Зарядка літієвих акумуляторів. Схема універсального зарядного пристрою для літевих акумуляторних батарей своїми руками

Наши партнеры ArtmMisto

Втратив у відрядження рідне зарядний пристрій від цифрового фотоапарата. Купити нове типу "жаба". Жаба задавила, адже я радіоаматор і тому зможу сам спаяти зарядку літієвих акумуляторів своїми руками, до того ж зробити це дуже легко. Зарядний пристрій абсолютно будь-якого літієвий акумулятор це джерело постійної напруги на 5 вольт, який чи ток заряду, рівний 0,5-1,0 ємності батареї. Наприклад, якщо ємність акумулятора 1000 mAh, зарядний пристрій повинен видавати струм не менше 500 mA.

Не вірите, так спробуйте, а ми допоможемо.

Процес заряду показаний на графіку. У первоночально момент зарядний струм постійний, при досягненні рівня напруги Umax на акумуляторі, ЗУ переходить в режим, коли напруга буде постійним, а струм асимптотично прагне до нуля.

Зарядка літієвих акумуляторів графік процесу

Вихідна напруга літієвих акумуляторів, зазвичай, становить 4,2В, а номінальна напруга становить близько 3,7. Не рекомендується заряджати ці батареї до повних 4,2В, так як це знижує їх термін служби. Якщо знизити вихідну напругу до 4,1В, ємність впаде майже на 10%, але в той же час кількість циклів заряд-розряд зросте майже в два рази. При експлуатації цих батарей, вкрай небажано доводити номінальну напругу нижче рівня 3,4 ... 3,3.

Зарядка літієвих акумуляторів схема на LM317

Як бачимо схема досить проста. Побудована на стабілізаторах LM317 і TL431. Ще з радиокомпонентов присутні пару діодів, опорів і конденсаторів. Пристрій майже не вимагає регулювання, досить підлаштування опором R8 задаємо напругу на виході пристрою на номіналі 4,2 ​​вольта без підключеного акумулятора. Опорами R4 і R6 встановлюємо зарядної струм. Для індикації роботи конструкції призначений світлодіод "заряд", який за підключеної порожній батареї горить, а в міру зарядки він гасне.

Приступаємо до збірки конструкції для зарядки літієвих акумуляторів. Знаходимо відповідний корпус в ньому можна розмістити простий трансформаторний блок живлення на п'ять вольт, і вище розглянуту схему.

Для підключення батарей для зарядки вирізав дві латунні смужки і встановив їх на гнізда. Гайкою налаштовується відстань між контактами, які підключаються до батарей для зарядки.

Зробив, щось на зразок прищіпки. Можна також встановити перемикач, для зміни полярності на гніздах зарядного пристрою - в деяких випадках це може сильно виручити. Друковану плату пропоную виготовити за методом Лут, малюнок у форматі Sprint Layout забираємо за посиланням вище.

Зарядка літієвих акумуляторів своїми руками з функцією захисту

При величезній масі позитивних характеристик є у літієвих батарей і суттєві недоліки, такі як висока чутливість до перевищення напруги заряду, що може спричинити за собою нагрів і інтенсивне газоутворення. А так як батарея має герметичну конструкцію, надлишкове виділення газу привидітися до здуття або вибуху. Крім того літієві батареї терпіти не можуть перезаряд.

Завдяки використанню спеціалізованих мікросхем в фірмових зарядках, які контролюють напругу, така проблема багатьом користувачам не знайома, але це не означає, що її не існує. Тому для зарядки літієвих акумуляторів нам потрібно саме такий пристрій, а схема розглянута вище є лише його прототипом.

Зарядка літієвих акумуляторів схема універсальна

Пристрій дозволяє заряджати літієві батареї з напругою 3,6 В або 3,7 В. На першому етапі заряд здійснюється стабільним струмом 245мА або 490мА (встановлюється вручну), при збільшенні напруги на батареї до рівня 4,1В або 4,2В заряд триває при підтримці стабільного напруги і уменьшающемся значенні зарядного струму, як тільки останній впаде до порогового значення (задається вручну від 20мА до 350мА) заряд батареї автоматично припиняється.

Стабілізатор LM317 підтримує напругу на опорі R9 на рівні близько 1,25В тим самим підтримуючи стабільне значення струму йде через нього, а значить і через заряджається акумулятор. Вихідна напруга обмежується стабілізатором TL431, підключеного до керуючого входу LM317. Значення напруги обмеження вибирається за допомогою дільника на опорах R12 ... R14. Опір R11 обмежує струм харчування TL431.

На операційному підсилювачі DA2.2 LM358, опорах R5 ... R8 і біполярному транзисторі VT2 побудований перетворювач струм-напруга. Напруга на його виході пропорційно току, що протікає через опір R9 і обчислюється за формулою:

При значеннях, на схемі коефіцієнт перетворення струму в напругу дорівнює 10, тобто при струмі через опір R9 245мА напруга на R5 одно 2,45В.

З R5 напруга слід на неінвертуючий вхід ОП DA2.1. На інвертується вхід компаратора поступає напруга з регульованого дільника на опорах R2 ... R4. Напруга живлення подільника стабілізується LM78L05. Поріг перемикання компаратора встановлюється номіналом змінного опору R3.

Замість тумблера SB1 поставити перемичку і подавши напругу на схему, підбором опорів R12 ... R14 зробити вихідна напруга 4,1В і 4,2В для разомкнутого і замкнутого стану тумблера SA2.

Тумблером SA1 встановлюємо значення струму заряду (245мА або 490мА). Тумблером SA2 вибираємо максимальне значення напруги, для акумуляторів на 3,6 вибираємо 4,1В, на 3,7 - 4,2В. Двигуном змінного опору R3 задаємо значення струму, при якому повинен завершитися заряд батареї (орієнтовно 0,07 ... 0,1), приєднуємо акумулятор і натискаємо тумблер SB1. Повинен стартувати процес заряду літієвої батареї і загоряється індикатор на світлодіоді VD2. При зменшенні струму заряду нижче порогового високий рівень на виході DA2.1 зміниться на низький, польовий транзистор VT1 закривається і котушка реле K1 відключається, розриваючи своїм фронтовим контактом K1 батарею від зарядного пристрою.

Наводжу малюнок друкованої плати зарядного пристрою і рекомендую її виготовити своїми руками по технології Лут

Для можливості заряду літієвих акумуляторів від мобільних телефонів і смартфонів був зроблений універсальний адаптер:

Всі акумулятори цього типу необхідно експлуатувати відповідно до визначених рекомендаціями. Ці правила можна умовно поділити на дві групи: Чи не залежні і залежні від користувача.

В першу групу потрапляють основоположні правила заряду і розряду акумуляторних батарей, які контролюються спеціальним контролером зарядного пристрою:

Літієвий акумулятор повинен перебувати в стані, при якому його напруга не повинна бути більше 4.2 вольта і не опускатися нижче 2.7 вольта. Ці межі є рівнями максимального і мінімального заряду. Мінімальний рівень в 2,7 вольта актуальний для батарей з електродами з коксу, проте сучасні літієві акумулятори виготовляються з електродами з графіту. Для них мінімальна межа дорівнює 3 вольтам.
Кількість енергії, що віддається батареєю при зміні заряду від 100% до 0%, - це ємність акумулятора. Ряд виробників обмежує максимальну напругу рівнем в 4.1 вольта, при цьому літієва батарея прослужить набагато більше, але втратить в ємності десь на 10%. Іноді нижню межу підвищується до 3.0 і навіть 3.3 вольт, але також з зниженням рівня ємності.
Найбільший термін експлуатаіі акумуляторів буває при 45% зхаряде, а при збільшенні або зменшенні термін життя скорочується. Якщо заряд знаходиться в зазначеному вище діапазоні зміна терміну експлуатації не значно.
Якщо напруга на акумуляторі виходить за межі, зазначені вище, навіть на короткий час, термін його експлуатації різко падає.
Контролери акумуляторів зарядних пристроїв ніколи не дають напрузі на акумуляторі під час заряду стати вище 4.2 вольта, але можуть по-різному обмежувати мінімальний рівень при розряді.

До другої групи залежать від користувача входять наступні правила:

Намагайтеся не розряджати акумулятор до мінімального рівня заряду і, тим більше, до стану, коли пристрій сам вимикається, ну, а якщо це сталося, то бажано зарядити батарею якнайшвидше.
Не бійтеся частих підзарядок, в тому числі і неповних літієвих акумуляторів це абсолютно пофігу.
Ємність акумулятора залежить від температури. Так, при 100% рівень заряду при кімнатній температурі, при виході на мороз зарядженість батареї впаде до 80%, що в принципі не небезпечно і не критично. Але може бути і навпаки якщо 100% заряджений акумулятор покласти на батарею, його рівень заряду збільшиться до 110%, а це для нього дуже небезпечно і може різко скоротити термін його життя.
Ідеальним умовою для тривалого зберігання акумулятора є знаходження поза девайса з зарядом близько 50%
Якщо після придбання батареї підвищеної ємності через кілька днів експлуатації. Пристрій з батареєю починає глючити і виснути або відключається зарядка акумулятора, то скоріше за все ваше зарядний пристрій, який відмінно працювало на старому акумуляторі, просто не здатне забезпечити необхідний струм зарядки для великої місткості.

Зарядка акумулятора для мобільних телефонів, смартфонів і планшетників

Підбірка оригінальних зарядок для телефонів складається тільки з простих і цікавих радіоаматорських ідей і розробок

Зарядний пристрій для літієвого акумулятора від USB порту комп'ютера з контролером

Ця радіоаматорська конструкція призначене для зарядки літієвих акумуляторів від мобільних телефонів і типу 18650, а найголовніше забезпечує правильну зарядку акумулятора. Пристрій володіє світлодіодним індикатором заряду. Червоний колір говорить про те, що батарея заряджається, зелений - акумулятор повністю заряджений. Розумна зарядка виходить благодоря застосуванню спеціалізованого контролера заряду на мікросхемі BQ2057CSN.

Види літієвих акумуляторів і їх особливості

В сучасних літієвих акумуляторах чистий літій не використовують. Тому отримали поширені три основні різновиди літієвих акумуляторів: Літій-іонні (Li-ion) Uном. - 3,6V; Літій-полімерні (Li-Po, Li-polymer або «липо»). Uном. - 3,7V; Літій-залізо фосфатні (Li-Fe або LFP). Uном - 3,3V.

недоліки

Основним недоліком Li-ion акумуляторів, я б виділив їх пожежонебезпека через перевищення напруги або перегрів. Але, літій-залізо-фосфатні акумулятори не мають такого жирного мінуса - вони повністю пожежобезпечні.
Літієві акумулятори дуже ч чутливість до холоду і швидко втрачають свою ємність і перестають заряджатися.
Вимагають обов'язкової наявності контролера заряду
При глибокому розряді літієві батареї втрачають свої початкові властивості.
Якщо акумулятор не буде "працювати" тривалий час, то спочатку напруга на ньому впаде до порогового рівня, а потім почнеться глибокий розряд як тільки напруга знизиться до 2,5V, то це призведе до виходу його з ладу. Тому час від часу подзаряжаем акумулятори ноутбуків, телефонів, mp3-плеєрів.

Чи можна відновити літієвий акумулятор

Процес відновлення літій іонних акумуляторів після глибокого розряду зводиться до того, щоб змусити працювати батарею в штатному режимі роботи. При цьому враховуєте, що втрату ємності компенсувати не реально.

Схема зарядного пристрою літієвих акумуляторів на LP2951

Це просте компактне Li-Ion зарядний пристрій зі струмом заряду близько 0,1 ампер підійде майже до всіх літієвим акумуляторам ємністю близько 1000 мА / год.

Схема зарядного пристрою літієвих батарей на LM317

Досить просту схему зарядного пристрою автоматичного типу можна досить швидко зібрати на мікросхемі LM317, яка вдає із себе типовий лінійний стабілізатор напруги з регульованим вихідним напругою. Мікрозбірка може також працювати в ролі стабілізатора струму.

Схема ЗУ літієвих акумуляторів на MAX1551 або MAX1555

Основа радіоаматорського саморобки контролер заряду типу MAX1551 або MAX1555. Мікросхема призначена для заряду одного осередку на 3.7 Вольта літій-іонних батарей від USB гнізда персонального комп'ютера

Зарядний пристрій MCP73831

Простий і надійний зарядник літій-іонних або полімерних батарей виготовляється на основі мікросхеми MCP73831 фірми Microchip. Мікросхема забезпечує регульований зарядний струм в діапазоні від 15 мА до 500 мА для одного осередку li-po акумулятора. Для роботи ЗУ необхідна постійна напруга в інтервалі від 5 до 6В. Його навіть можна запозичити з USB-порту персонального комп'ютера.