Pil şarj cihazında DIY li. Li-ion pil şarj cihazı

Bu makalenin amacı, özel bir şarj cihazı bulunmadığında lityum iyon şarj edilebilir pilleri şarj etmek için geleneksel laboratuvar güç kaynaklarının nasıl kullanılacağını öğrenmektir. Bu tür piller çok yaygındır, ancak herkes yetkili şarjı için bir şarj cihazı satın alamaz (veya istemez), genellikle bunları sıradan düzenlenmiş güç kaynakları ile şarj eder. Bunun nasıl yapılacağına bir göz atalım.

Örnek olarak Panasonic'in ncr18650b 3.6 V 3400 mah lityum iyon pilini alın. Yanlış yaparsanız bu tür pilleri şarj etmenin oldukça tehlikeli olduğu konusunda sizi hemen uyarıyoruz. Bazı zorbalık örnekleri dayanabilir ve bazı Çinli "süper ekonomik" korumalara sahip değildir ve patlayabilir.

Korumalı pil

Korumalı bir pil aşağıdaki koruma özelliklerine sahip olmalıdır:

• PTC, aşırı ısınmaya ve dolaylı olarak aşırı akıma karşı koruma.
• müşteri kimliği, basınç valfi, aşırı şarj nedeniyle oluşabilecek iç basınç yüksekse hücreyi kapatacaktır.
• PCB, aşırı deşarj koruma levhası, otomatik olarak veya şarj cihazına yerleştirildiğinde sıfırlama yapılır.

Yukarıdaki şekil, kavanoz korumasının nasıl çalıştığını gösterir. Bu tasarım, her tür modern, sağlam lityum iyon pil için kullanılır. Orijinal pilin bir parçası olduğu için PTC ve basınç valfi görünmeyecektir, ancak korumanın diğer tüm parçaları görülebilir. Aşağıda, çoğunlukla standart yuvarlak Li-Ion pillerde bulunan elektronik koruma modüllerinin çeşitleri gösterilmektedir.

Lityum şarjı

ncr18650b piller için tipik devre ve şarj prensibini veri sayfasında bulabilirsiniz. Belgelere göre şarj akımı 1600 mA ve voltaj 4,2 volttur.

Sürecin kendisi iki aşamadan oluşur, birincisi, değeri 1600 mA DC'ye ayarlamanın gerekli olduğu doğru akımdır ve akü voltajı 4,20 V'a ulaştığında, ikinci aşama başlar - sabit voltaj. Bu aşamada akım biraz düşecek ve şarj akımının yaklaşık %10'u şarj cihazından akacaktır - bu yaklaşık 170 mA'dır. Bu kılavuz, 18650 olmayan tüm lityum iyon ve lityum polimer piller için geçerlidir.

Normal bir güç kaynağında yukarıdaki modları manuel olarak ayarlamak ve sürdürmek zordur, bu nedenle şarj işlemini otomatikleştirmek için tasarlanmış özel mikro devreleri kullanmak daha iyidir (bu bölümdeki şemalara bakın). Aşırı bir durum olarak, ikinci aşamayı atlayarak, pilin tam (pasaport) kapasitesinin %30-40'ı kadar sabit bir akımla şarj edebilirsiniz, ancak bu, elemanın ömrünü biraz azaltacaktır.

şarj devreleri

elwo.ru

Lityum pilin şarj seviyesini belirlemek için Li-ion pil deşarj gösterge devreleri (örneğin, 18650)

Bir uçuş sırasında bir quadcopter'da aniden biten bir pilden veya umut verici bir çayırda kapalı bir metal dedektöründen daha üzücü ne olabilir? Şimdi, keşke pilin ne kadar güçlü şarj edildiğini önceden bilmek mümkün olsaydı! Ardından, üzücü sonuçları beklemeden şarj cihazını takabilir veya yeni bir pil seti takabiliriz.

Ve burada fikir, pilin yakında biteceğine dair önceden bir sinyal verecek bir tür gösterge yapmak için doğar. Dünyanın dört bir yanındaki radyo amatörleri bu görevin uygulanması için nefes alıyordu ve bugün bir transistör üzerindeki devrelerden mikrodenetleyicilerdeki karmaşık cihazlara kadar bütün bir araba ve çeşitli devre çözümlerinden oluşan küçük bir araba var.

Dikkat! Makalede verilen devreler sadece aküde düşük voltaj sinyali veriyor. Derin deşarjı önlemek için yükü manuel olarak ayırmanız veya deşarj kontrolörleri kullanmanız gerekir.

Seçenek numarası 1

Belki bir zener diyot ve bir transistör üzerinde basit bir devre ile başlayalım:

Nasıl çalıştığını görelim.

Voltaj belirli bir eşiğin (2.0 Volt) üzerinde olduğu sürece, zener diyot sırasıyla arızalıdır, transistör kapanır ve tüm akım yeşil LED'den geçer. Akü üzerindeki voltaj düşmeye başlar başlamaz ve 2.0V + 1.2V (transistör VT1'in taban-yayıcı bağlantısındaki voltaj düşüşü) mertebesinde bir değere ulaşır ulaşmaz, transistör açılmaya başlar ve akım arasında yeniden dağıtılmaya başlar. her iki LED.

İki renkli bir LED alırsak, yumuşak bir geçiş tüm ara renk aralığı da dahil olmak üzere yeşilden kırmızıya.

İki renkli LED'lerde tipik ileri voltaj farkı 0,25 Volt'tur (düşük voltajda kırmızı yanar). Yeşil ve kırmızı arasındaki tam geçiş alanını belirleyen bu farktır.

Böylece basitliğine rağmen devre, pilin bitmeye başladığını önceden bilmenizi sağlar. Akü voltajı 3,25V veya daha fazla iken yeşil LED yanar. 3.00 ile 3.25V arasında kırmızı, yeşille karışmaya başlar - 3.00 Volt'a ne kadar yakınsa o kadar kırmızı olur. Son olarak, 3V'de yalnızca saf kırmızı yanar.

Devrenin dezavantajı, gerekli çalışma eşiğini elde etmek için zener diyot seçiminin karmaşıklığının yanı sıra 1 mA düzeyinde sabit akım tüketimidir. Pekâlâ, renk körlerinin değişen renklerle bu fikri beğenmemeleri mümkündür.

Bu arada, bu devreye farklı tipte bir transistör koyarsanız, bunun tersi şekilde çalışması sağlanabilir - girişte bir artış olması durumunda tam tersine yeşilden kırmızıya geçiş gerçekleşir. Voltaj. İşte değiştirilmiş bir devre:

Seçenek numarası 2

Aşağıdaki devre, hassas bir voltaj regülatörü TL431'i kullanır.

Yanıt eşiği, voltaj bölücü R2-R3 tarafından belirlenir. Şemada belirtilen değerler ile 3,2 Volttur. Akü üzerindeki voltaj bu değere düştüğünde mikro devre LED'i şöntlemeyi durdurur ve yanar. Bu, pilin tamamen boşalmasının çok yakın olduğuna dair bir sinyal olacaktır (bir li-iyon bankasında izin verilen minimum voltaj 3,0 V'dir).

Cihaz, seri bağlı birkaç lityum iyon pilden oluşan bir pille çalışıyorsa, yukarıdaki devre her sıraya ayrı ayrı bağlanmalıdır. Böylece:

Devreyi kurmak için piller yerine ayarlanabilir bir güç kaynağı bağlıyoruz ve R2 (R4) rezistörünü seçerek ihtiyacımız olan anda ledin ateşlenmesini sağlıyoruz.

Seçenek numarası 3

Fakat basit devre iki transistörde li-ion pil deşarj göstergesi:
Yanıt eşiği, R2, R3 dirençleri tarafından belirlenir. Eski Sovyet transistörleri BC237, BC238, BC317 (KT3102) ve BC556, BC557 (KT3107) ile değiştirilebilir.

Seçenek numarası 4

Bekleme modunda kelimenin tam anlamıyla mikro akımları tüketen iki alan etkili transistöre dayalı bir devre.

Devre bir güç kaynağına bağlandığında, R1-R2 bölücü kullanılarak transistör VT1'in kapısında pozitif bir voltaj oluşur. Voltaj, alan etkili transistörün kesme voltajından daha yüksekse, VT2 kapısını açar ve toprağa çeker, böylece kapatır.

Belli bir anda akü boşaldıkça bölücüden alınan voltaj VT1'in kilidini açmaya yetmiyor ve kapanıyor. Sonuç olarak, ikinci saha çalışanının kapısında besleme voltajına yakın bir voltaj belirir. LED'i açar ve yakar. LED'in parlaması, pili yeniden şarj etme ihtiyacı hakkında bize sinyal verir.

Transistörler, düşük kesme voltajına sahip herhangi bir n-kanal yapacaktır (ne kadar az o kadar iyi). 2N7000'in performansı bu devrede test edilmemiştir.

Seçenek numarası 5

Üç transistörde:

Diyagramın açıklayıcı olduğunu düşünüyorum. Büyük katsayı sayesinde. üç transistör aşamasının yükseltilmesi, devre çok net çalışıyor - yanan ve yanmayan bir LED arasında yüzde 1 voltluk bir fark yeterlidir. Gösterge açıkken akım tüketimi 3 mA, LED kapalıyken - 0,3 mA.

Devrenin hantal görünümüne rağmen, bitmiş pano oldukça mütevazı bir boyuta sahiptir:

VT2 toplayıcıdan yükün bağlanmasına izin veren bir sinyal alabilirsiniz: 1 - izin verilir, 0 - yasaklanır.

BC848 ve BC856 transistörleri sırasıyla BC546 ve BC556 ile değiştirilebilir.

Seçenek numarası 6

Bu devreyi sadece göstergeyi açması değil, aynı zamanda yükü kesmesi açısından seviyorum.

Tek üzücü, devrenin kendisinin pilden kapanmaması ve enerji tüketmeye devam etmesidir. Ve sürekli yanan LED sayesinde çok yemek yiyor.

Bu durumda yeşil LED, yaklaşık 15-20 mA'lık bir akım tüketen bir referans voltaj kaynağı görevi görür. Örnek bir voltaj kaynağı yerine böylesine doyumsuz bir elemandan kurtulmak için, aşağıdaki şemaya göre açarak aynı TL431'i kullanabilirsiniz *:

* TL431 katotunu LM393'ün 2. pinine bağlayın.

Seçenek numarası 7

Voltaj monitörlerini kullanan bir devre. Ayrıca denetçiler ve voltaj dedektörleri (voltdedektörler) olarak da adlandırılırlar. Bunlar, özellikle voltaj kontrolü için tasarlanmış özel mikro devrelerdir.

Örneğin, pildeki voltaj 3,1V'a düştüğünde LED'i yakan bir devre burada. BD4731 üzerine monte edilmiştir.

Kabul et, daha kolay olamazdı! BD47xx bir açık kollektör çıkışına sahiptir ve ayrıca çıkış akımını 12 mA ile kendi kendine sınırlar. Bu, dirençleri sınırlamadan bir LED'i doğrudan ona bağlamanıza izin verir.

Benzer şekilde, başka herhangi bir süpervizörü başka herhangi bir voltaja uygulayabilirsiniz.

İşte seçim yapabileceğiniz birkaç seçenek daha:

• 3.08V'de: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E / TT, CAT809TTBI-G;
• 2.93V'de: MCP102T-300E / TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
• MN1380 serisi (veya 1381, 1382 - sadece bu durumda farklılık gösterirler). Bizim amaçlarımız için, MN13801, MN13811, MN13821 - mikro devrenin tanımındaki ek "1" sayısı ile kanıtlandığı gibi, açık tahliyeli seçenek en uygunudur. Tetik voltajı harf indeksi ile belirlenir: MN13811-L sadece 3,0 Volt'tur.

Ayrıca Sovyet muadili - KR1171SPkhkh'i de alabilirsiniz:

Dijital atamaya bağlı olarak, algılama voltajı farklı olacaktır:

Voltaj şebekesi, li-ion pilleri izlemek için pek uygun değil, ancak bence bu mikro devreyi tamamen atmaya değmez.

Voltaj monitörlerindeki devrelerin tartışılmaz avantajları, kapalı durumda (birimler ve hatta mikroamperlerin kesirleri) son derece düşük güç tüketimi ve aşırı basitliğidir. Çoğu zaman, devrenin tamamı LED pinlerine tam olarak oturur:

Deşarj göstergesini daha da görünür kılmak için voltaj dedektörü çıkışına yanıp sönen bir LED yüklenebilir (örn. L-314 serisi). Veya en basit "flaşör" ü iki bipolar transistöre kendiniz monte edebilirsiniz.

Bitmiş bir pili yanıp sönen bir LED kullanarak bildiren hazır bir devre örneği aşağıda gösterilmiştir:

Yanıp sönen LED'li başka bir devre aşağıda tartışılacaktır.

Seçenek numarası 8

Lityum pildeki voltaj 3,0 Volt'a düştüğünde LED'in yanıp sönmesini tetikleyen bir soğutma devresi:

Bu devre, %2,5 görev döngüsüne sahip süper parlak bir LED'in yanıp sönmesine neden olur (yani uzun duraklama - kısa yanıp sönme - tekrar duraklama). Bu, mevcut tüketimi saçma değerlere düşürmenize izin verir - kapalı durumda, devre 50 nA (nano!) tüketir ve LED yanıp sönme modunda - sadece 35 μA. Daha ekonomik bir şey önerebilir misiniz? Olası olmayan.

Gördüğünüz gibi, çoğu deşarj kontrol devresinin çalışması, belirli bir referans voltajının kontrollü bir voltajla karşılaştırılmasına indirgenmiştir. Gelecekte, bu fark güçlendirilir ve LED'i açar / kapatır.

Genellikle bir transistör aşaması veya bir karşılaştırma devresine bağlı işlemsel yükselteç, referans gerilimi ile lityum pil üzerindeki gerilim arasındaki fark için bir yükseltici olarak kullanılır.

Ama başka bir çözüm de var. Mantık elemanları - invertörler bir amplifikatör olarak kullanılabilir. Evet, bu standart olmayan bir mantık kullanımıdır, ancak işe yarar. Aşağıdaki versiyonda benzer bir şema gösterilmektedir.

Seçenek numarası 9

74HC04 devresi.

Zener diyotun çalışma voltajı, devrenin başlatma voltajından düşük olmalıdır. Örneğin, 2,0 - 2,7 Volt'ta zener diyotları alabilirsiniz. Tepki eşiğinin ince ayarı, direnç R2 tarafından belirlenir.

Devre pilden yaklaşık 2mA çeker, bu nedenle güç anahtarından sonra da açılması gerekir.

Seçenek numarası 10

Bu bir deşarj göstergesi bile değil, tam bir LED voltmetre! 10 LED'lik doğrusal bir ölçek, pil durumunun net bir göstergesini sağlar. Tüm işlevler yalnızca tek bir LM3914 mikro devresinde uygulanır:

Bölücü R3-R4-R5, alt (DIV_LO) ve üst (DIV_HI) eşik voltajlarını ayarlar. Şemada belirtilen değerlerde üstteki ledin yanması 4,2 Volt voltaja karşılık gelir ve voltaj 3 voltun altına düştüğünde son (alttaki) led söner.

Mikro devrenin 9. pinini toprağa bağlayarak nokta moduna geçebilirsiniz. Bu modda, besleme gerilimine karşılık gelen her zaman yalnızca bir LED yanar. Şemada olduğu gibi bırakırsanız, verimlilik açısından irrasyonel olan bir dizi LED yanacaktır.

LED'ler olarak sadece kırmızı LED'leri almanız gerekiyor dan beri çalışma sırasında en düşük ileri gerilime sahiptirler. Örneğin, mavi LED'leri alırsanız, pil 3 volta düştüğünde, büyük olasılıkla hiç yanmazlar.

Mikro devrenin kendisi yaklaşık 2,5 mA ve yanan her LED için 5 mA tüketir.

Devrenin dezavantajı, her LED için ateşleme eşiğinin ayrı ayrı ayarlanmasının imkansızlığı olarak düşünülebilir. Yalnızca ilk ve son değeri ayarlayabilirsiniz ve mikro devrede yerleşik ayırıcı bu aralığı 9 eşit parçaya böler. Ancak bildiğiniz gibi deşarjın sonuna yaklaştıkça akü üzerindeki voltaj çok hızlı düşmeye başlar. %10 ve %20 deşarj olmuş piller arasındaki fark bir voltun onda biri kadar olabilir ve aynı pilleri karşılaştırırsanız, yalnızca %90 ve %100 deşarj olmuş, tam bir volt farkı görebilirsiniz!

Aşağıda gösterilen bir Li-ion pilin tipik deşarj grafiği bu durumu açıkça göstermektedir:

Bu nedenle, pil deşarj derecesini belirtmek için doğrusal bir ölçek kullanılması pek uygun görünmemektedir. Bu veya bu LED'in yanacağı kesin voltaj değerlerini ayarlamanıza izin veren bir devreye ihtiyacımız var.

LED'lerin yandığı anlar üzerinde tam kontrol, aşağıdaki şema ile verilmiştir.

Seçenek numarası 11

Bu devre 4 haneli akü/akü voltaj göstergesidir. LM339 mikro devresinde bulunan dört op-amp üzerinde uygulanır.

Devre 2 Volt gerilime kadar çalışır, bir miliamperden daha az tüketir (LED hariç).

Elbette tüketilen ve kalan pil kapasitesinin gerçek değerini yansıtmak için devreyi kurarken kullanılan pilin deşarj eğrisini (yük akımını dikkate alarak) dikkate almak gerekir. Bu, örneğin artık kapasitenin %5 - %25 - %50 - %100'üne karşılık gelen kesin voltaj değerlerini ayarlamanıza olanak tanır.

Seçenek numarası 12

Ve elbette, en geniş kapsam, yerleşik bir referans voltaj kaynağına sahip ve bir ADC girişine sahip mikro denetleyiciler kullanıldığında açılır. Burada işlevsellik yalnızca sizin hayal gücünüz ve programlama becerilerinizle sınırlıdır.

Örnek olarak ATMega328 kontrolör üzerinde en basit devreyi vereceğiz.

Burada olsa da, kartın boyutlarını azaltmak için, SOP8 paketinde 8 ayaklı ATTiny13'ü almak daha iyi olurdu. O zaman genellikle muhteşem olurdu. Ama bu senin ödevin olsun.

Üç renkli LED alınır ( LED şerit), ancak yalnızca kırmızı ve yeşil yer alır.

Bitmiş program (eskiz) bu bağlantıdan indirilebilir.

Program şu şekilde çalışır: besleme gerilimi her 10 saniyede bir sorgulanır. Ölçüm sonuçlarına göre MK, kırmızı ve yeşil renkleri karıştırarak farklı ışık tonları elde etmenizi sağlayan PWM kullanarak LED'leri kontrol eder.

Yeni şarj edilmiş bir pil yaklaşık 4,1V üretir - yeşil gösterge yanar. Şarj sırasında aküde 4,2V'luk bir voltaj bulunur ve yeşil LED yanıp söner. Voltaj 3.5V altına düşer düşmez kırmızı LED yanıp sönmeye başlayacaktır. Bu, pilin neredeyse boş olduğuna ve şarj etme zamanının geldiğine dair bir sinyal olacaktır. Voltaj aralığının geri kalanında, gösterge rengi yeşilden kırmızıya değiştirir (voltaja bağlı olarak).

Seçenek numarası 13

Bir şeyler atıştırmak için, standart koruma levhasını (bunlara şarj-deşarj kontrolörleri de denir) elden geçirme seçeneğini öneriyorum, bu da onu bitmiş bir pil göstergesine dönüştürüyor.

Bu kartlar (PCB modülleri) eski pillerden çıkarılır. cep telefonları neredeyse endüstriyel ölçekte. Sadece sokaktaki bir cep telefonundan atılan bir pili alın, içini boşaltın ve anakart sizin elinizde. Gerisini uygun şekilde atın.

Dikkat!!! Kabul edilemez derecede düşük voltajda (2,5V ve altı) aşırı deşarj koruması içeren kartlar vardır. Bu nedenle, sahip olduğunuz tüm kartlardan yalnızca doğru voltajda (3.0-3.2V) çalışan kopyaları seçmeniz gerekir.

Çoğu zaman, bir PCB kartı şöyledir:

Micro-assembly 8205, bir kasaya monte edilmiş iki milliohm alan alıcısıdır.

Devrede (kırmızı ile gösterilen) bazı değişiklikler yaptıktan sonra, kapalıyken pratik olarak akım tüketmeyen bir li-iyon pilin deşarjının mükemmel bir göstergesini elde ederiz.

VT1.2 transistörü, şarj cihazını aşırı şarj ederken akü bankasından ayırmaktan sorumlu olduğundan, devremizde gereksizdir. Bu nedenle, tahliye devresini kırarak bu transistörü tamamen işten çıkardık.

Direnç R3, akımı LED üzerinden sınırlar. Direnci, LED parlaması zaten farkedilecek şekilde seçilmelidir, ancak mevcut tüketim çok yüksek değildir.

Bu arada, koruma modülünün tüm fonksiyonlarını kaydedebilir ve LED'i kontrol eden ayrı bir transistör kullanarak göstergeyi yapabilirsiniz. Yani gösterge, deşarj anında akünün bağlantısının kesilmesiyle aynı anda yanacaktır.

2N3906 yerine, eldeki herhangi biri yapacak düşük güçlü pn-p transistör. LED'i doğrudan lehimlemek mümkün değildir. tuşları kontrol eden mikro devrenin çıkış akımı çok küçük ve amplifikasyon gerektiriyor.

Lütfen deşarj gösterge devrelerinin kendilerinin pil gücü tükettiği gerçeğini göz önünde bulundurun! İzin verilmeyen deşarjı önlemek için, güç anahtarından sonra gösterge devrelerini bağlayın veya derin deşarjı önlemek için koruma devreleri kullanın.

Muhtemelen tahmin etmek zor olmadığı için, devreler kullanılabilir ve tam tersi - bir şarj göstergesi olarak.

elektro-shema.ru

Tasarımlarımızda Li-ion ve Li-polimer piller

İlerleme devam ederken, geleneksel olarak kullanılan NiCd (nikel-kadmiyum) ve NiMh (nikel-metal hidrit) pillerin yerini giderek daha fazla lityum pil alıyor.
Bir hücrenin karşılaştırılabilir ağırlığı ile, lityum büyük bir kapasiteye sahiptir, ayrıca hücre voltajları üç kat daha yüksektir - 1,2 V yerine hücre başına 3,6 V.
Lityum pillerin maliyeti geleneksel alkalin pillerin maliyetine yaklaşmaya başladı, ağırlık ve boyut çok daha küçük ve ayrıca şarj edilebilirler ve edilmelidirler. Üretici, 300-600 döngüye dayanabileceklerini söylüyor.
Farklı boyutları vardır ve doğru olanı bulmak zor değildir.
Kendi kendine deşarj o kadar düşüktür ki, yıllarca yalan söylerler ve şarjlı kalırlar, yani. cihaz gerektiğinde çalışır durumda kalır.

Lityum pillerin ana özellikleri

İki ana tip lityum pil vardır: Li-ion ve Li-polimer.
Li-ion bir lityum-iyon pildir, Li-polimer bir lityum polimer pildir.
Farkları üretim teknolojisindedir. Li-ion sıvı veya jel elektrolite sahipken Li-polimer katı bir elektrolite sahiptir.
Bu fark, çalışma sıcaklığı aralığı üzerinde, biraz voltaj üzerinde ve bitmiş ürüne verilebilecek kasanın şekli üzerinde bir etkiye sahiptir. Ayrıca - iç dirence bağlıdır, ancak burada çok şey işçiliğin kalitesine bağlıdır.
Li-iyon: -20 ... + 60 ° C; 3,6 V
LI-polimer: 0 .. + 50 ° С; 3,7 V
İlk önce bu voltların ne olduğunu bulmanız gerekir.
Üretici bize 3,6 V yazıyor, ancak bu ortalama bir voltaj. Genellikle veri sayfalarında 2,5 V ... 4,2 V çalışma voltajı aralığını yazarlar.
Lityum pillerle ilk karşılaştığımda, uzun süre veri sayfalarını inceledim.
Aşağıda farklı koşullar altında deşarj grafikleri bulunmaktadır.

Pirinç. 1. + 20 ° C sıcaklıkta

Pirinç. 2. Farklı çalışma sıcaklıklarında

Grafiklerden 0,2C deşarjda ve +20 °C sıcaklıkta çalışma voltajının 3,7 V… 4,2 V olduğu açıkça görülmektedir. Tabii ki piller seri bağlanarak ihtiyacımız olan voltajı alabilir.
Bence 4.5V'nin kullanıldığı birçok tasarıma uyan çok uygun bir voltaj aralığı - harika çalışıyorlar. Ve onları 2 adet bağlayarak. neredeyse 9 V olan 8.4 V alıyoruz. Pil gücünün olduğu tüm yapılara koydum ve en son pil aldığımı çoktan unuttum.

Lityum pillerin bir nüansı vardır: 4,2 V'un üzerinde şarj edilemezler ve 2,5 V'un altında deşarj olamazlar. 2,5 V'un altında deşarj olurlarsa, onları geri yüklemek her zaman mümkün değildir, ancak onları atmak üzücüdür. Bu, aşırı deşarj korumasının gerekli olduğu anlamına gelir. Birçok pilde, zaten küçük bir tahta olarak yerleşiktir ve bu durumda görünmez.

Pil aşırı deşarj koruma devresi

Korumasız pillerle karşılaşırsanız, kendiniz toplamanız gerekir. Bu zor değil. İlk olarak, çeşitli özel mikro devreler vardır. İkincisi, Çinlilerin modülleri monte ettiği görülüyor.

Üçüncüsü, konuyla ilgili telif hakkı materyallerinden neler toplanabileceğini ele alacağız. Sonuçta, herkesin stokta modern çipleri veya Aliexpress'den alışveriş yapma alışkanlığı yok.
Bu süper basit devreyi yıllardır kullanıyorum ve pil hiç bozulmadı!

Pirinç. 3.
Yük itici değilse ve kararlı bir şekilde tüketiyorsa kapasitör atlanabilir. Herhangi bir düşük güçlü diyot, sayıları transistörün kesme voltajına göre seçilmelidir.
Cihazın varlığına ve akım tüketimine bağlı olarak farklı transistörler kullanıyorum, asıl mesele kesme voltajının 2,5 V'un altında olması, yani. böylece akü voltajından açılır.

Kurulumdaki şemayı özelleştirmek daha iyidir. Bir transistör alıyoruz ve 100 Ohm ... 10 K dirençli bir direnç üzerinden kapıya voltaj uyguluyoruz, kesme voltajını kontrol ediyoruz. 2,5 V'tan fazla değilse, kopya iyidir, o zaman diyotları (sayı ve bazen tip) seçeriz, böylece transistör yaklaşık 3 V'luk bir voltajda kapanmaya başlar.
Şimdi güç kaynağı ünitesinden voltaj uyguluyoruz ve devrenin yaklaşık 2,8 - 3 V voltajda çalıştığını kontrol ediyoruz.
Başka bir deyişle, akü üzerindeki voltaj ayarladığımız eşiğin altına düşerse, transistör kapanacak ve yükü güç kaynağından ayıracak ve böylece zararlı bir derin deşarjı önleyecektir.

Lityum pil şarj etme işleminin özellikleri

Pilimiz bitti, şimdi onu güvenli bir şekilde şarj etme zamanı.
Boşaltmada olduğu gibi, şarj etme de o kadar basit değildir. Bankadaki maksimum voltaj olmalıdır en fazla 4,2 V ± 0,05 V! Bu değerin aşılması durumunda lityum metalik hale dönüşür ve pilin aşırı ısınması, yanması ve hatta patlaması meydana gelebilir.

Piller oldukça basit bir algoritmaya göre şarj ediliyor: 1C'lik bir akım sınırlamasıyla hücre başına 4,20 Volt'luk sabit bir voltaj kaynağından şarj oluyor.
Akım 0.1-0.2C'ye düştüğünde şarj tamamlanmış kabul edilir. 1C'lik bir akımda voltaj stabilizasyon moduna geçtikten sonra pil, kapasitesinin yaklaşık %70-80'ini kazanır. Tamamen şarj olması yaklaşık 2 saat sürer.
Şarjın sonunda voltajı korumanın doğruluğu için şarj cihazına oldukça katı gereksinimler uygulanır, kutu başına ± 0,01 Volt'tan daha kötü değildir.

Genellikle bellek devresi vardır geri bildirim- voltaj, aküden geçen akımın gerekli olana eşit olması için otomatik olarak seçilir. Bu voltaj 4,2 Volt'a eşit olur olmaz (tanımlanan akü için), akımı 1C'de daha fazla tutmak imkansızdır - o zaman aküdeki voltaj çok hızlı ve güçlü bir şekilde artacaktır.

Şu anda, pil genellikle %60-%80 oranında şarj edilir ve kalan %40-%20'yi patlama olmadan şarj etmek için akımın düşürülmesi gerekir. Bunu yapmanın en kolay yolu, akü üzerinde sabit bir voltaj korumaktır ve ihtiyaç duyduğu akımı kendisi alacaktır.
Bu akım 30-10 mA'ya düştüğünde pil şarj olmuş kabul edilir.

Yukarıdakilerin hepsini göstermek için, deneysel pilden alınan bir şarj grafiği veriyorum:

Pirinç. 4.
Grafiğin sol tarafında, mavi ile vurgulanmış, 0,7 A'lık sabit bir akım görüyoruz, voltaj kademeli olarak 3,8 V'tan 4,2 V'a yükseliyor.
Ayrıca, şarjın ilk yarısında pilin kapasitesinin %70'ine, kalan sürede ise sadece %30'a ulaştığını görebilirsiniz.

"C" Kapasite anlamına gelir

"xC" formunun tanımı sıklıkla bulunur. Bu, kapasitesinin çok küçük bir bölümü olan bir pilin şarj veya deşarj akımı için uygun bir tanımdır. İngilizce "Capacity" (kapasite, kapasite) kelimesinden türetilmiştir.
2C veya 0.1C akımla şarj etmekten bahsettiklerinde, genellikle akımın sırasıyla (2 H pil kapasitesi) / sa veya (0,1 H pil kapasitesi) / sa olması gerektiği anlamına gelir.

Örneğin, şarj akımı 0,5C olan 720 mAh kapasiteli bir pil, 0,5 H 720mAh / s = 360 mA akımla şarj edilmelidir, bu deşarj için de geçerlidir.

Lityum pil şarj cihazları

Çin'den ücretsiz kargo ile posta yoluyla şarj modülleri sipariş edebilirsiniz. Mini USB soketli ve korumalı TP4056 şarj kontrol modülleri çok ucuza temin edilebilir.

Ve deneyiminize ve yeteneklerinize bağlı olarak en basit veya çok basit olmayan şarj cihazını yapabilirsiniz.

LM317'deki basit bir şarj cihazının şeması

Pirinç. 5.
LM317 kullanan devre, potansiyometre R2 tarafından ayarlanan oldukça doğru bir voltaj stabilizasyonu sağlar.
Akım stabilizasyonu, voltaj stabilizasyonu kadar kritik değildir, bu nedenle akımı bir şönt direnç Rx ve bir NPN transistör (VT1) kullanarak stabilize etmek yeterlidir.

Belirli bir lityum iyon (Li-Ion) ve lityum-polimer (Li-Pol) pil için gerekli şarj akımı, direnç Rx değiştirilerek seçilir.
Rx direnci yaklaşık olarak şu orana karşılık gelir: 0,95 / Imax.
Şemada gösterilen direnç Rx değeri 200 mA'lık bir akıma karşılık gelir, bu yaklaşık bir değerdir, ayrıca transistöre de bağlıdır.

LM317, şarj akımına ve giriş voltajına bağlı olarak bir soğutucu ile donatılmalıdır.
Bir hücre için 7-9 V olan stabilizatörün normal çalışması için giriş voltajı akü voltajından en az 3 Volt daha yüksek olmalıdır.

LTC4054'te basit bir şarj cihazının şeması

Pirinç. 6.
LTC4054 şarj kontrol cihazını eski bir cep telefonundan, örneğin Samsung'dan (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510) çıkarabilirsiniz.

Pirinç. 7. Bu 5 fitlik küçük çip, "LTH7" veya "LTADY" olarak etiketlenmiştir.

Mikro devre ile çalışmanın en küçük ayrıntılarına girmeyeceğim, her şey veri sayfasında. Sadece en gerekli özellikleri anlatacağım.
800 mA'ya kadar şarj akımı.
Optimum besleme voltajı 4,3 ila 6 volttur.
Şarj göstergesi.
Çıkış kısa devre koruması.
Aşırı ısınma koruması (120 ° üzerindeki sıcaklıklarda şarj akımında azalma).
Üzerindeki voltaj 2,9 V'un altındaysa pili şarj etmez.

Şarj akımı, mikro devrenin beşinci pimi ile toprak arasındaki formüle göre bir direnç tarafından ayarlanır.

ben = 1000 / R,
burada I Amper cinsinden şarj akımıdır, R, direncin Ohm cinsinden direncidir.

Lityum pil deşarj göstergesi

İşte pil azaldığında ve artık voltajı kritik seviyeye yakın olduğunda bir LED'i açan basit bir devre.

Pirinç. sekiz.
Herhangi bir düşük güçlü transistör. LED'in ateşleme voltajı, R2 ve R3 dirençlerinden bir bölücü tarafından seçilir. LED'in pili hiç boşaltmaması için devreyi koruma ünitesinden sonra bağlamak daha iyidir.

Dayanıklılığın nüansı

Üretici genellikle 300 döngü talep eder, ancak lityumu yalnızca 0,1 Volt daha az, 4,10 V'a kadar şarj ederseniz, döngü sayısı 600'e veya daha fazlasına yükselir.

Çalıştırma ve Önlemler

Lityum polimer pillerin mevcut piller arasında en "hassas" pil olduğunu söylemek güvenlidir, yani hangi sorunların meydana geldiğine dikkat edilmemesi nedeniyle birkaç basit ama zorunlu kurala zorunlu olarak uyulmasını gerektirir.
1. Şarjın hücre başına 4,20 Volt'u aşan bir voltaja ulaşmasına izin verilmez.
2. Pilin kısa devre yapmasına izin verilmez.
3. Yük kapasitesini aşan akımlarla deşarj veya akünün 60 °C'nin üzerinde ısıtılmasına izin verilmez. 4. Hücre başına 3,00 Volt voltajın altında zararlı deşarj.
5. Pilin 60 °C'nin üzerinde ısınması zararlıdır. 6. Pilin basıncının düşürülmesi zararlıdır.
7. Boşaltılmış durumda zararlı depolama.

İlk üç noktaya uyulmaması yangına, geri kalanı - tam veya kısmi kapasite kaybına yol açar.

Uzun yıllar kullanım pratiğinden, pillerin kapasitesinin çok az değiştiğini ancak iç direnç ve ac'nin değiştiğini söyleyebilirim.

datagor.ru

Şarj cihazı yerine Li-ion koruma levhası?

Forumlarda, şarj sınırlayıcı olarak genellikle bir tür lityum pilden (veya aynı zamanda bir PCB modülü olarak da adlandırılır) bir koruma levhası kullanılması tavsiye edilir. Yani, bir koruma panosundan bir lityum iyon pil için şarj cihazı yapmak.

Mantık şu şekilde: pil şarj olurken Li-ion pil üzerindeki voltaj artar ve belli bir seviyeye ulaştığı anda koruma levhası çalışır ve şarjı durdurur.

Bu ilke, örneğin, bir el feneri için şarj devresinde, arada sırada internette beliren uygulanır:

İlk bakışta bu karar oldukça mantıklı görünüyor değil mi? Ancak biraz daha derine inerseniz, artılardan çok daha fazla eksi olduğu ortaya çıkıyor.

Herhangi bir nedenle kaynak olarak 8 voltluk bir güç kaynağının seçildiği gerçeğine odaklanmayacağız. Bunun, R1'de 10 watt'a kadar güç harcanması için yapıldığından eminim. Direnç, uzun kış akşamlarında dairenizi sıcak tutacaktır.

Bunun yerine aşırı şarj korumasının tetiklendiği eşik voltaj değerine daha yakından bakalım. Bu eşiği belirleyen eleman özel bir mikro devredir.

İlk eksi

Koruma panolarında farklı tipte mikro devreler kullanılır (bu makalede bunun hakkında daha fazla bilgi edinin), bunlardan en yaygın olanı tabloda sunulmaktadır:

Bir lityum iyon pilin şarj edildiği normal değer 4,2 Volt'tur. Ancak, tablodan da görebileceğiniz gibi, çoğu mikro devre birkaç ... uh ... fazla tahmin edilen voltaj için keskinleştirilmiştir.

Bunun nedeni, koruma levhalarının acil bir durumda çalışacak şekilde tasarlanmıştır Aşırı kritik pil çalışmasını önlemek için. Pillerin normal kullanımı sırasında bu tür durumlar kesinlikle olmamalıdır.

Bir lityum pilin nadiren aşırı şarj edilmesi, örneğin 4.35V (SA57608D mikro devre), muhtemelen ölümcül sonuçlara yol açmaz, ancak bu her zaman böyle olacağı anlamına gelmez. Bunun hangi noktada jel elektrolitten metalik lityum salınımına yol açarak elektrotların kaçınılmaz kısa devresine ve pilin arızalanmasına yol açacağını kim bilebilir?

Bu durum tek başına koruma kartlarının şarj kontrolörü olarak kullanılmasını reddetmek için yeterlidir. Ama bu senin için yeterli değilse, okumaya devam et.

ikinci eksi

Genellikle çok az kişinin dikkat ettiği ikinci nokta, şarj eğrisidir. Li-ion piller... Hafızasını tazeleyelim. Aşağıdaki grafik, Sabit Akım / Sabit Voltaj anlamına gelen klasik CC / CV şarj profilini göstermektedir. Bu şarj yöntemi zaten standart hale geldi ve çoğu normal şarj cihazı bunu sağlamaya çalışıyor.

Grafiğe yakından bakarsanız akü voltajı 4.2V olduğunda henüz tam kapasitesine ulaşmadığını fark edeceksiniz.

Örneğimizde maksimum pil kapasitesi 2.1A/h'dir. Üzerindeki voltajın 4,2 Volt'a eşit olduğu anda, maksimum değerinin% 87'si olan sadece 1,82 A / s'ye kadar şarj olduğu ortaya çıkıyor. kapasite.

Ve şu anda koruma levhası çalışacak ve şarjı durduracaktır.

Anakartınız 4.35V'ta çalışsa bile (diyelim ki 628-8242BACT çipini temel alıyor), bu durumu kökten değiştirmeyecektir. Şarjın sonuna yaklaştıkça, akü üzerindeki voltajın çok hızlı bir şekilde artmaya başlaması nedeniyle, 4,2V ve 4,35V'de birikmiş kapasitedeki fark, yüzde birkaçtan fazla olmayacaktır. Ve böyle bir tahta kullanarak pil ömrünü de kısaltmış olursunuz.

sonuçlar

Dolayısıyla, yukarıdakilerin hepsini özetlersek, lityum pilleri şarj etmek yerine koruma kartlarının (PCM modülleri) kullanılmasının oldukça istenmeyen olduğunu güvenle söyleyebiliriz.

Birinci olarak, bu, akü üzerinde izin verilen maksimum voltajın sabit bir şekilde aşılmasına ve buna bağlı olarak hizmet ömründe bir azalmaya yol açar.

İkincisi, Li-ion şarj işleminin özellikleri nedeniyle, koruma levhasının şarj kontrolörü olarak kullanılması, lityum iyon pilin tam kapasitesinin kullanılmasına izin vermeyecektir. 3400 mAh piller için ödeme yaparak 2950 mAh'den fazla kullanamazsınız.

Lityum pillerin tam ve güvenli şarjı için özel mikro devreler kullanmak en iyisidir. Bugün en popüler olanı TP4056'dır. Ancak bu mikro devre konusunda dikkatli olmalısınız, kutupların ters çevrilmesinin aptallığına karşı hiçbir koruması yoktur.

TP4056 mikro devresindeki şarj devresi ve ayrıca Li-ion piller için kanıtlanmış diğer şarj devreleri, bu makalede ele aldık.

Lityum pilleri doğru kullanın, üreticinin tavsiye ettiği şarj modlarını ihlal etmeyin ve en az 800 şarj/deşarj döngüsüne dayanacaktır.

En ideal kullanımda bile lityum iyon pillerin bozulmaya (geri dönüşü olmayan kapasite kaybı) karşı duyarlı olduğunu unutmayın. Ayrıca, ayda yaklaşık %10'a eşit, oldukça büyük bir kendi kendine deşarjları vardır.

elektro-shema.ru

Li-ion piller için şarj-deşarj kontrol devreleri ve lityum pil koruma modülleri için mikro devreler

İlk önce terminolojiye karar vermelisiniz.

Gibi deşarj-şarj kontrolörleri mevcut değil... Bu saçmalık. Deşarjı kontrol etmenin bir anlamı yok. Deşarj akımı yüke bağlıdır - ihtiyaç duyduğu kadar alacaktır. Boşalırken yapılması gereken tek şey, pilin aşırı boşalmasını önlemek için üzerindeki voltajı izlemektir. Bunun için derin deşarja karşı koruma kullanılır.

Aynı zamanda, ayrı kontrolörler şarj etmek sadece var olmakla kalmaz, aynı zamanda li-ion pilleri şarj etme sürecinin uygulanması için kesinlikle gereklidir. Gerekli akımı ayarlayan, şarjın sonunu belirleyen, sıcaklığı izleyen vb. Bir şarj kontrolörü, herhangi bir lityum pil şarj cihazının önemli bir parçasıdır.

Tecrübelerime dayanarak söyleyebilirim ki, bir şarj/deşarj kontrolörü aslında bir pili çok derin deşarjdan ve tersine aşırı şarjdan korumak için bir devredir.

Başka bir deyişle, bir şarj / deşarj kontrol cihazından bahsettiğimizde, neredeyse tüm lityum iyon pillerde (PCB veya PCM modülleri) yerleşik korumadan bahsediyoruz. İşte orada:

Ve işte onlar da:

Koruma levhalarının çeşitli form faktörlerinde sunulduğu ve çeşitli şekillerde monte edildiği açıktır. elektronik parçalar... Bu yazıda, sadece Li-ion piller (veya tercih ederseniz deşarj / şarj kontrolörleri) için koruma şemaları seçeneklerini ele alacağız.

Şarj-deşarj kontrolörleri

Bu isim toplumda çok yer edindiği için biz de kullanacağız. DW01 (Plus) yongasındaki en yaygın varyantla başlayalım.

DW01-Plus

Li-ion piller için böyle bir koruyucu levha, bir cep telefonunun her saniye pilinde bulunur. Bunu elde etmek için, pilin üzerine yapıştırılan yazıtlarla kendinden yapışkanlıyı yırtmanız yeterlidir.

DW01 mikro devresinin kendisi altı ayaklıdır ve bir durumda 8 ayaklı bir düzenek şeklinde iki alan etkili transistör yapısal olarak yapılmıştır.

Pin 1 ve 3, sırasıyla aşırı deşarj (FET1) ve aşırı şarj (FET2) koruma anahtarlarının yönetimidir. Eşik voltajları: 2,4 ve 4,25 Volt. Pin 2 - aşırı akım korumasının uygulanması nedeniyle alan etkili transistörler boyunca voltaj düşüşünü ölçen bir sensör. Transistörlerin temas direnci bir ölçüm şantı görevi görür, bu nedenle tepki eşiği üründen ürüne çok geniş bir yayılıma sahiptir.

Bütün şema şöyle bir şeye benziyor:

8205A olarak işaretlenmiş sağ mikro devre - bu Alan Etkili Transistörlerşemada anahtar görevi görür.

S-8241 Serisi

SEIKO, lityum iyon ve lityum polimer pilleri aşırı deşarj / aşırı şarjdan korumak için özel IC'ler geliştirmiştir. S-8241 serisinin entegre devreleri, bir kutuyu korumak için kullanılır.

Aşırı deşarj ve aşırı şarj koruma tuşları sırasıyla 2,3V ve 4,35V'da çalışır. FET1-FET2 üzerindeki voltaj 200 mV olduğunda aşırı akım koruması etkinleştirilir.

AAT8660 Serisi

Gelişmiş Analog Teknolojisinden Çözüm - AAT8660 Serisi.

Eşik voltajları 2,5 ve 4,32 Volt'tur. Engellenen tüketim 100 nA'yı geçmez. Mikro devre SOT26 paketinde (3x2 mm, 6 pin) üretilmiştir.

FS326 Serisi

Bir kutu lityum iyonun koruma levhalarında kullanılan başka bir mikro devre ve polimer pil-FS326.

Harf indeksine bağlı olarak, aşırı deşarj koruması açma gerilimi 2,3 ila 2,5 Volt arasında değişir. Ve üst eşik voltajı sırasıyla 4.3 ila 4.35V arasındadır. Ayrıntılar için veri sayfasına bakın.

LV51140T

Aşırı deşarj, aşırı şarj, aşırı şarj ve deşarj akımlarına karşı korumalı lityum tek hücreli piller için benzer bir koruma şeması. LV51140T mikro devre kullanılarak uygulandı.

Eşik voltajları: 2,5 ve 4,25 Volt. Mikro devrenin ikinci ayağı, aşırı akım dedektörünün girişidir (sınır değerler: deşarj olurken 0,2V ve şarj olurken -0,7V). Pin 4 kullanılmaz.

R5421N Serisi

Şematik çözüm öncekilere benzer. Çalışma modunda, mikro devre, engelleme modunda yaklaşık 3 μA tüketir - yaklaşık 0,3 μA (atamada C harfi) ve 1 μA (atamada F harfi).

R5421N serisi, şarj sırasında tepki voltajının büyüklüğünde farklılık gösteren birkaç değişiklik içerir. Ayrıntılar tabloda verilmiştir:

SA57608

Şarj / deşarj kontrolörünün başka bir versiyonu, yalnızca SA57608 mikro devresinde.

Mikro devrenin bankayı harici devrelerden ayırdığı voltajlar harf indeksine bağlıdır. Ayrıntılar için tabloya bakın:

SA57608, uyku modunda oldukça büyük bir akım tüketir - yaklaşık 300 μA, bu da onu daha kötüsü için yukarıdaki analoglardan ayırır (orada, tüketilen akımlar bir mikroamperin kesirleri düzeyindedir).

LC05111CMT

Ve son olarak, LC05111CMT mikro devresi üzerinde bir şarj-deşarj kontrolörü olan On Semiconductor elektronik bileşenlerin üretiminde dünya liderlerinden birinden ilginç bir çözüm sunuyoruz.

Çözüm, anahtar MOSFET'lerin mikro devrenin içine yerleştirilmiş olması nedeniyle ilginçtir, bu nedenle menteşeli elemanlardan yalnızca birkaç direnç ve bir kapasitör kalmıştır.

Yerleşik transistörlerin temas direnci ~ 11 milliohm (0.011 Ohm)'dir. Maksimum şarj/deşarj akımı 10A'dır. S1 ve S2 terminalleri arasındaki maksimum voltaj 24 Volt'tur (bu, pilleri pillerle birleştirirken önemlidir).

Mikro devre, WDFN6 2.6 × 4.0, 0.65P, Dual Flag paketinde mevcuttur.

Devre beklendiği gibi aşırı şarj/deşarj, yükte aşırı akım ve aşırı şarja karşı koruma sağlar.

Şarj kontrolörleri ve koruma devreleri - fark nedir?

Koruma modülü ve şarj kontrolörlerinin aynı şey olmadığını anlamak önemlidir. Evet, işlevleri bir dereceye kadar örtüşür, ancak pilin içine yerleştirilmiş koruma modülünü şarj denetleyicisi olarak adlandırmak yanlış olur. Şimdi farkın ne olduğunu açıklayacağım.

Herhangi bir şarj kontrolörünün en önemli rolü, doğru şarj profilini uygulamaktır (tipik olarak CC / CV - sabit akım / sabit voltaj). Yani, şarj kontrolörü, şarj akımını belirli bir seviyede sınırlayabilmeli, böylece birim zaman başına aküye "dökülen" enerji miktarını kontrol edebilmelidir. Fazla enerji ısı şeklinde salınır, bu nedenle herhangi bir şarj kontrol cihazı çalışma sırasında oldukça fazla ısınır.

Bu nedenle, şarj kontrolörleri (koruma kartlarının aksine) hiçbir zaman pilin içine yerleştirilmemiştir. Kontrolörler, doğru şarj cihazının yalnızca bir parçasıdır ve başka bir şey değildir.

şema doğru ücretler lityum piller için bu makalede verilmiştir.

Ayrıca, hiçbir koruma levhası (veya koruma modülü, ne derseniz deyin) şarj akımını sınırlayamaz. Kart sadece kendi üzerindeki voltajı kendisi kontrol eder ve eğer önceden belirlenen limitlerin dışına çıkarsa çıkış anahtarlarını açarak bankanın dış dünya ile olan bağlantısını keser. Bu arada, kısa devre koruması da aynı prensibe göre çalışır - kısa devre ile, bankadaki voltaj keskin bir şekilde düşer ve derin deşarj koruma devresi tetiklenir.

Tepki eşiğinin (~ 4.2V) benzerliği nedeniyle lityum pillerin koruma devreleri ile şarj kontrolörleri arasındaki karışıklık ortaya çıktı. Yalnızca koruma modülü olması durumunda tam kapatma harici terminallerden bankalar ve bir şarj kontrol cihazı durumunda, voltaj stabilizasyon moduna geçer ve şarj akımında kademeli bir düşüş.

elektro-shema.ru

Lityum 18650 piller - çalışma özellikleri, voltaj ve şarj yöntemleri

Elektrikli aletlerin olmadığı bir alan bulmak zor. Mobil kaynaklar, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek tüketiciye güç sağlayan şarj edilebilir pilleri ve tek kullanımlık pilleri temsil eder. Lityum-iyon piller temsil eder elektronik çiftler lityum tuzları içeren aktif maddeler ile. Pil tek kullanımlık bir pil şeklindedir. parmak pili, ancak biraz daha büyüktür, yüzlerce şarj döngüsüne sahiptir, Li-ion 18650 pilleri ifade eder.

Li-ion 18650 pil cihazı

Şirket sitelerine dayalı lityum iyon pil üretimi Sanyo, Sony, Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, Skme, Moli, BAK, Lishen, ATL, HYB... Diğer firmalar, kendilerine ait olduklarını iddia ederek ürünleri satın alır, yeniden paketlerler. Ayrıca şrink ambalajın üzerine ürünle ilgili yanlış bilgi yazıyorlar. Şu anda 3600 mAh'den daha yüksek kapasiteye sahip 18650 lityum iyon pil bulunmamaktadır.

Piller ve piller arasındaki temel fark, çoklu şarj imkanıdır. Tüm piller 1,5 V'luk bir voltaj için tasarlanmıştır, bir li-ion ürününün çıkışı 3,7 V'tur. 18650 form faktörü, 65 mm uzunluğunda, 18 mm çapında bir lityum pil anlamına gelir.

18650 Lityum Pil Çalışma Modu Özellikleri:

• Maksimum voltaj 4,2 V'tur ve hafif bir aşırı şarj bile hizmet ömrünü önemli ölçüde kısaltır.
• Minimum voltaj 2,75 V'tur.2,5 V'a ulaşıldığında, kapasite geri kazanımı için özel koşullar gereklidir.Terminallerdeki voltaj 2,0 V olduğunda, şarj geri yüklenmez.
• Minimum çalışma sıcaklığı -20 0 С'dir. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda şarj etmek mümkün değildir.
• Maksimum sıcaklık +60 0 C'dir. Daha yüksek sıcaklıklarda patlama veya yangın beklenebilir.
• Kapasite Amper/saat olarak ölçülür. 1 A/h kapasiteli tam şarjlı bir pil bir saat 1A, 30 dakika 2A veya 4 dakika 15A akım verebilir.

Li-ion 18650 pil şarj kontrolörü

Büyük üreticiler, koruma levhası olmayan standart 18650 lityum piller üretirler. Bu kontrolör, formda yapılmıştır. elektronik devre, vücudun üstüne monte edilmiş, biraz uzatılmış. Kart, negatif terminalin önünde bulunur, pili kısa devre, aşırı şarj, aşırı deşarjdan korur. Çin'de korumaya gidiyor. cihazlar var iyi kalite, düpedüz dolandırıcılık var - güvenilmez bilgi, kapasite 9000A / h. Korumayı kurduktan sonra, gövde yazıtlı bir shrink filme yerleştirilir. Ek tasarım nedeniyle gövde uzar ve kalınlaşır, istenen yuvaya sığmayabilir. Standart boyutu 18700 olabilir, ek eylemler nedeniyle artar. Ortak bir şarj kontrol cihazına sahip bir 12V pil oluşturmak için 18650 pil kullanılırsa, ayrı Li-ion hücrelerde devre kesicilere gerek yoktur.

Korumanın amacı, enerji kaynağının içinde çalışmasını sağlamaktır. verilen parametreler... Basit bir şarj cihazıyla şarj ederken, 18650 lityum pil 2,7 V'luk bir voltaja oturduğunda koruma aşırı şarja izin vermeyecek ve gücü zamanında kapatmayacaktır.

Lityum pil işareti 18650

Pil kutusunun yüzeyinde işaretler var. burada bulabilirsiniz full bilgi teknik özellikler hakkında. Üreticinin üretim tarihi, son kullanma tarihi ve markasına ek olarak, 18650 lityum pillerin cihazı şifrelenir ve bu yönüyle ilgili tüketici nitelikleri.

1. ICR – lityum-kobalt katot. Pil yüksek kapasiteye sahiptir, ancak düşük tüketim akımları için tasarlanmıştır. Düşük enerji tüketimi ile laptop, video kamera ve benzeri uzun süreli ekipmanlarda kullanılırlar.
2. IMR- lityum-manganez katot. Yüksek akım verme kabiliyetine sahiptir, 2,5 A/h'ye kadar deşarjlara dayanır.
3. INR – nikelat katot. Yüksek akımlar sağlar, 2,5 V'a kadar deşarjlara dayanır.
4. NCR – belirli Panasonic işaretleri. Özellikler açısından pil, IMR ile aynıdır. Nikelatlar, kobalt tuzları, alüminyum oksit kullanılır.

Konum 2,3,4 "yüksek akım" olarak adlandırılır, el fenerleri, dürbünler, kameralar için kullanılırlar.

Lityum ferrofosfat piller derin ekside çalışabilme, derin deşarjda geri kazanabilme özelliğine sahiptir. Piyasada değeri düşük.

İşaretleyerek, bunun - I R harfinin bir lityum şarj edilebilir pili olduğunu belirleyebilirsiniz. C / M / F harfleri varsa - katodun malzemesi bilinir. mA/h ile gösterilen kapasite görüntülenecektir. Yayın tarihi ve son kullanma tarihi farklı yerlerde bulunur.

Şarj edilebilir lityum pil üreticilerinin 3 600 mAh'den fazla kapasiteye sahip ürünleri olmadığını bilmelisiniz. Bir dizüstü bilgisayar pilini onarmak veya yenisini almak için korumasız piller satın almanız gerekir. Tek bir kopyada kullanmak için korumalı öğeler satın almanız gerekir.

Lityum 18650 pil nasıl test edilir

Pahalı bir cihaz satın alırken, kasadaki bilgilerin doğruluğundan şüphe ediyorsanız, kontrol etmenin yolları vardır. Özel sayaçlara ek olarak, elinizdeki araçları kullanabilirsiniz.

• Bir şarj cihazınız var, belirli bir amper ile tam şarj süresi yapabilirsiniz. Zamanın ürünü ve amper değeri, li-ion pilin yaklaşık kapasitesini ortaya çıkaracaktır.
• Akıllı bir şarj cihazı size yardımcı olacaktır. Hem voltaj hem de kapasite gösterecek ama cihaz pahalı.
• El fenerini bağlayın, mevcut gücü ölçün ve ışığın sönmesini bekleyin. Zaman ve amperin çarpımı, mevcut kapasiteyi A / h cinsinden verir.

Pilin kapasitesini ağırlığa göre belirleyebilirsiniz: 2000mA / s kapasiteli bir lityum pil 18650, 40 g ağırlığında olmalıdır.Kapasite ne kadar yüksek olursa, ağırlık o kadar büyük olur. Ancak amatörler, ağırlık için gövdeye kum dökmeyi öğrendiler.

18650 lityum pil şarj cihazı

Lityum piller, terminal voltajı parametrelerini talep ediyor. Voltaj limiti 4,2 V, minimum 2,7 V'dur. Bu nedenle şarj cihazı, çıkışta 5 V oluşturarak voltaj regülatörü olarak çalışır.

Tanımlayıcı göstergeler, şarj akımı ve sizin tarafınızdan ayarlanan pildeki hücre sayısıdır. Her hücre (banka) tam bir ücret almalıdır. Güç, lityum 18650 piller için bir dengeleyici devre kullanılarak dağıtılır.Dengeleyici yerleşik veya manuel olarak kontrol edilebilir. İyi bellek pahalıdır. Li-ion için kendin yap şarjı, anlayan herkes tarafından yapılabilir elektrik şemaları ve lehimlemeyi bilir.

18650 lityum piller için kendin yap şarj cihazının önerilen şeması basittir, kendi kendine şarj ettikten sonra tüketiciyi kapatacaktır. Bileşenlerin maliyeti yaklaşık 4 dolar, bir eksiklik değil. Cihaz güvenilirdir, aşırı ısınmaz veya alev almaz.

18650 lityum piller için şarj devresi

Kendin yap şarj cihazında, devredeki akım direnç R4 tarafından düzenlenir. Direnç, başlangıç ​​akımı 18650 lityum pilin kapasitesine bağlı olacak şekilde seçilir. Kapasitesi 2000 mA / sa ise bir li-ion pili şarj etmek için hangi akım? 0,5 - 1,0 C 1-2 amper olacaktır. Bu şarj akımıdır.

li-ion 18650 pil nasıl şarj edilir

Çalışmaya bir voltaj düşüşünden sonra bir lityum 18650 pilin performansını geri yüklemek için bir prosedür vardır. Amper-saat olarak ölçülen kapasiteyi geri yükleriz. Bu nedenle önce Li-ion pil 18650 form faktörünü şarj cihazına bağlıyoruz, ardından şarj akımını kendi ellerimizle ayarlıyoruz. Voltaj zamanla değişir, ilk 0,5 V. Bir dengeleyici olarak, şarj cihazı 5 V için tasarlanmıştır. Performansı korumak için, kapasitenin %40-80'i parametreleri uygun kabul edilir.

Li-ion 18650 pil için şarj devresi 2 aşamadan oluşur. İlk önce kutuplardaki voltajı 4,2 V'a yükseltmeniz, ardından akım gücünü kademeli olarak azaltarak kapasitansı stabilize etmeniz gerekir. Güç kapatıldığında akım 5-7 mA değerine düşerse şarj dolu kabul edilir. Tüm şarj döngüsü 3 saati geçmemelidir.

En basit tek yuva çin şarjı li-ion 18650 piller için 1 A şarj akımı için tasarlanmıştır. Ancak işlemi kendiniz takip etmeniz gerekecek, kendiniz değiştirin. Evrensel şarj cihazları pahalıdır, ancak bir ekrana sahiptir ve işlemi kendi başına yürütür.

Bir dizüstü bilgisayarda bir Li-ion 18650 pil nasıl düzgün şekilde şarj edilir? Gadget'ta bir dizi enerji kaynağının Pover Bank aracılığıyla bağlanması. Pil şebekeden şarj edilebilir, ancak ünitenin kapasitesine ulaşır ulaşmaz gücün kapatılması önemlidir.

li-ion 18650 pili kurtarma

Pil çalışmayı reddederse, kendini şu şekilde gösterebilir:

• Enerji kaynağı hızla boşalır.
• Pil bitmiş ve hiç şarj olmuyor.

Kapasite kaybolursa herhangi bir kaynak hızla boşalabilir. Korumanın sağlandığı aşırı şarj ve derin deşarj hakkında korkunç olan budur. Ancak bir depoda depolama her yıl teneke kutuların kapasitesini azalttığında, doğal yaşlanmadan kaçış yoktur. Rejenerasyon yöntemi yoktur, sadece değiştirme vardır.

Pil, derin deşarjdan sonra şarj olmazsa ne olur? Li-ion 18650 nasıl geri yüklenir? Kontrolör akü bağlantısını kestikten sonra, içinde hala kutuplarda 2,8-2,4 V voltaj verebilen bir enerji rezervi vardır. Ancak şarj cihazı 3.0V'a kadar bir şarjı tanımıyor, altındaki her şey sıfır. Pili uyandırmak, kimyasal reaksiyonu yeniden başlatmak mümkün mü? Li-ion 18650'nin şarjını 3.1-3.3V'a çıkarmak için ne yapılmalı? Pili "itmek", gerekli şarjı vermek için bir yöntem kullanmak gerekir.

Hesaplamalara girmeden önerilen devreyi kullanarak 62 ohm (0,5W) dirençle monte edin. Burada 5V güç kaynağı kullanılır.

Direnç ısınırsa, lityum pilde sıfır vardır, kısa devre vardır veya koruma modülü arızalıdır.

Evrensel bir şarj cihazı kullanarak bir lityum 18650 pil nasıl kurtarılır? Şarj akımını 10 mA'ya ayarlayın ve cihazın talimatlarında belirtildiği gibi ön şarj yapın. Gerilimi 3,1 V'a yükselttikten sonra SONY şemasına göre 2 aşamada şarj edin.

Ali Express'te hangi lityum 18650 piller daha iyi?

Bir lityum 18650 pilin maliyeti ve kalitesi sizin için önemliyse AliExpress kaynağını kullanın. Burada bir sürü mal var, farklı üreticiler... İstenen pil talep ediliyor, taklit etmeyi seviyorlar. Bu nedenle, iyi bir model ile bir kopya arasındaki temel farkları bilmeniz gerekir.

Belirtilen kapasiteyi eleştirin. Sadece en iyi üreticiler 3600 A / s'ye ulaştı, ortalama olanlar 3000-3200 A / s'lik bir göstergeye sahip. Korumalı pil, korumasız pilden 2-3 mm daha uzun ve biraz daha kalındır. Ancak bir pil topluyorsanız, korumaya gerek yoktur, fazla ödeme yapmayın.

Kaliteli ürünler burada da daha pahalıdır. Ultrafire'ın 9000 mAh vaat ettiğini unutmayın, ancak aslında 5-10 kat daha düşük olduğu ortaya çıkıyor. Güvenilir bir üreticiden bir ürün kullanmak daha iyidir, her zaman aynı marka pili almaya çalışın.

Lityum 18650 pili geri yükleme prosedürünü görmenizi öneriyoruz

batts.pro

Li-ion pillerin kolay şarj edilmesi - BT blogu

Merhaba. Lensli harika bir Çin el fenerim var. Mükemmel parlıyor. Bir adet 18650 Li-ion pil ile çalışır.Çok uzun zaman önce, bitmiş bir dizüstü bilgisayar pilinden aynı yaşayan 18650 pillerden birkaçını aldım. Pil sayısı çok olduğu için bu ekonomiyi şarj etmek için bir şeyler yapmak gerekiyordu. Standart el feneri şarjı bana çok şüpheli ve uygunsuz geldi. 220 ağına bağlanmak için katlanır fiş kısadır ve her prize sığmaz ve hatta sürekli olarak duvar prizinden düşer. Cüruf daha kısadır. Son zamanlarda ellerim bir şeyleri lehimlemek için kaşınıyor olduğundan, gerçekten kendi şarjımı karıştırmak istedim.
Biraz Googled ve minimum gövde kiti ile ucuz bir Çin Li-ion pil şarj kontrolörü buldu.
Genel olarak baz alınmıştır. QX4054 SOT-23-5 paketinde. Yazının altındaki Çince veri sayfası. Linear Technology'den benzer kontrolörler var LT4054, ama üzerlerindeki fiyat etiketi bana insani gelmedi ve onları Ukrayna'da nereden satın alacağımı bulamadım. (

Ne yapabilir. Veri sayfasından öğrenilebildiğine bakılırsa 800mA'e kadar akımla pilleri şarj edebilmektedir ve kendisine bağlı olan LED'i söndürerek şarjın bittiğini gösterebilmektedir. Voltaj 4,2V'a ulaştığında veya şarj akımı 25mA'ya düştüğünde pili şarj etme işlemini tamamlar.

Bukaşeniya böyledir. Kontrolör çıktılarının yaklaşık bir tanımını veriyorum:

VCC- Temizlemek. Güç kaynağı 4,5 - 6,5 Volt.
GND- Genel sonuç. Yani "toprak".
PROG- Şarj akımını programlamak için çıkış.
CHRG- Şarjın bittiğinin göstergesi.
BAT- Pozitif akü terminalinin bağlanması.

Yapay elmasa iş sürecinde söyleyeceğim QX4054 oldukça güçlü bir şekilde ısınır. Bu nedenle şarj akımını hesaplarken 500mA değerini seçtim. Bu durumda direnç değeri 2 kOhm'dur.
Hesaplamanın formülü çok basit ve veri sayfasında var ama burada da vereceğim.
Benceyarasa = (Vprog/rprog)*1000

Neresi:
Benceyarasa- Amper cinsinden şarj akımı.
Vprog- Veri sayfasından alınmıştır ve 1V'a eşittir
rprog- Ohm cinsinden direnç direnci.

0,5 Amperimizi değiştiriyoruz: rprog= (Vprog/0.5)*1000.
Toplam 2000 Ohm. Bana uyar.
Ne yazık ki, bu kontrolörün pilin yanlış açılmasına karşı koruması yoktur ve bağlı pilin polaritesi çalışma durumunda ters çevrilirse, QX4054 bir saniyede dumana dönüşür. Bu nedenle, tipik bağlantı şemasını biraz değiştirmek zorunda kaldım. 0,5 voltluk diyottaki bir voltaj düşüşünün aşırı şarja veya başka sonuçlara yol açacağından korktuğum için koruyucu diyot fikrinden vazgeçmek zorunda kaldım. Bu nedenle koruyucu bir diyot ve kendi kendini iyileştiren bir sigorta açarak gittim.
Bu seçeneğin teknik olarak ne kadar doğru olduğunu bilmiyorum ama denetleyiciyi yanmaktan kurtarıyor. Ayrıca bir bağlantı hatası göstergesi var. Gerçek diyagram aşağıdadır.

18650 pil bölmesinin altına mührü koydum, bu yüzden pilleri başka formatlarda şarj etmek için kendiniz yeniden çizin. Doldurmadan diptrace'de baskılı devre kartı:

Doldurma ile:

Yukarıdan bak:

Eşarbı sizin için uygun olan herhangi bir şekilde zehirliyoruz. Her zamanki gibi, film fotorezistini kullanarak baskılar yapıyorum.

Bir dava olmadan neredeyse bitmiş bir şarjın görünümü. Şarjın ayarlanması gerekmez. Düzgün monte edilmiş bir cihaz hemen çalışır. 5V güç kaynağını bağlarız, boşalmış pili takarız ve şarj sürecini gözlemleriz.

Pil yanlış bağlanmışsa kırmızı hata LED'i yanar.

Şarj için kasayı bulmak veya yapıştırmak için kalır ve güvenle çalıştırabilirsiniz. Kasa olarak yanmış bir dizüstü bilgisayar güç kaynağından plastik kullanmayı planlıyorum.
Çok tembel değilseniz ve devreye LM7805 tipi bir lineer stabilizatör eklerseniz, 6 ila 15 volt arasında çeşitli güç kaynaklarını kullanma yeteneği ile daha evrensel bir şarj elde edersiniz. Kendinize başka bir tane yapmak zorundaysanız, belki LM7805 ile yaparım.

Belirli bir şarj cihazının özelliklerini değerlendirmek, bir li-iyon pilin örnek bir şarjının gerçekte nasıl akması gerektiğini anlamadan zordur. Bu nedenle doğrudan devrelere geçmeden önce teoriyi biraz hatırlayalım.

lityum piller nelerdir

Bir lityum pilin pozitif elektrotunun hangi malzemeden yapıldığına bağlı olarak, birkaç çeşidi vardır:

• lityum kobaltat katot ile;
• lityumlu demir fosfat bazlı bir katot ile;
• nikel-kobalt-alüminyum bazlı;
• nikel-kobalt-manganez bazlı.

Tüm bu pillerin kendine has özellikleri vardır, ancak bu nüanslar genel tüketici için temel öneme sahip olmadığı için bu makalede ele alınmayacaktır.

Ayrıca tüm li-ion piller çeşitli standart ölçü ve form faktörlerinde üretilmektedir. Hem bir kasa tasarımında (örneğin, bugünün popüler 18650'si) hem de lamine veya prizmatik bir tasarımda (jel-polimer piller) olabilirler. İkincisi, elektrotların ve elektrot kütlesinin yerleştirildiği özel bir filmden yapılmış hava geçirmez şekilde kapatılmış torbalardır.

Li-ion pillerin en yaygın boyutları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir (hepsinin nominal voltajı 3,7 volttur):

Dahili elektrokimyasal süreçler aynı şekilde ilerler ve pilin form faktörüne ve tasarımına bağlı değildir, bu nedenle aşağıda belirtilen her şey tüm lityum piller için eşit olarak geçerlidir.

Lityum iyon piller nasıl düzgün şekilde şarj edilir

Lityum pilleri şarj etmenin en doğru yolu iki aşamada şarj etmektir. Bu, Sony'nin tüm şarj cihazlarında kullandığı yöntemdir. Daha sofistike şarj kontrol cihazına rağmen, bu, li-ion piller için ömürlerinden ödün vermeden daha dolu bir şarj sağlar.

Burada, CC / CV (sabit akım, sabit voltaj) olarak kısaltılan lityum pillerin iki aşamalı şarj profilinden bahsediyoruz. Darbeli ve adım akımlı seçenekler de vardır, ancak bunlar bu makalede ele alınmamıştır. Darbeli akımla şarj etme hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Öyleyse, şarjın her iki aşamasını daha ayrıntılı olarak ele alalım.

1. ilk aşamada sabit şarj akımı sağlanmalıdır. Mevcut değer 0.2-0.5C'dir. Hızlandırılmış şarj için akımı 0,5-1,0C'ye yükseltmeye izin verilir (burada C, pilin kapasitesidir).

Örneğin 3000 mA/h kapasiteli bir pil için ilk aşamada nominal şarj akımı 600-1500 mA, hızlandırılmış şarj akımı ise 1,5-3A aralığında olabilir.

Belirli bir değerde sabit bir şarj akımı sağlamak için şarj devresi (şarj cihazı), akü terminallerindeki voltajı yükseltebilmelidir. Aslında ilk aşamada şarj cihazı klasik bir akım dengeleyici gibi çalışır.

Önemli: pilleri yerleşik bir koruma kartı (PCB) ile şarj etmeyi planlıyorsanız, hafıza devresini tasarlarken devrenin açık devre voltajının asla 6-7 volt'u geçmemesine dikkat etmelisiniz. Aksi takdirde koruma levhası zarar görebilir.

Akü üzerindeki voltaj 4,2 volt değerine yükseldiğinde, akü kapasitesinin yaklaşık %70-80'ini kazanacaktır (kapasitenin spesifik değeri şarj akımına bağlı olacaktır: hızlandırılmış şarj ile biraz daha az, nominal ile - biraz daha fazla). Bu an, şarjın ilk aşamasının sonudur ve ikinci (ve son) aşamaya geçiş için bir sinyal görevi görür.

2. Şarjın ikinci aşaması- bu, sabit voltajlı, ancak yavaş yavaş azalan (düşen) bir akü şarjıdır.

Bu aşamada şarj cihazı akü üzerinde 4,15-4,25 voltluk bir voltaj tutar ve akım değerini kontrol eder.

Kapasite arttıkça şarj akımı azalacaktır. Değeri 0.05-0.01C'ye düştüğü anda şarj işlemi tamamlanmış sayılır.

Doğru şarj işleminin önemli bir nüansı, şarj tamamlandıktan sonra aküden tamamen ayrılmasıdır. Bunun nedeni, lityum piller için, genellikle bir şarj cihazı sağlayan (yani 4.18-4.24 volt) uzun süre yüksek voltaj altında kalmalarının son derece istenmeyen olmasıdır. Bu, pilin kimyasal bileşiminin daha hızlı bozulmasına ve sonuç olarak kapasitesinde bir azalmaya yol açar. Uzun süreli bir konaklama, onlarca saat veya daha fazla anlamına gelir.

Şarjın ikinci aşaması sırasında, pil kapasitesinin yaklaşık 0.1-0.15'ini kazanmayı başarır. Toplam pil şarjı böylece mükemmel bir gösterge olan %90-95'e ulaşır.

Şarjın iki ana aşamasını ele aldık. Bununla birlikte, lityum pillerin şarj edilmesi konusunun kapsamı, bir şarj aşaması daha belirtilmemişse - sözde - eksik olacaktır. ön şarj.

Ön şarj aşaması (ön şarj)- bu aşama, yalnızca tamamen boşalmış piller (2,5 V'un altında) için normal çalışma koşullarına geri döndürmek için kullanılır.

Bu aşamada ücretlendirme sağlanır. doğru akım akü voltajı 2,8 V'a ulaşana kadar azaltılmış değer.

Örneğin elektrotlar arasında dahili bir kısa devreye sahip olan hasarlı pillerin şişmesini ve basıncının düşmesini (veya hatta ateşle patlamasını) önlemek için bir ön aşama gereklidir. Böyle bir pilden hemen büyük bir şarj akımı geçerse, bu kaçınılmaz olarak ısınmasına ve sonra ne kadar şanslı olmasına yol açacaktır.

Ön şarjın bir başka yararı da, düşük ortam sıcaklıklarında (soğuk mevsimde ısıtılmayan bir odada) şarj ederken önemli olan pili önceden ısıtmaktır.

Akıllı şarj, şarjın ön aşaması sırasında aküdeki voltajı izleyebilmeli ve voltaj uzun süre yükselmezse, akünün arızalı olduğu sonucuna varabilmelidir.

Bir lityum iyon pili şarj etmenin tüm aşamaları (ön şarj aşaması dahil) bu grafikte şematik olarak gösterilmektedir:

Nominal şarj voltajını 0,15V aşmak pil ömrünü yarıya indirebilir. Şarj voltajını 0,1 volt düşürmek, şarjlı bir pilin kapasitesini yaklaşık %10 azaltır, ancak ömrünü önemli ölçüde uzatır. Tam şarjlı bir pilin şarj cihazından çıkarıldıktan sonraki voltajı 4,1-4,15 volttur.

Yukarıdakileri özetlemek için ana tezleri özetleyeceğiz:

1. Bir li-ion pili şarj etmek için hangi akım (örneğin, 18650 veya başka herhangi biri)?

Akım, onu ne kadar hızlı şarj etmek istediğinize bağlı olacaktır ve 0,2C ile 1C arasında değişebilir.

Örneğin, 3400 mAh kapasiteli 18650 boyutlu bir pil için minimum şarj akımı 680 mA ve maksimum 3400 mA'dır.

2. Örneğin aynı 18650 şarj edilebilir pilleri şarj etmek ne kadar sürer?

Şarj süresi doğrudan şarj akımına bağlıdır ve aşağıdaki formülle hesaplanır:

T = C / I şarj.

Örneğin 1A akıma sahip 3400 mAh pilimizin şarj olma süresi yaklaşık 3.5 saat olacaktır.

3. Lityum polimer pil nasıl düzgün şekilde şarj edilir?

Tüm lityum piller aynı şekilde şarj olur. Lityum polimer veya lityum iyon olması farketmez. Biz tüketiciler için hiçbir fark yok.

Koruma levhası nedir?

Koruma panosu (veya PCB - güç kontrol panosu), lityum pilin kısa devre, aşırı şarj ve aşırı deşarjına karşı koruma sağlamak üzere tasarlanmıştır. Kural olarak, koruma modüllerinde aşırı ısınma koruması da bulunur.

Güvenlik nedeniyle, lityum pillerin kullanılması yasaktır. Ev aletleri yerleşik bir koruma panosu yoksa. Bu nedenle, cep telefonlarındaki tüm pillerde her zaman bir PCB kartı bulunur. Pilin çıkış terminalleri doğrudan kart üzerinde bulunur:

Bu kartlar, özel mikruh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600, vb. analogları) tabanlı altı ayaklı bir şarj kontrolörü kullanır. Bu kontrolörün görevi, pil tamamen boşaldığında pili yükten ayırmak ve 4.25V'a ulaştığında pili şarjdan ayırmaktır.

Örneğin, eski Nokia telefonlarına verilen BP-6M pil koruma levhasının bir şeması:

18650'den bahsedecek olursak, koruma levhalı veya koruma levhasız üretilebilirler. Koruma modülü, akünün negatif terminali alanında bulunur.

Kart, pilin uzunluğunu 2-3 mm artırır.

PCB'si olmayan piller genellikle kendi koruma devrelerine sahip pillere dahil edilir.

Korumalı herhangi bir pil, korumasız bir pile kolayca dönüşebilir, sadece içini boşaltmanız yeterlidir.

Bugüne kadar, 18650 pilin maksimum kapasitesi 3400mAh'dir. Korumalı piller kutu üzerinde işaretlenmelidir ("Korumalı").

PCB'yi güç şarj modülü (PCM) ile karıştırmayın. Birincisi yalnızca pili korumaya hizmet ediyorsa, ikincisi şarj sürecini kontrol etmek için tasarlanmıştır - şarj akımını belirli bir seviyede sınırlar, sıcaklığı kontrol eder ve genel olarak tüm süreci sağlar. PCM kartı, şarj kontrolörü dediğimiz şeydir.

Umarım artık soru kalmamıştır, 18650 pil veya başka bir lityum pil nasıl şarj edilir? Ardından, şarj cihazları (aynı şarj kontrol cihazları) için küçük bir hazır devre çözümü seçimine dönüyoruz.

Li-ion piller için şarj şemaları

Tüm devreler herhangi bir lityum pili şarj etmek için uygundur, yalnızca şarj akımına ve eleman tabanına karar vermek kalır.

LM317

Şarj göstergeli LM317 mikro devresine dayalı basit bir şarj cihazının şeması:

Devre basittir, tüm kurulum, trimmer direnci R8 (bağlı bir pil olmadan!) kullanılarak 4,2 voltluk çıkış voltajının ayarlanmasına ve R4, R6 dirençlerinin seçilmesiyle şarj akımının ayarlanmasına indirgenir. Direnç R1'in gücü en az 1 Watt'tır.

LED söner sönmez şarj işlemi tamamlanmış sayılabilir (şarj akımı asla sıfıra düşmez). Pili tam şarj olduktan sonra uzun süre bu şarjda tutmanız önerilmez.

Lm317 mikro devresi, çeşitli voltaj ve akım stabilizatörlerinde (anahtarlama devresine bağlı olarak) yaygın olarak kullanılır. Her köşede satılıyor ve sadece bir kuruşa mal oluyor (sadece 55 ruble için 10 parça alabilirsiniz).

LM317 farklı muhafazalarda gelir:

Pin ataması (pin çıkışı):

LM317 mikro devresinin analogları şunlardır: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (son ikisi yerli üretimdir).

LM317 yerine LM350 alırsanız şarj akımı 3A'ya yükseltilebilir. Doğru, daha pahalı olacak - 11 ruble / adet.

PCB ve şematik montaj aşağıda gösterilmiştir:

Eski Sovyet transistör KT361 ile değiştirilebilir benzer p-n-p transistör (örneğin, KT3107, KT3108 veya burjuva 2N5086, 2SA733, BC308A). Şarj göstergesi gerekli değilse tamamen çıkarılabilir.

Devrenin dezavantajı: Besleme gerilimi 8-12V arasında olmalıdır. Bunun nedeni, LM317 mikro devresinin normal çalışması için akü üzerindeki voltaj ile besleme voltajı arasındaki farkın en az 4,25 volt olması gerektiğidir. Böylece USB portundan çalışmayacaktır.

MAX1555 veya MAX1551

MAX1551 / MAX1555, USB veya ayrı bir güç adaptörü (telefon şarj cihazı gibi) ile çalıştırılabilen özel Li + pil şarj cihazlarıdır.

Bu mikro devreler arasındaki tek fark, MAX1555'in şarj işleminin göstergesi için bir sinyal vermesi ve MAX1551'in gücün açık olduğuna dair bir sinyal vermesidir. Şunlar. 1555 çoğu durumda hala tercih edilir, bu nedenle 1551'i satışta bulmak artık zor.

Üreticiden bu mikro devrelerin ayrıntılı bir açıklaması -.

DC adaptöründen maksimum giriş voltajı, USB - 6 V'tan güç verildiğinde 7 V'tur. Besleme voltajı 3,52 V'a düştüğünde, mikro devre kapanır ve şarj durur.

Mikro devrenin kendisi, besleme voltajının hangi girişte bulunduğunu ve ona bağlı olduğunu tespit eder. Güç YUSB veri yolu üzerinden sağlanıyorsa, maksimum şarj akımı 100 mA ile sınırlıdır - bu, şarj cihazını güney köprüsünü yakma korkusu olmadan herhangi bir bilgisayarın USB bağlantı noktasına takmanıza olanak tanır.

Ayrı bir güç kaynağı ile çalıştırıldığında, tipik şarj akımı 280mA'dır.

Mikro devreler yerleşik aşırı ısınma korumasına sahiptir. Buna rağmen devre çalışmaya devam eder ve 110 °C'nin üzerindeki her derece için şarj akımını 17mA azaltır.

Bir ön şarj işlevi vardır (yukarıya bakın): akü üzerindeki voltaj 3V'un altında olduğu sürece, mikro devre şarj akımını 40 mA ile sınırlar.

Mikro devrenin 5 pimi vardır. İşte tipik bir bağlantı şeması:

Adaptörünüzün çıkışındaki voltajın hiçbir koşulda 7 voltu geçmeyeceğine dair bir garanti varsa, 7805 sabitleyici olmadan yapabilirsiniz.

USB şarj seçeneği, örneğin bunun üzerine monte edilebilir.

Mikro devre harici diyotlara veya harici transistörlere ihtiyaç duymaz. Genel olarak, elbette, muhteşem mikruhi! Sadece çok küçükler, lehimlemek elverişsiz. Ve onlar da pahalıdır ().

LP2951

LP2951 stabilizatörü, National Semiconductors () tarafından üretilmiştir. Yerleşik akım sınırlama işlevinin uygulanmasını sağlar ve devrenin çıkışında lityum iyon pilin şarj voltajının sabit bir seviyesini oluşturmanıza olanak tanır.

Şarj voltajı 4.08 - 4.26 volttur ve akü bağlantısı kesildiğinde R3 direnci tarafından ayarlanır. Gerilim çok hassas bir şekilde tutulur.

Şarj akımı 150 - 300mA'dır, bu değer LP2951 mikro devresinin dahili devreleri ile sınırlıdır (üreticiye bağlı olarak).

Küçük ters akımlı bir diyot kullanın. Örneğin, satın alabileceğiniz 1N400X serisinden herhangi biri olabilir. Diyot, giriş voltajının bağlantısı kesildiğinde aküden LP2951 mikro devresine ters akımı önlemek için bir engelleme diyotu olarak kullanılır.

Bu şarj oldukça düşük bir şarj akımı sağlar, böylece herhangi bir 18650 pil gece boyunca şarj edilebilir.

Mikro devre hem DIP paketinde hem de SOIC paketinde satın alınabilir (maliyet parça başına yaklaşık 10 ruble).

MCP73831

Mikro devre, doğru şarj cihazlarını oluşturmanıza olanak tanır ve ayrıca aşırı MAX1555'ten daha ucuzdur.

Tipik bir bağlantı şeması şuradan alınmıştır:

Devrenin önemli bir avantajı, şarj akımını sınırlayan düşük dirençli güç dirençlerinin olmamasıdır. Burada akım, mikro devrenin 5. pimine bağlı bir direnç tarafından ayarlanır. Direnci 2-10 kOhm aralığında olmalıdır.

Tam şarj cihazı şöyle görünür:

Çalışma sırasında mikro devre oldukça iyi ısınır, ancak bu onu engellemiyor gibi görünüyor. İşlevini gerçekleştirir.

İşte smd LED'li ve mikro USB konektörlü başka bir PCB seçeneği:

LTC4054 (STC4054)

Çok basit bir devre, harika bir seçenek! 800 mA'ya kadar akımla şarj etmeye izin verir (bkz.). Doğru, çok ısınma eğilimindedir, ancak bu durumda yerleşik aşırı ısınma koruması akımı azaltır.

Devre, bir transistörlü LED'lerden birini veya hatta her ikisini atarak büyük ölçüde basitleştirilebilir. O zaman şöyle görünecek (itiraf etmelisiniz ki, hiçbir yerde daha kolay değil: bir çift direnç ve bir kondansatör):

PCB seçeneklerinden biri şuradan temin edilebilir. Kart, 0805 standart boyutundaki elemanlar için tasarlanmıştır.

ben = 1000 / R... Hemen büyük bir akım ayarlamaya değmez, önce mikro devrenin ne kadar ısınacağına bakın. Kendi amaçlarım için, şarj akımı yaklaşık 360 mA iken 2,7 kOhm'luk bir direnç aldım.

Bu mikro devre için bir radyatörün adapte olması olası değildir ve kristal kasa geçişinin yüksek termal direnci nedeniyle etkili olacağı bir gerçek değildir. Üretici, ısı emicinin "pimlerden" yapılmasını önerir - izleri mümkün olduğunca kalın hale getirir ve folyoyu mikro devre kasasının altında bırakır. Genel olarak, ne kadar "toprak" folyo bırakılırsa o kadar iyidir.

Bu arada, ısının çoğu 3. bacaktan dağıtılır, böylece bu parçayı çok geniş ve kalın yapabilirsiniz (fazla lehimle doldurun).

LTC4054 çipinin paketi LTH7 veya LTADY olarak etiketlenebilir.

LTH7, LTADY'den farklıdır, çünkü birincisi çok ölü bir pili kaldırabilir (voltajı 2,9 volttan daha azdır) ve ikincisi kaldıramaz (ayrı olarak sallamanız gerekir).

Mikro devre çok başarılı çıktı, bu nedenle bir sürü analogu var: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181,600 VS6102, C EC49016, CYT5026, Q7051. Analoglardan herhangi birini kullanmadan önce veri sayfasını kontrol edin.

TP4056

Mikro devre SOP-8 kasasında yapılır (bkz.), karnında kontaklara bağlı olmayan metal bir ısı toplayıcıya sahiptir, bu da ısıyı daha verimli bir şekilde gidermeyi mümkün kılar. Pili 1A'e kadar bir akımla şarj etmenizi sağlar (akım, akım ayar direncine bağlıdır).

Bağlantı şeması, çok az menteşeli eleman gerektirir:

Devre, klasik şarj işlemini uygular - önce sabit bir akımla, ardından sabit bir voltaj ve düşen bir akımla şarj. Her şey bilimsel. Şarj işlemini adım adım sökerseniz, birkaç aşamayı ayırt edebilirsiniz:

1. Bağlı pilin voltajının izlenmesi (bu sürekli olur).
2. Ön şarj aşaması (akü 2,9 V'un altına boşalmışsa). Programlanmış direnç R prog'dan (R prog = 1,2 kOhm'da 100mA) 2,9 V seviyesine 1/10'luk bir akımla şarj edin.
3. Maksimum sabit akımla şarj etme (R prog'da 1000mA = 1,2 kOhm);
4. Akü 4,2 V'a ulaştığında akü üzerindeki voltaj bu seviyede sabitlenir. Şarj akımında kademeli bir düşüş başlar.
5. Akım, R prog direnci tarafından programlananın 1/10'una ulaştığında (R prog = 1.2kOhm'da 100mA), şarj cihazı kapatılır.
6. Şarj sona erdikten sonra kontrolör akü voltajını izlemeye devam eder (bkz. madde 1). İzleme devresi tarafından tüketilen akım 2-3 μA'dır. Voltaj 4.0V'a düştükten sonra şarj tekrar açılır. Ve böylece bir daire içinde.

Şarj akımı (amper cinsinden) formülle hesaplanır ben = 1200 / R prog... İzin verilen maksimum 1000 mA'dır.

3400 mAh'de 18650 pil ile gerçek bir şarj testi grafikte gösterilmektedir:

Mikro devrenin avantajı, şarj akımının sadece bir direnç tarafından ayarlanmasıdır. Güçlü düşük dirençli dirençler gerekli değildir. Ayrıca, şarj işleminin bir göstergesinin yanı sıra şarjın sona erdiğini gösteren bir gösterge vardır. Pil bağlı değilken gösterge birkaç saniyede bir yanıp söner.

Devrenin besleme gerilimi 4,5 ... 8 volt arasında olmalıdır. 4.5V'a ne kadar yakınsa o kadar iyidir (bu şekilde çip daha az ısınır).

İlk ayak, lityum iyon pile (genellikle bir cep telefonu pilinin orta ucuna) yerleştirilmiş sıcaklık sensörünü bağlamak için kullanılır. Çıkıştaki voltaj, besleme voltajının %45'inin altında veya %80'inin üzerindeyse, şarj askıya alınır. Sıcaklık kontrolüne ihtiyacınız yoksa, o ayağı yere koyun.

Dikkat! Bu devrenin önemli bir dezavantajı vardır: bir pil polaritesi ters koruma devresinin olmaması. Bu durumda, maksimum akımın aşılması nedeniyle kontrolörün yanması garanti edilir. Bu durumda devrenin besleme gerilimi direkt olarak aküye gider ki bu çok tehlikelidir.

İşaret basittir, diz üzerinde bir saat içinde yapılır. Zaman tükeniyorsa, hazır modüller sipariş edebilirsiniz. Bazı hazır modül üreticileri, aşırı akım ve aşırı deşarja karşı koruma sağlar (örneğin, ihtiyacınız olan panoyu seçebilirsiniz - korumalı veya korumasız ve hangi konektörle).

Sıcaklık sensörü için çıkış kontaklı hazır panolar da bulabilirsiniz. Veya şarj akımını artırmak için birkaç paralel TP4056 mikro devreli ve ters polarite korumalı bir şarj modülü (örnek).

LTC1734

Bu aynı zamanda çok basit bir şemadır. Şarj akımı, direnç R prog tarafından ayarlanır (örneğin, 3 kΩ direnç koyarsanız, akım 500 mA olacaktır).

Mikro devreler genellikle kasada işaretlenir: LTRG (genellikle Samsung'un eski telefonlarında bulunurlar).

Transistör hiç yapacak herhangi bir p-n-p, asıl şey, belirli bir şarj akımı için tasarlanmış olmasıdır.

Belirtilen şemada şarj göstergesi yoktur, ancak LTC1734 pin "4"ün (Prog) iki işlevi olduğunu söyler - akımı ayarlamak ve pil şarjının sonunu izlemek. Örnek olarak, LT1716 karşılaştırıcısını kullanarak şarjın sonunu kontrol eden bir devre gösterilmiştir.

Bu durumda karşılaştırıcı LT1716, ucuz bir LM358 ile değiştirilebilir.

TL431 + transistör

Muhtemelen, daha uygun fiyatlı bileşenlerden bir devre bulmak zordur. Buradaki zor kısım, TL431 voltaj referansını bulmaktır. Ancak o kadar yaygındırlar ki hemen hemen her yerde bulunurlar (nadiren herhangi bir güç kaynağı bu mikro devre olmadan yapabilir).

Eh, TIP41 transistörü, uygun bir kollektör akımı ile başka herhangi bir transistör ile değiştirilebilir. Eski Sovyet KT819, KT805 (veya daha az güçlü KT815, KT817) bile yapacak.

Devrenin kurulması, 4,2 voltta bir trimleme direnci kullanılarak çıkış voltajının (akü olmadan !!!) ayarlanmasına indirgenir. Direnç R1, maksimum şarj akımını ayarlar.

Bu devre, iki aşamalı bir lityum pil şarj etme işlemini tam olarak uygular - ilk önce, doğru akımla şarj etme, ardından voltaj stabilizasyon aşamasına geçiş ve akımın kademeli olarak neredeyse sıfıra düşmesi. Tek dezavantaj, devrenin zayıf tekrarlanabilirliğidir (ayarlamada kaprisli ve kullanılan bileşenler üzerinde talepkar).

MCP73812

Microchip - MCP73812'den haksız yere ihmal edilen başka bir mikro devre var (bkz.). Temelinde, çok çıkıyor bir bütçe seçeneğişarj (ve ucuz!). Tüm vücut kiti sadece bir dirençtir!

Bu arada, mikro devre lehimlemeye uygun bir durumda yapılır - SOT23-5.

Tek olumsuz yanı çok ısınması ve şarj göstergesi olmaması. Ayrıca, düşük güçlü bir güç kaynağınız varsa (voltaj düşüşüne neden olur) bir şekilde çok güvenilir bir şekilde çalışmaz.

Genel olarak, şarj göstergesi sizin için önemli değilse ve 500 mA akım size uyuyorsa, MCP73812 çok iyi bir seçenektir.

NCP1835

Tam entegre bir çözüm sunulur - NCP1835B, şarj voltajının yüksek stabilitesini sağlar (4,2 ± 0,05 V).

Belki de bu mikro devrenin tek dezavantajı çok minyatür boyutudur (DFN-10 kasa, boyut 3x3 mm). Herkes bu tür minyatür elemanların yüksek kalitede lehimlenmesini sağlayamaz.

Tartışılmaz avantajlardan aşağıdakileri not etmek isterim:

1. Minimum vücut kiti parçası sayısı.
2. Tamamen boşalmış bir pili şarj etme yeteneği (30mA akımla ön şarj);
3. Şarjın sonunun belirlenmesi.
4. Programlanabilir şarj akımı - 1000 mA'ya kadar.
5. Şarj ve hata göstergesi (şarj edilemeyen pilleri algılayabilir ve bununla ilgili sinyal verebilir).
6. Sürekli şarja karşı koruma (C t kapasitörünün kapasitansını değiştirerek, maksimum şarj süresini 6,6 ila 784 dakika arasında ayarlayabilirsiniz).

Mikro devrenin maliyeti o kadar ucuz değil, ancak kullanmayı reddetmek için çok yüksek değil (~ 1 $). Bir havya ile arkadaşsanız, bu seçeneği tercih etmenizi tavsiye ederim.

Daha Detaylı Açıklama içinde .

Bir lityum iyon pil, kontrolör olmadan şarj edilebilir mi?

Evet yapabilirsin. Ancak bu, şarj akımı ve voltajı üzerinde sıkı bir kontrol gerektirecektir.

Genel olarak, pili şarj etmek, örneğin 18650'miz hiç şarj cihazı olmadan çalışmayacaktır. Aynı şekilde, maksimum şarj akımını bir şekilde sınırlamanız gerekir, bu nedenle en azından en ilkel şarj cihazı hala gereklidir.

Herhangi bir lityum pil için en basit şarj cihazı, pille seri olarak bağlanmış bir dirençtir:

Direncin direnci ve güç kaybı, şarj için kullanılacak güç kaynağının voltajına bağlıdır.

Örnek olarak 5 voltluk bir güç kaynağı için direnci hesaplayalım. 2400 mAh kapasiteli 18650 pili şarj edeceğiz.

Bu nedenle, şarjın en başında direnç üzerindeki voltaj düşüşü şöyle olacaktır:

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

5 voltluk güç kaynağımızın maksimum 1A akım için derecelendirildiğini varsayalım. Devre, en büyük akımı, pil üzerindeki voltaj minimum ve 2,7-2,8 Volt olduğunda, şarjın en başında tüketecektir.

Dikkat: Bu hesaplamalar, akünün çok derin deşarj olma ve üzerindeki voltajın çok daha düşük, sıfıra inme ihtimalini dikkate almamaktadır.

Bu nedenle, yükün en başında akımı 1 Amper seviyesinde sınırlamak için gereken direncin direnci şöyle olmalıdır:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 Ohm

Direnç Dağılma Gücü:

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

Akü şarjının en sonunda, üzerindeki voltaj 4,2 V'a yaklaştığında, şarj akımı şöyle olacaktır:

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

Yani, görebildiğimiz gibi, tüm değerler belirli bir pil için kabul edilebilir aralıktadır: ilk akım, belirli bir pil (2,4 A) için izin verilen maksimum şarj akımını geçmez ve son akım, akımı aşar. pilin kapasite kazanmayı durdurduğu (0.24 A).

Bu tür şarjın ana dezavantajı, aküdeki voltajı sürekli olarak izleme ihtiyacıdır. Voltaj 4,2 Volt'a ulaşır ulaşmaz şarjı manuel olarak kesin. Gerçek şu ki, lityum piller kısa süreli aşırı gerilimi bile çok kötü tolere ediyor - elektrot kütleleri hızla bozulmaya başlıyor ve bu da kaçınılmaz olarak kapasite kaybına yol açıyor. Aynı zamanda, aşırı ısınma ve basınçsızlaştırma için tüm ön koşullar yaratılır.

Pilinizde biraz yukarıda tartışılan yerleşik bir koruma kartı varsa, her şey basitleştirilmiştir. Aküde belirli bir voltaja ulaşıldığında, kart otomatik olarak şarj cihazından bağlantısını kesecektir. Ancak, bu şarj yönteminin bahsettiğimiz önemli dezavantajları vardır.

Pilin içindeki koruma, hiçbir koşulda pilin yeniden şarj edilmesine izin vermez. Yapmanız gereken tek şey şarj akımını bu pil için izin verilen değerleri aşmayacak şekilde kontrol etmektir (maalesef koruma kartları şarj akımını nasıl sınırlayacağını bilmiyor).

Laboratuvar güç kaynağı ile şarj etme

Elinizin altında akımla sınırlı bir güç kaynağınız varsa, kurtulursunuz! Böyle bir güç kaynağı, yukarıda yazdığımız (CC / CV) doğru şarj profilini uygulayan zaten tam teşekküllü bir şarj cihazıdır.

Li-ion'u şarj etmek için yapmanız gereken tek şey güç kaynağına 4,2 volt ayarlamak ve istenilen akım limitini ayarlamak. Ve pili bağlayabilirsiniz.

Başlangıçta, pil hala boşaldığında, laboratuvar güç kaynağı akım koruma modunda çalışacaktır (yani, çıkış akımını belirli bir seviyede stabilize edecektir). Ardından, sıradaki voltaj ayarlanan 4.2V'a yükseldiğinde, güç kaynağı voltaj stabilizasyon moduna girecek ve akım düşmeye başlayacaktır.

Akım 0,05-0,1C'ye düştüğünde, pil tam olarak şarj edilmiş olarak kabul edilebilir.

Gördüğünüz gibi, bir laboratuvar PSU'su neredeyse ideal bir şarj cihazıdır! Otomatik olarak nasıl yapacağını bilmediği tek şey, pili tamamen şarj etme ve kapatma kararını vermesidir. Ancak bu, dikkat etmeye bile değmeyen bir önemsememek.

Lityum pilleri nasıl şarj ederim?

Ve yeniden şarj etmek için tasarlanmamış tek kullanımlık bir pilden bahsediyorsak, bu sorunun doğru (ve yalnızca doğru) yanıtı YOKTUR.

Gerçek şu ki, herhangi bir lityum pil (örneğin, düz bir tablet biçimindeki yaygın CR2032), lityum anotu kaplayan dahili bir pasifleştirme katmanının varlığı ile karakterize edilir. Bu katman, anotun elektrolit ile kimyasal olarak reaksiyona girmesini önler. Ve harici akımın sağlanması yukarıdakileri yok eder koruyucu katman pilin zarar görmesine neden olur.

Bu arada şarj edilemeyen bir CR2032 pilden bahsedecek olursak, yani ona çok benzeyen LIR2032 zaten tam teşekküllü bir pil. Şarj edilebilir ve şarj edilmelidir. Sadece voltajı 3 değil, 3.6V.

Lityum pillerin nasıl şarj edileceği (ister bir telefon pili, 18650 pil veya başka bir li-ion pil olsun) makalenin başında tartışılmıştı.

Basit şarj cihazları için küçük mikro devreleri beğendim. Onları yerel çevrimdışı mağazamızdan satın aldım, ancak şans eseri orada bittiler, uzun süre bir yerden alındılar. Bu duruma bakarak, mikro devreler oldukça iyi olduğu için kendim için küçük bir toptan sipariş etmeye karar verdim ve işi beğendim.
Kesimin altında açıklama ve karşılaştırma.

Başlıkta karşılaştırma hakkında yazdığım boşuna değildi, çünkü yolculuk sırasında köpek büyüyebildi mikruhi mağazada göründü, birkaç parça satın aldım ve karşılaştırmaya karar verdim.
İncelemede çok fazla metin olmayacak, ancak oldukça fazla fotoğraf olacak.

Ama her zaman olduğu gibi, bana nasıl geldiğiyle başlayacağım.
Diğer farklı parçalarla birlikte geldi, mikruhilerin kendileri bir mandallı ve adında bir çıkartma bulunan bir çantaya paketlenmişti.

Bu mikro devre, şarj uç voltajı 4,2 Volt olan lityum piller için bir şarj cihazı mikro devresidir.
Pilleri 800mA'ya kadar akımla şarj edebilir.
Akım değeri, harici direncin değeri değiştirilerek ayarlanır.
Ayrıca pil çok boşalmışsa (voltaj 2,9 Volt'tan düşükse) küçük bir akımla şarj etme işlevini de destekler.
4,2 Volt'luk bir voltajla şarj edildiğinde ve şarj akımı setin 1/10'unun altına düştüğünde, mikro devre şarjı kapatır. Voltaj 4.05 Volt'a düşerse tekrar şarj moduna geçecektir.
Bir gösterge LED'i bağlamak için bir çıkış da vardır.
Daha fazla bilgi bulunabilir, bu mikro devre çok daha ucuza sahiptir.
Üstelik bizde daha ucuz, Ali'de ise tam tersi.
Aslında, karşılaştırma için bir analog aldım.

Ancak LTC ve STC mikro devrelerinin her ikisi de LTC4054 olarak etiketlenmiş olarak tamamen aynı göründüğünde şaşırdım.

Belki daha da ilginçtir.
Herkesin anladığı gibi, mikro devreyi kontrol etmek o kadar kolay değil, ayrıca diğer radyo bileşenlerinden, tercihen bir tahtadan vb.
Ve tam o sırada bir arkadaşım 18650 piller için şarj cihazını tamir etmemi istedi (bu bağlamda, yeniden yapmak yerine).
Yerli yandı ve şarj akımı çok küçüktü.

Genel olarak, test için önce test edeceğimiz şeyi toplamanız gerekir.

Kartı diyagramsız da olsa datasheet'e göre çizdim ama kolaylık olması açısından burada bir diyagram vereceğim.

Eh, baskılı devre kartının kendisi. Kartta VD1 ve VD2 diyotları yok, her şeyden sonra eklendiler.

Bütün bunlar basıldı, bir textolite parçasına aktarıldı.
Paradan tasarruf etmek için, budama için başka bir tahta yaptım, katılımıyla bir inceleme daha sonra olacak.

Eh, baskılı devre kartının kendisi yapıldı ve gerekli parçalar seçildi.

Ve böyle bir şarj cihazını yeniden yapacağım, kesinlikle okuyucular tarafından çok iyi biliniyor.

İçinde çok karmaşık şema Aküler üzerindeki şarjın eşitlenmesini sağlayan konnektör, LED, direnç ve özel eğitimli kablolardan oluşur.
Şaka yapıyorum, şarj cihazı bir prize takılı bir blokta, ancak burada sadece paralel bağlı 2 pil ve pillere kalıcı olarak bağlı bir LED var.
Yerel şarj cihazına daha sonra döneceğiz.

Mendili lehimledim, anakartı kontaklarla oydum, kontakların kendileri yaylarla düştü, yine de kullanışlı olacaklar.

Birkaç yeni delik açtım, ortalama olarak yanlarda cihazın açık olduğunu gösteren bir LED olacak - şarj işlemi.

Yaylı kontakları yeni panoya ve LED'lere lehimledim.
Önce LED'leri panoya yerleştirmek, ardından kartı orijinal yerlerine dikkatlice yerleştirmek ve ancak daha sonra lehimlemek uygundur, sonra tam olarak ve aynı şekilde dururlar.

Kart yerinde, güç kablosu lehimli.
Baskılı devre kartı, üç güç kaynağı seçeneği için geliştirilmiştir.
MiniUSB konektörlü 2 seçenek, ancak kartın farklı taraflarına ve kablo altına kurulum seçenekleri.
Bu durumda, ilk başta kablonun uzunluğunun nasıl gerekli olacağını bilmiyordum, bu yüzden kısa olanı lehimledim.
Pillerin pozitif kontaklarına giden kabloları da lehimledim.
Şimdi ayrı kablolar boyunca ilerliyorlar, her pilin kendine ait.

İşte yukarıdan nasıl çıktığı.

Pekala, şimdi teste geçelim.

Tahtada solda Ali'den aldığım mikruhu'yu kurdum, sağda çevrimdışı satın aldım.
Buna göre, üstte yansıtılacaklar.

Ali ile ilk mikruha.
Şarj akımı.

Şimdi çevrimdışı satın alındı.

Kısa devre akımı.
Aynı şekilde, önce Ali ile.

Şimdi çevrimdışından.

4.8 Volt'ta şarj akımının 600mA olduğu, 5 Volt'ta 500'e düştüğü fark edildi, ancak bu ısındıktan sonra kontrol edildi, belki aşırı ısınma koruması bu şekilde çalışıyor, henüz çözemedim, ancak mikro devreler davranıyor Aynı sayılır.

Peki, şimdi şarj işlemi ve yeniden çalışmayı tamamlama hakkında biraz (evet, hatta oluyor).
En başından beri, LED'i açık durumunu gösterecek şekilde ayarlamayı düşündüm.
Her şey basit ve açık görünüyor.
Ama her zamanki gibi daha fazlasını istiyordum.
Şarj işlemi sırasında söndürülmesinin daha iyi olacağına karar verdim.
Birkaç diyot lehimledim (şemada vd1 ve vd2) ama küçük bir bummer var, şarj modunu gösteren LED pil yokken bile parlıyor.
Aksine, parlamaz, ancak hızla titriyor, pil terminallerine paralel 47μF'lik bir kapasitör ekledi, ardından çok kısa bir süre, neredeyse fark edilmeden yanıp sönmeye başladı.
Bu, voltaj 4.05 Volt'un altına düşerse yeniden şarj etmeyi sağlayan histerezistir.
Genel olarak, bu revizyondan sonra her şey yolunda gitti.
Pil şarjı, kırmızı ışık, yeşil ışık ve pilin olmadığı yerde LED ışığı yok.

Pil tamamen şarj olmuştur.

Kapalı durumda, mikro devre güç konektörüne voltaj iletmez ve bu konektörü kısa devre yapmaktan korkmaz, bu nedenle pili LED'ine deşarj etmez.

Sıcaklık ölçümü olmadan olmaz.
15 dakikalık şarjdan sonra 62 derecenin biraz üzerine çıktım.

Peki, tamamen bitmiş bir cihaz böyle görünüyor.
Dış değişiklikler, iç değişikliklerin aksine minimum düzeydedir. Bir arkadaşımda 5/Volt 2 Amper güç kaynağı ünitesi vardı ve oldukça iyiydi.
Cihaz kanal başına 600mA şarj akımı sağlar, kanallar bağımsızdır.

Eh, yerel şarj cihazı böyle görünüyordu. Yoldaş benden şarj akımını yükseltmemi istedi. Hatta buna dayanamadı, başka nerede yetiştirilecek, cüruf.

Özet.
Bence 7 sentlik bir çip için çok iyi.
Mikro devreler tamamen işlevseldir ve çevrimdışı satın alınanlardan farklı değildir.
Çok memnunum, şimdi bir miktar mikruh var ve mağazada olmasını beklemeye gerek yok (son zamanlarda tekrar satıştan kayboldular).

Eksilerden - Bu hazır bir cihaz değil, bu nedenle aşındırma, lehimleme vb.

Eh, toga'da, kendi başınıza yapılmış bir iş ürünü almak, hazır panolardan daha ucuzdur ve hatta sizin özel koşullarınız altında bile.
Neredeyse unutuyordum, veri sayfası, şema ve izleme -