Современные электронные устройства (типа сотовых телефонов, портативных компьютеров или планшетов) питаются от литий-ионных аккумуляторов, которые пришли на смену щелочным аналогам. Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные акб уступили место Li─Ion батареям за счет лучших технических и потребительских качеств последних. Имеющийся от момента производства заряд в таких батареях составляет от четырех до шести процентов, после чего начинает снижаться по мере использования. В течение первых 12 месяцев емкость аккумуляторов снижается от 10 до 20 %.
Оригинальные зарядные устройства
Зарядные агрегаты для ion аккумулятора весьма похожи на аналогичные устройства для свинцово-кислотных, однако у них на элементах питания, названных за внешнюю схожесть «банками», напряжение выше, поэтому существуют более строгие требования к допуску (например, допустимое расхождение в напряжении всего 0,05 в). Чаще всего встречается формат банки ионных аккумуляторов 18650, это значит, что у нее диаметр – 1,8 см, а высота –6,5 см.
На заметку.
Стандартная литий-ионная батарея требует для зарядки до трех часов, а более точно время определяется изначальной ее емкостью.
Производители Li-ion аккумуляторов рекомендуют для зарядки использовать только оригинальные зарядные устройства, которые гарантированно дадут нужное напряжение для батареи и не погубят часть ее емкости перезарядкой элемента и нарушением химической системы, также нежелательна полная зарядка батареи.
Обратите внимание!
При длительном хранении литиевые аккумуляторы должны оптимально иметь маленький (не более 50%) заряд, также необходимо вытащить их из агрегатов.
Если у литиевых аккумуляторах имеется плата защиты, то перезарядка им не грозит.
Встроенная плата защиты отсекает чрезмерное напряжение (более 3,7 вольт на банку) во время зарядки и отключает аккумулятор, если уровень заряда упал до минимального, обычно до 2,4 вольт. Контроллер заряда определяют момент, когда напряжение на банке достигает 3,7 вольт, и отключает зарядное устройство от аккумулятора. Также это необходимое устройство контролирует температуру батареи, чтобы исключить перегрев и перегрузку по току. Защита компонуется на базе микросхемы ДВ01-П. После того, как цепь прерывается контроллером, ее восстановление осуществляется автоматически при нормализации параметров.
На микросхеме красный индикатор означает заряд, а зеленый или голубой сигнализирует о том, что акб заряжена.
Схема зарядного устройства для литиевых Li-Ion аккумуляторов
В этом уроке, который выложил на своем канале блогер Ака Касьян, вы сможете ознакомиться со схемой зарядного устройства, которая отлично подойдет для литиевых Li-Ion аккумуляторов.
Сначала его автор хотел представить простой вариант на микросхеме lm317, но в этом случае зарядку нужно питать от более высокого напряжения, чем 5 вольт. Причина в том, что разница между входным и выходным напряжениями микросхемы lm317 должна быть не менее 2 Вольт. Напряжение заряженного литий-ионного аккумулятора составляет около 4,2 Вольт. Следовательно, разница напряжений меньше 1 вольта. А это это значит, что можно придумать другое решение.
На АлиЭкспресс можно купить специализированную плату для зарядки литиевых аккумуляторов, которая стоит около доллара. Да, это так, но зачем покупать то, что можно сделать за пару минут. Тем более нужно месяц пока заказ будет у вас. Но если решили приобрести готовый, чтобы сразу пользоваться им, купите в этом китайском магазине. В поиске по магазину впишите: TP4056 1A
Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы
Известные производители li-ion аккумуляторов (например, такие, как «Сони») применяют в своих зарядниках двух или трех этапный принцип зарядки, что позволяет значительно продлить срок службы батарей.
На выходе зарядник имеет напряжение в пять вольт, а величина тока колеблется от 0,5 до 1,0 номинальной емкости акб (например, для элемента, имеющего емкость 2200 миллиампер-час, ток зарядного устройства должен быть от 1,1 ампер.)
В начальный этап, после подключения зарядки для литиевых аккумуляторов, величина тока составляет от 0,2 до 1,0 номинальной емкости, при этом напряжение 4,1 вольт (на одну банку). В таких условиях батареи заряжаются от 40 до 50 минут.
Для достижения постоянства тока схема зарядного устройства должна быть в состоянии поднять напряжение на клеммах батареи, в это время зарядник для большинства литий ионных аккумуляторов работает в качестве обычного стабилизатора напряжения электротока.
Важно!
Если необходима зарядка литий-ионных батарей, у которых имеется встроенная плата защиты, то напряжение холостого хода не должно быть больше шести-семи вольт, иначе она испортится.
В то время, как напряжение достигнет 4,2 вольт, емкость аккумулятора составит от 70 до 80 процентов емкости, что будет сигналом об окончании начального этапа зарядки.
Следующий этап осуществляется при наличии постоянного напряжения.
Дополнительная информация.
В некоторых агрегатах для более быстрой зарядки применяется импульсный метод. Если в литий-ионном аккумуляторе имеется графитовая система, то для них необходимо соблюдать ограничение напряжения в 4,1 вольта на одну банку. При превышении этого параметра энергетическая плотность акб возрастет и запустит окислительные реакции, сокращающие срок эксплуатации аккумулятора. В современных моделях батарей применяют специальные добавки, которые позволяют повышать напряжение при подключении зарядного устройства для li ion аккумуляторов до 4,2 вольт плюс/минус 0,05 вольт.
В простых литиевых батареях зарядные устройства держат уровень напряжения в 3,9 вольт, что для них является надежной гарантией долгой службы.
При выдаче тока в 1 величину емкости акб время получения оптимально заряженного аккумулятора составит от 2 до 3 часов. Как только заряд станет полным, напряжение достигнет нормы отсечки, величина тока стремительно падает и остается на уровне пары процентов от начального значения.
Если зарядный ток искусственно увеличивать, что время использования зарядного устройства для питания литий ионных аккумуляторов почти не уменьшится. В таком случае первоначально быстрее растет напряжение, но в то же время увеличивается длительность второго этапа.
Некоторые зарядные устройства могут полностью зарядить акб за 60-70 минут, в процессе такой зарядки исключен второй этап, и аккумулятор можно использовать уже после начальной стадии (уровень зарядки также будет на уровне 70 процентов емкости).
На третьем завершающем этапе зарядки проводится компенсирующий заряд. Он осуществляется не каждый раз, а всего один раз в 3 недели, при хранении (а не использовании) аккумуляторов. В условиях хранения батарей невозможно использовать струйную зарядку, потому что в таком случае происходит металлизация лития. Однако небольшие по времени подзарядки током постоянного напряжения помогают избежать потерь заряда. Прекращение зарядки заканчивается, как только напряжение достигнет 4,2 вольт.
Металлизация лития опасна выделением кислорода и резким нагнетением давления, что может привести к воспламенению и даже взрыву.
Лучшие аккумуляторы типа АА, ААА и 18650 с AliExpress, а также зарядные устройства к ним.
Всем привет, дорогие друзья. Сегодня я собрал для вас топ аккумуляторных батарей и зарядных устройств к ним с сайта Aliexpress. Итак, поехали.
ZNTER 4 шт. АА
И начнем с очень оригинальных батарей, которые можно заряжать напрямую от USB без зарядного устройства. Конечно, такое решение не лишено недостатков, поскольку в каждой батарейке размещен micro USB разъем и зарядная плата, электроемкость и скорость зарядки снижена. Однако такое решение добавляет удобства и простоты в использование. В комплекте идет кабель для зарядки сразу четырех батареек, а электроемкость составляет 1250 мАч, при токе в 1,5в. Заказать можно комплектом по две или четыре батарейки.
US $10.63 — 22.03
Перейти в магазин
ZNTER 4 шт ААА
Эта такие же батарейки, как и выше только в формате ААА и емкостью 400 мАч
анонсы и реклама
4 480 000р — цена IPS/4K LG, теперь ты видел все
Супердешевая RTX 2060 + подарок в Ситилинке
Ryzen 4000
серии в составе компьютеров уже Ситилинке
RTX 3000
в составе компа в Ситилинке
US $8.75 — 17.74
Перейти в магазин
Analong AA
Это одна из самых популярных батареек в данном формате, она продается комплектом по 4 штуки, и они имеют очень заманчивую цену. Электроемкость каждой батарейки не меньше 2200 мАч при токе в 1.2в. Покупатели очень довольны данными батарейками, что подтверждается хорошими отзывами, различными тестами и имеют более чем 6000 продаж.
US $5.15
Перейти в магазин
PALO АА
Это также один из популярных лотов. Заявленная производителем электроемкость данных батареек составляет 3000 мАч, но по факту она немного ниже и при прогоне цикла разряд–заряд составит около 2300 мАч. При заказе можно выбрать дополнительно недорогое зарядное устройство, а также в подарок продавец комплектует заказ специальным транспортировочным контейнером для батареек. На Данный лот более 4000 тысяч продаж.
US $11.07 — 28.50
Перейти в магазин
Liitokala Lii-HG2 18650
Это уже большие аккумуляторные батареи в формате 18650. Электроемкость каждого аккумулятора составляет 3000 мАч и она практически не отличается от завяленной. У аккумулятора хорошие характеристики заряда и разряда, а также хорошее качество производства. Благодаря всему этому на данный аккумулятор почти 25000 продаж и покупатели очень довольны товаром. Батареи можно заказать от одной штуки.
US $3.21 — 26.37
Перейти в магазин
Liitokala v 3400 mah
Эта модель фирмы Liitokala имеет немного выше электроемкость, чем предыдущий аккумулятор и на данный момент еще и немного ниже цену. Продается от одной до шести штук в одном заказе и также имеет высокую популярность среди заказчиков.
US $3.17 — 16.18
Перейти в магазин
VariCore 18650
Данную модель можно заказать от одной до 6 штук в одном заказе. Аккумулятор имеет электроемкость на уровне от 3000 до 3500 мАч, и преимущественно всегда близятся к максимальному значению, что при такой цене делает данную батарею очень заманчивой к покупке. И более 32000 человек уже убедилась в надежности и качестве данного товара.
US $3.30 — 15.02
Перейти в магазин
Пластиковый Кейс
Возможно, куму то пригодится недорогой пластиковый кейс для транспортировки аккумуляторов, у продавца есть кейсы под разное количество и разные типы батареек.
US $0.47 — 0.86
Перейти в магазин
Зарядное устройство Liitokala
Данное зарядное устройство можно заказать как для одного аккумулятора, так и для одновременной зарядки четырех аккумуляторов. Гнездо для аккумуляторов универсальное и можно заряжать батареи типов АА, ААА, и 18650 и другие. В независимости от модели каждое устройство обладает четырехступенчатым индикатором заряда, однако модели отличаются по силе тока зарядки. Устройство простое и надежное, а также имеет дополнительный USB разъем для питания различных гаджетов.
US $2.72 — 11.33
Перейти в магазин
Зарядное устройство Liitokala с дисплеем
Это зарядное устройство отличается наличием дисплея, на котором можно увидеть подробную информацию об электроемкости, токе, времени и состояние зарядки отдельно взятого аккумулятора.
US $15.78
Перейти в магазин
Дорогие друзья, спасибо за внимание, а для тех, кто хочет получать больше информации об интересных товарах с Aliexpress, подписывайтесь наTelegram канал или на сообщество в VK.
Смотрите также:
Действительно классная подборка товаров для ПК. Не пропусти, сегодня только интересные товары
Полезные находки с Aliexpress для ПК и периферии. Не пропусти.
Топ популярных кулеров по выгодной цене с Aliexpress. И новые крепления для вентиляторов.
Большая распродажа на Aliexpress и ТОП 10 товаров для прокачки ПК
Зарядка для аккумулятора своими руками
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов стоит недорого, но при наличии небольших познаний в электронике можно изготовить ее самостоятельно. Если нет точной информации о происхождении элементов АКБ, и есть сомнения в точности работы измерительных приборов, следует выставить порог заряда в районе от 4,1 до 4,15 вольт. Это особенно актуально, если акб не имеет защитной платы.
Для сборки зарядки для литиевых аккумуляторов своими руками хватит одной упрощенной схемы, которых очень много в свободном доступе в Интернете.
Для индикатора можно использовать светодиод зарядного типа, который подсвечивает, когда зарядка аккумулятора значительно снижена, и гаснет при разрядке в «ноль».
Сборка зарядного устройства производится в следующем порядке:
- находится подходящий корпус;
- монтируется блок питания на пять вольт и другие детали схемы (строго следить за последовательностью!);
- вырезается пара латунных полосок и крепится на гнездные отверстия;
- с помощью гайки определяется расстояние между контактами и подключаемым аккумулятором;
- устанавливается переключатель для изменения полярности (опционально).
Если ставится задача собрать своими руками зарядку для аккумуляторов 18650, то потребуются более сложная схема и больше технических навыков.
Все литий-ионные аккумуляторы время от времени требуют подзарядки, однако, следует избегать слишком полной зарядки, а также полной разрядки. Поддержание работоспособности батарей и сохранение их рабочей емкости в течение длительного времени возможно с помощью специальных зарядных устройств. Зарядники желательно использовать оригинальные, но можно собрать их самостоятельно.
Правила подбора аккумулятора
Как и чем можно зарядить 18650? Для успешной эксплуатации устройства необходимо правильно подобрать его вариант.
Чтобы зарядить аккумулятор 18650, нужна зарядка, построенная на микросхеме ТП 4056. Её преимущество в том, что это уже полностью готовое для подключения и работы устройство.
Два светодиодных индикатора сигнализируют о состоянии процесса подзарядки. Как только батарея зарядилась, сразу же включается другой цвет. Если припаять два провода и использовать разъём для подключения любого источника питания, можно улучшить качества подзарядки.
Силу тока заряда задаёт резистор, установленный в стандартном положении. Ток заряда равен 1 амперу. Можно убрать этот резистор и заменить его на другой номинал. Он будет зависеть от желаемой силы тока. Оптимально подобрать модель на 10 кОм. Нужно припаять его на место старого резистора.
Для проверки качества подзарядки можно взять обычный блок питания на 5 Вт и кабель мини-USB и подключить их вместе на зарядку в сеть. Другой конец кабеля идет к зарядному устройству. Процесс происходит успешно. Точно так же можно заряжать аккумуляторы от ноутбуков, телефонов, планшетов.
В работе зарядка для 18650, размеры которой компактны, показывает хорошую производительность.
Важно соблюдать полярность и быть в этом очень внимательным. Сила тока не должна превышать показатели ёмкости аккумулятора.
Минимальной должна быть сила тока, составляющая 1/10 от объёма. Тогда можно сохранить ёмкость устройства, работоспособность и долговечность эксплуатации.
Зная правила, как заряжать 18650, можно успешно выполнить этот процесс.
Видео
Аккумуляторы
Каким током заряжать li ion аккумулятор 18650? Как правильно эксплуатировать такую батарею. Чего литий-ионные источники тока бояться и как такой батарейке продлить срок службы? Подобные вопросы могут возникать в самых разных отраслях электроники.
И если вы решили собственноручно собрать ваш первый фонарик или электронную сигарету, то вам обязательно нужно ознакомиться с правилами работы с подобными источниками тока.
Литий-ионный аккумулятор – это тип аккумулятора электрического тока, который с 1991 года, после того как на рынок его презентовала компания SONY, приобрел широчайшее распространение в современной бытовой и электронной технике. Как источник питания подобные батареи используются в сотовых телефонах, ноутбуках и видеокамерах, как источник тока для электронной сигареты и электромобиля.
Недостатки этого типа батарей начинаются с того, что литий-ионные батареи первого поколения были взрывом на рынке. Не только в прямом, но и в переносном смысле. Эти батареи взрывались.
Объяснялось это тем, что внутри использовался анод из металлического лития. В процессе многочисленных зарядок и разрядок такого аккумулятора, на аноде появлялись пространственные образования, которые приводили к замыканию электродов, а как следствие – к возгоранию или взрыву.
После того, как этот материал заменили графитом, от подобной проблемы удалось избавиться, но могли еще возникать проблем на катоде, который был выполнен из оксида кобальта. При нарушении условий эксплуатации, а точнее перезарядке проблема могла повториться. Исправлено это было с началом использования литий-ферро-фосфатных батарей.
Все современные литий-ионные батареи предотвращают перегрев и перезаряд, но остается проблема потери заряда при низких температурах пользования приборами.
Среди неоспоримых преимуществ литий-ионных батарей, хотелось бы отметить следующие:
- высокая емкость батареи;
- низкий саморазряд;
- отсутствие необходимости обслуживания.
Оригинальные зарядные устройства
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов довольно похоже на зарядное для свинцово-кислотных батарей. Разница состоит лишь в том, что у литий-ионного аккумулятора очень высоки напряжения на каждой банке и более жесткие требования допусков по напряжению.
Банкой такой аккумулятор называют из-за внешней схожести с алюминиевыми банками из-под напитков. Самым распространенным элементом питания подобной формы является 18650. Такое обозначение аккумулятор получил благодаря своим размерам: 18 миллиметров диаметра и 65 миллиметров в высоту.
Если для свинцово-кислотных аккумуляторов допустимы некоторые неточности в указании граничных напряжений во время зарядки, с литий-ионными элементами все обстоит куда конкретнее. В процессе зарядки, когда напряжение увеличивается до 4.2 Вольта, подача напряжения на элемент должна прекратиться. Допустимая погрешность всего 0.05 Вольт.
Китайские зарядки, которые можно встретить на рынке, могут рассчитываться на элементы питания на разных материалах. Li-ion, без ущерба для его работоспособности, можно заряжать током 0.8 А. В этом случае нужно очень внимательно контролировать напряжение на банке. Желательно не допускать величины выше 4.2 Вольт. Если в сборке с батареей будет иметься контроллер, то переживать ни о чем не стоит, контроллер все сделает за вас.
Самым идеальным зарядником для литий-ионных батарей будет стабилизатор напряжения и ограничительно тока в начале заряда.
Литий заряжать нужно стабильным напряжением и ограничением тока в начале заряда.
Самодельное зарядное
Чтобы заряжать 18650 можно купив универсальное зарядное устройство, и не мучиться вопросом, как проверить мультиметром необходимые параметры. Но такое приобретение вылетит вам в копеечку.
Цена на такое устройство будет варьироваться в районе 45 долларов США. А можно все-таки потратить 2-3 часа и собрать зарядное устройство своими руками. Причем это зарядное будет дешевым, надежным и будет автоматически отключать ваш аккумулятор.
Детали, которые сегодня мы будем использовать для создания нашего зарядного устройства, есть у каждого радиолюбителя. Если под рукой не оказалось радиолюбителя с нужными деталями, то на радиорынке вы сможете купить все детали не больше чем за 2-4 доллара. Схема, которая собрана правильно и аккуратно смонтирована, начинает работу сразу же и не нуждается в каких-либо дополнительных отладках.
Электрическая схема заряда аккумулятора 18650.
В довесок ко всему, при установке стабилизатора на подходящий радиатор, вы сможете спокойно ставить заряжаться свои аккумуляторы без страха того, что зарядка перегреется и загорится. Чего совершенно нельзя сказать о китайских зарядных устройствах.
Схема работает довольно просто. Сперва, аккумулятор нужно зарядить постоянным током, который определяется сопротивлением резистора R4. После того, как аккумулятор будет иметь напряжение 4.2 Вольта, начинается зарядка постоянным напряжением. Когда ток зарядки снизится до очень маленьких значений, светодиод в схеме перестанет гореть.
Токи, которыми рекомендуют заряжать литий-ионные аккумуляторы, не должны превышать 10% от емкости аккумулятора. Это позволить увеличить срок службы вашего элемента питания. При номинале резистора R4 – 11 Ом, ток в цепи будет составлять 100 мА. Если вы используете сопротивление в 5 Ом, то ток зарядки будет уже 230 мА.
Как продлить жизнь вашему 18650
Разобранный аккумулятор.
Если ваш литий-ионный аккумулятор вам приходится оставлять на некоторое время без работы, то лучше хранить элементы питания отдельно от устройства, которое они питают. Заряженный полностью элемент, со временем часть своего заряда утратит.
Элемент, который заряжен очень мало, или разряжен вовсе, может навсегда потерять работоспособность после длительной спячки. Оптимальным будет хранение 18650 на уровне заряда около 50 процентов.
Не стоит допускать полного разряда и перезаряда элемента. У литий-ионных элементов питания полностью отсутствует эффект памяти. Желательно заряжать такие элементы питания до того момента, когда их заряд полностью иссякнет. Это тоже способно продлить работоспособность аккумулятора.
Литий-ионки не любят ни жары, ни холода. Оптимальными температурными условиями для этих элементов питания будет диапазон от +10 до +25 градусов Цельсия.
Холод, может не только уменьшить время работы элемента, но и разрушить его химическую систему. Думаю, каждый из нас замечал, как на холоде быстро падает уровень заряда в мобильном телефоне.
Вывод
Резюмируя все вышесказанное, хочется заметить, что если вы собираетесь зарядить литий ионный аккумулятор с помощью зарядного устройства магазинного производства, обращайте внимание на то, чтобы это было не китайское производство. Очень часто эти зарядные собраны из дешевых материалов и не всегда в них соблюдается нужная технология, что может привести к нежелательным последствиям в виде возгораний.
Если вы хотите собирать устройство собственноручно, то заряжать литий-ионный аккумулятор нужно током, который будет составлять 10% от емкости аккумулятора. Максимальной может быть цифра в 20 процентов, но эта величина уже нежелательна.
При пользовании подобными элементами питания стоит соблюдать правила эксплуатации и хранения, чтобы исключить возможность взрыва, к примеру, от перегрева, или же выхода из строя.
Соблюдение условий и правил эксплуатации продлит срок службы литий-ионной батареи, и как следствие – избавит вас от ненужных финансовых затрат. Батарея – ваш помощник. Берегите ее!
Потерял в командировку родное зарядное устройство от цифрового фотоаппарата. Купить новое типа «лягушка». Жаба задавила, ведь я радиолюбитель и поэтому смогу сам спаять зарядку литиевых аккумуляторов своими руками, к тому же сделать это очень легко. Зарядное устройство абсолютно любого литиевого аккумулятора это источник постоянного напряжения на 5 вольт, отдающий ток заряда, равный 0.5-1.0 емкости батареи. Например, если емкость аккумулятора 1000 mAh
, зарядное устройство должно выдавать ток не менее 500 mA.
Не верите, так попробуйте, а мы поможем.
Процесс заряда показан на графике. В первоночальный момент зарядный ток постоянен, при достижении уровня напряжения Umax на аккумуляторе, ЗУ переходит в режим, когда напряжение будет постоянным, а ток асимптотически стремится к нулю.
Зарядка литиевых аккумуляторов график процесса
Выходное напряжение литиевых аккумуляторов, обычно, составляет 4,2В, а номинальное напряжение составляет порядка 3,7В. Не рекомендуется заряжать эти батареи до полных 4,2В, так как это снижает их срок службы. Если снизить выходное напряжение до 4,1В, емкость упадет почти на 10%, но в тоже время количество циклов заряд-разряд возрастет почти в два раза. При эксплуатации этих батарей, крайне нежелательно доводить номинальное напряжение ниже уровня 3,4…3,3В.
Зарядка литиевых аккумуляторов схема на LM317
Как видим схема достаточно простая. Построена на стабилизаторах LM317 и TL431. Еще из радиокомпонентов присутствуют пару диодов, сопротивлений и конденсаторов. Устройство почти не требует регулировки, достаточно подстроечным сопротивлением R8 задаем напряжение на выходе устройства на номинале 4,2 вольта без подключенного аккумулятора. Сопротивлениями R4 и R6 устанавливаем зарядной ток. Для индикации работы конструкции предназначен светодиод «заряд», который при подключенной пустой батареи горит, а по мере зарядки он тухнет.
Приступаем к сборке конструкции для зарядки литиевых аккумуляторов. Находим подходящий корпус в нем можно разместить простой трансформаторный блок питания на пять вольт, и выше рассмотренную схему.
Для подключения заряжаемой батареи вырезал две латунные полоски и установил их на гнезда. Гайкой настраивается расстояние между контактами, которые подключаются к заряжаемой батареи.
Сделал, что-то вроде прищепки. Можно также установить переключатель, для смены полярности на гнездах зарядного устройства — в некоторых случаях это может сильно выручить. Печатную плату предлагаю изготовить по методу ЛУТ, рисунок в формате Sprint Layout забираем по ссылке выше.
При огромной массе положительных характеристик имеется у литиевых батарей и существенные недостатки, такие как высокая чувствительность к превышению напряжения заряда, что может повлечь за собой нагрев и интенсивное газообразование. А так как батарея имеет герметичную конструкцию, избыточное выделение газа привидеть к вздутию или взрыву. Кроме того литиевые батареи терпеть не могут перезаряд.
Благодаря использованию специализированных микросхем в фирменных зарядках, которые контролируют напряжение, такая проблема многим пользователям не знакома, но это не значит, что ее не существует. Поэтому для зарядки литиевых аккумуляторов нам нужно именно такое устройство, а схема рассмотренная выше является лишь его прототипом.
Зарядка литиевых аккумуляторов схема универсальная
Устройство позволяет заряжать литиевые батареи с напряжением 3,6В или 3,7В. На первом этапе заряд осуществляется стабильным током 245мА или 490мА (устанавливается вручную), при увеличении напряжения на батареи до уровня 4,1В или 4,2В заряд продолжается при поддержании стабильного напряжения и уменьшающемся значении зарядного тока, как только последний упадет до порогового значения (задается вручную от 20мА до 350мА) заряд батареи автоматически прекращается.
Стабилизатор LM317 поддерживает напряжение на сопротивлении R9 на уровне около 1,25В тем самым поддерживая стабильное значение тока идущего через него, а значит и через заряжаемый аккумулятор. Выходное напряжение ограничивается стабилизатором TL431, подключенного к управляющему входу LM317. Значение напряжения ограничения выбирается с помощью делителя на сопротивлениях R12…R14. Сопротивление R11 ограничивает ток питания TL431.
На операционном усилителе DA2.2 LM358, сопротивлениях R5…R8 и биполярном транзисторе VT2 построен преобразователь ток-напряжение. Напряжение на его выходе пропорционально току, протекающему через сопротивление R9 и вычисляется по формуле:
При значениях, на схеме коэффициент преобразования тока в напряжение равен 10, т.е. при токе через сопротивление R9 245мА напряжение на R5 равно 2,45В.
С R5 напряжение следует на неинвертирующий вход ОУ DA2.1. На инвертирующий вход компаратора поступает напряжение с регулируемого делителя на сопротивлениях R2…R4. Напряжение питания делителя стабилизируется LM78L05. Порог переключения компаратора устанавливается номиналом переменного сопротивления R3.
Зарядка литиевых аккумуляторов настройка схемы.
Вместо тумблера SB1 поставить перемычку и подав напряжение на схему, подбором сопротивлений R12…R14 сделать выходное напряжение 4,1В и 4,2В для разомкнутого и замкнутого состояния тумблера SA2.
Тумблером SA1 устанавливаем значение тока заряда (245мА или 490мА) . Тумблером SA2 выбираем максимальное значение напряжения, для аккумуляторов на 3,6В выбираем 4,1В, на 3,7В — 4,2В. Движком переменного сопротивления R3 задаем значение тока, при котором должен завершиться заряд батареи (ориентировочно 0,07…0,1С), подсоединяем аккумулятор и нажимаем тумблер SB1. Должен стартовать процесс заряда литиевой батареи и загорается индикатор на светодиоде VD2. При уменьшении тока заряда ниже порогового высокий уровень на выходе DA2.1 поменяется на низкий, полевой транзистор VT1 закрывается и катушка реле K1 отключается, разрывая своим фронтовым контактом K1 батарею от зарядного устройства.
Привожу рисунок печатной платы зарядного устройство и рекомендую ее изготовить своими руками по
Для возможности заряда литиевых аккумуляторов от мобильных телефонов и смартфонов был сделан универсальный адаптер:
Все аккумуляторы этого типа необходимо эксплуатировать в соответствии с определенными рекомендациями. Эти правила можно условно поделить на две группы: Не зависящие и зависящие от пользователя.
В первую группу попадают основополагающие правила заряда и разряда аккумуляторных батарей, которые контролируются специальным контроллером зарядного устройства:
Литиевый аккумулятор должен находиться в состоянии, при котором его напряжение не должно быть более 4.2 вольта и не опускаться ниже 2.7
вольта. Эти пределы являются уровнями максимального и минимального заряда. Минимальный уровень в 2,7 вольта актуален для батарей с электродами из кокса, однако современные литиевые аккумуляторы изготавливаются с электродами из графита. Для них минимальный предел равен 3 вольтам. Количество энергии, отдаваемой батареей при изменении заряда от 100% до 0%, — это
емкость аккумулятора
. Ряд производителей ограничивает максимальное напряжение уровнем в 4.1 вольта, при этом литиевая батарея прослужит гораздо больше, но потеряет в емкости где-то на 10%. Иногда нижний предел повышается до 3.0 и даже 3.3 вольт, но также с снижением уровня емкости. Наибольший срок эксплуатаии аккумуляторов бывает при 45% зхаряде, а при увеличении или уменьшении срок жизни сокращается. Если заряд находится в указанном выше диапазоне изменение срока эксплуатации не значительно. Если напряжение на аккумуляторе выходит за пределы, указанные выше, даже на короткое время, срок его эксплуатации резко падает. Контроллеры аккумуляторов зарядных устройств никогда не дают напряжению на аккумуляторе во время заряда стать выше 4.2 вольта, но могут по-разному ограничивать минимальный уровень при разряде.
Ко второй группе зависящих от пользователя входят следующие правила:
Старайтесь не разряжать аккумулятор до минимального уровня заряда и, тем более, до состояния, когда устройство само отключается, ну, а если это произошло, то желательно зарядить батарею как можно быстрее. Не бойтесь частых подзарядок, в том числе и неполных литиевому аккумулятору это совершенно пофигу. Емкость аккумулятора зависит от температуры. Так, при 100% уровне заряда при комнатной температуре, при выходе на мороз заряженность батареи упадет до 80%, что в принципе не опасно и не критично. Но может быть и наоборот если 100% заряженный аккумулятор положить на батарею, его уровень заряда увеличится до 110%, а это для него очень опасно и может резко сократить срок его жизни. Идеальным условием для длительного хранения аккумулятора является нахождение вне девайса с зарядом около 50% Если после приобретения батареи повышенной ёмкости через несколько дней эксплуатации. Устройство с батареей начинает глючить и виснуть или отключается зарядка аккумулятора, то скорей всего ваше зарядное устройство, которое отлично работало на старом аккумуляторе, просто не способно обеспечить необходимый ток зарядки для большой емкости.
Подборка оригинальных зарядок для телефонов состоящая только из простых и интересных радиолюбительских идей и разработок
Эта радиолюбительская конструкция предназначено для зарядки литиевых аккумуляторов от мобильных телефонов и типа 18650, а самое главное обеспечивает правильную зарядку аккумулятора. Устройство обладает светодиодным индикатором заряда. Красный цвет говорит о том, что батарея заряжается, зеленый — аккумулятор полностью заряжен. Умная зарядка получается благодоря применению специализированного контролера заряда на микросхеме BQ2057CSN.
В современных литиевых аккумуляторах чистый литий не используют. Поэтому получили распространены три основных разновидности литиевых аккумуляторов: Литий-ионные (Li-ion)
Uном. — 3,6V;
Литий-полимерные
(Li-Po, Li-polymer или «липо»). Uном. — 3,7V;
Литий-железо фосфатные
(Li-Fe или LFP). Uном — 3,3V.
Недостатки
Основным недостатком Li-ion аккумуляторов, я бы выделил их пожароопасность
из-за превышении напряжения или перегреве. Но, литий-железо-фосфатные аккумуляторы не имеют такого жирного минуса — они полностью пожаробезопасны. Литиевые аккумуляторы очень ч
увствительны к холоду
и быстро теряют свою ёмкость и перестают заряжаться. Требуют обязательного наличия контроллера заряда При
глубоком разряде
литиевые батареи теряют свои начальные свойства. Если аккумулятор не будет «работать» продолжительное время, то сначала напряжение на нем упадет до порогового уровня, а затем начнётся глубокий разряди как только напряжение снизится до 2,5V, то это приведет к выходу его из строя. Поэтому время от времени подзаряжаем аккумуляторы ноутбуков, сотовых телефонов, mp3-плееров.
Li-ion аккумуляторы типа 18650 различной емкости получили в настоящее время очень широкое распространение. С их приобретением встает проблема зарядки и обязательно в соответствии с техническими требованиями к процессу зарядки. Вот некоторые из этих требований: — зарядка стабильным током; — режим стабилизации напряжения; — индикация окончания зарядки; — непревышение допустимой температуры в процессе зарядки аккумулятора.
Вашему вниманию предлагается несложная в изготовлении и наладке схема ЗУ Li-ion аккумуляторов, хорошо зарекомендовавшая себя в работе.
Схема представляет собой стабилизатор тока и напряжения. Пока напряжение на аккумуляторе в процессе зарядки не достигнет уровня Uстаб.=(R7/R5+1)*Uref (Uref-опорное напряжение TL431=2,5В), TL431 находится в закрытом состоянии, и схема работает как стабилизатор тока. Iстаб.=0,6/R2 (0,6-напряжение открывания транзистора КТ816В). Как только напряжение на аккумуляторе достигнет Uстаб., схема переходит в режим стабилизации напряжения. Для Li-ion аккумулятора эта величина равна 4,2В. По достижении на аккумуляторе напряжения 4,2В начинает светиться светодиод желтого цвета, сигнализируя о том, что аккумулятор заряжен на 80-90%.Зарядный ток снижается до величины 7…8мА. В этом состоянии оставьте аккумулятор на 10-15 часов, чтобы он набрал полную емкость.
Немного о назначении элементов схемы. LED1 — синего цвета, светится при установке аккумулятора (АК) в зарядный бокс при неподключенном питании ЗУ. При напряжении на АК менее 3В LED1 не светится. LED2 — желтого цвета. Служит для индикации окончания процесса зарядки АК. При установке в бокс незаряженного АК LED2 не светится. Если он светится, то это говорит о том, что в бокс вставлен заряженный АК (при неподключенном питании ЗУ). R2 — ограничивает зарядный ток АК. R5, R7 — служат для установки напряжения 4,2В на контактах зарядного бокса до установки в него аккумулятора (можно любым).
Все детали ЗУ, кроме транзистора, установлены на печатной плате со стороны печатных проводников:
Вариант платы для тех, кто не ленится сверлить отверстия в стеклотекстолите:
Транзистор снабжен небольшим радиатором. В процессе зарядки транзистор греется до 40°С. Резистор R2 также греется, поэтому лучше установить параллельно два по 10 Ом для уменьшения нагрева. Напряжение блока питания для зарядки одного аккумулятора примерно 5В постоянного тока. При необходимости заряжать сразу несколько аккумуляторов напряжение БП выбирается таким, чтобы на каждом блоке оно составляло 4,2В. Мощность блока питания выбирается из величины зарядного тока для каждого аккумулятора. Можно использовать импульсный источник питания. Габариты зарядного устройства будут меньше. Процесс наладки зарядного устройства несложен. Не вставляя аккумулятор, подаем питание на схему. Должны светиться оба светодиода. Далее измеряем напряжение на контактах зарядного бокса. Если оно равно 4,2В, вам повезло и наладка почти завершена. В случае, если напряжение больше или меньше 4,2В, отключаем питание, вместо резистора R5 или R7 впаиваем переменный многооборотный резистор 10к и точно устанавливаем напряжение 4,2В на контактах бокса. Измерив величину получившегося сопротивления настоечного резистора, подбираем такой же постоянный и впаиваем в схему. Еще раз проверяем напряжение на контактах зарядного бокса. Величину зарядного тока проверяем амперметром на контактах зарядного бокса, не вставляя аккумулятор. Подбором величины резистора R2 можно установить желаемый зарядный ток. Большими токами не увлекаемся, может греться аккумулятор, что категорически недопустимо. От перегрева емкость Li-ion аккумуляторов снижается и не восстанавливается. Аккумуляторы лучше всего заряжать по одному. При необходимости заряжать одновременно несколько аккумуляторов можно соединить блоки последовательно по такой схеме.
В этой схеме каждый аккумулятор заряжается отдельно. Напряжение в конце зарядки на каждом АК будет 4,2В, а зарядный ток — 0,5А. Заряжая одновременно, например, семь аккумуляторов, напряжение источника питания должно быть 4.2В*7=29,5В. Мощность источника питания определяется по величине зарядного тока 0,5А для каждого АК, т.е приблизительно 40Вт.
Фото готового устройства.
Для зарядки литий-ионных аккумуляторных батарей, когда нет специального зарядного устройства. Такие АКБ очень распространены, вот только купить ЗУ для его грамотной зарядки может (или хочет) не каждый, часто заряжая их обычными регулируемыми БП. Давайте рассмотрим как это нужно делать.
Возьмём для примера литий-ионный аккумулятор от Panasonic ncr18650b на 3.6 V 3400 mah. Сразу предупредим, что зарядка этого типа аккумуляторов является довольно опасной, если сделать это неправильно. Некоторые образцы издевательства выдерживают, а некоторые китайские «сверхэкономные» не обладают защитами и могут взорваться.
Сборка аккумулятора 3S5P и его зарядка
Приветствую, Самоделкины!
Из этой статьи вы узнаете, как собрать трехбаночный аккумулятор 3S с напряжением 12,6В из аккумуляторов Li-ion 18650, при этом в каждой банке будет по 5 отдельных аккумуляторов, соединенных параллельно для увеличения ёмкости, ну и ток разряда сборки соответственно тоже возрастет.
Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «Radio-Lab». Аккумуляторы было решено использовать не новые, а с разборки. Автор заказал их в интернете в количестве 15шт.
Емкость каждой банки аккумулятора составляет около 2700мА. Так же для данного проекта понадобится плата защиты (она же BMS). Плату необходимо брать 3S (для трёхбаночного аккумулятора). Максимальный ток может достигать 40А. На плате также имеется защита от переразряда, перезаряда и короткого замыкания. Балансир тоже присутствует. Как, что и куда подключать нарисовано на самой плате.
Чтобы облегчить сборку будущего аккумулятора автор использует вот такие держатели для аккумуляторов Li-ion 18650.
Такие держатели могут соединяться друг с другом. Таким образом возможно собрать аккумуляторы самых разных форм.
Так же, при сборке с использованием данных держателей, между аккумуляторами получаются небольшие зазоры, и аккумуляторы в итоговой сборке не будут касаться друг друга. Для 15 литий ионных банок 18650 необходимо собрать две вот такие конструкции.
Далее можно приступать к установке аккумуляторов. Сперва устанавливаем в ряд 5 аккумуляторов, плюсами вверх, они будут подключаться параллельно. Это и будет одна банка из 5-ти отдельных аккумуляторов будущего трехбаночного (3S5P) аккумулятора.
Второй ряд необходимо располагать уже плюсами вниз, чтобы удобно было соединять банки последовательно.
Третий ряд собираем как и первый – плюсом вверх.
Важно!
Подключать параллельно можно аккумуляторы только одного типа, с одинаковым уровнем заряда. Если этим пренебречь, то более заряженные аккумуляторы будут пытаться зарядить менее заряженные и все это может быть с большими токами и может произойти повреждение некоторых аккумуляторов. Чтобы исключить такую вероятность, можно перед подключением аккумуляторов в параллель просто зарядить их. Далее устанавливаем верхнюю крышку собранного держателя аккумуляторов, все довольно удобно и просто.
Еще раз проверяем напряжения на отдельных аккумуляторах. Если разброс небольшой, то аккумуляторы отдельных банок можно соединять параллельно. Чтобы соединять аккумуляторы параллельно, необходимо использовать толстый многожильный медный провод. В данном примере автор взял провод с сечением 0,75 кв. мм.
Соединять банки между собой будем с помощью паяльника. Паять аккумуляторы можно, но делать это нужно предельно быстро, чтобы не допустить перегрева аккумулятора. Для хорошей пайки нужно использовать паяльную кислоту.
После первого этапа у нас получились 3 отдельные банки, по 5 аккумуляторов в каждой. Теперь нужно приложить плату BMS так, чтобы минус (-) одной из банок и контакт 0В платы BMS были снизу справа, вот так:
Далее смотрим по напряжениям платы BMS, где необходимо запаять перемычки, чтобы соединение банок было последовательным. В данном примере такие перемычки нужно паять справа сверху и слева снизу (на изображении ниже провода с красной изоляцией).
Готово. Далее на аккумулятор можно припаять плату BMS. Схема подключения не сложная и все легко повторить. Очень важно не напутать с напряжениями и местами подключения платы BMS. Необходимо все проверять и главное — не спешить. При не правильном подключении плата BMS может просто сгореть или на ней начнут от повреждений и перегрева отпадать детали.
Вот и все, аккумулятор собран и имеет вот такой вид и довольно немаленький размер. В перспективе контакты по бокам аккумулятор нужно будет закрыть, для избегания вероятности случайного короткого замыкания. Напряжение отдельных банок сейчас около 4,11В, суммарное напряжение аккумулятора примерно 12,34В. Это значит, что аккумулятор почти заряжен. Общая емкость получившегося аккумулятора по расчету составляет примерно 40,5Ач. Емкость при суммарном напряжении 12,6В будет около 13,5Ач, и аккумулятор может хранить около 162Вт энергии. Давайте теперь разберемся как можно зарядить этот и аналогичные аккумуляторы.
Первый способ.
Идем в магазин и покупаем специальное зарядное устройство для Li-ion аккумулятора. В данном случае у нас аккумулятор на 3 банки (3S), поэтому необходимо вот такое зарядное устройство для трехбаночного Li-ion аккумулятора 3S с напряжением 12,6В и током 1А.
Это не простой блок питания, а именно зарядное устройство с алгоритмом заряд CC-CV, простой 12-вольтовый блок питания в данном случае использовать нельзя. Для зарядки аккумулятора просто с помощью самодельного переходника подключаем аккумулятор к зарядному устройству. На заряднике загорелся красный индикатор, что сигнализирует о процессе зарядки аккумулятора.
Когда светодиодный индикатор засветится зеленым – значит аккумулятор полностью заряжен, очень удобно, согласитесь. При токе заряда 1А на полную зарядку собранного аккумулятора 3S5P понадобится довольно много времени — около 14 часов. Если необходимо зарядить аккумулятор быстрее, то можно
собрать другой вариант зарядного устройства
на базе популярного DC-DC понижающего преобразователя с функцией ограничения по току.
Данный DC-DC преобразователь тоже имеет алгоритм заряда CC-CV, который позволяет нормально заряжать литий ионные аккумуляторные батареи. В данном случае в качестве источника питания можно использовать блок питания от ноутбука.
Соблюдая полярность, на вход платы DC-DC преобразователя подключаем провод с разъёмом для подключения к блоку питания, а на выход подключаем провод с разъёмом для подключения аккумулятора.
Сразу подключать аккумулятор не нужно, сперва необходимо настроить напряжение и ток на выходе платы DC-DC преобразователя под нужный аккумулятор.
Напряжение выставляем на 12,6В, как и у заряженного аккумулятора, можно немножко ниже. Максимальный ток заряда ставим около 2А, в процессе зарядки он будет уменьшаться по алгоритму CC-CV.
Все еще раз проверяем и можно подключать собранный аккумулятор для зарядки. На плате DC-DC преобразователя засветился светодиод ограничения по току, который ближе к дросселю и пошел процесс заряда аккумулятора.
В конце заряда по алгоритму CC-CV ток заряда уменьшается и начинает работать встроенный балансир на плате BMS. Плата DC-DC преобразователя позволяет контролировать и ограничивать ток заряда. Когда на плате понижающего DC-DC преобразователя загорелся светодиод, который ближе к клеммнику, значит процесс заряда аккумулятора закончен.
Вот такой аккумулятор в итоге получился. Его можно использовать для питания разной электроники, подходящей по напряжению и току. Например, можно запитать шуруповерт.
Так же можно запитать и усилитель звука.
Можно также собрать долгоиграющую портативную колонку. К данному аккумулятору можно подключить светодиодные ленты, рассчитанные на 12В.
Так же, если потребуется, то количество элементов в банке можно увеличить до 10шт. Емкость соответственно еще увеличится. Вот такой аккумулятор получилось собрать и зарядить. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видеоролик автора:
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
АКБ с протекцией
Защищенный аккумулятор должен иметь следующие элементы защиты:
- PTC
, защита от перегрева и, косвенно, по току. - CID
, клапан давления, отключит ячейку, если давление высокое внутри, что может возникнуть из-за слишком мощной зарядки. - PCB
, плата защиты от чрезмерной разрядки, сброс выполняется автоматически или при помещении в зарядное устройство.
На приведенном выше рисунке показано, как устроена защита банки. Эта конструкция используется для любого типа современных защищённых литий-ионных батарей. PTC и клапан давления не будет видно, так как он является частью оригинальной батареи, но все остальные части защиты можно разглядеть. Ниже показаны варианты исполнения электронных защитных модулей, которые встречаются в стандартных круглых Li-Ion АКБ наиболее часто.
Зарядка лития
Вы можете найти типовую схему и принцип зарядки на ncr18650b батареи в даташите . Согласно документации, ток зарядки 1600 мA и напряжение 4.2 вольт.
Сам процесс состоит из двух этапов, первый — это постоянный ток, где необходимо задать значение в 1600 мA постоянного тока, а когда напряжение батареи достигает 4.20 V, начнется вторая стадия — постоянное напряжение. На этой стадии ток будет немного падать, и от ЗУ будет поступать около 10% от зарядного тока — это около 170 мА. Данное руководство относится ко всем литий-ионным и литий-полимерным аккумуляторам не только 18650 типа.
Вручную трудно выставлять и поддерживать на обычном блоке питания указанные выше режимы, поэтому лучше всё-таки использовать специальные микросхемы, предназначенные для автоматизации процесса заряда (схемы смотрите в ). Как крайний случай, можно заряжать стабильным током в 30-40% полной (паспортной) ёмкости АКБ, пропустив второй этап, но это несколько уменьшит ресурс элемента.
