cuánta corriente para cargar una batería de iones de litio 18650?

Existe un procedimiento para restaurar la salud de una batería de litio 18650 después de una caída de voltaje a una que funcione. Restauramos la capacitancia 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, los 0,5 V iniciales. Como estabilizador, la memoria está diseñada para 5 V. Para mantener el rendimiento, los parámetros del 40-80% de la capacidad se consideran favorables.

El circuito de carga de la batería de iones de litio 18650 consta de 2 etapas. Primero, debe aumentar el voltaje en los polos a 4,2 V, luego estabilizar la capacitancia reduciendo gradualmente la intensidad de la corriente. La carga se considera completa si la corriente ha caído a un valor de 5-7 mA cuando se apaga la alimentación. El ciclo completo de carga no debe exceder las 3 horas.

El unicelular más simple ejercicio chino para 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 realizan el proceso de forma independiente.

¿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 eléctrica, pero es importante desconectar la alimentación tan pronto como la unidad haya ganado capacidad.

Batería de iones de litio de recuperación 18650

Si la batería se niega a funcionar, puede manifestarse de la siguiente manera:

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

Cualquier fuente puede descargarse rápidamente si se agota la capacidad. Esto es lo que asusta la sobrecarga y la descarga profunda, de las cuales se pone protección. Pero no hay escapatoria al envejecimiento natural, cuando el almacenamiento en un almacén reduce la capacidad de las latas cada año. No hay formas de regenerar, solo reemplazo.

¿Qué debo hacer si la batería no se carga después de una descarga profunda? ¿Cómo restaurar li-ion 18650? Después de que el controlador desconecta la batería, todavía tiene una reserva de energía capaz de entregar un voltaje de 2,8-2,4 V en los polos. Pero el cargador no reconoce una carga de hasta 3,0 V, todo lo que está debajo es cero. ¿Es posible despertar la batería, comenzar la reacción química nuevamente? ¿Qué se debe hacer para elevar la carga de li-ion 18650 a 3.1 -3.3V? Debe usar el método para "empujar" la batería, darle la carga necesaria.

Sin entrar en cálculos, utilice el circuito sugerido montándolo con una resistencia de 62 ohmios (0,5 W). 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 restaurar una batería de litio 18650 usando un cargador universal? Establezca la corriente de carga en 10 mA y precargue, como se indica en las instrucciones del dispositivo. Después de elevar el voltaje a 3,1 V, cargue en 2 etapas según el esquema SONY.

Qué baterías de litio 18650 son mejores en Aliexpress

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

Sea crítico con la capacidad especificada. Solo los mejores fabricantes han logrado 3600 A/h, los promedio 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 recogiendo una batería, no se necesita protección, no pague de más.

Los buenos productos son más caros aquí. Tenga en cuenta que Ultrafire promete 9000 mAh, pero en realidad resulta ser de 5 a 10 veces menor. Es mejor usar productos de un fabricante confiable, trate de comprar siempre la misma marca de batería.

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

bate.pro

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

Hola. Tengo una maravillosa linterna china con una lente. Brilla genial. Funciona con una batería de factor de forma Li-ion 18650. No hace mucho obtuve varias de las mismas baterías 18650 activas de una batería de computadora portátil descargada. Como había muchas baterías, algo había que hacer para recargar esta economía. La carga regular de una linterna me pareció muy sospechosa e inconveniente. El enchufe plegable para conectarse a la red 220 es corto y no funcionará en todos los tomacorrientes, y también se cae constantemente del tomacorriente de pared. La escoria es más corta. Debido al hecho de que últimamente mis manos han estado ansiosas por soldar algo, realmente quería crear mis propios ejercicios.
Busqué un poco en Google y encontré un controlador de carga de batería de iones de litio chino barato con un kit de carrocería mínimo.
En general, se tomó como base QX4054 en 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 que tenían me pareció inhumano y no encontré dónde comprarlos en Ucrania (

Qué puede. A juzgar por lo que logramos averiguar en la hoja de datos, puede cargar baterías con una corriente de hasta 800 mA y, al apagar el LED adjunto, muestra el final de la carga. Termina el proceso de carga de la batería cuando el voltaje llega a 4.2V o hay una corriente de carga que baja a 25mA.

Así es el bucanero. Doy una descripción aproximada de las salidas del controlador:

CCV- Claro. Fuente de alimentación 4,5 - 6,5 Voltios.
TIERRA- Conclusión general. Eso es "tierra".
PROG- Salida para programar la corriente de carga.
CHRG- Indicación del final de la carga.
MURCIÉLAGO- Conexión del terminal positivo de la batería.

Le diré al rhinestone que en el proceso de trabajo. QX4054 calienta bastante. Por lo tanto, al calcular la corriente de carga, elegí el valor 500mA. El valor de la resistencia en este caso es de 2 kOhm.
La fórmula para el cálculo es muy simple y está en la hoja de datos, pero la daré aquí.
Imurciélago = (Vprograma/Rprograma)*1000

Donde:
Imurciélago- corriente de carga en amperios.
Vprograma- Tomado de la hoja de datos e igual a 1V
Rprograma- Resistencia de la resistencia en ohmios.

Sustituimos nuestros 0,5 Amperios: Rprograma= (Vprograma/0.5)*1000.
2000 ohmios totales. 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 en funcionamiento, el QX4054 se convierte en humo en un segundo. Por lo tanto, tuve que modificar ligeramente el circuito de conmutación típico. Tuve que abandonar la idea de un diodo protector porque temía que una caída de voltaje de 0,5 voltios en el diodo provocaría una sobrecarga u otras consecuencias. Por lo tanto, pasé por encender un diodo de protección y un fusible de autorregeneración.
No sé cuán técnicamente correcta es esta opción, pero evita que el controlador se queme. Además, hay una indicación de un error de conexión. El esquema está abajo.

Hice un sello para el compartimento de mi batería 18650. Entonces, para cargar baterías en otros formatos, redibuje usted mismo. PCB en diptrace sin relleno:

Lleno:

Vista desde arriba:

Envenenamos la bufanda, de cualquier manera conveniente para usted. Yo, como de costumbre, hago impresiones con película fotorresistente.

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

Si la batería se conecta por error, el LED rojo de error se enciende.

Queda por encontrar o pegar el estuche para cargar, y puede operarlo 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 tengo que hacerme otro, probablemente lo haga con el LM7805.

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

¿Qué son las baterías de litio?

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

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

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

Además, todas las baterías de iones de litio se producen en varios tamaños y factores de forma. Pueden estar en una versión de caja (por ejemplo, las baterías 18650 que son populares hoy en día) o en una versión laminada o prismática (baterías de polímero de gel). Estos últimos son bolsas herméticamente selladas hechas de una película especial, en las que se encuentran los electrodos y la masa de electrodos.

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 rendimiento de la batería, por lo que 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. Es este método el que utiliza Sony en todos sus cargadores. A pesar del controlador de carga más complejo, proporciona una carga más completa de las baterías de iones de litio sin reducir su vida útil.

Aquí estamos hablando de un perfil de carga de dos etapas de las 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 corriente pulsada.

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

1. en la primera etapa se debe proporcionar una corriente de carga constante. El valor actual es 0.2-0.5C. Para la carga acelerada, se permite aumentar la corriente hasta 0,5-1,0 C (donde C es la capacidad de la batería).

Por ejemplo, para una batería con una capacidad de 3000 mAh, la corriente de carga nominal en la primera etapa es de 600-1500 mA, y la corriente de carga acelerada puede estar en el rango de 1,5-3A.

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

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

En el momento en que la tensión de la batería suba 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 una carga acelerada será un poco menos , con un cargo nominal - un poco más). Este momento es el final de la primera etapa de la carga y sirve como señal para la transición a la segunda (y última) etapa.

2. Segunda etapa de carga- esta es la carga de la batería con un voltaje constante, pero una corriente que disminuye (cae) 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 0.05-0.01С, el proceso de carga se considera completado.

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

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

Hemos considerado dos etapas principales de 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. precargar

Etapa de precarga (precarga)- esta etapa se utiliza solo para baterías muy descargadas (por debajo de 2,5 V) para llevarlas al modo de funcionamiento normal.

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

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

Otro beneficio de la precarga es el precalentamiento de la batería, que es importante cuando se carga a temperaturas ambiente bajas (en una habitación sin calefacción durante la estación fría).

La carga inteligente debería poder monitorear el voltaje de 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:

Superar 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, esbozamos las principales tesis:

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

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

Por ejemplo, para una batería 18650 con una capacidad de 3400 mAh, la corriente de carga mínima es de 680 mA y la máxima de 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 \u003d C/ Cobro.

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

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

Todas las baterías de litio se cargan de la misma manera. No importa si es polímero de litio o 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 sobredescargas de la batería de litio. Por regla general, la protección contra sobrecalentamiento también está integrada en los módulos de protección.

Por motivos de seguridad, no utilice baterías de litio en electrodomésticos si no tienen placa de protección incorporada. Por lo tanto, todas las baterías de teléfonos celulares 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 en un mikruha 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 4,25 V.

Aquí, por ejemplo, hay un diagrama de la placa de protección de la batería BP-6M que se suministró con los teléfonos Nokia antiguos:

Si hablamos de 18650, se pueden producir con y sin placa de protección. El módulo de protección se encuentra en la zona del borne negativo de la batería.

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

Las baterías sin módulo de PCB generalmente vienen con baterías que vienen con sus propios circuitos de protección.

Cualquier batería con protección se puede convertir fácilmente en una batería sin protección simplemente destripándola.

Hasta la fecha, la capacidad máxima de la batería 18650 es de 3400 mAh. Las baterías con protección deben tener una designación correspondiente en la caja ("Protegida").

No confunda la placa PCB con el 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 en un nivel determinado, controlan la temperatura y, en general, aseguran todo el proceso. La placa PCM es lo que llamamos un controlador de carga.

Espero que ahora no queden dudas, ¿cómo cargar una batería 18650 o cualquier otra batería de litio? Luego pasamos a una pequeña selección de soluciones de circuitos listas 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

Esquema de un cargador simple basado en el chip LM317 con indicador de carga:

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

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

El chip lm317 se usa ampliamente en varios estabilizadores de voltaje y corriente (según el circuito de conmutación). Se vende en cada esquina y cuesta un centavo en general (puedes tomar 10 piezas por solo 55 rublos).

LM317 viene en diferentes casos:

Asignación de pines (pinout):

Los análogos del chip 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 hasta 3A si toma LM350 en lugar de LM317. Es cierto que será más caro: 11 rublos / pieza.

La placa de circuito impreso y el conjunto del circuito se muestran a continuación:

El viejo transistor soviético KT361 se puede reemplazar con pnp similar 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: el voltaje de suministro debe estar en el rango de 8-12V. Esto se debe a que para el funcionamiento normal del microcircuito LM317, la diferencia entre el voltaje de la batería y el voltaje de alimentación debe ser de al menos 4,25 voltios. Por lo tanto, no será posible alimentarlo desde el puerto USB.

MAX1555 o MAX1551

MAX1551/MAX1555 son cargadores especializados para baterías Li+ que pueden funcionar desde USB o desde un adaptador de alimentación independiente (por ejemplo, un cargador de teléfono).

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

Una descripción detallada de estos chips del fabricante -.

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

El microcircuito en sí mismo detecta en qué entrada está presente el voltaje de suministro y está conectado a él. Si la alimentación se suministra a través del bus USB, la corriente de carga máxima está limitada a 100 mA; esto le permite conectar el cargador al 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 chips tienen protección contra sobrecalentamiento incorporada. Pero incluso en este caso, el circuito sigue funcionando, reduciendo la corriente de carga en 17 mA por cada grado por encima de los 110 °C.

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

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

Si hay una garantía de que el voltaje en la salida de su adaptador no puede exceder los 7 voltios bajo ninguna circunstancia, 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. En general, por supuesto, chic mikruhi! Solo que son demasiado pequeños, es un inconveniente para soldar. Y siguen siendo caros ().

LP2951

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

El valor del voltaje de carga es de 4,08 a 4,26 voltios y lo establece la resistencia R3 cuando se desconecta la batería. La tensión es muy precisa.

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

Use un diodo con una pequeña corriente inversa. Por ejemplo, puede ser cualquiera de la serie 1N400X que pueda obtener. El diodo se utiliza como diodo de bloqueo para evitar la corriente inversa de la batería al chip LP2951 cuando se apaga el voltaje de entrada.

Este cargador produce una corriente de carga bastante baja, por lo que cualquier batería 18650 se puede cargar toda 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 chip le permite crear los cargadores correctos, además, es más barato que el publicitado MAX1555.

Un circuito de conmutación típico se toma de:

Una ventaja importante del circuito es la ausencia de resistencias potentes de baja resistencia que limitan la corriente de carga. Aquí, la corriente se establece mediante una resistencia conectada a la quinta salida del microcircuito. Su resistencia debe estar en el rango de 2-10 kOhm.

El ensamblaje del cargador se ve así:

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

Aquí hay otra variante de pcb con smd led y conector micro usb:

LTC4054 (STC4054)

Muy sencillo, gran idea! 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 eliminando uno o incluso ambos LED con un transistor. Entonces se verá así (de acuerdo, no hay nada más fácil: un par de resistencias y un convertidor):

Una de las opciones de PCB está disponible en . El tablero está diseñado para elementos de tamaño 0805.

I=1000/R. No debe establecer una gran corriente de inmediato, primero vea cuánto se calentará el microcircuito. Para mis propósitos, tomé una resistencia de 2,7 kOhm, mientras que la corriente de carga resultó ser de unos 360 mA.

Es poco probable que se pueda adaptar un radiador a este microcircuito, y no es un hecho que sea efectivo debido a la alta resistencia térmica de la transición cristal-caja. El fabricante recomienda hacer el disipador de calor "a través de los cables", haciendo que las pistas sean lo más gruesas posible y dejando la lámina debajo de la caja del microcircuito. Y, en general, cuanto más lámina de "tierra" quede, mejor.

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

El paquete de chips LTC4054 puede estar etiquetado como LTH7 o LTADY.

LTH7 se diferencia de LTADY en que el primero puede levantar una batería muy agotada (en la que el voltaje es inferior a 2,9 voltios), mientras que el segundo no puede (debe moverlo por separado).

El chip salió muy bien, por lo que tiene un montón de análogos: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, HS6102, , LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Antes de usar cualquiera de los análogos, verifique las hojas de datos.

TP4056

El microcircuito está hecho en el paquete SOP-8 (ver), tiene un disipador de calor de metal en su vientre que no está conectado a los contactos, lo que permite eliminar 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 de corriente).

El diagrama de conexión requiere el mínimo de archivos adjuntos:

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

1. Monitoreo del voltaje de la batería conectada (esto sucede todo el tiempo).
2. Etapa de precarga (si la batería se descarga por debajo de 2,9 V). Corriente de carga 1/10 desde la resistencia R prog programada (100 mA en R prog = 1,2 kOhm) hasta el nivel de 2,9 V.
3. Carga con una corriente máxima constante (1000mA en 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 del R prog programado por la resistencia (100mA en R prog = 1,2 kOhm), el cargador se apaga.
6. Una vez completada la carga, el controlador continúa monitoreando el voltaje de la batería (ver punto 1). La corriente consumida por el circuito de monitoreo es de 2-3 μA. Después de que el voltaje cae a 4.0V, la carga se enciende nuevamente. Y así en círculo.

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

En el gráfico se muestra una prueba real de carga 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 potentes resistencias 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.

El voltaje de suministro del circuito debe estar dentro de 4.5 ... 8 voltios. Cuanto más cerca de 4,5 V, mejor (para que el chip se caliente menos).

La primera pata se usa para conectar el sensor de temperatura integrado en la batería de iones de litio (generalmente la terminal central de la batería de un teléfono celular). Si el voltaje de salida es inferior al 45 % o superior al 80 % del voltaje de alimentación, se suspende la carga. Si no necesita control de temperatura, simplemente ponga ese pie en el suelo.

¡Atención! Este circuito tiene un inconveniente importante: la ausencia de un circuito de protección inversa de la batería. En este caso, se garantiza que el controlador se quemará por exceder la corriente máxima. En este caso, la tensión de alimentación del circuito cae directamente sobre la batería, lo que es muy peligroso.

El sello es simple, hecho en una hora en la rodilla. Si el tiempo apremia, puede pedir módulos listos para usar. Algunos fabricantes de módulos terminados 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 prefabricados con un contacto para un sensor de temperatura. O incluso un módulo de carga con múltiples chips TP4056 en paralelo para aumentar la corriente de carga y con protección contra polaridad inversa (ejemplo).

LTC1734

También es un diseño muy simple. La corriente de carga la establece la resistencia R prog (por ejemplo, si pones 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 encajará cualquier p-n-p, lo principal es que esté diseñado para una corriente de carga dada.

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

El comparador LT1716 en este caso se puede sustituir por un LM358 económico.

TL431 + transistor

Probablemente sea difícil crear un circuito a partir de componentes más accesibles. Aquí lo más difícil es encontrar la fuente de la tensión de referencia TL431. Pero son tan comunes que se encuentran en casi todas partes (rara vez lo que hace la fuente de alimentación sin este microcircuito).

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

La configuración del circuito se reduce a configurar el voltaje de salida (¡sin batería!) usando un recortador a un nivel de 4.2 voltios. La resistencia R1 establece el valor máximo de la corriente de carga.

Este esquema implementa completamente el proceso de dos etapas de carga de baterías de litio: primero carga con corriente continua, luego transición a la fase de estabilización de voltaje y una disminución suave de la corriente a casi cero. El único inconveniente es la poca repetibilidad del circuito (caprichoso en la configuración y exigente con los componentes utilizados).

MCP73812

Hay otro microchip inmerecidamente descuidado de Microchip: MCP73812 (ver). Sobre su base resulta muy una opción de presupuesto de carga (¡y barato!). ¡Todo el kit es solo una resistencia!

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

Lo único negativo es que se calienta mucho 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 le conviene una corriente de 500 mA, 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 (paquete DFN-10, tamaño 3x3 mm). No todos pueden proporcionar soldadura de alta calidad de tales elementos en miniatura.

De las ventajas indiscutibles, me gustaría señalar lo siguiente:

1. El número mínimo de piezas del kit de carrocería.
2. Capacidad de cargar una batería completamente descargada (corriente de precarga 30mA);
3. Definición del fin 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 de carga a largo plazo (al cambiar la capacitancia del capacitor C t, puede establecer el tiempo máximo de carga de 6,6 a 784 minutos).

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

Más Descripción detallada es en .

¿Es posible cargar una batería de iones de litio sin un controlador?

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

En general, no funcionará cargar la batería, por ejemplo, nuestro 18650 sin cargador. Todavía necesita limitar de alguna manera la corriente de carga máxima, por lo que al menos la memoria más primitiva, pero aún necesaria.

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

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

Como ejemplo, calculemos una resistencia para una fuente de alimentación de 5 voltios. Cargaremos una batería 18650 con una capacidad de 2400 mAh.

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

U r \u003d 5 - 2.8 \u003d 2.2 voltios

Supongamos que nuestra fuente de alimentación de 5V está clasificada para una corriente máxima de 1A. El circuito consumirá la corriente más grande al comienzo de la carga, cuando el voltaje de la batería es mínimo y es de 2,7 a 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 sea mucho más bajo, 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 \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2.2 \u003d 2.2 W

Al final de la carga de la batería, cuando el voltaje se acerque a 4,2 V, la corriente de carga será:

Cobro \u003d (U un - 4.2) / R \u003d (5 - 4.2) / 2.2 \u003d 0.3 A

Es decir, como podemos ver, todos los valores no van más allá de lo permitido para una batería determinada: la corriente inicial no supera la corriente de carga máxima permitida para una batería determinada (2,4 A), y la corriente final supera 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 apague manualmente la carga tan pronto como el voltaje alcance los 4,2 voltios. El hecho es que las baterías de litio no toleran muy bien 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 más arriba, entonces todo se simplifica. Al llegar a cierto voltaje en la batería, la propia placa la desconectará del cargador. Sin embargo, este método de carga tiene desventajas significativas, de las que hablamos en.

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

Carga con una fuente de alimentación de laboratorio

Si tiene una fuente de alimentación con protección (limitación) de corriente a su disposición, ¡entonces está salvado! Tal fuente de alimentación 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 li-ion es configurar la fuente de alimentación a 4,2 voltios y establecer el límite de corriente deseado. Y puedes conectar la batería.

Inicialmente, cuando la batería todavía está descargada, la fuente de alimentación del laboratorio funcionará en modo de protección de corriente (es decir, estabilizará la corriente de salida en un nivel dado). Luego, cuando el voltaje en el banco suba a los 4,2 V establecidos, la fuente de alimentación cambiará al modo de estabilización de voltaje y la corriente comenzará a caer.

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

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

¿Cómo cargar baterías de litio?

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

El caso es que cualquier batería de litio (por ejemplo, la común CR2032 en forma de tableta plana) se caracteriza por la presencia de una capa pasivante interna que recubre 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 dando lugar a daños en la batería.

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

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

Me gustaban los chips pequeños para cargadores simples. Nos los compré en una tienda local fuera de línea, pero quiso la suerte que terminaran allí, fueron sacados de algún lugar durante mucho tiempo. Al ver esta situación, decidí pedirlos para mí en una pequeña cantidad, ya que los microcircuitos son bastante buenos y me gustaron en el trabajo.
Descripción y comparación bajo el corte.

No en vano escribí en el titular sobre la comparación, ya que durante el viaje apareció en la tienda el perro podría crecer mikruhi, compré varias piezas y decidí compararlas.
La reseña no tendrá mucho texto, pero sí bastantes fotos.

Pero empezaré, como siempre, por cómo me llegó.
Venía completo con otras partes diferentes, los mikruhi en sí estaban empacados en una bolsa con un pestillo y una pegatina con el nombre.

Este microcircuito es un microcircuito cargador para baterías de litio con una tensión final de carga de 4,2 Voltios.
Puede cargar baterías hasta 800mA.
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 (el voltaje 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 a entrar en modo de carga.
También hay una salida para conectar un LED de indicación.
Se puede encontrar más información en, este chip tiene uno mucho más económico.
Además, es más barato con nosotros, en Ali es todo lo contrario.
En realidad, para comparar, compré un análogo.

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

Bueno, tal vez incluso más interesante.
Como todos entienden, no es tan fácil verificar un microcircuito, también necesita un flejado de otros componentes de radio, preferiblemente una placa, etc.
Y justo en ese momento un amigo pidió arreglar (aunque en este contexto es más probable que rehaga) un cargador para baterías 18650.
El nativo 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 el diagrama aquí por conveniencia.

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

Todo esto fue impreso, transferido a una pieza de textolita.
Para ahorrar dinero, hice otra tabla sobre la poda, una revisión con su participación será más adelante.

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

Y reharé ese cargador, seguro que es muy conocido por los lectores.

Por dentro es muy esquema complejo, que consta de un conector, LED, resistencia y cables especialmente entrenados que le permiten igualar la carga de las baterías.
Es broma, el cargador está en una caja enchufable, pero aquí solo hay 2 baterías conectadas en paralelo y un LED conectado permanentemente a las baterías.
Volveremos al cargador nativo más tarde.

Soldé la bufanda, saqué la placa nativa con los contactos, soldé los contactos con los mismos resortes, aún serán útiles.

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

Soldé contactos con resortes, así como LED, en la nueva placa.
Es conveniente insertar primero los LED en la placa, luego instalar la placa con cuidado en su lugar original, y solo después soldarlo, luego se mantendrán de manera uniforme y uniforme.

La placa está instalada en su lugar, el cable de alimentación está soldado.
La placa de circuito impreso en sí fue desarrollada para tres opciones de fuente de alimentación.
2 opciones con conector MiniUSB, pero en opciones de instalación en distintos lados de la placa y debajo del cable.
En este caso, al principio no sabía cuánto tiempo necesitaría el cable, así que soldé el corto.
También soldé los cables que iban a los contactos positivos de las baterías.
Ahora van por cables separados, para cada batería propia.

Así es como resultó desde arriba.

Bueno, ahora pasemos a las pruebas.

A la izquierda en el tablero, instalé la mikruha que compré en Ali, a la derecha la compré sin conexión.
En consecuencia, se reflejarán en la parte superior.

Primera mikruha con Ali.
Corriente de carga.

Ahora comprado fuera de línea.

Corriente de cortocircuito.
Del mismo modo, primero con Ali.

Ahora fuera de línea.

Se notó que a 4,8 voltios la corriente de carga es de 600 mA, a 5 voltios cae a 500, pero esto se comprobó después del calentamiento, tal vez así es como funciona la protección contra sobrecalentamiento, aún no lo he descubierto, pero los microcircuitos se comportan aproximadamente lo mismo.

Bueno, ahora un poco sobre el proceso de carga y finalización de la alteración (sí, incluso sucede).
Desde el principio, pensé en configurar el LED para indicar el estado de encendido.
Todo parece ser simple y obvio.
Pero como siempre, quería más.
Decidí que sería mejor si se extinguiera durante el proceso de carga.
Soldé un par de diodos (vd1 y vd2 en el diagrama), pero tuve un pequeño fastidio, el LED que muestra el modo de carga brilla incluso cuando no hay batería.
Más bien, no brilla, pero parpadea rápidamente, añadí un condensador de 47 microfaradios paralelo a los terminales de la batería, después de lo cual comenzó a parpadear muy brevemente, casi imperceptiblemente.
Esta es exactamente la histéresis para recargar si el voltaje cae por debajo de 4,05 voltios.
En general, después de esta revisión, todo estuvo bien.
Carga de la batería, el rojo está encendido, el verde no está encendido y el LED no está encendido donde no hay batería.

La batería está completamente cargada.

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

Tampoco hubo medición de temperatura.
Obtuve un poco más de 62 grados después de 15 minutos de carga.

Bueno, así es como se ve el dispositivo 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 era bastante buena.
El dispositivo proporciona una corriente de carga de 600mA por canal, los canales son independientes.

Bueno, parecía un cargador nativo. El camarada quería pedirme que subiera la corriente de carga en él. Tampoco podía soportar al nativo, dónde más criar, escoria.

Resumen.
En mi opinión, para un microcircuito por 7 céntimos está muy bien.
Los chips son completamente funcionales y no son diferentes de los que se compran fuera de línea.
Estoy muy contento, ahora hay suministro de mikruh y no tengo que esperar a que estén en la tienda (recientemente volvieron a desaparecer de la venta).

De los menos: este no es un dispositivo terminado, por lo que debe grabar, soldar, etc., pero hay una ventaja, puede hacer una placa para una aplicación específica y no usar lo que es.

Bueno, en una toga, obtener un producto que funcione hecho por usted mismo es más barato que las tablas confeccionadas, e incluso bajo sus condiciones específicas.
Casi lo olvido, hoja de datos, diagrama y seguimiento -