أول شركة تنطلق في الإنتاج بكثافة الإنتاج بكميات ضخمةبطارية الليثيوم أيون عالية السعة القابلة لإعادة الشحن هي الآن سوني ، وعمر البطارية أطول بكثير من نظيرتها من النيكل والكادميوم.
لسوء الحظ ، كان للنماذج الأولى عيبًا كبيرًا ، والذي تجلى في حقيقة أنه في تيار التفريغ العالي ، اشتعل أنود الليثيوم.
استغرق الأمر حوالي 20 عامًا لإصلاح هذه المشكلة ، وكان الحل عبارة عن وحدة تحكم لا تسمح بتكوين الليثيوم النقي عند القطب الموجب لبطارية ليثيوم أيون.
الموديلات الحديثة موثوقة وآمنة ، لقد تخلصوا تدريجياً من هيدريد معدن النيكل وبطاريات النيكل والكادميوم القابلة لإعادة الشحن في الأجهزة المحمولة من السوق ، ويتم تثبيتها كمصدر طاقة لجهاز كمبيوتر محمول ، وكاميرا ، هاتف محمولإلخ.
المكان الوحيد الذي تكون فيه بطاريات الليثيوم أيون أدنى من بطاريات النيكل والكادميوم هي الأجهزة التي تتطلب تيارًا عالي التفريغ ، على سبيل المثال ، لمفكات البراغي. يسمى هذا النوع من البطاريات بالبطارية الصناعية.
بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى خلايا Li-Pol. الاختلاف الوحيد عن بطارية ليثيوم بوليمر هو ذلك حدوديتم استخدام إلكتروليت مختلف ، في حين أن مبدأ العمل وميزات وخصائص هذه الأنواع متطابقة تقريبًا.
الخصائص
أي نوع من إمدادات الطاقة له مزاياه الخاصة ، وبالتالي عيوبه ، الليثيوم بطاريات أيونفقط تأكيد هذه البديهية. دعونا نفكر بالتفصيل في ميزاتها المميزة.
المزايا بلا شك تشمل:
- معلمات منخفضة التفريغ الذاتي ؛
- إذا أخذنا خلية واحدة من بطارية ليثيوم أيون ، أبعادها مساوية لبطاريات من نوع آخر ، فإن شحنتها ستكون أكبر (3.7 فولت ، مقابل 1.2 فولت). بفضل هذا ، أصبح من الممكن تبسيط البطارية وتفتيحها بشكل كبير ؛
- لا توجد معلمة مثل ذاكرة الطاقة ، أي أن البطارية لا تحتاج إلى تفريغها بانتظام لاستعادة الطاقة (السعة) ، مما يبسط العملية.
بالحديث عن مزايا هذه البطارية ، لا يمكن تجاهل عيوب معينة، التي تشمل:
- المدمج في "الصمامات" ، أي لوحة حماية ، وتتمثل مهمتها في الحد من جهد الإمداد أثناء الشحن ومنع التفريغ الكامل للبطارية ، بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنعيم الحد الأقصى للتيار ، ودرجة الحرارة أيضًا خاضع للسيطرة. وبسبب هذا ، فإن سعر بطاريات الليثيوم أيون أعلى من نظائرها ؛
- على الرغم من إعادة تصنيع بطاريات الليثيوم أيون ، فإنها عرضة "للتقادم" حتى لو تم تخزينها بشكل صحيح. كيف تبطئ هذه العملية، سيتم مناقشته أدناه ، حيث سيتم النظر في العملية وخصائصها.
فيديو: مراجعة فتح بطارية ليثيوم أيون من هاتف محمول
شكل عامل
تتوفر بطاريات الليثيوم أيون في عاملين شكليين - أسطواني وكمبيوتر لوحي.
تستخدم العديد من الأجهزة عدة بطاريات ليثيوم أيون متصلة ، على سبيل المثال ، من أجل الوصول إلى جهد 12 فولت أو زيادة تيار التفريغ ، يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار إذا كنت ترغب في شراء مثل هذا الجهاز (كقاعدة عامة ، نوع الاتصال هو المشار إليها في القضية).
كيفية الشحن بشكل صحيح
هناك قواعد يمكنك من خلالها إطالة عمر بطاريات الليثيوم أيون بشكل كبير.
القاعدة الأولى: يجب ألا تسمح بالتفريغ الكامل ، فبفضل ذلك يمكنك زيادة عدد الدورات التي يحدث خلالها الشحن والتفريغ. عن طريق شحن البطارية بنسبة 20٪ ، يمكنك إطالة عمرها التشغيلي بشكل كبير ، مرتين على الأقل. على سبيل المثال ، نقدم جدولاً لاعتماد دورات الشحن ، اعتمادًا على عمق تفريغ البطارية.
القاعدة الثانية: مع تكرار مرة كل ثلاثة أشهر ، يلزم إجراء دورة كاملة (أي التفريغ والشحن بالكامل) ، مما يؤدي إلى إبطاء عملية تقادم البطاريات بشكل كبير.
القاعدة الثالثة: لا يمكنك تخزين بطارية من نوع ليثيوم أيون فارغة تمامًا ، فمن المستحسن أن يتم شحن البطارية بنسبة 30-50٪ ، وإلا لا يمكن استعادة سعتها.
القاعدة الرابعة: لشحن البطارية ، استخدم الشاحن الأصلي المرفق مع الشركة المصنعة ، وهذا مطلوب بسبب الاختلاف في أداء دائرة حماية البطارية. وهذا ، على سبيل المثال ، HTC ، En-El ، Sanyo ، IRC ، ICR ، Lir ، Mah ، Pocket ، بطاريات ID-Security ، إلخ. لا يُنصح بشحن الجهاز لبطاريات Samsung.
القاعدة الخامسة: لا تفرط في تسخين البطارية ، يمكنك تشغيل جهاز الليثيوم أيون في درجات حرارة محيطة تتراوح من -40 إلى 50 درجة مئوية. في حالة انتهاك نظام درجة الحرارة ، لا يمكن استعادة البطارية أو إصلاحها ، يلزم استبدالها فقط.
بشكل منفصل ، يجب التأكيد على أن البطاريات القابلة لإعادة الشحن من العلامات التجارية المعروفة تتفوق بشكل كبير في الأداء على نظائرها من الشركات المصنعة غير المعروفة. يمكنك أن تطمئن إلى أن البطاريات هي DMW-BCG و VPG-BPS و SAFT ، بالإضافة إلى الموديلات الأصلية ، على سبيل المثال ، BL-5C و BP-4L (Nokia) و D-Li8 و NB-10L (Canon) و NP -BG1 (سوني) أو LP243454-PCB-LD ستكون بالتأكيد أفضل من نظيراتها الصينية.
شاحن منزلي الصنع
إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك القيام بذلك بنفسك جهاز يعمل على شحن بطاريات الليثيوم أيون ، يظهر الرسم التخطيطي أدناه.
التعيينات في الشكل:
- R1 - 22 أوم ؛
- R2 - 5.1 كيلو أوم ؛
- R3 - 2 كيلو أوم ؛
- R4 -11 أوم ؛
- R5 - 1 كيلو أوم ؛
- RV1 - 22 كيلو أوم ؛
- R7 - 1 كيلو أوم ؛
- مثبت U1 - LM317T (تأكد من تثبيته على المبرد مع منطقة تبديد كبيرة) ؛
- U2 - TL431 (منظم الجهد) ؛
- D1 ، D2 - LEDs ، يمكنك استخدام نوع smd ، الأول ، الذي يشير إلى بدء عملية الشحن ، من المستحسن تحديد اللون الأحمر ، والثاني - أخضر ؛
- الترانزستور Q1 - BC557 ؛
- المكثفات C1 ، C2 - 100n.
يجب أن يكون جهد الإدخال لدائرة شحن بطارية الليثيوم أيون من 9 إلى 20 فولت ؛ لهذا الغرض ، يمكنك إعادة تحويل مصدر الطاقة. يجب اختيار قوة المقاومات على النحو التالي:
- R1 - 2 واط على الأقل ؛
- R5 - 1 واط
- الباقي لا يقل عن 0.125 واط.
كمقاوم متغير RV1 ، يُنصح باستخدام CG5-2 أو نظيره المستورد 3296W. يتيح لك هذا النوع ضبط جهد الخرج بشكل أكثر دقة ، والذي يجب أن يكون حوالي 4.2 فولت.
المبدأ الذي تعمل به دائرة الشحن هو كما يلي:
عند تشغيله جارٍ الشحنالبطارية ، تعتمد القيمة الحالية على المقاوم R5 (في حالتنا سيكون عند مستوى 100 مللي أمبير) ، يكون جهد الشحن في النطاق من 4.15 إلى 4.2 فولت ، وسيشير الصمام الثنائي D1 إلى بداية العملية. عندما تقترب البطارية من عتبة الشحن ، سينخفض تيار الحمل ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل LED D1 وتشغيل D2.
لاحظ أنه عندما ينخفض الجهد بحوالي 0.05-0.1 فولت ، يمكن زيادة عمر البطارية بشكل كبير ، حيث لن يتم شحنها بالكامل.
يمكن أخذ جهات الاتصال الخاصة بوحدة الشحن التي سيتم توصيل البطارية من خلالها من جهاز مكسور ، ولا تنس تنظيفها قبل ذلك.
يرجى ملاحظة أنه إذا كان الإعداد غير صحيح ، على سبيل المثال ، الجهد الزائد أو تيار الشحن ، يمكن أن تتلف البطارية.
إنتاج الشاحن أرخص بكثير من سعر بطارية الليثيوم أيون ، سواء كانت مدينة موسكو أو سانت.
اليوم أحد أكثر تنسيقات البطاريات شيوعًا لمختلف الأجهزة الإلكترونيةهو 18650. يتطلب التعامل المناسب أثناء التشغيل. تعتمد متانة ووظيفة مصدر الطاقة هذا على هذا.
يجب النظر في كيفية شحن بطارية 18650 بالتفصيل. ستساعدك مشورة الخبراء على اكتشاف ذلك.
الخصائص العامة
اليوم يتم استخدام العديد من الأحجام القياسية وأحد أكثرها طلبًا هي بطارية 18650 ، وهي ذات شكل أسطواني. ظاهريًا ، تشبه هذه البطارية بطاريات الأصابع. فقط العرض المقدم أكبر قليلاً في الحجم من الأجهزة المعتادة.
أثناء التشغيل ، يطرح السؤال دائمًا حول كيفية شحن بطارية 18650. هذا إجراء بسيط. ومع ذلك ، عليك أن تأخذ الأمر بمسؤولية. تعتمد متانة البطارية على الشحن الصحيح.
تستخدم البطاريات من النوع المعروض اليوم لتشغيل أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وكذلك السجائر الإلكترونية. هذا جعل الحجم القياسي المقدم شائعًا. أيضا ، يتم تثبيت هذه البطاريات في المصابيح الكهربائية ومؤشرات الليزر. في أغلب الأحيان ، تكون الأجهزة المعروضة من نوع ليثيوم أيون. أثبت هذا النوع من البطاريات فعاليته وسهولة استخدامه.
الخصائص
بالنظر إلى كيفية شحن بطارية 18650 لمصباح يدوي وسيجارة إلكترونية وأجهزة أخرى ، من الضروري وصف مبدأ تشغيلها. هذا الحجم متوفر في فئة بطاريات الليثيوم أيون. لها أبعاد صغيرة. الارتفاع 65 مم فقط والقطر 18 مم.
يوجد داخل الجهاز أقطاب معدنية تدور بينها أيونات الليثيوم. هذا يسمح لك بتوليد تيار كهربائي لمعدات الطاقة. مع شحنة منخفضة أو عالية ، يتم تكوين المزيد من الأيونات على أحد الأقطاب الكهربائية. تنمو على المادة ، وتغير حجمها وخصائصها.
لكي تعمل البطارية لفترة طويلة وكاملة ، من الضروري منع ظهور شحنة عميقة أو عالية جدًا. خلاف ذلك ، سوف يفشل الجهاز بسرعة. يتم استخدام أنواع خاصة من أجهزة الشحن حسب تصنيف البطارية.
حماية البطارية
اليوم ، تتوفر أنواع البطاريات المعروضة كاملة مع وحدة تحكم خاصة أو تحتوي على المنغنيز. في السابق ، كانت البطاريات تُنتج بدون حماية. كيفية شحن بطارية 18650 بشكل صحيح في هذه الحالة ، كان عليك أن تعرف سلامتك.
الحقيقة هي أن الجهاز ، الذي يفتقر إلى الحماية الخاصة ، يمكن أن يسخن بشدة إذا تم شحنه بشكل غير صحيح أو لفترة طويلة جدًا. في هذه الحالة ، قد تحدث دائرة كهربائية قصيرة وحتى نشوب حريق ، أو أن استخدام مثل هذه الهياكل اليوم قد غرق في النسيان.
تم تصميم جميع بطاريات الليثيوم أيون للحماية من هذه الظواهر السلبية. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام وحدة تحكم خاصة. يراقب مستوى سعة البطارية. يقوم ببساطة بفصل البطارية إذا لزم الأمر. تحتوي بعض أنواع الهياكل على المنجنيز. يؤثر بشكل كبير على التفاعلات الكيميائية في الداخل. لذلك ، لا تحتاج هذه البطاريات إلى وحدة تحكم.
ميزات الشحن
يتساءل العديد من المشترين عن كيفية شحن بطارية ليثيوم أيون 18650 (3.7 فولت). تحتاج إلى التعرف على ميزات هذه العملية. انها بسيطة جدا. تصنع الشركات المصنعة الحديثة أجهزة خاصة تتحكم في شحن البطارية.
بطاريات الليثيوم أيون ليس لها أي تأثير على الذاكرة تقريبًا. يوفر هذا عددًا من الإرشادات الخاصة بشحن البطاريات وتشغيلها. تأثير الذاكرة هو الانخفاض التدريجي في سعة البطارية عندما لا يتم تفريغها بالكامل. كانت هذه الخاصية مميزة لبطاريات النيكل والكادميوم. كان لا بد من تسريحهم بالكامل.
على العكس من ذلك ، فهم لا يتحملون الاسترخاء العميق. يجب أن يتم شحنها حتى 80٪ وتفريغها حتى 14-20٪. في مثل هذه الظروف ، سيعمل الجهاز لأطول فترة ممكنة ومنتجًا قدر الإمكان. إن وجود لوحات خاصة في التصميم يبسط هذه العملية. عندما ينخفض مستوى السعة إلى قيمة حرجة (غالبًا إلى 2.4 فولت) ، يقوم الجهاز بفصل البطارية عن المستهلك.
الشحن
يهتم العديد من المشترين للهندسة الكهربائية المختلفة بكيفية شحن بطارية ليثيوم أيون 18650 (3.7 فولت ، 6800 مللي أمبير في الساعة). تتم هذه العملية باستخدام جهاز خاص. يبدأ الشحن بجهد 0.05 فولت ، وينتهي عند المستوى الأقصى 4.2 فولت. وفوق هذه القيمة ، لا يمكن شحن البطارية من النوع المعروض.
يمكنك شحن 18650 بطارية بتيار 0.5-1A. كلما زاد حجمها ، زادت سرعة سير العملية. ومع ذلك ، يفضل تيار أكثر سلاسة. من الأفضل عدم تسريع عملية الشحن ما لم تكن البطارية بحاجة إلى استخدام عاجل.
لا تستغرق العملية أكثر من 3 ساعات. سيقوم الجهاز بعد ذلك بفصل البطارية. هذا يمنع ارتفاع درجة الحرارة والفشل. هناك أجهزة معروضة للبيع للشحن لا يمكنها التحكم في مسار هذه العملية. في هذه الحالة ، يجب على المستخدم مراقبة تنفيذها بنفسه. يوصي الخبراء بشراء الأجهزة التي تتحكم في العملية نفسها. هذه طريقة آمنة.
خيارات
بطاريات بمؤشرات سعة مختلفة معروضة للبيع. يؤثر هذا على وقت التشغيل وعملية الشحن. البطاريات 1100-2600 مللي أمبير ذات سعة صغيرة. الأكثر شعبية في هذه الفئة هي منتجات UltraFire. هذه الشركة المصنعة تصنع مصابيح يدوية عالية الجودة. لذلك ، لدى المستهلكين سؤال معقول حول كيفية شحن بطارية 18650 UltraFire.
في هذه الحالة ، تجدر الإشارة إلى أن الأجهزة التي تصل سعتها إلى 2600 مللي أمبير تحتاج إلى تيار 1.3-2.6 أ. تتم هذه العملية على عدة مراحل. في بداية الشحن ، يتم توفير تيار للبطارية ، وهو 0.2-1 من قيمة سعة البطارية. عند هذه النقطة ، يتم الحفاظ على الجهد عند حوالي 4.1 فولت. تدوم هذه المرحلة حوالي ساعة.
خلال المرحلة الثانية ، يتم الحفاظ على الجهد عند مستوى ثابت. بالنسبة لبعض الشركات المصنعة لأجهزة الشحن ، يمكن تنفيذ هذا الإجراء باستخدام التيار المتردد. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه في حالة وجود قطب كهربائي من الجرافيت في تصميم البطارية ، فلا يمكن شحنه بتيار أكبر من 4.1 فولت.
أنواع مختلفة من أجهزة الشحن
هناك طريقة بسيطة لكيفية شحن البطارية ، وللقيام بذلك ، ستحتاج إلى شراء نوع معين من الأجهزة. قدم للبيع خيار كبيرمعدات شحن البطاريات من هذا النوع. الجهاز الأبسط والأكثر تكلفة هو بطارية واحدة. يمكن أن يصل المستوى الحالي فيه إلى 1 أ.
تحظى الأجهزة التي يمكن وضع العديد من البطاريات بها في وقت واحد بشعبية كبيرة. في أغلب الأحيان ، تم تجهيز هذه التصميمات بمؤشر. يمكن استخدام بعض الطرز مع أنواع أخرى من بطاريات الليثيوم أيون. تم تصميم أعشاشهم وفقًا لذلك. تتميز هذه الأجهزة بتكلفة مقبولة ووظائف عالية.
أيضا معروض للبيع شواحن عالمية. يمكنهم شحن ليس فقط بطاريات الليثيوم أيون ، ولكن الأنواع الأخرى أيضًا. يجب تكوين هذه الوحدات بشكل صحيح قبل تنفيذ الإجراء.
جهاز محلي الصنع
لدى بعض المستخدمين سؤال حول كيفية شحن بطارية 18650 حالة طارئهعندما لا يكون الجهاز الخاص في متناول اليد. في هذه الحالة ، يمكنك أن تفعل ذلك بنفسك. سوف يفعل القديم الشاحنمن الهاتف (على سبيل المثال ، "Nokia").
من الضروري إزالة غمد السلك وفصل السلك الناقص (الأسود) والإضافي (الأحمر). بمساعدة البلاستيسين ، يمكنك إرفاق جهات الاتصال العارية بالبطارية. يجب مراعاة القطبية الصحيحة. ثم يتم توصيل الجهاز بالشبكة.
يمكن أن تستغرق هذه التهمة حوالي ساعة. سيكون هذا كافيًا للبطارية لضمان التشغيل الصحيح للجهاز.
يوصي الخبراء باتخاذ موقف مسؤول تجاه عملية الشحن وتعتمد متانتها على ذلك. لا يستحق تفريغ البطارية بالكامل وشحنها بنسبة 100٪. من الأفضل قصر عملية الشحن على 90٪. ومع ذلك ، بشكل دوري (مرة كل ثلاثة أشهر) ، يمكنك تفريغ البطارية بالكامل وشحنها بالكامل. هذا مطلوب لمعايرة وحدة التحكم.
يمكن تخزين البطارية لفترة طويلة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى شحنه بنسبة 50٪. يمكنها البقاء في هذه الحالة لمدة شهر تقريبًا. في الوقت نفسه ، يجب ألا تكون الغرفة شديدة الحرارة أو شديدة البرودة. تعتبر الظروف المثالية هي الحفاظ على درجة الحرارة عند 15 درجة مئوية.
من خلال التفكير في كيفية شحن بطارية 18650 ، يمكنك صيانة البطارية وتشغيلها بشكل صحيح. في هذه الحالة ، ستكون فترة استخدامه أطول بكثير.
يعد الشحن الصحيح من أهم معايير التشغيل الصحيح والكفاءة الجيدة وعمر الخدمة الطويل للبطارية. ينطبق هذا على جميع البطاريات ، سواء كانت بطاريات صناعية ضخمة ذات سعة كبيرة أو بطاريات صغيرة في الأجهزة اللوحية أو الهواتف.
معظم بطاريات قابلة للشحنلها ما يسمى "تأثير الذاكرة" إلى حد ما. ويتجلى ذلك في حقيقة أن البطاريات "تتذكر" حدود السعة المستغلة.
لهذا السبب ، في الواقع ، يتم إجراء تدريب تحضيري للبطارية. بسبب النتيجة المذكورة أعلاه ، لا يوصى بشحن البطاريات التي لم تجلس حتى النهاية.
الخامس هذه القضيةالبطاريات القابلة لإعادة الشحن ، من بين أشياء أخرى ، "تذكر" الحدود التي تم منحها الفرصة للوصول إليها.
وستكون النتيجة انخفاضًا في السعة المادية للبطاريات ، وسرعة تفريغها ، وهشاشة خدمتها.
عند شراء بطاريات جديدة قابلة لإعادة الشحن ، يوصى بـ "تدريبها". وهو يتألف من التفريغ الكامل / شحن البطاريات نفسها. ببساطة ، من الضروري تفريغ البطاريات ، ثم شحنها "على طول الطريق". تتكرر العملية 3-4 مرات.
نتيجة لهذا الإجراء ، ستستمر البطاريات لفترة أطول. مع كل هذا ، يبدو أنك "فيركلوك" لهم ، وزيادة السعة المحتملة إلى أقصى الحدود.
كلما قل عدد مرات تفريغ البطارية وكلما كان تفريغ كل فرد أقل عمقًا ، زادت مدة خدمتها.
كيف يمكنك شحن البطارية؟
- الخيار الأفضل هو الشحن بتيار ثابت من 0.1 - 0.2 درجة مئوية لمدة 6-8 ساعات.
- شحن سريع - في غضون 3-5 ساعات. التيار حوالي ثلث الاسمي.
- الشحن السريع - يتم إجراؤه بتيار يساوي السعة الاسمية للبطارية نفسها ، ومن الممكن تسخين العنصر وتدميره.
من المعتاد أن نحمي أن جهدهم هو 3.7 فولت ، ولكن يمكن أن يكون لعنصر واحد جهد في حدود 2.5 (مفرغة) - 4.2 فولت ، وهذا هو عادةً الحد الأقصى.
في المتوسط ، يكون موردها 1000-1500 دورة شحن-تفريغ
كقاعدة عامة ، إذا تم تفريغ هذه البطارية أقل من 2.5 فولت أو تم شحنها أكثر من 4.2 فولت ، فإن البطاريات تفشل. للحماية من هذا ، في معظم البطاريات من هذا النوع ، توجد لوحة حماية تقوم بإيقاف تشغيل بنك البطارية عندما تتجاوز الفولتية النطاق الطبيعي.
يجب أن يكون الشاحن قادرًا على شحن البطاريات حتى 4.2 فولت وفصل الشحن تلقائيًا.
نوع أحدث من بطاريات الليثيوم أيون ذات كثافة طاقة أعلى وحجم أصغر (سمك الخلية من 1 مم! مع مرونة كبيرة). استخدم ما يصل إلى 20 درجة تحت الصفر. والغياب التام لـ "تأثير الذاكرة".
البطاريات من هذا النوع قابلة للانفجار وخطيرة للحريق عند الشحن الزائد أو التفريغ السريع أو قصر الدائرة. لذلك ، يتم تزويد جميع العناصر بلوحة تحكم مدمجة في الشحن والتفريغ.
عدد دورات العمل على التوالي 900 تفريغ شحن كامل. وتجدر الإشارة إلى أن التفريغ العميق يمكن أن يدمر البطارية تمامًا. يوصى بتفريغ هذه البطاريات بما لا يزيد عن 40٪ من سعتها القصوى.
يتم الشحن بجهد 4.2 فولت لكل خلية ، بتيار 1 درجة مئوية وتكتمل عملية الشحن عند تيار 0.1-0.2 درجة مئوية. مدة الشحن حوالي ساعتين.
عمر الخدمة ، ما يقرب من 200-500 دورة شحن وتفريغ. التفريغ الذاتي: 100٪ في السنة.
إلى حد ضئيل ، يكون للبطارية "تأثير الذاكرة" ، مما يعني أنه إذا لم يتم استخدام البطارية لفترة طويلة أو شهر أو شهرين ، فإنها تحتاج إلى إجراء دورة شحن وتفريغ كاملة.
يعمل الشحن بتيار منخفض على إطالة عمر البطارية ، لذا فإن أفضل وضع للتشغيل سيتم شحنه بتيار يبلغ 0.1 ضعف سعة البطارية الاسمية.
وقت الشحن - 15-16 ساعة ، وفقا لتعليمات الشركة الصانعة.
من الأفضل شحن مثل هذه البطاريات باستخدام تيار ثابت أو نابض بنبضات قصيرة جدًا ذات قيمة سالبة (تيار غير متماثل) - سيساعد ذلك في التخلص من مشاكل "تأثير الذاكرة"
يبلغ جهد الشحن لكل خلية 1.4 - 1.6 فولت ، ويبلغ جهد الخلية المشحونة بالكامل 1.4 فولت. تصريف يصل إلى 0.9 فولت ، أقل غير مرغوب فيه.
معظمها متوفر على شكل بطاريات AA ومجمعات قرصية صغيرة (أقراص)
جهد الإمداد لعنصر واحد - 1.37 فولت
تبلغ نسبة التفريغ الذاتي لهذا النوع حوالي 10٪ شهريًا.
إنها تخضع لـ "تأثير الذاكرة" ولا يوصى باستخدام مثل هذه البطاريات في وضع التخزين المؤقت. بعد فترة طويلة من الخمول لمثل هذه البطارية ، من الضروري إجراء دورة شحن وتفريغ بتيار يقارب السعة الاسمية. دورة التفريغ من 1.36 فولت إلى 1 فولت ، أدناه غير مستحسن.
تيار الشحن الاسمي في حدود 0.1-1 من سعة الخلية الاسمية.
يمكن استخدامه في درجات حرارة تصل إلى 50 درجة تحت الصفر.
بطارية الرصاص الحمضية
أكثر أنواع طاقة البطارية شيوعًا.تبدو طريقة الشحن الأكثر أمانًا على هذا النحو ، أولاً يتم شحن البطارية بتيار ثابت ، وبعد الحصول على الجهد المطلوب ، يتم الحفاظ على هذا الجهد على البطارية.
القيمة القصوى لتيار الشحن هي 0.2 - 0.3 من السعة الاسمية للبطارية. تيار الشحن الأمثل هو 10٪ من الاسمي ، وهو آمن ولطيف على البطارية.
يجب ألا يتجاوز جهد الشحن الأقصى 13.8 فولت. مع الشحن السريع ، يُسمح بما يصل إلى 14.5 فولت.
يجب أن يكون الوقت الإجمالي للشحن الكامل من 5 إلى 6 ساعات في الصباح الباكر.
درجة حرارة الشحن الدنيا لا تقل عن -15 درجة مئوية
بطارية AGM
على عكس تلك التي تحتوي على حمض الرصاص ، فهي تحتوي على إلكتروليت ماص ، وليس سائلًا كما هو الحال في الحمضية ، نوع من حشيات الأنسجة الزجاجية بين ألواح الرصاص مشربة بالكهرباء. وهذا يمنحهم عددًا من المزايا: مقاومة الاهتزازات العالية ، التشغيل الموثوق به حتى عند درجة حرارة أقل من 30 درجة مئوية ، على الرغم من انخفاض الجهد قليلاً ، وتصميم محكم الإغلاق وشحن أكثر أمانًا.عدد دورات كاملةالشحن والتفريغ من 500 إلى 1000 حسب العلامة التجارية للطراز.
يعد تقييم خصائص شاحن معين أمرًا صعبًا دون فهم كيفية تدفق شحنة نموذجية لبطارية ليثيوم أيون. لذلك ، قبل الانتقال مباشرة إلى الدوائر ، دعنا نتذكر النظرية قليلاً.
ما هي بطاريات الليثيوم
اعتمادًا على المادة التي يتكون منها القطب الموجب لبطارية الليثيوم ، هناك عدة أنواع منها:
- مع الكاثود الليثيوم كوبالتات.
- مع كاثود قائم على فوسفات الحديد الصخري ؛
- على أساس النيكل والكوبالت والألمنيوم ؛
- على أساس النيكل والكوبالت والمنغنيز.
كل هذه البطاريات لها خصائصها الخاصة ، ولكن نظرًا لأن هذه الفروق الدقيقة ليست ذات أهمية أساسية للمستهلك العام ، فلن يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة.
أيضًا ، يتم إنتاج جميع بطاريات الليثيوم أيون بمختلف الأحجام القياسية وعوامل الشكل. يمكن أن تكون في تصميم العلبة (على سبيل المثال ، 18650 المشهور اليوم) وفي تصميم مصفح أو موشوري (بطاريات جل بوليمر). هذه الأخيرة عبارة عن أكياس محكمة الإغلاق مصنوعة من فيلم خاص ، حيث توجد الأقطاب الكهربائية وكتلة القطب.
الأحجام الأكثر شيوعًا بطاريات ليثيوم أيونموضحة في الجدول أدناه (لديهم جميعًا الفولطية 3.7 فولت):
| تعيين | مقاس معياري | حجم مماثل |
|---|---|---|
| XXYY0, أين Xx- بيان القطر بالملليمتر ، YY- قيمة الطول بالملليمتر ، 0 - يعكس التنفيذ على شكل اسطوانة |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø يتوافق مع AAA ، لكن نصف الطول) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2 AA | |
| 14270 | Ø AA ، طول CR2 | |
| 14430 | Ø 14 مم (مثل AA) ، لكن أقصر | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S / 300S | |
| 17670 | 2xCR123 (أو 168S / 600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (أو 150A / 300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (أو 168A / 600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | مع | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | د | |
| 42120 |
تسير العمليات الكهروكيميائية الداخلية بنفس الطريقة ولا تعتمد على عامل الشكل وتصميم البطارية ، وبالتالي فإن كل ما يقال أدناه ينطبق بالتساوي على جميع بطاريات الليثيوم.
كيفية شحن بطاريات الليثيوم أيون بشكل صحيح
الطريقة الصحيحة لشحن بطاريات الليثيوم هي الشحن على مرحلتين. هذه هي الطريقة التي تستخدمها سوني في جميع أجهزة الشحن الخاصة بها. على الرغم من وحدة التحكم في الشحن الأكثر تعقيدًا ، إلا أن هذا يوفر شحنًا كاملاً لبطاريات Li-ion دون المساس بعمرها.
نحن هنا نتحدث عن ملف تعريف شحن على مرحلتين لبطاريات الليثيوم ، يتم اختصاره كـ CC / CV (تيار ثابت ، جهد ثابت). هناك أيضًا خيارات ذات التيارات النبضية والخطوية ، لكن لم يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة. يمكنك قراءة المزيد عن الشحن بالتيار النبضي.
لذلك ، دعنا نفكر في كلتا مرحلتي الشحن بمزيد من التفصيل.
1. في المرحلة الأولىيجب ضمان تيار الشحن المستمر. القيمة الحالية هي 0.2-0.5 درجة مئوية. للشحن السريع ، يُسمح بزيادة التيار إلى 0.5-1.0 درجة مئوية (حيث C هي سعة البطارية).
على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية بسعة 3000 مللي أمبير / ساعة ، فإن تيار الشحن الاسمي في المرحلة الأولى هو 600-1500 مللي أمبير ، ويمكن أن يكون تيار الشحن المتسارع في حدود 1.5-3A.
لتوفير تيار شحن ثابت بقيمة معينة ، يجب أن تكون دائرة الشاحن (الشاحن) قادرة على رفع الجهد عند أطراف البطارية. في الواقع ، في المرحلة الأولى ، يعمل الشاحن مثل مثبت التيار الكلاسيكي.
الأهمية:إذا كنت تخطط لشحن البطاريات بلوحة حماية مدمجة (PCB) ، فعند تصميم دائرة الذاكرة ، يجب عليك التأكد من أن الجهد حركة الخموللن تتمكن الدوائر أبدًا من تجاوز 6-7 فولت. خلاف ذلك ، قد تتلف لوحة الحماية.
في الوقت الذي يرتفع فيه الجهد الكهربي على البطارية إلى 4.2 فولت ، ستلتقط البطارية ما يقرب من 70-80٪ من سعتها (ستعتمد القيمة المحددة للسعة على تيار الشحن: مع الشحن السريع ستكون أقل بقليل ، مع الاسمية - أكثر بقليل). هذه اللحظة هي نهاية المرحلة الأولى من الشحن وتعمل كإشارة للانتقال إلى المرحلة الثانية (والأخيرة).
2. المرحلة الثانية من الشحن- هذا شحن بطارية بجهد ثابت ، ولكنه يتناقص تدريجيًا (هبوط) التيار.
في هذه المرحلة ، يحتفظ الشاحن بجهد من 4.15-4.25 فولت على البطارية ويتحكم في القيمة الحالية.
مع زيادة السعة ، سينخفض تيار الشحن. بمجرد أن تنخفض قيمته إلى 0.05-0.01 درجة مئوية ، تعتبر عملية الشحن مكتملة.
هناك فارق بسيط في تشغيل الشاحن الصحيح وهو فصله الكامل عن البطارية بعد الشحن. هذا يرجع إلى حقيقة أنه من غير المرغوب فيه للغاية بالنسبة لبطاريات الليثيوم أن تكون تحت الجهد الزائد لفترة طويلة ، والتي عادة ما توفر شاحنًا (أي 4.18-4.24 فولت). هذا يؤدي إلى تدهور سريع في التركيب الكيميائي للبطارية ، ونتيجة لذلك ، انخفاض في قدرتها. الإقامة طويلة الأمد تعني عشرات الساعات أو أكثر.
خلال المرحلة الثانية من الشحن ، تمكنت البطارية من الحصول على 0.1-0.15 أخرى من سعتها. وبالتالي يصل إجمالي شحن البطارية إلى 90-95٪ ، وهو مؤشر ممتاز.
لقد قمنا بتغطية مرحلتين رئيسيتين من الشحن. ومع ذلك ، فإن تغطية قضية شحن بطاريات الليثيوم ستكون غير مكتملة إذا لم يتم ذكر مرحلة أخرى من الشحن - ما يسمى. الشحن المسبق.
مرحلة الشحن المسبق (الشحن المسبق)- تستخدم هذه المرحلة فقط للبطاريات شديدة التفريغ (أقل من 2.5 فولت) لإعادتها إلى ظروف التشغيل العادية.
في هذه المرحلة ، يتم تزويد الشحنة بتيار ثابت ذي قيمة مخفضة حتى يصل جهد البطارية إلى 2.8 فولت.
تعد المرحلة الأولية ضرورية لمنع التورم وإزالة الضغط (أو حتى الانفجار بالنار) للبطاريات التالفة ، على سبيل المثال ، ماس كهربائي داخلي بين الأقطاب الكهربائية. إذا تم تمرير تيار شحن كبير على الفور عبر هذه البطارية ، فسيؤدي ذلك حتماً إلى تسخينها ، ثم إلى أي مدى محظوظ.
فائدة أخرى من الشحن المسبق هي التسخين المسبق للبطارية ، وهو أمر مهم عند الشحن عندما درجات الحرارة المنخفضة البيئة(في غرفة غير مدفأة خلال موسم البرد).
يجب أن يكون الشحن الذكي قادرًا على مراقبة الجهد على البطارية أثناء المرحلة الأولية من الشحن ، وإذا لم يرتفع الجهد لفترة طويلة ، فاستنتج أن البطارية معيبة.
يتم توضيح جميع مراحل شحن بطارية ليثيوم أيون (بما في ذلك مرحلة الشحن المسبق) بشكل تخطيطي في هذا الرسم البياني: 
يمكن أن يؤدي تجاوز جهد الشحن المقدر بمقدار 0.15 فولت إلى تقليل عمر البطارية إلى النصف. يؤدي خفض جهد الشحن بمقدار 0.1 فولت إلى تقليل سعة البطارية المشحونة بحوالي 10٪ ، ولكنه يطيل من عمرها بشكل كبير. الجهد الكهربائي للبطارية المشحونة بالكامل بعد إزالتها من الشاحن هو 4.1-4.15 فولت.
لتلخيص ما ورد أعلاه ، سوف نلخص الأطروحات الرئيسية:
1. ما التيار لشحن بطارية ليثيوم أيون (على سبيل المثال ، 18650 أو أي بطارية أخرى)؟
سيعتمد التيار على السرعة التي ترغب في شحنها ويمكن أن يتراوح من 0.2 درجة مئوية إلى 1 درجة مئوية.
على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية بحجم 18650 بسعة 3400 مللي أمبير ، فإن الحد الأدنى لتيار الشحن هو 680 مللي أمبير والحد الأقصى 3400 مللي أمبير.
2. ما هو الوقت الذي يستغرقه شحن نفس البطاريات القابلة لإعادة الشحن 18650 مثلاً؟
يعتمد وقت الشحن بشكل مباشر على تيار الشحن ويتم حسابه بواسطة الصيغة:
T = C / I تهمة.
على سبيل المثال ، سيكون وقت الشحن لبطارية 3400 مللي أمبير مع تيار 1 أمبير حوالي 3.5 ساعة.
3. كيفية شحن بطارية ليثيوم بوليمر بشكل صحيح؟
أي بطاريات الليثيوموبنفس الطريقة. لا يهم إذا كان الليثيوم بوليمر أو أيون الليثيوم. بالنسبة لنا كمستهلكين ، لا يوجد فرق.
ما هي لوحة الحماية؟
تم تصميم لوحة الحماية (أو PCB - لوحة التحكم في الطاقة) للحماية من ماس كهربائى ، والشحن الزائد ، والإفراط في التفريغ بطارية ليثيوم... كقاعدة عامة ، يتم تضمين الحماية من الحرارة الزائدة أيضًا في وحدات الحماية.
لأسباب تتعلق بالسلامة ، يُحظر استخدام بطاريات الليثيوم في الأجهزة المنزلية إذا لم يكن بها لوحة حماية مدمجة. لذلك ، تحتوي جميع البطاريات من الهواتف المحمولة دائمًا على لوحة PCB. توجد أطراف خرج البطارية مباشرة على اللوحة: 
تستخدم هذه اللوحات وحدة تحكم في الشحن سداسية الأرجل تعتمد على الميكروه المتخصصة (JW01 ، JW11 ، K091 ، G2J ، G3J ، S8210 ، S8261 ، NE57600 ، إلخ). تتمثل مهمة وحدة التحكم هذه في فصل البطارية عن الحمولة عند تفريغ البطارية تمامًا وفصل البطارية عن الشحن عندما تصل إلى 4.25 فولت.
على سبيل المثال ، فيما يلي رسم تخطيطي للوحة حماية البطارية BP-6M ، والتي تم توفيرها مع هواتف Nokia القديمة: 
إذا تحدثنا عن 18650 ، فيمكن إنتاجها بلوحة حماية أو بدونها. توجد وحدة الحماية في منطقة الطرف السالب للبطارية. 
يزيد اللوح من طول البطارية بمقدار 2-3 مم. 
عادة ما يتم تضمين البطاريات التي لا تحتوي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور في البطاريات مع دوائر الحماية الخاصة بها.
تتحول أي بطارية محمية بسهولة إلى بطارية غير محمية ، ما عليك سوى فصلها. 
حتى الآن ، تبلغ السعة القصوى لبطارية 18650 3400 مللي أمبير. يجب وضع علامة على البطاريات المحمية على العلبة ("محمية"). 
لا تخلط بين لوحة PCB ووحدة PCM (PCM - وحدة شحن الطاقة). إذا كانت الأولى تعمل فقط على حماية البطارية ، فإن الأخيرة مصممة للتحكم في عملية الشحن - فهي تحد من تيار الشحن عند مستوى معين ، وتتحكم في درجة الحرارة وتوفر ، بشكل عام ، العملية بأكملها. لوحة PCM هي ما نسميه وحدة التحكم في الشحن.
آمل الآن ألا تكون هناك أسئلة متبقية ، كيف يتم شحن بطارية 18650 أو أي بطارية ليثيوم أخرى؟ ثم ننتقل إلى مجموعة صغيرة من حلول الدوائر الجاهزة لأجهزة الشحن (نفس وحدات التحكم في الشحن).
مخططات شحن بطاريات الليثيوم
جميع الدوائر مناسبة لشحن أي بطارية ليثيوم ، يبقى فقط تحديد تيار الشحن وقاعدة العنصر.
إل إم 317
رسم تخطيطي لشاحن بسيط يعتمد على الدائرة المصغرة LM317 مع مؤشر الشحن: 
الدائرة بسيطة ، يتم تقليل الإعداد بالكامل إلى ضبط جهد الخرج بمقدار 4.2 فولت باستخدام أداة التشذيب R8 (بدون بطارية متصلة!) وضبط تيار الشحن عن طريق اختيار المقاومات R4 و R6. قوة المقاوم R1 لا تقل عن 1 واط.
بمجرد أن ينطفئ LED ، يمكن اعتبار عملية الشحن مكتملة (لن ينخفض تيار الشحن أبدًا إلى الصفر). لا يوصى بإبقاء البطارية في هذا الشحن لفترة طويلة بعد شحنها بالكامل.
تستخدم الدائرة المصغرة lm317 على نطاق واسع في العديد من مثبتات الجهد والتيار (اعتمادًا على دائرة التبديل). يباع في كل زاوية ويكلف فلسًا واحدًا (يمكنك أن تأخذ 10 قطع مقابل 55 روبل فقط).
يأتي LM317 في حاويات مختلفة: 
تعيين دبوس (pinout): 
نظائر الدائرة المصغرة LM317 هي: GL317 ، SG31 ، SG317 ، UC317T ، ECG1900 ، LM31MDT ، SP900 ، KR142EN12 ، KR1157EN1 (الأخيران من الإنتاج المحلي).
يمكن زيادة تيار الشحن إلى 3 أمبير إذا أخذت LM350 بدلاً من LM317. صحيح أنه سيكون أكثر تكلفة - 11 روبل / قطعة.
يتم عرض ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتجميع التخطيطي أدناه: 
يمكن استبدال الترانزستور السوفيتي القديم KT361 بترانزستور p-n-p مماثل (على سبيل المثال ، KT3107 أو KT3108 أو البرجوازي 2N5086 أو 2SA733 أو BC308A). يمكن إزالته تمامًا إذا لم يكن مؤشر الشحن ضروريًا.
عيب الدائرة: يجب أن يكون جهد الإمداد في حدود 8-12 فولت. هذا يرجع إلى حقيقة أن ل عمل عاديالدوائر المصغرة LM317 ، يجب أن يكون الفرق بين الجهد على البطارية والجهد الكهربائي 4.25 فولت على الأقل. وبالتالي ، لن يعمل من منفذ USB.
MAX1555 أو MAX1551
MAX1551 / MAX1555 عبارة عن شواحن بطارية Li + مخصصة يمكن تشغيلها بواسطة USB أو محول طاقة منفصل (مثل شاحن الهاتف).
والفرق الوحيد بين هذه الدوائر هو أن MAX1555 يعطي إشارة لمؤشر عملية الشحن ، ويعطي MAX1551 إشارة إلى أن الطاقة قيد التشغيل. أولئك. لا يزال الرقم 1555 مفضلاً في معظم الحالات ، لذلك يصعب الآن العثور على 1551 للبيع.
وصف تفصيلي لهذه الدوائر الدقيقة من الشركة المصنعة -.
الحد الأقصى لجهد الإدخال من محول التيار المستمر هو 7 فولت ، عند تشغيله من USB - 6 فولت. عندما ينخفض جهد الإمداد إلى 3.52 فولت ، يتم إيقاف تشغيل الدائرة المصغرة ويتوقف الشحن.
تكتشف الدائرة الدقيقة نفسها الإدخال الذي يوجد فيه جهد الإمداد ومتصل به. إذا تم توفير الطاقة عبر ناقل YUSB ، فسيقتصر الحد الأقصى لتيار الشحن على 100 مللي أمبير - وهذا يسمح لك بإلصاق الشاحن بمنفذ USB لأي كمبيوتر دون خوف من حرق الجسر الجنوبي.
عند تشغيله بواسطة مصدر طاقة منفصل ، يكون تيار الشحن النموذجي 280 مللي أمبير.
تحتوي الدوائر الدقيقة على حماية مدمجة من الحرارة الزائدة. ومع ذلك ، تستمر الدائرة في العمل ، مما يقلل تيار الشحن بمقدار 17 مللي أمبير لكل درجة أعلى من 110 درجة مئوية.
توجد وظيفة الشحن المسبق (انظر أعلاه): طالما أن الجهد الكهربائي للبطارية أقل من 3 فولت ، فإن الدائرة المصغرة تحد من تيار الشحن إلى 40 مللي أمبير.
تحتوي الدائرة المصغرة على 5 دبابيس. فيما يلي مخطط اتصال نموذجي: 
إذا كان هناك ضمان بأن الجهد الكهربائي عند خرج المحول الخاص بك لن يتجاوز تحت أي ظرف من الظروف 7 فولت ، فيمكنك الاستغناء عن المثبت 7805.
يمكن تجميع خيار شحن USB ، على سبيل المثال ، في هذا الخيار. 
لا تحتاج الدائرة الدقيقة إلى ثنائيات خارجية أو ترانزستورات خارجية. عموما ، بالطبع ، مكروهي رائع! فقط هم صغيرون جدًا ، من غير الملائم اللحام. وهي أيضا باهظة الثمن ().
إل بي 2951
تم تصنيع مثبت LP2951 بواسطة National Semiconductors (). إنه يوفر تنفيذ وظيفة الحد الحالية المدمجة ويسمح لك بتكوين مستوى ثابت من جهد الشحن لبطارية ليثيوم أيون عند خرج الدائرة.
قيمة جهد الشحن هي 4.08 - 4.26 فولت ويتم ضبطها بواسطة المقاوم R3 عند فصل البطارية. التوتر يتم بشكل دقيق للغاية.
تيار الشحن هو 150-300 مللي أمبير ، وهذه القيمة محدودة بالدوائر الداخلية للدائرة الدقيقة LP2951 (اعتمادًا على الشركة المصنعة).
استخدم الصمام الثنائي بتيار عكسي صغير. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون أيًا من سلسلة 1N400X التي يمكنك شراؤها. يتم استخدام الصمام الثنائي كصمام ثنائي لمنع التيار العكسي من البطارية إلى الدائرة المصغرة LP2951 عند فصل جهد الدخل. 
يوفر هذا الشحن تيار شحن منخفضًا إلى حد ما ، بحيث يمكن شحن أي بطارية 18650 بين عشية وضحاها.
يمكن شراء الدائرة المصغرة في كل من حزمة DIP وفي حزمة SOIC (التكلفة حوالي 10 روبل لكل قطعة).
MCP73831
تتيح لك الدائرة المصغرة إنشاء أجهزة الشحن المناسبة ، وهي أيضًا أرخص من MAX1555. 
مخطط الأسلاك النموذجي مأخوذ من: 
من المزايا المهمة للدائرة عدم وجود مقاومات طاقة منخفضة المقاومة تحد من تيار الشحن. هنا يتم ضبط التيار بواسطة المقاوم المتصل بالدبوس الخامس من الدائرة المصغرة. يجب أن تكون مقاومته في حدود 2-10 كيلو أوم.
الشاحن الكامل يبدو كالتالي: 
تسخن الدائرة المصغرة جيدًا أثناء التشغيل ، لكن لا يبدو أن هذا يتعارض معها. يؤدي وظيفته.
إليك خيار ثنائي الفينيل متعدد الكلور آخر مع SMD LED وموصل USB صغير: 
LTC4054 (STC4054)
مخطط بسيط للغاية ، خيار رائع! يسمح بالشحن بتيار يصل إلى 800 مللي أمبير (انظر). صحيح أنه يميل إلى أن يصبح شديد السخونة ، ولكن في هذه الحالة ، تعمل الحماية المدمجة ضد السخونة على تقليل التيار. 
يمكن تبسيط الدائرة إلى حد كبير عن طريق التخلص من أحد مصابيح LED أو كليهما باستخدام ترانزستور. ثم سيبدو هكذا (يجب أن تعترف ، ليس من الأسهل في أي مكان: زوج من المقاومات وكوندر واحد): 
أحد خيارات ثنائي الفينيل متعدد الكلور متاح من. تم تصميم اللوحة لعناصر ذات حجم قياسي 0805.
أنا = 1000 / ر... لا يستحق الأمر ضبط تيار كبير على الفور ، انظر أولاً إلى مقدار تسخين الدائرة المصغرة. لأغراضي الخاصة ، أخذت مقاومًا يبلغ 2.7 كيلو أوم ، بينما تبين أن تيار الشحن يبلغ حوالي 360 مللي أمبير.
من غير المحتمل أن يكون المبرد لهذه الدائرة الصغيرة قادرًا على التكيف ، وليست حقيقة أنه سيكون فعالًا بسبب المقاومة الحرارية العالية لانتقال العلبة البلورية. توصي الشركة المصنعة بجعل المشتت الحراري "من خلال المسامير" - مما يجعل المسارات سميكة قدر الإمكان مع ترك الرقاقة تحت علبة الدائرة الدقيقة. بشكل عام ، كلما تركت رقائق "ترابية" ، كان ذلك أفضل.
بالمناسبة ، يتم تبديد معظم الحرارة من خلال الساق الثالثة ، لذلك يمكنك جعل هذا المسار عريضًا وسميكًا جدًا (املأه فائضجندى). 
يمكن تسمية حزمة شريحة LTC4054 بـ LTH7 أو LTADY.
يختلف LTH7 عن LTADY في أن الأول يمكنه رفع بطارية شديدة الاستنزاف (يكون الجهد الكهربائي فيها أقل من 2.9 فولت) ، والأخيرة لا يمكنها (تحتاج إلى تأرجحها بشكل منفصل).
خرجت الدائرة المصغرة بنجاح كبير ، لذلك لديها مجموعة من نظائرها: STC4054 ، MCP73831 ، TB4054 ، QX4054 ، TP4054 ، SGM4054 ، ACE4054 ، LP4054 ، U4054 ، BL4054 ، WPM4054 ، IT4504 ، Y1880 ، PT6102 ، PT6181 ، CX90210 ، EC49016 ، CYT5026 ، Q7051. قبل استخدام أي من النظائر ، تحقق من ورقة البيانات.
TP4056
الدائرة المصغرة مصنوعة في علبة SOP-8 (انظر) ، بها مجمّع حرارة معدني على بطنها غير متصل بالملامسات ، مما يجعل من الممكن إزالة الحرارة بشكل أكثر كفاءة. يسمح لك بشحن البطارية بتيار يصل إلى 1 أمبير (يعتمد التيار على مقاوم الإعداد الحالي). 
يتطلب مخطط الأسلاك الحد الأدنى من العناصر المفصلية: 
تنفذ الدائرة عملية الشحن الكلاسيكية - أولاً ، الشحن بتيار ثابت ، ثم بجهد ثابت وتيار ساقط. كل شيء علمي. إذا قمنا بتفكيك الشحن خطوة بخطوة ، فيمكننا التمييز بين عدة مراحل:
- مراقبة جهد البطارية المتصلة (يحدث هذا طوال الوقت).
- مرحلة الشحن المسبق (إذا تم تفريغ البطارية أقل من 2.9 فولت). اشحن بتيار 1/10 من المقاوم المبرمج R prog (100mA في R prog = 1.2 kOhm) إلى مستوى 2.9 V.
- الشحن بأقصى تيار ثابت (1000 مللي أمبير عند R prog = 1.2 كيلو أوم) ؛
- عندما تصل البطارية إلى 4.2 فولت ، يكون الجهد الكهربائي للبطارية ثابتًا عند هذا المستوى. يبدأ انخفاض تدريجي في تيار الشحن.
- عندما يصل التيار إلى 1/10 من المبرمج بواسطة المقاوم R prog (100mA في R prog = 1.2kOhm) ، يتم فصل الشاحن.
- بعد انتهاء الشحن ، تستمر وحدة التحكم في مراقبة جهد البطارية (انظر البند 1). التيار الذي تستهلكه دائرة المراقبة هو 2-3 μA. بعد انخفاض الجهد إلى 4.0 فولت ، يتم تشغيل الشحن مرة أخرى. وهكذا في دائرة.
يتم حساب تيار الشحن (بالأمبير) بواسطة الصيغة أنا = 1200 / ص بروغ... الحد الأقصى المسموح به هو 1000 مللي أمبير.
يظهر في الرسم البياني اختبار شحن حقيقي ببطارية 18650 بسرعة 3400 مللي أمبير: 
ميزة الدائرة المصغرة هي أن تيار الشحن يتم ضبطه بواسطة مقاوم واحد فقط. المقاومات القوية منخفضة المقاومة ليست مطلوبة. بالإضافة إلى وجود مؤشر لعملية الشحن ، بالإضافة إلى مؤشر على انتهاء الشحن. عند عدم توصيل البطارية ، يومض المؤشر مرة كل بضع ثوان.
يجب أن يكون جهد إمداد الدائرة في حدود 4.5 ... 8 فولت. كلما اقتربنا من 4.5 فولت ، كان ذلك أفضل (بهذه الطريقة تسخن الرقاقة بدرجة أقل).
يتم استخدام المحطة الأولى لتوصيل مستشعر درجة الحرارة المدمج بطارية ليثيوم أيون(عادةً ما يكون هذا هو السلك الأوسط لبطارية الهاتف الخلوي). إذا كان جهد الخرج أقل من 45٪ أو أعلى من 80٪ من جهد الإمداد ، فسيتم تعليق الشحن. إذا لم تكن بحاجة إلى التحكم في درجة الحرارة ، فقط ضع هذه القدم على الأرض.
انتباه! هذه الدائرة لها عيب كبير: عدم وجود دائرة حماية انعكاس قطبية البطارية. في هذه الحالة ، يتم ضمان احتراق وحدة التحكم بسبب تجاوز الحد الأقصى للتيار. في هذه الحالة ، يذهب جهد إمداد الدائرة مباشرة إلى البطارية ، وهو أمر خطير للغاية.
العلامة بسيطة ، يتم إجراؤها في غضون ساعة على الركبة. إذا كان الوقت ينفد ، يمكنك طلب وحدات جاهزة. تضيف بعض الشركات المصنعة للوحدات الجاهزة الحماية ضد التيار الزائد والتفريغ الزائد (على سبيل المثال ، يمكنك اختيار اللوحة التي تحتاجها - مع الحماية أو بدونها ، وبأي موصل). 
يمكنك أيضًا العثور على ألواح جاهزة مزودة بوصلة توصيل لجهاز استشعار درجة الحرارة. أو حتى وحدة شحن بها عدة دوائر متناهية الصغر TP4056 متوازية لزيادة تيار الشحن وحماية قطبية عكسية (مثال).
LTC1734
هذا أيضًا مخطط بسيط للغاية. يتم تعيين تيار الشحن بواسطة المقاوم R prog (على سبيل المثال ، إذا قمت بوضع المقاوم 3 kΩ ، فسيكون التيار 500 مللي أمبير).
عادةً ما يتم تمييز الدوائر الدقيقة على العلبة: LTRG (يمكن العثور عليها غالبًا في الهواتف القديمة من Samsung). 
سوف يعمل الترانزستور على الإطلاق أي p-n-p، الشيء الرئيسي هو أنه مصمم لتيار شحن معين.
لا يوجد مؤشر شحن على الرسم البياني المشار إليه ، لكن LTC1734 تقول أن الدبوس "4" (Prog) له وظيفتان - ضبط التيار ومراقبة نهاية شحن البطارية. على سبيل المثال ، يتم عرض دائرة مع التحكم في نهاية الشحن باستخدام المقارنة LT1716. 
يمكن استبدال المقارنة LT1716 في هذه الحالة بـ LM358 رخيصة.
TL431 + الترانزستور
ربما ، من الصعب التوصل إلى مكونات أكثر بأسعار معقولة. الجزء الصعب هنا هو إيجاد مرجع الجهد TL431. لكنها منتشرة على نطاق واسع لدرجة أنها توجد في كل مكان تقريبًا (نادرًا ما يمكن لأي مصدر طاقة الاستغناء عن هذه الدائرة الدقيقة). 
حسنًا ، يمكن استبدال ترانزستور TIP41 بأي ترانزستور آخر بتيار تجميع مناسب. حتى السوفيتي القديم KT819 ، KT805 (أو أقل قوة KT815 ، KT817) سيفي بالغرض.
يتم تقليل إعداد الدائرة إلى ضبط جهد الخرج (بدون بطارية !!!) باستخدام مقاوم تشذيب عند 4.2 فولت. يحدد المقاوم R1 الحد الأقصى لتيار الشحن.
تنفذ هذه الدائرة بشكل كامل عملية من مرحلتين لشحن بطاريات الليثيوم - أولاً ، الشحن بتيار ثابت ، ثم الانتقال إلى مرحلة تثبيت الجهد وانخفاض تدريجي في التيار إلى الصفر تقريبًا. العيب الوحيد هو ضعف تكرار الدائرة (متقلبة في الضبط والمطالبة بالمكونات المستخدمة).
MCP73812
هناك دائرة كهربائية أخرى مهملة بشكل غير مستحق من Microchip - MCP73812 (انظر). على أساسها اتضح جدا خيار الميزانيةالشحن (وغير مكلفة!). طقم الجسم بالكامل هو مقاوم واحد فقط!
بالمناسبة ، الدائرة المصغرة مصنوعة في علبة مناسبة للحام - SOT23-5. 
العيب الوحيد هو أنه يصبح شديد السخونة ولا يوجد مؤشر على الشحن. كما أنه بطريقة ما لا يعمل بشكل موثوق للغاية إذا كان لديك مصدر طاقة منخفض الطاقة (مما يؤدي إلى انخفاض الجهد). 
بشكل عام ، إذا لم يكن مؤشر الشحن مهمًا بالنسبة لك ، وكان التيار 500 مللي أمبير يناسبك ، فإن MCP73812 يعد خيارًا جيدًا للغاية.
NCP1835
يتم تقديم حل متكامل تمامًا - NCP1835B ، مما يوفر ثباتًا عاليًا لجهد الشحن (4.2 ± 0.05 فولت).
ربما يكون العيب الوحيد لهذه الدائرة الصغيرة هو حجمها الصغير جدًا (علبة DFN-10 ، حجم 3x3 مم). لا يستطيع الجميع توفير لحام عالي الجودة لمثل هذه العناصر المصغرة. 
من المزايا التي لا جدال فيها ، أود أن أشير إلى ما يلي:
- الحد الأدنى لعدد أجزاء طقم الجسم.
- القدرة على شحن بطارية فارغة بالكامل (شحن مسبق بتيار 30 مللي أمبير) ؛
- تحديد نهاية الشحن.
- تيار الشحن القابل للبرمجة - حتى 1000 مللي أمبير.
- مؤشر الشحن والخطأ (قادر على اكتشاف البطاريات غير القابلة لإعادة الشحن والإشارة إليها).
- الدفاع من شحنة مستمرة(عن طريق تغيير سعة المكثف C t ، يمكنك ضبط أقصى وقت شحن من 6.6 إلى 784 دقيقة).
تكلفة الدائرة المصغرة ليست رخيصة ، ولكنها أيضًا ليست عالية جدًا (~ 1 دولار) لرفض استخدامها. إذا كنت صديقًا لمكواة لحام ، فإنني أوصي باختيار هذا الخيار.
يوجد وصف أكثر تفصيلاً في.
هل يمكن شحن بطارية ليثيوم أيون بدون جهاز تحكم؟
نعم تستطيع. ومع ذلك ، سيتطلب ذلك تحكمًا صارمًا في تيار الشحن والجهد.
بشكل عام ، لن يعمل شحن البطارية ، على سبيل المثال ، 18650 بدون شاحن. ومع ذلك ، فأنت بحاجة إلى الحد بطريقة ما من الحد الأقصى لتيار الشحن ، لذلك لا يزال مطلوبًا على الأقل الشاحن الأكثر بدائية.
أبسط شاحن لأي بطارية ليثيوم هو المقاوم المتسلسل مع البطارية: 
تعتمد المقاومة وتبديد الطاقة للمقاوم على جهد مصدر الطاقة الذي سيتم استخدامه للشحن.
لنحسب المقاوم لمصدر طاقة 5 فولت كمثال. سنقوم بشحن بطارية 18650 بسعة 2400 مللي أمبير.
لذلك ، في بداية الشحن ، سيكون انخفاض الجهد عبر المقاوم كما يلي:
U r = 5 - 2.8 = 2.2 فولت
افترض أن مصدر الطاقة الخاص بنا بجهد 5 فولت مُصنَّف بحد أقصى 1A. ستستهلك الدائرة أكبر تيار في بداية الشحن ، عندما يكون الجهد على البطارية في حده الأدنى ويكون 2.7-2.8 فولت.
انتبه: لا تأخذ هذه الحسابات في الاعتبار إمكانية تفريغ البطارية بعمق كبير ويمكن أن يكون الجهد الكهربائي عليها أقل بكثير ، وصولاً إلى الصفر.
وبالتالي ، يجب أن تكون مقاومة المقاوم المطلوبة للحد من التيار في بداية الشحن عند مستوى 1 أمبير:
R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 أوم
قوة تبديد المقاوم:
P r = I 2 R = 1 * 1 * 2.2 = 2.2 واط
في نهاية شحن البطارية ، عندما يقترب الجهد الكهربائي عليها من 4.2 فولت ، سيكون تيار الشحن كما يلي:
أنا أتحمل = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A
وهذا ، كما نرى ، جميع القيم ضمن النطاق المقبول لـ هذه البطارية: التيار الأولي لا يتجاوز الحد الأقصى المسموح به لتيار الشحن لبطارية معينة (2.4 أ) ، والتيار النهائي يتجاوز التيار الذي تتوقف عنده البطارية عن اكتساب السعة (0.24 أ).
العيب الرئيسي لهذا الشحن هو الحاجة إلى مراقبة الجهد على البطارية باستمرار. وافصل الشحنة يدويًا بمجرد وصول الجهد إلى 4.2 فولت. الحقيقة هي أن بطاريات الليثيوم لا تتحمل حتى الجهد الزائد على المدى القصير بشكل سيئ للغاية - تبدأ كتل القطب الكهربائي في التدهور بسرعة ، مما يؤدي حتماً إلى فقدان القدرة. في الوقت نفسه ، يتم إنشاء جميع المتطلبات الأساسية لارتفاع درجة الحرارة وإزالة الضغط.
إذا كانت بطاريتك تحتوي على لوحة حماية مدمجة ، والتي تمت مناقشتها أعلاه قليلاً ، فسيتم تبسيط كل شيء. عند الوصول إلى جهد معين على البطارية ، ستقوم اللوحة بفصلها تلقائيًا عن الشاحن. ومع ذلك ، فإن طريقة الشحن هذه لها عيوب كبيرة تحدثنا عنها.
لن تسمح الحماية المضمنة في البطارية بإعادة شحنها تحت أي ظرف من الظروف. كل ما عليك فعله هو التحكم في تيار الشحن بحيث لا يتجاوز القيم المسموح بها للبطارية المعينة (لسوء الحظ ، لا تعرف لوحات الحماية كيفية الحد من تيار الشحن).
الشحن باستخدام مصدر طاقة معمل
إذا كان لديك مورد طاقة محدود حاليًا تحت تصرفك ، فسيتم حفظك! مصدر الطاقة هذا هو بالفعل شاحن كامل يقوم بتنفيذ ملف تعريف الشحن الصحيح ، والذي كتبناه أعلاه (CC / CV).
كل ما عليك فعله لشحن Li-ion هو ضبط 4.2 فولت على مصدر الطاقة وتعيين الحد الحالي المطلوب. ويمكنك توصيل البطارية.
في البداية ، عندما لا تزال البطارية فارغة ، سيعمل مصدر طاقة المختبر في وضع الحماية الحالي (أي أنه سيثبت تيار الخرج عند مستوى معين). بعد ذلك ، عندما يرتفع الجهد على البنك إلى 4.2 فولت ، سينتقل مصدر الطاقة إلى وضع تثبيت الجهد ، وسيبدأ التيار في الانخفاض.
عندما ينخفض التيار إلى 0.05-0.1 درجة مئوية ، يمكن اعتبار البطارية مشحونة بالكامل.
كما ترون ، فإن PSU المختبرية تكاد تكون شاحنًا مثاليًا! الشيء الوحيد الذي لا يعرف كيفية القيام به تلقائيًا هو اتخاذ قرار بشحن البطارية بالكامل وإيقاف تشغيلها. لكن هذا تافه لا يستحق الاهتمام به.
كيف أشحن بطاريات الليثيوم؟
وإذا كنا نتحدث عن بطارية يمكن التخلص منها غير مخصصة لإعادة الشحن ، فإن الإجابة الصحيحة (والصحيحة فقط) على هذا السؤال هي لا شيء.
الحقيقة هي أن أي بطارية ليثيوم (على سبيل المثال ، CR2032 المنتشر على شكل قرص مسطح) تتميز بوجود طبقة تخميل داخلية تغطي أنود الليثيوم. هذه الطبقة تمنع تفاعل كيميائيالأنود مع المنحل بالكهرباء. وإمداد التيار الخارجي يدمر ما سبق طبقة حاميةالتسبب في تلف البطارية.
بالمناسبة ، إذا تحدثنا عن بطارية CR2032 غير قابلة لإعادة الشحن ، فإن LIR2032 ، التي تشبهها إلى حد كبير ، هي بالفعل بطارية كاملة. يمكن وينبغي أن تكون مشحونة. فقط جهدها ليس 3 ، لكن 3.6 فولت.
تمت مناقشة كيفية شحن بطاريات الليثيوم (سواء كانت بطارية هاتف أو بطارية 18650 أو أي بطارية ليثيوم أيون أخرى) في بداية المقالة.
نُشر في 23 حزيران (يونيو) 2012
بطارية الليثيوم أيون ليست جديدة ، وقد قيل الكثير حول كيفية شحنها. سأصف مثالًا عمليًا لشحنة أحادية الخلية (3.7 فولت) لي بوالبطارية باستخدام الطاقة يو اس بي-الموصل. الشحن عبر يو اس بيهو الاكثر طريقة ملائمةل أجهزة محمولةوالأجهزة.
ولكن ، قبل وصف دائرة الشاحن ، ضع في اعتبارك البطاريات نفسها. هناك بطاريات بسيطة مثل هذه:
والبطاريات مع وحدة تحكم شحن مدمجة. وحدة التحكم مصنوعة على شكل لوحة صغيرة ملحومة بأطراف البطارية. يرجى ملاحظة أن هذه البطاريات عادة ما يكون لها ملامسات سلكية.
في الواقع ، هذا منطقي: قم بتجهيز البطارية بجهاز تحكم في الشحن. فليكن أغلى ثمناً قليلاً ، لكن كم أقل من المتاعب. ولكن ما وراء هذا الاسم: "جهاز التحكم بالشحن"؟
إنها مجرد شريحة لحماية البطارية من الجهد الزائد والإفراط في التفريغ وقصر الدائرة. جوهر عملها بسيط - في الفولتية أو التيارات الباهظة ، تقوم الدائرة المصغرة بإيقاف تشغيل مفتاح الترانزستور ، وفصل البطارية عن الدائرة. في بعض الأحيان يكون خرج هذه البطارية هو 0 فولت. لا تنزعج ، هذا لا يعني أن البطارية قد نفدت. إنه فقط يتم تفريغ البطارية إلى الحد الأدنى ويتم إيقاف تشغيل وحدة التحكم في الشحن. يكفي لشحنه.
كيف تشحن هذه البطاريات؟ الجواب: كذلك لي بوبطارية بدون تحكم الشحن. لي بوالبطارية مع جهاز التحكم في الشحن هي مجرد بطارية ذات حماية إضافية. أي بطارية أفضل - اخترت. لكن يجب أن تتذكر ذلك لي بوتخشى البطارية الشحن الزائد والتفريغ الزائد. وإذا تم حل مشكلة الشحن الزائد عن طريق الشاحن ، فإن احتمال تفريغ البطارية أقل من الحد المسموح به يفرض التطبيق لي بوبطارية مع وحدة تحكم الشحن.
وهكذا ، قررنا أن كلا الخيارين لي بوتتطلب البطاريات - مع جهاز التحكم بالشحن أو بدونه - شاحنًا مخصصًا. ماذا سوف يحدث إذا لي بوقم بتوصيل البطارية بمصدر طاقة 5 فولت بغباء يو اس بي؟ سوف تتفاجأ ، لكن البطارية ستشحن! على الرغم من أن عملية الشحن لا يمكن أن تسمى عادية ، ومع مثل هذا الشحن ، فإن البطارية لن تدوم طويلاً. وعلاوة على ذلك لي بوسيتم إيقاف تشغيل البطارية المزودة بوحدة تحكم الشحن عند الشحن الكامل (ستعمل الحماية). على الرغم من أن البطارية ستكون قد ارتفعت درجة حرارتها إلى حد كبير بحلول هذا الوقت ، إلا أنها قد لا تكون على ما يرام. ولكن بدون وحدة التحكم في الشحن ، يمكن للبطارية إنهاء عمرها في ومضة ساطعة ، وتحرق جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، أو في أي مكان تضعه فيه ، جنبًا إلى جنب مع منزلك / مكتبك / مصنعك.
هناك طريقة "صينية" رخيصة للشحن لي بوبطارية (ولكن فقط مع جهاز التحكم في الشحن!) من خلال المقاوم الحالي. وتشغيل الصمام بالتوازي مع المقاوم. ينطفئ مؤشر LED عند الشحن الكامل. أولئك. عندما يتم تشغيل الحماية. تُستخدم هذه الطريقة في ألعاب الأطفال الصينية ، عندما يتم شحن لعبة متحركة / طائرة / عائمة من بطاريات الكتلة. جهاز التحكم... هذه الطريقة مناسبة إذا كان عمك يعمل في مصنع للبطاريات ، ولديك هذه البطاريات "حسنًا ، مجرد أكوام" (ج). نحن نرفضها أيضًا ، رغم ... لا: نحن نرفضها جميعًا. نحن لسنا صينيين وليس لدينا أعمام في مصنع البطاريات! ونحن نحب مستخدمي أجهزتنا ، لذلك ، يتم شحنها لي بوسنكون على صواب البطارية.
مخطط شحن بسيط لبطاريات Llipo:
للقيام بذلك ، نأخذ دائرة كهربائية خاصة ونشغلها كما هو موضح في. يرجى ملاحظة أن الدائرة المصغرة لها مدخلين - يو اس بي(3.7-6 فولت) و العاصمة(3.7-7 فولت) لتوصيل مصدر الطاقة التيار المباشر... أولئك. على الأقل تقويمها.
لقد صنعت شال اختبار صغير لـ. يضيء مؤشر LED أثناء الشحن وينطفئ عند شحن البطارية. إذا لم تكن البطارية متصلة ، فإن مؤشر LED مطفأ.
نتيجة لذلك ، لدينا شاحن مصغر لـ لي بوالبطاريات. يمكن دمج هذه الدائرة في لوحة جهازك وشحنها منه يو اس بي... بالاشتراك مع لي بوبطارية مع جهاز تحكم في الشحن ، نحصل على جهاز بحماية كاملة لي بوالبطارية والشاحن الصحيح. سنوات طويلة من الخدمة لك لي بو!
