E simplu încărcător pentru baterii litiu-ion, precum și bateriile litiu-polimer sunt construite pe binecunoscutul LM317.

Procesul de încărcare este prezentat în graficul de mai jos. În primul moment al procesului de încărcare, curentul de încărcare este constant; când nivelul de tensiune țintă (Umax) este atins pe baterie, încărcătorul trece într-un mod în care tensiunea rămâne constantă și curentul tinde asimptotic spre zero.

Tensiunea de ieșire a bateriilor litiu-ion și litiu-polimer este de obicei de 4,2 V (4,1 V pentru unele tipuri). De obicei, tensiunea de ieșire nu se potrivește cu tensiunea nominală care este de 3,7 V (uneori 3,6 V).

Nu este recomandat să încărcați acest tip de baterie la 4,2 V, deoarece aceasta va reduce durata de viață a bateriei. Dacă reduceți tensiunea de ieșire la 4,1 V, capacitatea scade cu 10%, dar în același timp durata de viață (numărul de cicluri) aproape se va dubla. Când utilizați baterii, tensiunea nominală nu poate fi mai mică de 3,4...3,3 V.

Descrierea încărcătorului

După cum am menționat deja, încărcarea se bazează pe stabilizatorul LM317. Li-Ion și Li-Pol sunt destul de exigenți cu privire la precizia tensiunii de încărcare. Dacă doriți să încărcați la tensiune maximă (de obicei 4,2 V), atunci trebuie să setați această tensiune cu o precizie de plus/minus 1%. După încărcarea la 90% capacitate (4,1 V), precizia poate fi puțin mai mică (aproximativ 3%).

Circuitul care utilizează LM317 oferă o stabilizare a tensiunii destul de precisă. Tensiunea țintă este stabilită de R2. Stabilizarea curentului nu este la fel de critică ca stabilizarea tensiunii, așa că este suficient să o stabilizați folosind un rezistor de șunt Rx și un tranzistor NPN (VT1).

Dacă căderea de tensiune pe rezistorul Rx ajunge la aproximativ 0,95 V, atunci tranzistorul începe să se deschidă. Acest lucru reduce tensiunea la contactul „Comun” al stabilizatorului Lm317 și, prin urmare, stabilizează curentul.

Curentul de încărcare necesar pentru o anumită baterie litiu-ion (Li-Ion) și litiu-polimer (Li-Pol) este selectat prin schimbarea rezistenței Rx. Rezistența Rx corespunde aproximativ următorului raport: 0,95/Imax. Valoarea rezistorului Rx indicată pe diagramă corespunde unui curent de 200 mA.

Tensiunea de intrare a încărcătorului trebuie să fie între 9 și 24 de volți. Depășirea acestui nivel crește pierderile de putere în circuitul LM317; scăderea acestuia va perturba funcționarea corectă (trebuie să recalculați căderea de tensiune pe șunt și tensiunea minimă la contactul „Comun”). Tranzistorul VT1 poate fi înlocuit cu BC237, KC507, C945 sau domestic

Caracteristici de încărcare a bateriilor cu litiu și încărcătoare pentru acestea

Oamenii moderni folosesc multe gadget-uri electronice. Acesta este un laptop, telefon mobil, tabletă, cameră și multe altele. Majoritatea acestor dispozitive sunt alimentate de baterii cu litiu. La urma urmei, le prețuim tocmai pentru că sunt dispozitive mobile. Cu toate acestea, portabilitatea vine cu prețul nevoii de a încărca constant bateriile. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un încărcător de baterie cu litiu. În cele mai multe cazuri, încărcătoarele sunt furnizate împreună cu dispozitivul în sine. Acesta este același adaptor de alimentare pentru un laptop sau telefon. În mod ideal, desigur, încărcătorul standard ar trebui să fie folosit pentru încărcare. Dar ce să faci dacă este pierdut sau deteriorat. Trebuie să alegeți un încărcător potrivit. Ce trebuie luat în considerare va fi discutat în acest articol.

În general, încărcătorul ar trebui să aibă o tensiune de ieșire de 5 volți și un curent a cărui valoare corespunde cu (0,5─1)*Cn. CH este capacitatea nominală a bateriei. De exemplu, pentru o celulă cu litiu cu o capacitate de 2200 mAh, încărcarea ar trebui să producă un curent de 1,1 amperi.

Majoritatea încărcătoarelor de la producători de renume încarcă bateriile Li în mai multe etape. Prima etapă are loc la o valoare constantă a curentului de 0,2─1 C și o tensiune de 4,1─4,2 V (aici ne referim la tensiunea pe element sau borcan). Această etapă durează aproximativ 40-50 de minute. A doua etapă se realizează la tensiune constantă. Există dispozitive care folosesc modul puls pentru a accelera procesul de încărcare. Pentru sistemele litiu-ion cu un sistem de grafit, tensiunile trebuie limitate la 4,1 volți per celulă.

Dacă utilizați o tensiune mai mare de 4,1 volți, puteți crește densitatea de energie a bateriei. Dar, în același timp, încep reacțiile oxidative, care scurtează durata de viață a bateriei. În modelele ulterioare, această problemă a fost corectată cu aditivi. Și tensiunea de pe ele în timpul încărcării poate fi crescută la 4,2 volți cu o abatere de 0,05 pe element.

Dacă vorbim de baterii cu litiu pentru uz industrial și pentru sectorul militar, atunci încărcătoarele pentru acestea suportă o tensiune de 3,9 volți. Acest lucru asigură o durată lungă de viață și fiabilitate.

Dacă încărcătorul produce un curent de 1C, bateria se va încărca în aproximativ 2-3 ore. Când încărcarea este complet încărcată și tensiunea atinge valoarea limită, curentul scade brusc și se ridică la câteva procente din valoarea inițială.

Merită spus că pe măsură ce curentul de încărcare crește, timpul de încărcare practic nu scade. La un curent mai mare, tensiunea crește mai repede în prima etapă a procesului, dar a doua etapă de reîncărcare în acest caz durează mai mult.

Există încărcătoare care pot încărca o baterie cu litiu în aproximativ o oră. Acest încărcător pentru baterii cu litiu nu are o a doua treaptă și bateria este gata de utilizare după finalizarea primei etape. Nivelul de încărcare a bateriei va fi de 70%. Dar, din cauza naturii bateriilor cu litiu, acest lucru nu este critic pentru ele.

În graficul de mai sus puteți vedea trei etape de încărcare a unei baterii Li:

• Primul. Curentul de încărcare maxim posibil (1C) trece prin baterie. Această etapă se termină când tensiunea crește până la o valoare de prag;
• Al doilea. Tensiunea rămâne maximă (4,1─4,2 volți), iar curentul de încărcare scade la 3% din valoarea inițială;
• Al treilea. Încărcare compensatoare în timpul depozitării (efectuat aproximativ o dată la 20 de zile).

În timpul fazei de stocare, încărcarea continuă nu este posibilă pentru bateriile cu litiu din cauza faptului că aceasta duce la metalizarea Li-ului. Dar reîncărcarea pe termen scurt cu curent continuu compensează pierderea de încărcare. Această încărcare trebuie efectuată atunci când tensiunea celulei scade la 4,05 volți. Procesul de încărcare se oprește la 4,2 volți.

Și încă un punct important. Bateriile cu litiu sunt foarte sensibile la supraîncărcare. Chiar și cu o reîncărcare ușoară, metalizarea cu litiu începe pe suprafața electrodului negativ. Este foarte activ și interacționează cu electrolitul. Ca rezultat al reacției la catod, oxigenul este eliberat și presiunea crește. Ca rezultat, poate apărea depresurizarea elementului, aprinderea și chiar o mică explozie.

În plus, dacă tensiunea de încărcare este depășită în mod continuu, durata de viață a bateriilor cu litiu va fi redusă. Prin urmare, în majoritatea bateriilor cu litiu, pe lângă celulele în sine, există o placă de protecție.

Placa controlează procesul de încărcare și descărcare a elementelor în funcție de limitele inferioare și superioare de tensiune. Senzorii de temperatură sunt adesea folosiți pentru a opri elementele la 90 de grade Celsius. Unele tipuri de baterii au o supapă mecanică care se deschide atunci când presiunea din interiorul carcasei crește peste o anumită limită.

Exista si exceptii. De exemplu, bateriile care conțin mangan nu au o astfel de protecție. Manganul inhibă puternic metalizarea la anod și formarea oxigenului. Prin urmare, o astfel de protecție nu este necesară.

Toate acestea trebuie avute în vedere atunci când alegeți un încărcător. Dacă veți încărca cutia de litiu direct fără controler, tensiunea trebuie monitorizată constant. Dar este mult mai bine să folosiți dispozitive cu control automat sau să încărcați bateria printr-o placă de protecție.

Încărcătoare pentru diverse gadget-uri

Încărcătoare pentru baterii smartphone

Dacă ați pierdut încărcătorul standard pentru telefonul dvs., „broasca” vă va ajuta. Acesta este unul dintre cele mai comune dispozitive. Taxa și-a primit numele pentru forma sa caracteristică.

Nu ar putea fi mai ușor de folosit. Încărcătorul are 2 contacte reglabile pe lățime: plus și minus. Trebuie să le instalați într-o poziție potrivită pentru bateria care se încarcă. Apoi, bateria este introdusă astfel încât să existe contact cu bornele sale și este fixată cu bara de prindere superioară. Desigur, polaritatea trebuie respectată în timpul instalării. Apoi dispozitivul este introdus în conectorul de 220 de volți și încărcat până când indicatorul arată sfârșitul procesului.

Descriere detaliată a bateriilor litiu-ion 18650, realizarea unui dispozitiv de încărcare cu propriile mâini, nuanțe de aplicare.

TEST:

1. Care a fost principalul dezavantaj al primelor modele de baterii 18650?

a) Au explodat din cauza litiului metalic din interior - cu încărcare frecventă, au apărut acumulări pe element, ducând la o explozie.

b) Bateria era prea voluminoasă și incomodă.

1. De ce problemă nu au scăpat încă producătorii de modele moderne 18650?

a) Bateria se supraîncălzi adesea.
b) Bateria își pierde rapid încărcarea atunci când este expusă la temperaturi negative.

1. În ce interval de temperatură este de dorit să depozitați bateria?

a) + 10 – + 25 – indicatori ideali. Bateria nu tolerează încăperi extrem de reci sau fierbinți.

b) Depozitați bateria la temperaturi scăzute atunci când nu este utilizată.

c) La o temperatură de +30-45 grade.

1. De ce nu pot cumpăra un încărcător fabricat în China?

a) Cazul este prea nesigur.
b) Piese de calitate scăzută, tehnologia de asamblare corectă nu este întotdeauna respectată.

1. La ce nivel de încărcare este indicat să depozitați bateria?

a) 18650 ar trebui să fie stocat la un nivel de încărcare care să nu scadă sub 50%. O descărcare completă nu poate fi efectuată.

b) Nu mai mic de 10%.

Raspunsuri:

1. a) Principalul dezavantaj al primelor modele este riscul de explozie. Litiu-metalul a crescut cu o încărcare frecventă și a avut loc un scurtcircuit, ceea ce a dus la o explozie a bateriei.
2. b) Bateriile moderne nu tolerează bine temperaturile scăzute - încărcarea scade foarte repede.
3. a) + 10 – + 25 – indicatori ideali. Nu așezați bateria în alte condiții.
4. b) Producătorii chinezi folosesc adesea piese de calitate scăzută la asamblarea dispozitivelor, așa că eșuează. Tehnologia de asamblare corectă nu este întotdeauna respectată.
5. a) Dacă intenționați să păstrați bateria inactiv pentru o perioadă lungă de timp, asigurați-vă că încărcarea acesteia nu scade sub 50%, altfel bateria se va deteriora.

Proprietarii de litiu-ion baterii 18650 se confruntă cu întrebarea cu ce curent să-l încarce. Există, de asemenea, dificultăți în funcționarea corectă; oamenii nu știu exact de ce se tem astfel de baterii sau cum să-și mărească timpul de funcționare.

Pentru a asambla singur o țigară electronică sau o lanternă, trebuie să studiezi toate aspectele muncă cu alimentare cu litiu-ion.

Definiție: baterie Li-ion este o baterie de curent electric care a devenit larg răspândită printre electronicele de larg consum din 1991. Anul acesta, Sony Corporation a prezentat produsul pe piața mai largă.

Răspunsuri la 5 întrebări frecvente

1. Pentru ce sunt folosite bateriile litiu-ion?

- Ca sursă de energie. Astfel de baterii sunt adesea folosite pentru diverse telefoane mobile, camere video, laptopuri, pentru reîncărcarea vehiculelor electrice sau țigărilor electronice moderne.

1. Modelele au vreun dezavantaj?

— Principalul dezavantaj al modelului a fost că primele dezvoltări au explodat literalmente. Acest lucru se explică prin faptul că producătorii au plasat în interior un anod format din litiu metal. Atunci când apar un număr mare de sarcini și descărcări, pe anod apar formațiuni, ducând la scurtcircuitul electrozilor. Ca urmare, are loc un incendiu și apoi o explozie. Această problemă a fost acum rezolvată.

1. Cum a fost rezolvată problema exploziilor?

— Pentru a face structura mai sigură, oamenii de știință au înlocuit miezul cu grafit și au scăpat de problema exploziilor. Dar au existat încă dificultăți cu catodul cauzate de designul cu oxid de cobalt. Dacă s-au încălcat caracteristicile operaționale, exploziile s-au repetat. De aceea a fost necesar să se asigure că dispozitivul nu a fost supraîncărcat. A fost extrem de incomod pentru utilizatori să monitorizeze în mod constant nivelul de încărcare, iar dezvoltatorii au fost nevoiți să modifice din nou dispozitivul. Modelele moderne sunt sigure. Când dezvoltatorii au început să folosească baterii cu ferofosfat de litiu, au reușit să scape de această problemă. Dispozitivele moderne sunt fabricate în așa fel încât supraîncărcarea și supraîncălzirea sunt imposibile.

1. Modelele moderne au dezavantaje?

— Încărcarea se pierde dacă bateria este expusă la temperaturi scăzute.

1. Dacă nu utilizați bateria pentru o perioadă lungă de timp, se va deteriora?

– Dacă nu coborâți nivelul de rarefacție sub 50%, acesta nu se va deteriora.

3 beneficii ale bateriei

Litiu-ion baterii au o serie de aspecte pozitive, motiv pentru care au câștigat popularitate:

1. Capacitate foarte mare baterie
2. Mic autodescărcare
3. Nu necesită întreținere specială.

Încărcare – 5 nuanțe

Uita-te la poza incarcatorului original dispozitiv.Încărcătorul conceput pentru bateriile litiu-ion este foarte asemănător cu bateriile de tip plumb-acid. Diferența este că litiu-ion baterie Există tensiuni înalte pe fiecare bancă și cerințe severe de toleranță la tensiune.

Acest lucru este interesant! Bateria este numită „cutie” din cauza asemănării sale cu cutiile de aluminiu folosite pentru băuturi răcoritoare.

Cele mai populare articole nutriție cu această formă - 18650. Bateria a primit acest nume datorită dimensiunilor sale: diametru - 18 mm, înălțime - 65 mm. La încărcarea bateriilor plumb-acid baterii, Sunt permise inexactități minore în indicațiile de tensiune. Dar cu dispozitivele cu litiu-ion, totul este mult mai specific. Cand se intampla încărcător, iar tensiunea crește la 4,2 Volți, tensiunea către element trebuie oprită imediat. Eroarea este de doar 0,5 volți.

Există un număr mare de chinezîncărcătoare concepute pentru baterii din diferite materiale. Fără a compromite performanța, bateriile ionice sunt încărcate cu un curent de 0,8 A. Dar tensiunea din bancă va trebui controlată foarte strict. Când valoarea este de 4,2 volți, opriți imediat încărcarea. Dar în cazul în care este încorporat în borcan controlor, atunci nu trebuie să vă faceți griji, deoarece dispozitivul va face totul pe cont propriu.

Încărcătoare 4,2 volți

La fel de încărcător Pentru o baterie litiu-ion se folosește un stabilizator de tensiune, limitând curentul chiar la începutul încărcării. Este necesar să folosiți o tensiune extrem de stabilă și să limitați curentul chiar la începutul procesului de încărcare. Încărcarea ar trebui să fie finalizată în momentul în care tensiunea stabilă este de 4,2 volți, absentă actual, sau valoarea sa este foarte mică - în jur de 5-7 mA.

Când este introdusă o tijă a bateriei grafit, atunci tensiunea nu trebuie să depășească 4,1 V per element. Dacă această regulă este neglijată, densitatea de energie va crește foarte mult și vor începe procesele de oxidare ale dispozitivului. Ca urmare, bateria se va defecta. Pentru a evita oxidarea, modelele moderne sunt echipate cu aditivi - grafitîn forma sa pură nu există interior. Dar modele similare mai pot fi găsite întâmplător.

Cum să încărcați corect bateriile Li-ion. Conectarea în paralel a bateriilor.

Încărcător de casă acasă (cu propriile mâini) - 1 circuit

Pentru încărcare 18650 cumpărați un încărcător universal și utilizați în mod constant un multimetru pentru a afla parametrii necesari. Dar un astfel de dispozitiv este destul de scump. Prețul minim - 2700 de ruble.

În schimb, puteți petrece doar câteva ore și puteți asambla un încărcător dispozitiv pe cont propriu. Avantajele acestui ansamblu sunt costul redus, fiabilitatea și oprirea automată a bateriei. Toate piesele folosite la asamblare se gasesc in garajul oricarui radioamator. Dacă lipsește ceva, îl poți cumpăra de la cel mai apropiat magazin de radio. Va trebui să cheltuiți maxim 300 de ruble pe componente.

Dacă diagramă Dacă este asamblat corect, nu este nevoie de configurație suplimentară - va fi imediat gata de utilizare.

Trebuie să utilizați următoarea schemă electrică:

Sistem

Lucrul pozitiv este că dacă instalezi stabilizator la radiatorul dorit, apoi bateria se incarca fara teama ca incarcatorul va lua foc. Dar acest lucru cu siguranță nu se poate spune despre încărcătoarele chinezești, care suferă de această consecință neplăcută.

Principiul de funcționare – 4 nuanțe

• a începe baterie trebuie să fie încărcat folosind curent continuu, care este determinat de rezistența rezistenței R4;
• după baterie primește o tensiune de 4,2 volți, dispozitivul trece la încărcare DC;
• când curentul scade la valori minime, LED-ul se va opri aprinderea;
• reîncărcare curentă litiu-ion baterie, nu trebuie să depășească 10% din capacitatea întregii baterii. Astfel, durata de viață a bateriilor crește. Dacă rezistența R4 are o valoare de 11 ohmi, atunci curentul circuitului ar trebui să fie de 100 mA. Dacă rezistența este de 5 ohmi, atunci curentul de încărcare ar trebui să fie de 230 mA.

De asemenea, este important să cunoașteți 3 nuanțe despre „extinderea vieții” 18650

1. Dacă baterie va trebui lăsat nefolosit ceva timp, este indicat să depozitați bateriile separat de dispozitivul pe care îl vor alimenta. Dacă o celulă este complet încărcată, aceasta își va pierde o parte din încărcare în timp. În cazul în care elementul este încărcat foarte puțin sau este complet descărcat, performanța sa poate dispărea complet. Acest lucru este vizibil mai ales în perioadele de hibernare lungă.
2. Depozitare 18650 ar trebui să fie efectuat la un nivel de încărcare care să nu scadă sub 50%. În nicio circumstanță nu trebuie lăsată celula să fie complet încărcată sau supraîncărcată. Acest echipament nu are efect de memorie. Încărcarea trebuie efectuată până când încărcarea este complet epuizată. Acest lucru va prelungi durata de viață a bateriei.
3. Baterie Nu lăsați în încăperi prea reci sau prea calde. Temperatura de depozitare adecvată este de + 10 - + 25 de grade Celsius. Dacă puneți bateria la rece, nu numai că timpul de funcționare va scădea, dar și sistemul chimic se va deteriora. Toată lumea a observat probabil că atunci când folosești un telefon mobil iarna, încărcarea baterii cade brusc.

Cum să evitați 4 greșeli când utilizați și încărcați o baterie litiu-ion

1. În cazul în care decideți să reîncărcați litiu-ion baterie folosind un încărcător de magazin, va trebui să vă asigurați că nu este fabricat în China. De obicei, astfel de dispozitive sunt asamblate din cele mai ieftine materiale, iar tehnologia necesară nu este întotdeauna respectată în ele. Ca urmare, acest lucru poate duce la consecințe foarte triste: incendiu și explozie.
2. Dacă vrei să-l asamblați singur dispozitiv, apoi pentru a încărca bateria trebuie să utilizați un curent care este de 10% din capacitatea bateriei. Procentul poate fi mai mare, dar să nu depășească 20%.
3. Când utilizați baterii ionice, nu încălcați regulile de depozitare și funcționare, altfel pot apărea supraîncălzire, incendiu și explozie.
4. Dacă respectați toate regulile Operațiune, precum si conditiile corecte de depozitare, durata de viata a bateriei va fi prelungita.

Top 3 cele mai bune încărcătoare pentru baterie 18650

Pentru a asigura o încărcare de înaltă calitate a bateriei, ar trebui să cumpărați bun dispozitive, care este deja îndrăgit de mulți utilizatori.

1. Nitecore Digicharger D4 – potrivit pentru încărcarea mai multor baterii simultan. Extrem de ușor de utilizat.
2. Nitecore i2 este una dintre cele mai bune opțiuni pentru dispozitivele moderne. Clar și ușor de utilizat.
3. Basen B21 este un dispozitiv universal pentru diferite tipuri de baterii.

Bateriile litiu-ion sunt foarte populare în zilele noastre; sunt folosite în diverse gadget-uri, cum ar fi telefoane, ceasuri inteligente, playere, lanterne și laptop-uri. Pentru prima dată, o baterie de acest tip (Li-ion) a fost produsă de celebra companie japoneză Sony. Schema schematică a unei baterii simple este prezentată în imaginea de mai jos; prin asamblarea acesteia, veți avea ocazia să restabiliți singur încărcarea bateriilor.

Incarcare baterie cu litiu de casa - schema electrica

Baza pentru acest dispozitiv sunt două microcircuite stabilizatoare 317 și 431 (). În acest caz, stabilizatorul integrat LM317 servește ca sursă de curent; luăm această parte în carcasa TO-220 și trebuie să o instalăm pe radiatorul folosind pastă termică. Regulatorul de tensiune TL431 fabricat de Texas Instruments este disponibil și în pachete SOT-89, TO-92, SOP-8, SOT-23, SOT-25 și alte pachete.

Diode emițătoare de lumină (LED) D1 și D2 de orice culoare doriți. Am ales urmatoarele: LED1 rosu dreptunghiular 2.5 mm (2.5 milCandelas) si LED2 verde difuzie 3 mm (40-80 milCandelas). Este convenabil să utilizați LED-uri SMD dacă nu instalați placa finită în carcasă.

Puterea minimă a rezistenței R2 (22 ohmi) este de 2 wați, iar R5 (11 ohmi) este de 1 wați. Toate celelalte sunt de 0,125-0,25 W.

Rezistorul variabil de 22 kiloOhmi trebuie să fie de tip SP5-2 (import 3296W). Astfel de rezistențe variabile au o reglare foarte precisă a rezistenței, care poate fi reglată fără probleme prin răsucirea unei perechi de melme similară cu un șurub de bronz.

Fotografie care măsoară tensiunea unei baterii li-ion de la un telefon mobil înainte de încărcare (3.7V) și după (4.2V), capacitate 1100 mA*h.

PCB pentru încărcător cu litiu

Placa de circuit imprimat (PCB) există în două formate pentru programe diferite - arhiva este localizată. Dimensiunile plăcii de circuit imprimat finite în cazul meu sunt de 5 pe 2,5 cm.Am lăsat spațiu pe laterale pentru prindere.

Cum funcționează încărcarea?

Cum funcționează circuitul finit al unui astfel de încărcător? În primul rând, bateria este încărcată cu un curent constant, care este determinat de rezistența rezistenței R5; cu un rating standard de 11 ohmi, va fi de aproximativ 100 mA. În plus, atunci când sursa de energie reîncărcabilă are o tensiune de 4,15-4,2 volți, va începe încărcarea cu tensiune constantă. Când curentul de încărcare scade la valori mici, LED-ul D1 se va opri aprinderea.

După cum știți, tensiunea standard pentru încărcarea Li-ion este de 4,2 V; această cifră trebuie setată la ieșirea circuitului fără sarcină, folosind un voltmetru, astfel încât bateria să fie complet încărcată. Dacă reduceți puțin tensiunea, cu aproximativ 0,05-0,10 Volți, atunci bateria dvs. nu va fi încărcată complet, dar astfel va rezista mai mult. Autorul articolului EGOR.

Discutați articolul ÎNCĂRCAREA BATERIILOR DE LITIU

Mi-am pierdut încărcătorul original al camerei digitale într-o călătorie de afaceri. Cumpărați un nou tip de „broască”. Broasca m-a zdrobit, pentru că sunt radioamator și prin urmare pot lipi încărcarea bateriilor cu litiu cu propriile mâini și, în plus, este foarte ușor de făcut. Încărcătorul pentru absolut orice baterie cu litiu este o sursă de tensiune constantă de 5 volți care furnizează un curent de încărcare egal cu 0,5-1,0 din capacitatea bateriei. De exemplu, dacă capacitatea bateriei 1000 mAh, încărcătorul trebuie să producă un curent de cel puțin 500 mA.

Dacă nu mă credeți, încercați și vă vom ajuta.

Procesul de încărcare este prezentat în grafic. În momentul inițial, curentul de încărcare este constant; când se atinge nivelul de tensiune Umax pe baterie, încărcătorul trece într-un mod în care tensiunea este constantă și curentul tinde asimptotic spre zero.

Tensiunea de ieșire a bateriilor cu litiu este de obicei de 4,2 V, iar tensiunea nominală este de aproximativ 3,7 V. Nu este recomandat să încărcați aceste baterii la 4,2 V, deoarece acest lucru le va reduce durata de viață. Dacă reduceți tensiunea de ieșire la 4,1 V, capacitatea va scădea cu aproape 10%, dar în același timp numărul de cicluri de încărcare-descărcare aproape că se va dubla. Când utilizați aceste baterii, este extrem de nedorit să aduceți tensiunea nominală sub nivelul de 3,4...3,3V.

După cum puteți vedea, schema este destul de simplă. Construit pe stabilizatorii LM317 și TL431. O altă componentă radio include o pereche de diode, rezistențe și condensatoare. Dispozitivul nu necesită aproape nicio ajustare; utilizați doar rezistența de tuns R8 pentru a seta tensiunea la ieșirea dispozitivului la o valoare nominală de 4,2 volți fără o baterie conectată. Folosind rezistențele R4 și R6 setăm curentul de încărcare. Pentru a indica funcționarea structurii, există un LED de „încărcare”, care se aprinde atunci când este conectată o baterie goală și se stinge pe măsură ce se încarcă.

Să începem asamblarea structurii pentru încărcarea bateriilor cu litiu. Găsim un caz potrivit; poate găzdui o simplă sursă de alimentare cu transformator de cinci volți și circuitul discutat mai sus.

Pentru a conecta bateria reîncărcabilă, am tăiat două benzi de alamă și le-am instalat pe prize. Piulița reglează distanța dintre contactele care sunt conectate la bateria care se încarcă.

Am făcut ceva ca un ac de rufe. De asemenea, puteți instala un comutator pentru a schimba polaritatea pe prizele încărcătorului - în unele cazuri, acesta poate fi de mare ajutor. Propun să facem o placă de circuit imprimat folosind metoda LUT; putem obține desenul în format Sprint Layout din linkul de mai sus.

În ciuda unui număr mare de caracteristici pozitive, bateriile cu litiu au și dezavantaje semnificative, cum ar fi sensibilitatea ridicată la tensiunea de încărcare în exces, care poate duce la încălzire și la formarea intensă de gaz. Și, deoarece bateria are un design etanș, eliberarea excesivă de gaz poate duce la umflare sau explozie. În plus, bateriile cu litiu nu tolerează supraîncărcarea.

Datorită utilizării microcircuitelor specializate în încărcătoarele de marcă care controlează tensiunea, această problemă nu este familiară multor utilizatori, dar asta nu înseamnă că nu există. Prin urmare, pentru a încărca bateriile cu litiu avem nevoie doar de un astfel de dispozitiv, iar circuitul discutat mai sus este doar prototipul său.

Dispozitivul vă permite să încărcați bateriile cu litiu cu o tensiune de 3,6V sau 3,7V. În prima etapă, încărcarea se realizează cu un curent stabil de 245mA sau 490mA (setat manual), când tensiunea bateriilor crește la nivelul de 4,1V sau 4,2V, încărcarea continuă menținând o tensiune stabilă și un scăderea valorii curentului de încărcare, de îndată ce acesta din urmă scade la o valoare de prag (setată manual de la 20mA la 350mA), încărcarea bateriei se oprește automat.

Stabilizatorul LM317 menține tensiunea peste rezistența R9 la un nivel de aproximativ 1,25 V, menținând astfel o valoare stabilă a curentului care circulă prin acesta și, prin urmare, prin bateria care este încărcată. Tensiunea de ieșire este limitată de regulatorul TL431 conectat la intrarea de control a LM317. Valoarea tensiunii limită este selectată folosind un divizor între rezistențele R12...R14. Rezistența R11 limitează curentul de alimentare la TL431.

Un convertor curent-tensiune este construit folosind un amplificator operațional DA2.2 LM358, rezistențe R5...R8 și un tranzistor bipolar VT2. Tensiunea la ieșire este proporțională cu curentul care trece prin rezistența R9 și se calculează prin formula:

Cu valorile prezentate în diagramă, coeficientul de conversie curent-tensiune este 10, adică. cu un curent prin rezistența R9 de 245 mA, tensiunea pe R5 este de 2,45 V.

De la R5, tensiunea merge la intrarea neinversoare a amplificatorului operațional DA2.1. Intrarea de inversare a comparatorului primește tensiune de la un divizor reglabil peste rezistențele R2...R4. Tensiunea de alimentare a divizorului este stabilizată de LM78L05. Pragul de comutare al comparatorului este stabilit de valoarea nominală a rezistenței variabile R3.

În loc de comutatorul basculant SB1, plasați un jumper și aplicați tensiune la circuit, selectând rezistențele R12...R14 pentru a face ca tensiunea de ieșire să fie de 4,1 V și 4,2 V pentru stările deschis și închis ale comutatorului basculant SA2.

Cu ajutorul comutatorului comutator SA1 setăm valoarea curentului de încărcare (245mA sau 490mA). Folosind comutatorul SA2, selectați valoarea maximă a tensiunii; pentru bateriile de 3,6 V, selectați 4,1 V; pentru bateriile de 3,7 V, selectați 4,2 V. Folosind motorul cu rezistență variabilă R3, setăm valoarea curentă la care ar trebui să fie finalizată încărcarea bateriei (aproximativ 0,07...0,1 C), conectăm bateria și apăsăm comutatorul basculant SB1. Procesul de încărcare a bateriei cu litiu ar trebui să înceapă și indicatorul de pe LED-ul VD2 se aprinde. Când curentul de încărcare scade sub prag, nivelul ridicat la ieșirea DA2.1 se schimbă în scăzut, tranzistorul cu efect de câmp VT1 se închide și bobina releului K1 se oprește, rupând bateria din încărcător cu contactul frontal K1.

Ofer un desen al plăcii de circuit imprimat pentru încărcător și vă recomand să o faceți singur

Pentru a permite încărcarea bateriilor cu litiu de pe telefoane mobile și smartphone-uri, a fost realizat un adaptor universal:

Toate bateriile de acest tip trebuie utilizate în conformitate cu anumite recomandări. Aceste reguli pot fi împărțite în două grupuri: independent de utilizator și dependent de utilizator.

Primul grup include regulile fundamentale pentru încărcarea și descărcarea bateriilor, care sunt controlate de un controler special pentru încărcător:

Bateria cu litiu trebuie să fie într-o stare în care tensiunea sa nu trebuie să fie mai mare de 4,2 volți și să nu scadă sub 2,7 Volt. Aceste limite sunt nivelurile maxime și minime de încărcare. Nivelul minim de 2,7 volți este relevant pentru bateriile cu electrozi de cocs, cu toate acestea, bateriile moderne cu litiu sunt fabricate cu electrozi de grafit. Pentru ei, limita minimă este de 3 volți.
Cantitatea de energie furnizată de baterie atunci când încărcarea se schimbă de la 100% la 0% este Capacitatea bateriei. O serie de producători limitează tensiunea maximă la 4,1 volți, în timp ce o baterie cu litiu va dura mult mai mult, dar va pierde aproximativ 10% din capacitate. Uneori, limita inferioară crește la 3,0 și chiar 3,3 volți, dar și cu o scădere a nivelului capacității.
Cea mai lungă durată de viață a bateriilor are loc la încărcare de 45%, iar odată cu creșterea sau scăderea duratei de viață este redusă. Dacă încărcarea este în intervalul de mai sus, modificarea duratei de viață nu este semnificativă.
Dacă tensiunea bateriei depășește limitele specificate mai sus, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, durata de viață a acesteia va scădea brusc.
Controlerele încărcătoarelor de baterie nu permit niciodată ca tensiunea bateriei să crească peste 4,2 volți în timpul încărcării, dar pot limita nivelul minim în diferite moduri la descărcare.

Al doilea grup de reguli dependente de utilizator include următoarele reguli:

Încercați să nu descărcați bateria la un nivel minim de încărcare și, mai ales, într-o stare în care dispozitivul se oprește singur, dar dacă se întâmplă acest lucru, este indicat să încărcați bateria cât mai repede posibil.
Nu vă fie teamă de reîncărcarea frecventă, inclusiv de reîncărcare parțială; unei baterii cu litiu nu-i pasă deloc.
Capacitatea bateriei depinde de temperatură. Deci, la un nivel de încărcare de 100% la temperatura camerei, la ieșirea în frig, încărcarea bateriei va scădea la 80%, ceea ce în principiu nu este periculos sau critic. Dar poate fi și invers: dacă o baterie încărcată 100% este plasată pe o baterie, nivelul său de încărcare va crește la 110%, iar acest lucru este foarte periculos pentru aceasta și îi poate scurta drastic durata de viață.
Condiția ideală pentru stocarea pe termen lung a bateriei este să fii în afara dispozitivului cu o încărcare de aproximativ 50%
Daca, dupa achizitionarea unei baterii de mare capacitate, dupa cateva zile de utilizare. Dacă dispozitivul cu bateria începe să se defecteze și să înghețe sau încărcarea bateriei se oprește, atunci cel mai probabil încărcătorul dvs., care a funcționat perfect pe vechea baterie, pur și simplu nu este capabil să furnizeze curentul de încărcare necesar pentru o capacitate mare.

O selecție de încărcătoare de telefon originale constând doar din idei și dezvoltări simple și interesante pentru radio amatori

Acest design radio amator este conceput pentru a încărca bateriile cu litiu de pe telefoane mobile și de tip 18650 și, cel mai important, asigură încărcarea corectă a bateriei. Dispozitivul are un indicator LED de încărcare. Roșu indică faptul că bateria se încarcă, verde indică faptul că bateria este complet încărcată. Încărcarea inteligentă se realizează prin utilizarea unui controler de încărcare specializat pe cipul BQ2057CSN.

Bateriile moderne cu litiu nu folosesc litiu pur. Prin urmare, trei tipuri principale de baterii cu litiu au devenit larg răspândite: Litiu-ion (Li-ion) Unom. - 3,6V; Polimer de litiu(Li-Po, Li-polimer sau „lipo”). Unom. - 3,7V; Fosfat de fier de litiu(Li-Fe sau LFP). Unom - 3,3V.

Principalul dezavantaj al bateriilor Li-ion, l-as pune in evidenta pericol de foc din cauza supratensiunii sau supraîncălzirii. Dar bateriile cu litiu fier fosfat nu au un dezavantaj atât de mare - sunt complet ignifuge.
Bateriile cu litiu sunt foarte sensibil la frigși își pierd rapid capacitatea și se opresc încărcarea.
Necesită un controler de încărcare
La descărcare profundă bateriile cu litiu își pierd proprietățile inițiale.
Dacă bateria nu „funcționează” pentru o lungă perioadă de timp, atunci mai întâi tensiunea de pe ea va scădea la un nivel de prag, iar apoi o descărcare profundă va începe de îndată ce tensiunea scade la 2,5 V, aceasta va duce la eșecul acesteia. Prin urmare, din când în când reîncărcăm bateriile laptopurilor, telefoanelor mobile și playerelor mp3.