Caricabatterie agli ioni di litio, il cui diagramma è riportato in questo articolo, è stato sviluppato sulla base dell'esperienza nella progettazione di tali caricabatterie, degli sforzi per eliminare gli errori e ottenere la massima semplicità. Il caricabatterie è caratterizzato da un'elevata stabilità della tensione di uscita.

Descrizione della ricarica per batterie agli ioni di litio

L'elemento strutturale principale è (IO1) - un riferimento di tensione. La sua stabilità è significativamente migliore di quella ammissibile e, come è noto per le batterie agli ioni di litio, questa è una caratteristica molto importante durante la ricarica.

L'elemento TL431 viene utilizzato in questo circuito come stabilizzatore di corrente nel funzionamento dei transistor T1 e T2. La corrente di carica scorre attraverso R1. Se la caduta di tensione su questo resistore supera circa 0,6 volt, si ha una limitazione della corrente che passa attraverso i transistor T1 e T2. Il valore del resistore R1 è equivalente alla corrente di carica.

La tensione di uscita è controllata dal suddetto elemento TL431. Il valore è determinato dal divisore della tensione di uscita (R5, R7, P1).

Componenti R4, C1 per la soppressione del rumore. È molto comodo indicare il valore della corrente di carica, utilizzando il LED LED1. Il bagliore mostra quanta corrente scorre nel circuito di base del transistor T2, che è proporzionale alla corrente di uscita. Man mano che la batteria agli ioni di litio viene caricata, la luminosità del LED diminuirà gradualmente.

Il diodo D1 è progettato per impedire la scarica della batteria agli ioni di litio in assenza di tensione all'ingresso del caricabatterie. Il circuito di carica della batteria non necessita di protezione contro l'inversione di polarità della batteria agli ioni di litio.

Tutti i componenti sono alloggiati su un PCB a lato singolo.

Sensore di corrente - il resistore R1 è costituito da diversi resistori collegati in parallelo. Il transistor T2 deve essere posizionato sul dissipatore di calore. La sua dimensione dipende dalla corrente di carica e dalla differenza di tensione tra l'ingresso e l'uscita del caricabatterie.

Il circuito del caricabatterie agli ioni di litio è così semplice che con una corretta installazione dei componenti radio dovrebbe funzionare al primo colpo. L'unica cosa che potrebbe essere richiesta è l'impostazione della tensione di uscita. Per una batteria agli ioni di litio, questo è di circa 4,2 volt. Quando è al minimo, il transistor T2 non dovrebbe essere caldo. La tensione di ingresso deve essere almeno 2 volt superiore alla tensione di uscita richiesta.

Il circuito è progettato per caricare correnti fino a 1 ampere. Se è necessario aumentare la corrente di carica della batteria agli ioni di litio, è necessario ridurre la resistenza del resistore R6 e il transistor di uscita T2 deve essere di potenza maggiore.

Alla fine del processo di carica, il LED si illumina ancora leggermente, per eliminarlo, puoi semplicemente collegare una resistenza da 10 ... 56 kOhm in parallelo al LED. Quindi, quando la corrente di carica scende al di sotto di 10 mA, il LED smetterà di illuminarsi.

http://web.quick.cz/PetrLBC/zajic.htm

Mi sono fatto un caricabatterie per quattro batterie agli ioni di litio. Qualcuno ora penserà: ben fatti e fatti, ce ne sono molti su Internet. E voglio dire subito che il mio design è in grado di caricare sia una batteria che quattro contemporaneamente. Tutte le batterie vengono caricate indipendentemente l'una dall'altra.
Ciò consente di caricare le batterie contemporaneamente da dispositivi diversi e con una carica iniziale diversa.
Ho realizzato un caricabatterie per batterie 18650, che uso in una torcia elettrica, powerbank, laptop, ecc.
Il circuito è costituito da moduli già pronti e viene assemblato molto rapidamente e facilmente.

Ci vorrà

• - 4 cose.
• - 4 cose.
• Clip di cancelleria.

Realizzare un caricabatterie per un numero diverso di batterie

Facciamo prima il vano batteria. Per fare questo, prendiamo un circuito universale con un gran numero di fori e normali graffette.

Mordiamo questi angoli dalle graffette.

Inseriamo nella scheda, dopo aver precedentemente provato la lunghezza delle batterie necessarie. Perché un tale caricabatterie può essere realizzato non solo per batterie 18650.

Saldiamo parti delle graffette dal fondo della scheda.

Quindi prendiamo i regolatori di carica e li posizioniamo sul resto della scheda, preferibilmente di fronte a ciascuna batteria.

Il controller di carica sarà montato su tali gambe realizzate dal connettore PLS.

Saldiamo il modulo dall'alto e dal basso alla scheda. La corrente di alimentazione al modulo e la corrente di carica alle batterie scorreranno lungo queste gambe.

Quattro sezioni sono pronte.

Successivamente, per cambiare i luoghi di ricarica, installeremo pulsanti o un interruttore a levetta.

Il tutto è collegato in questo modo:

Potresti chiedere: perché ci sono solo tre pulsanti e non quattro? E risponderò: poiché un modulo funzionerà sempre, perché una batteria verrà sempre caricata, altrimenti non ha senso attaccare il caricabatterie.
Saldiamo le piste conduttive.

La linea di fondo è che i pulsanti possono essere utilizzati per collegare un luogo per caricare da 1 a 4 batterie.

Un LED è installato sul modulo di carica, che indica che la batteria che viene caricata da esso è carica o meno.
Ho assemblato l'intero dispositivo in mezz'ora. È alimentato da un alimentatore da 5 volt (adattatore), a proposito, devi anche sceglierlo saggiamente in modo che possa caricare tutte e quattro le batterie contemporaneamente. Inoltre, l'intero circuito può essere alimentato da un computer USB.
Colleghiamo l'adattatore al primo modulo, quindi accendiamo i pulsanti necessari e la tensione dal primo modulo andrà in altri punti, a seconda degli interruttori.

Ho perso il mio caricabatterie da una fotocamera digitale durante un viaggio d'affari. Acquista un nuovo tipo "rana". Il rospo mi ha schiacciato, perché sono un radioamatore e quindi posso saldare da solo la ricarica delle batterie al litio con le mie mani, e inoltre, questo è molto facile da fare. Il caricabatterie di qualsiasi batteria al litio è una fonte di tensione costante di 5 volt, che fornisce una corrente di carica pari a 0,5-1,0 della capacità della batteria. Ad esempio, se la capacità della batteria 1000 mAh, il caricabatterie deve fornire una corrente di almeno 500 mA.

Se non ci credi, provalo e ti aiuteremo.

Il processo di ricarica è mostrato nel grafico. All'istante iniziale, la corrente di carica è costante, quando viene raggiunto il livello di tensione Umax sulla batteria, il caricabatterie entra in una modalità in cui la tensione è costante e la corrente tende asintoticamente a zero.

Programma del processo di ricarica della batteria al litio

La tensione di uscita delle batterie al litio è solitamente di 4,2 V e la tensione nominale è di circa 3,7 V. Non è consigliabile caricare queste batterie a 4,2 V completi poiché ciò ridurrà la loro durata. Se la tensione di uscita viene ridotta a 4,1 V, la capacità diminuirà di quasi il 10%, ma allo stesso tempo il numero di cicli di carica-scarica quasi raddoppierà. Quando si utilizzano queste batterie, è altamente indesiderabile portare la tensione nominale al di sotto di 3,4 ... 3,3 V.

Circuito di ricarica batterie al litio su LM317

Come puoi vedere, lo schema è abbastanza semplice. Costruito su stabilizzatori LM317 e TL431. Un altro dei componenti radio è una coppia di diodi, resistori e condensatori. Il dispositivo non richiede quasi alcuna regolazione, con una resistenza di taglio sufficiente R8 impostiamo la tensione all'uscita del dispositivo a 4,2 volt senza una batteria collegata. Impostare la corrente di carica con le resistenze R4 e R6. Ad indicare il funzionamento della struttura è previsto il led "carica" ​​che, quando viene collegata una batteria scarica, si accende, e mentre si carica si spegne.

Iniziamo l'assemblaggio della struttura per la ricarica delle batterie al litio. Troviamo un caso adatto in esso, puoi posizionare un semplice alimentatore a trasformatore per cinque volt e lo schema sopra.

Per collegare la batteria ricaricabile ho ritagliato due strisce di ottone e le ho installate sulle prese. Il dado regola la distanza tra i contatti, che sono collegati alla batteria ricaricabile.

Ha fatto qualcosa come una molletta. Puoi anche installare un interruttore per invertire la polarità delle prese del caricabatterie - in alcuni casi, questo può essere molto utile. Propongo di realizzare il circuito stampato utilizzando il metodo LUT, il disegno nel formato Sprint Layout è preso dal link sopra.

Con un'enorme massa di caratteristiche positive, le batterie al litio presentano anche svantaggi significativi, come l'elevata sensibilità alla carica di sovratensione, che può portare a riscaldamento e gas intenso. E poiché la batteria ha un design sigillato, lo sviluppo di gas in eccesso può portare a rigonfiamenti o esplosioni. Inoltre, le batterie al litio non possono tollerare il sovraccarico.

Grazie all'uso di microcircuiti specializzati nei caricabatterie di marca che controllano la tensione, questo problema non è familiare a molti utenti, ma ciò non significa che non esista. Pertanto, per caricare le batterie al litio, abbiamo bisogno proprio di un dispositivo del genere e il circuito discusso sopra è solo il suo prototipo.

Circuito universale di ricarica delle batterie al litio

Il dispositivo consente di caricare batterie al litio con una tensione di 3.6V o 3.7V. Nella prima fase la carica viene effettuata con una corrente stabile di 245mA o 490mA (impostata manualmente), quando la tensione sulle batterie sale a 4,1V o 4,2V, la carica prosegue mantenendo una tensione stabile e un valore decrescente della corrente di carica, non appena quest'ultima scende al valore di soglia (impostato manualmente da 20mA a 350mA), la carica della batteria viene automaticamente interrotta.

Lo stabilizzatore LM317 mantiene la tensione ai capi della resistenza R9 a circa 1,25V, mantenendo così un valore stabile della corrente che la attraversa, e quindi della batteria carica. La tensione di uscita è limitata dal regolatore TL431 collegato all'ingresso di controllo dell'LM317. Il valore della tensione limite viene selezionato utilizzando un divisore attraverso le resistenze R12… R14. Il resistore R11 limita la corrente di alimentazione del TL431.

Sull'amplificatore operazionale DA2.2 LM358, resistenze R5 ... R8 e un transistor bipolare VT2, è costruito un convertitore di corrente-tensione. La tensione alla sua uscita è proporzionale alla corrente che scorre attraverso la resistenza R9 ed è calcolata dalla formula:

Con i valori, sul diagramma, il fattore di conversione corrente-tensione è 10, cioè con una corrente attraverso la resistenza R9 di 245mA, la tensione su R5 è 2,45V.

Con R5, la tensione segue l'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale DA2.1. L'ingresso invertente del comparatore riceve tensione da un divisore regolabile attraverso le resistenze R2 ... R4. La tensione di alimentazione del partitore è stabilizzata da LM78L05. La soglia di commutazione del comparatore è fissata dalla resistenza variabile nominale R3.

Circuito di impostazione delle batterie al litio in carica.

Invece dell'interruttore a levetta SB1, mettere un ponticello e applicare tensione al circuito, selezionando le resistenze R12 ... R14, rendere la tensione di uscita 4,1 V e 4,2 V per lo stato aperto e chiuso dell'interruttore a levetta SA2.

Utilizzando l'interruttore a levetta SA1, impostare il valore della corrente di carica (245mA o 490mA). Utilizzando l'interruttore a levetta SA2, selezioniamo il valore di tensione massima, per batterie da 3.6V scegliamo 4.1V, per batterie da 3.7V - 4.2V. Utilizzando il motore a resistenza variabile R3, impostare il valore di corrente al quale deve essere completata la carica della batteria (circa 0,07 ... 0,1 C), collegare la batteria e premere l'interruttore a levetta SB1. Il processo di ricarica della batteria al litio dovrebbe iniziare e l'indicatore sul LED VD2 si accende. Quando la corrente di carica scende al di sotto della soglia, il livello alto all'uscita di DA2.1 cambierà in basso, il transistor ad effetto di campo VT1 si chiude e la bobina del relè K1 si spegne, interrompendo la batteria dal caricabatterie con il suo contatto anteriore K1 .

Do un disegno del circuito stampato del caricabatterie e ti consiglio di farlo da solo secondo

Per poter caricare le batterie al litio da cellulari e smartphone è stato realizzato un adattatore universale:

Tutte le batterie di questo tipo devono essere utilizzate secondo linee guida specifiche. Queste regole possono essere suddivise approssimativamente in due gruppi: Indipendente dall'utente e Indipendente dall'utente.

Il primo gruppo comprende le regole fondamentali per caricare e scaricare le batterie, che sono controllate da un apposito controller del caricatore:

La batteria al litio deve essere in uno stato in cui la sua tensione non dovrebbe essere superiore a 4,2 volt e non scendere al di sotto di 2,7 volt. Questi limiti sono i livelli di addebito massimo e minimo. Il livello minimo di 2,7 volt è rilevante per le batterie con elettrodi di coke, ma le moderne batterie al litio sono realizzate con elettrodi di grafite. Per loro, il limite minimo è di 3 volt.
La quantità di energia ceduta dalla batteria quando la carica passa dal 100% allo 0% è Capacità della batteria... Un certo numero di produttori limita la tensione massima a 4,1 volt, mentre la batteria al litio durerà molto più a lungo, ma perderà circa il 10% di capacità. A volte il limite inferiore sale a 3,0 e persino a 3,3 volt, ma anche con una diminuzione del livello di capacità.
La durata della batteria più lunga si verifica con una carica del 45% e, con un aumento o una diminuzione, la durata si riduce. Se la carica rientra nell'intervallo sopra indicato, la variazione della durata non è significativa.
Se la tensione sulla batteria supera i limiti sopra indicati, anche per breve tempo, la sua vita si ridurrà drasticamente.
I controller della batteria dei caricabatterie non consentono mai che la tensione sulla batteria superi i 4,2 volt durante la carica, ma possono limitare il livello minimo durante la scarica in diversi modi.

Il secondo gruppo di quelli dipendenti dall'utente include le seguenti regole:

Cerca di non scaricare la batteria al livello di carica minimo e, inoltre, allo stato in cui il dispositivo si spegne da solo, beh, se ciò accade, è consigliabile caricare la batteria il più rapidamente possibile.
Non aver paura di ricariche frequenti, inclusa una batteria al litio incompleta, questo non importa affatto.
La capacità della batteria varia con la temperatura. Quindi, a un livello di carica del 100% a temperatura ambiente, quando esce nel gelo, la carica della batteria scenderà all'80%, il che, in linea di principio, non è pericoloso e non è critico. Ma può essere il contrario, se metti una batteria carica al 100% sulla batteria, il suo livello di carica aumenterà al 110%, e questo è molto pericoloso per lui e può abbreviare drasticamente la sua vita.
La condizione ideale per la conservazione a lungo termine della batteria è quella di trovarsi all'esterno del dispositivo con una carica di circa il 50%
Se dopo aver acquistato una batteria ad alta capacità dopo alcuni giorni di utilizzo. Il dispositivo con la batteria inizia a presentare problemi e si blocca o la carica della batteria si spegne, quindi molto probabilmente il caricabatterie, che ha funzionato perfettamente sulla vecchia batteria, semplicemente non è in grado di fornire la corrente di carica necessaria per una grande capacità.

Una selezione di caricabatterie originali per telefoni, composta solo da idee e sviluppi radioamatoriali semplici e interessanti

Questo design del radioamatore è progettato per caricare batterie al litio da telefoni cellulari e tipo 18650 e, soprattutto, garantisce che la batteria sia caricata correttamente. Il dispositivo è dotato di un indicatore di carica a LED. Il rosso indica che la batteria è in carica, il verde indica che la batteria è completamente carica. La ricarica intelligente si ottiene tramite l'uso di un controller di carica specializzato sul microcircuito BQ2057CSN.

Il litio puro non viene utilizzato nelle moderne batterie al litio. Pertanto, tre tipi principali di batterie al litio sono diventati comuni: Ioni di litio (Li-ion) Unom. - 3.6V; polimeri di litio(Li-Po, Li-polimero o "lipo"). Unom. - 3,7V; Litio ferro fosfato(Li-Fe o LFP). Uno - 3.3V.

Screpolatura

Il principale svantaggio delle batterie agli ioni di litio, le evidenzierei Pericolo d'incendio a causa di sovratensione o surriscaldamento. Ma le batterie al litio-ferro-fosfato non hanno un tale meno grasso: sono completamente ignifughe.
Le batterie al litio sono molto h sensibile al freddo e perdono rapidamente la loro capacità e smettono di caricarsi.
Richiede un regolatore di carica obbligatorio
A scarica profonda le batterie al litio perdono le loro proprietà originali.
Se la batteria non "funziona" per molto tempo, all'inizio la tensione su di essa scenderà al livello di soglia, quindi inizierà una scarica profonda non appena la tensione scenderà a 2,5 V, ciò porterà al suo guasto . Pertanto, di tanto in tanto ricarichiamo le batterie di laptop, telefoni cellulari, lettori mp3.

Ho scoperto di avere un certo numero di batterie al litio perfettamente funzionanti in giro da telefoni cellulari, laptop, ecc., Che possono essere utilizzate in vari mestieri. Devono essere accusati di qualcosa. Parti adatte sono state trovate nei depositi e si parte...

Circuito del caricatore

Disegniamo uno schema, tenendo presente la presenza di dettagli nel cassetto. Per il bene di un prodotto così semplice, è troppo pigro correre di nuovo al negozio.

limita la corrente, TL431 + IRF limita la tensione. Niente di speciale, di sicuro sono già stati disegnati più di una dozzina di schemi identici. La limitazione di corrente è impostata su 125 mA in base alle capacità del trasformatore utilizzato e alla limitazione della dissipazione del calore in una piccola custodia di plastica. In realtà, anche le piccole batterie dei telefoni cellulari trattengono una corrente di carica molto più elevata senza surriscaldarsi.
La scheda è stata resa abbastanza compatta da adattarsi alla custodia in plastica esistente.

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Grazie per l'attenzione!
Igor Kotov, caporedattore della rivista "Datagor"

Grazie per l'attenzione!

Caratteristiche di ricarica di batterie al litio e caricabatterie per loro

L'uomo moderno utilizza una varietà di gadget elettronici. Questo è un laptop, un telefono cellulare, un tablet, una fotocamera e molti altri. La maggior parte di questi dispositivi è alimentata da batterie al litio. Dopotutto, li apprezziamo proprio perché sono dispositivi mobili. Tuttavia, la portabilità ha il costo di ricaricare costantemente le batterie. Per fare ciò, è necessario un caricabatterie al litio. Nella maggior parte dei casi, i caricabatterie sono forniti con il dispositivo stesso. Questo è lo stesso laptop o adattatore di alimentazione del telefono. Idealmente, ovviamente, per la ricarica dovrebbe essere utilizzata una ricarica regolare. Ma cosa fare se viene perso o fuori servizio. Devi trovare il caricabatterie giusto. Cosa prendere in considerazione, discuteremo in questo articolo.

In generale, il caricabatterie per deve avere una tensione di 5 volt in uscita e una corrente il cui valore corrisponda a (0,5─1) * SN. Cn è la capacità nominale della batteria. Ad esempio, per una cella al litio con una capacità di 2200 mAh, la ricarica dovrebbe fornire una corrente di 1,1 ampere.

La maggior parte dei caricabatterie di produttori affidabili carica le batterie al litio in più fasi. Il primo stadio avviene a un valore di corrente costante di 0,2-1 C e una tensione di 4,1-4,2 V (qui si intende la tensione per elemento o banco). Questa fase dura circa 40-50 minuti. La seconda fase viene eseguita a tensione costante. Esistono dispositivi che utilizzano una modalità a impulsi per accelerare il processo di ricarica. Per i sistemi agli ioni di litio con un sistema di grafite, la tensione deve essere limitata a 4,1 volt per cella.

Se si utilizza una tensione superiore a 4,1 volt, è possibile aumentare la densità di energia della batteria. Tuttavia, iniziano le reazioni ossidative che riducono la durata della batteria. Nei modelli successivi, questo problema è stato eliminato con gli additivi. E su di essi, la tensione durante il processo di carica può essere aumentata a 4,2 volt con una deviazione di 0,05 per elemento.

Se parliamo di batterie al litio per uso industriale e per la sfera militare, allora per loro i caricabatterie supportano una tensione di 3,9 volt. Ciò garantisce una lunga durata e affidabilità.

Se il caricabatterie fornisce una corrente di 1C, la batteria verrà caricata in circa 2─3 ore. Quando viene raggiunta la carica completa e la tensione raggiunge il valore di interruzione, la corrente diminuisce bruscamente e ammonta a diversi punti percentuali del valore iniziale.

Va detto che con un aumento della corrente di carica, il tempo di ricarica praticamente non diminuisce. A una corrente più elevata, la tensione aumenta più velocemente nella prima fase del processo, ma la seconda fase di ricarica in questo caso richiede più tempo.

Esistono caricabatterie in grado di caricare una batteria al litio in circa un'ora. Un tale caricabatterie per batterie al litio non ha un secondo stadio e la batteria è pronta per il funzionamento dopo il completamento del primo stadio. Il livello di carica della cella della batteria sarà quindi del 70%. Ma, a causa della natura delle batterie al litio, questo non è fondamentale per loro.

Nel grafico sopra, puoi vedere tre fasi di ricarica di una batteria Li:

• Primo. La massima corrente di carica possibile (1C) scorre attraverso la batteria. Questa fase termina quando la tensione sale al valore di soglia;
• Secondo. La tensione rimane al massimo (4,1-4,2 volt) e la corrente di carica scende al 3% del valore originale;
• Terzo. Addebito di compensazione durante lo stoccaggio (effettuato ogni 20 giorni circa).

Durante la fase di stoccaggio per le batterie al litio, la carica di mantenimento non è possibile poiché porta alla metallizzazione del Li. Ma la carica di mantenimento con corrente costante compensa la perdita di carica. Questa carica dovrebbe essere eseguita quando la tensione della cella scende a 4,05 volt. Il processo di carica si ferma a 4,2 volt.

E un altro punto importante. Le celle delle batterie al litio sono molto sensibili al sovraccarico. Anche con un leggero sovraccarico, la metallizzazione del litio inizia sulla superficie dell'elettrodo negativo. È molto attivo e interagisce con l'elettrolita. Come risultato della reazione, l'ossigeno viene rilasciato al catodo e la pressione aumenta. Di conseguenza, possono verificarsi depressurizzazione delle cellule, accensione e persino una piccola esplosione.

Inoltre, se il limite di tensione viene continuamente superato durante la carica, la durata delle batterie al litio sarà ridotta. Pertanto, nella maggior parte delle batterie al litio, oltre alle celle stesse, è presente una scheda di protezione.

La scheda controlla il processo di carica e scarica delle celle ai limiti di tensione inferiore e superiore. I sensori di temperatura vengono spesso utilizzati per far scattare gli elementi a 90 gradi Celsius. Alcuni tipi di batterie hanno una valvola meccanica che si apre quando la pressione all'interno della custodia supera un certo limite.

Ci sono eccezioni. Ad esempio, le batterie con manganese nella loro composizione non hanno questa protezione. Il manganese inibisce fortemente la metallizzazione all'anodo e la formazione di ossigeno. Pertanto, tale protezione non è necessaria.

Tutto questo deve essere tenuto presente quando si sceglie un caricabatterie. Se si carica la cella al litio direttamente senza un controller, la tensione deve essere costantemente monitorata. Ma è molto meglio usare dispositivi con controllo automatico o caricare la batteria attraverso una scheda di protezione.

Caricabatterie per vari gadget

Caricabatterie per smartphone

Se hai perso un normale caricabatterie dal tuo telefono, la "rana" ti aiuterà. Questo è uno dei dispositivi più comuni. La carica ha preso il nome dalla sua forma caratteristica.

È facile da usare. Il caricabatterie ha 2 contatti regolabili in larghezza: più e meno. È necessario impostarli in una posizione adatta alla batteria in carica. Quindi la batteria viene inserita in modo che sia a contatto con i suoi terminali e viene fissata dalla barra di bloccaggio superiore. Naturalmente, la polarità deve essere rispettata durante l'installazione. Quindi il dispositivo viene inserito in una presa da 220 volt e caricato fino a quando l'indicatore mostra la fine del processo.