دستگاه هایی برای شارژ سلول های لیتیومی. شارژر باتری لیتیوم یون. مدار شارژ باتری لیتیومی دو مرحله ای

بنابراین، 5 شارژر برتر من برای باتری های 18650. کدام شارژر را انتخاب کنیم، چگونه یک باتری 18650 را برای چراغ قوه یا ویپ شارژ کنیم؟ هزاران مدل مختلف در Aliexpress و فروشگاه های دیگر وجود دارد. اما وقتی مردم برای خرید باتری لیتیوم یونی و/یا شارژر برای آن به من مراجعه می‌کنند، مشخص می‌شود که تعداد کمی از آنها متوجه می‌شوند دقیقاً چه می‌خواهند.

مهم!نمی توانید فروش عمده آتی را نادیده بگیرید؛ جمعه سیاه 2019 با کدهای تبلیغاتی و کوپن های جدید این فرصت را به شما می دهد که در برخی از خریدهای عمده صرفه جویی زیادی کنید. و به طور کلی، حتی در حال حاضر یک کوپن کار برای 8/50 وجود دارد. بنابراین توصیه می‌کنم کمی وقت بگذارید تا دریابید که چگونه در جمعه سیاه 2019 صرفه‌جویی کنید. خواندن

همانطور که انتظار می رفت، برخی از "محبوب ترین و ارزان ترین شارژر 18650 در aliexpress" اولین انتخاب برای بسیاری است، البته فقط به دلیل قیمت. برای اینکه شما را از خرید چنین آشغالی دور نگه دارم، به طور خلاصه به شما می گویم (خوشبختانه اینجا ادامه و ادامه دادن فایده ای ندارد) که می توانید با هر بودجه، حتی متوسط ​​ترین، یک شارژر خوب برای لیتیوم در Aliexpress بخرید. در همان زمان به سرباره نمی افتد.

در تمام موارد دیگر، احتمال برخورد با یک جعلی بسیار زیاد است، مگر اینکه در مورد انواع باتری های تولید کنندگان چراغ قوه صحبت کنیم. دومی ها به طرز جهنمی گران هستند و همان بسته بندی مجدد حساب های دیگر هستند. پس گرفتن آنها فایده ای ندارد. و من حساب های عادی را از nkon.nl.ru می گیرم. بنابراین، باتری که من در مورد آن صحبت می کنم یک بسته بندی مجدد از Panasonic NCR18650B اصلی است. سلول ها رد شدند، اما به نظر می رسد که منطق آن به دور انداختن همه چیز زیر 3350mah و فروش این قوطی های خارج از درجه برای فروش بیشتر در همان علی خلاصه می شود. در واقع، تقریباً تمام قوطی هایی که من سفارش دادم حدود 3250-3350mah بودند که من از قیمت آن راضی بودم. من تعداد زیادی از این حساب ها را سفارش دادم، شکایت صفر. برای مصارف خانگی، این قوطی های کم جریان برای شما کافی است. این لینک است. تکرار می کنم، برای اکثر چراغ قوه ها این بهترین باتری لیتیوم یونی از aliexpress خواهد بود. خروجی جریان کم است، اما 3-4 آمپر برای اکثر چراغ قوه ها کاملاً کافی است و برد محافظ شما را از تخلیه بیش از حد نجات می دهد.

نمودارها در بررسی چراغ قوه‌ها نشان می‌دهند که محبوب‌ترین چراغ قوه در علی - کاروان، در محبوب‌ترین مدل‌های خود (s2+, c8, c8+) در واقع روی این باتری کار می‌کند مانند برخی جریان‌های متوسط ​​یا زیاد اصلی گران‌تر. یکی بنابراین، من هیچ فایده ای در استفاده از باتری دیگری در یک چراغ قوه ارزان قیمت چینی نمی بینم. و اگر برای چراغ جلو ارزان قیمت با علی به باتری 18650 نیاز دارید، این تنها گزینه است - خطر تخلیه عمیق و مرگ باتری بسیار زیاد است. هیچ محافظی در چنین هدبندهایی وجود ندارد؛ شما باید به هدبند مربوطه در خود باتری 18650 اعتماد کنید.

اجازه دهید با این موضوع شروع کنم که چرا نباید چنین محصولاتی را از شرکت مشهور جهانی noname خریداری کنید. با توجه به تفاوت ناچیز بین این کاردستی و شارژر معمولی، من هیچ فایده ای برای گرفتن چنین چیزی نمی بینم.

• فقط با لیتیوم کار کنید بدون نیکل.
• خدا میدونه چه الگوریتم شارژ.
• اگر کمی کم شارژ شود خوب است، اما می تواند تا 4.3 ولت حرکت کند، که برای شیمی بسیار بد است
• کیفیت ساخت با قیمت مطابقت دارد - این یک واقعیت نیست که نمی شکند یا کوبیده نمی شود.

خوب، یک نکته مهم - شارژ باتری 18650 = شارژ باتری 26650، همه مدل های زیر دارای میله متحرک برای شارژ تقریباً تمام مدل های باتری لیتیوم یون هستند.

Xtar (پس از تغییر نام تجاری اخیر آنها با نام تجاری allmaybe فروخته می شوند)

برای من شخصا، مورد علاقه واضح در بخش شارژرهای ارزان قیمت تک اسلات Xtar MC1 است. این یک شارژر بسیار فشرده (به اندازه یک انگشت اشاره) است. برخلاف لیتوکال، نمی‌تواند از همان جریان شارژ 1 آمپر استفاده کند، اما دارای یک فناوری اختصاصی برای بلند کردن باتری‌هایی است که به شدت تخلیه شده‌اند. با این حال، Xtar MC1plus 1A از قبل دارای جریان شارژ است.

هر از چند گاهی در مراحل نوشتن نقد و بررسی چراغ قوه ها با وضعیت دشارژ باتری زیر 2 ولت مواجه می شدم. و اتهامات دیگر، سنگهای یکسان با نوارهای مختلف به سادگی چنین حسابهایی را تعیین نمی کنند. البته یک باتری کاملاً آسیب دیده با مواد شیمیایی تخریب شده را نمی توان در اینجا احیا کرد. همراه با کیف است تا بتوانید آن را در هر جایی با خود ببرید.

جریان 0.5 آمپر باعث حدود 6 ساعت شارژ می شود، بسته به ظرفیت و عمق تخلیه باتری +\-. اگر یک شبه آن را بپوشید (و در بیشتر موارد همین اتفاق می افتد)، پس برای چشم ها کافی است. برای شارژ در ماشین در طول مسیر، این کافی نخواهد بود و باید به همان لیتوکال نگاه کنید.

البته شارژ از نیکل نیز پشتیبانی می کند، یعنی. می توانید AA/AAA معمولی را شارژ کنید.

برچسب قیمت هر دو نسخه زیر در Ali کاملاً مناسب است. حدود 4-7 دلار در نسخه های معمولی و پلاس.من آنها را در اینجا به تفصیل بیان نمی کنم زیرا آنها به این طرف و آن طرف سرگردان هستند.

از بقیه نسخه ها فقط به VC2 اشاره می کنم که با همان الگوریتم شارژ صحیح، مزیت نشانگر خوب و واضح را دارد. مدل‌های دیگر، اگرچه جالب هستند، اما از نظر قیمت/عملکرد پایین‌تر از لیتوکال هستند، بنابراین ترجیح داده نمی‌شوند و من در اینجا در مورد آنها صحبت نمی‌کنم.

قیمتش حدود 14 تومنه. و در اینجا، مانند سایر مدل ها، باید به وجود امتیاز و کوپن تکیه کنید.

لیتوکالا

برای مدت طولانی، آسیاب، که طراحی ضعیف آن با قلوه های خوب و فرآیند شارژ مناسب جبران می شد، در بین افراد آگاه بسیار محبوب بود. این تا انتشار 101th litocal ادامه داشت. حتی اگر ساده ترین باشد، اما نشان دهنده فرآیند شارژ و ولتاژ باتری، تنوع شیمیایی و اندازه های استاندارد، توانایی کار در حالت پاوربانک و جریان 0.5\1 آمپر برای انتخاب - این مدل فوراً به یک پرفروش تبدیل شد. به عنوان ارزان ترین و در عین حال شارژر خوب برای باتری های لیتیومی.

پس از آن، به تدریج مدل ها برای تعداد بیشتری از حساب ها، 202 برای دو، 402 برای 4، و اخیراً مدلی برای 3 حساب منتشر شد. آنها فقط در تعداد کانکتورها با 101 تفاوت دارند.

البته، باید بدانید که اگر منبع تغذیه شما 2 آمپر تولید می کند، می توانید 4 باتری را با حداکثر 0.5 آمپر برای هر کدام شارژ کنید.

اگر عرضه 101 توسط میلر از بازار حذف شد، 202\402 به طور کامل فروش شارژرهای Nightcore را کاهش داد. به یاد دارم که چگونه در 15/16 آنها را به خوبی معامله کردم. همه چیز با این واقعیت به پایان رسید که من صرفاً باقیمانده را برای خرید به یک فروشگاه ویپ تحویل دادم؛ هیچ کس این شبانه را به خاطر پول من دریافت نکرد. علاوه بر قیمت، یک نقطه ضعف عملکردی نیز وجود دارد - به عنوان مثال، جوشاندن نیکل با جریان 1 آمپر.

من به طور جداگانه در مورد شارژر محبوب 4 اسلات به شما خواهم گفت. Liitokala Lii-500این تقریباً یک دروگر همه کاره است.

شارژ، تست ظرفیت (اگر آن را مجبور کنید بارها و بارها اجرا کند، در واقع می توانید همان رفرش را مانند Opus اجرا کنید)، نشانگر کامل (از جمله مقاومت). جریان شارژ از 0.3 تا 1 آمپر در هر کانال، مجموعه ای از مواد شیمیایی مختلف و اندازه های استاندارد.

این شارژر با توجه به قیمت پایین خود، انتخابی عالی برای کسانی است که چیزی فراتر از شارژ باتری می‌خواهند یا اگر تعداد زیادی از آنها را دارید و باید وضعیت آنها را ارزیابی کنید و سریع شارژ کنید.

اپوس

آخرین نکته (در مورد شارژرهای مدل مانند Imax صحبت نمی کنم، زیرا اگر در این تجارت هستید، قبلاً در مورد آنها می دانید) Opus BT - C3100 V2.2 خواهد بود.

این فوق العادهیک شارژر محبوب در بین کسانی که دائماً با باتری سر و کار دارند. من خودم حدود یک سال از این استفاده کردم، اما همچنان به 500k تغییر مکان دادم. با تفاوت تقریباً دو برابری قیمت، من مزیت واضحی در عملکرد ندیدم. جریان شارژ 2A برای من مهم نیست، و عملکرد تازه‌سازی می‌تواند در 500 لیتوکال کار کند، و حدود 3-4 اجرای دستی تست نرمال را انجام می‌دهد، یعنی. شارژ-تخلیه-شارژ.

خوب، بله، یکی دیگر از مزایای عملکردی واضح وجود یک فن است که زمانی که 4 باتری به طور همزمان با جریان بالا شارژ یا دشارژ می شوند بسیار منطقی است.

در اصل، ما می توانیم در آنجا متوقف شویم. چندین مدل خاص دیگر وجود دارد، اما من مطمئن هستم که برای اکثریت قریب به اتفاق خوانندگان یکی از موارد بالا کافی خواهد بود. من از همه آنها استفاده کردم، ده ها عدد از آنها را فروختم، و در تمام این مدت، فقط یک بار برای یک قطعه 202 لیتوکال، شارژ متوقف شد، AC را تا آخر راه انداخت. اما این یکی از چندین ده است.

شارژر برای 21700 باتری.

به طور جداگانه، لازم است به شارژرهای محبوب Nitecore اشاره کنیم.
تنها چیزی که در حال حاضر من را جذب می کند این است که حتی ساده ترین مدل ها کاملاً با باتری های 21700 جا می شوند. و از آنجایی که در حال حاضر خرید یک چراغ قوه 21700 در aliexpress اصلاً دشوار نیست ، این واقعیت که شارژرهای Litokalov با یک خراش جا می شوند واقعاً ناراحت کننده است. و برخی از باتری‌های فانتزی 21700 اصلاً جا نمی‌شوند.
بنابراین در چنین شرایطی خرید شارژرهای Nightcore فقط برای 21700 باتری موجه است. من موردی را که خودم استفاده می کنم توصیه می کنم - nitecore UI2 (شارژرهای Nitecore من را ببینید). حتی ارزان تر - .

اگر شرایط مالی اجازه می دهد، می توانید چیز کاملاً بهتری بگیرید، خوشبختانه Nightcore تقریباً تمام موانع مدل های قبلی را برطرف کرده است (مانند سرخ کردن باتری های نیکل AAA با جریان 1 آمپر)

بنابراین، Nitecore UM4(). راستی الان با اضافه کردن این شارژر به انتخاب متوجه شدم که قیمتش تا سطح Liitokala Lii-500 پایین اومده که خیلی خوبه!

ارزیابی ویژگی های یک شارژر خاص بدون درک اینکه چگونه شارژ نمونه یک باتری لیتیوم یونی باید واقعاً انجام شود دشوار است. بنابراین، قبل از حرکت مستقیم به نمودارها، بیایید یک نظریه کوچک را به خاطر بسپاریم.

باتری های لیتیومی چیست؟

بسته به اینکه الکترود مثبت باتری لیتیومی از چه ماده ای ساخته شده است، انواع مختلفی وجود دارد:

• با کاتد لیتیوم کبالتات؛
• با یک کاتد مبتنی بر فسفات آهن لیتیه؛
• بر اساس نیکل-کبالت-آلومینیوم؛
• بر پایه نیکل- کبالت- منگنز.

همه این باتری ها ویژگی های خاص خود را دارند، اما از آنجایی که این تفاوت های ظریف برای مصرف کننده عمومی اهمیت اساسی ندارند، در این مقاله بررسی نمی شوند.

همچنین تمامی باتری های لیتیوم یونی در اندازه ها و فرم های مختلف تولید می شوند. آنها می توانند محفظه ای (مثلاً محبوب 18650 امروزی) یا لمینیت یا منشوری (باتری های ژل پلیمری) باشند. دومی کیسه های مهر و موم شده هرمتیک ساخته شده از یک فیلم خاص است که حاوی الکترود و جرم الکترود است.

رایج ترین اندازه های باتری های لیتیوم یون در جدول زیر نشان داده شده است (همه آنها دارای ولتاژ اسمی 3.7 ولت هستند):

تعیین	اندازه استاندارد	اندازه مشابه
XXYY0, جایی که XX- نشان دادن قطر بر حسب میلی متر، YY- مقدار طول بر حسب میلی متر، 0 - طرح را به شکل یک استوانه منعکس می کند	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø مربوط به AAA است، اما نصف طول)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA، طول CR2
	14430	Ø 14 میلی متر (همانند AA)، اما طول کوتاه تر
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (یا 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (یا 150A/300P)
	18650	2xCR123 (یا 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	با
	26650
	32650
	33600	D
	42120

فرآیندهای الکتروشیمیایی داخلی به همین ترتیب انجام می شود و به فرم و طراحی باتری بستگی ندارد، بنابراین همه چیزهایی که در زیر گفته می شود به طور یکسان برای همه باتری های لیتیومی اعمال می شود.

نحوه صحیح شارژ باتری های لیتیوم یون

صحیح ترین روش شارژ باتری های لیتیومی شارژ در دو مرحله است. این روشی است که سونی در تمام شارژرهای خود از آن استفاده می کند. با وجود کنترلر شارژ پیچیده تر، این امر شارژ کامل تری باتری های لیتیوم یونی را بدون کاهش عمر مفید آنها تضمین می کند.

در اینجا ما در مورد مشخصات شارژ دو مرحله ای برای باتری های لیتیومی صحبت می کنیم که به اختصار CC/CV (جریان ثابت، ولتاژ ثابت) نامیده می شود. گزینه هایی با جریان های پالس و پله ای نیز وجود دارد، اما در این مقاله به آنها پرداخته نشده است. می توانید در مورد شارژ با جریان پالسی بیشتر بخوانید.

بنابراین، اجازه دهید هر دو مرحله شارژ را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.

1. در مرحله اولجریان شارژ ثابت باید تضمین شود. مقدار فعلی 0.2-0.5C است. برای شارژ سریع، مجاز است جریان را به 0.5-1.0C افزایش دهید (که در آن C ظرفیت باتری است).

به عنوان مثال، برای باتری با ظرفیت 3000 میلی آمپر، جریان شارژ اسمی در مرحله اول 600-1500 میلی آمپر است و جریان شارژ شتاب می تواند در محدوده 1.5-3 آمپر باشد.

برای اطمینان از جریان شارژ ثابت با مقدار معین، مدار شارژر باید بتواند ولتاژ را در پایانه های باتری افزایش دهد. در واقع، در مرحله اول شارژر به عنوان یک تثبیت کننده جریان کلاسیک عمل می کند.

مهم:اگر قصد دارید باتری ها را با برد محافظ داخلی (PCB) شارژ کنید، پس هنگام طراحی مدار شارژر باید مطمئن شوید که ولتاژ مدار باز مدار هرگز نمی تواند از 6-7 ولت تجاوز کند. در غیر این صورت، برد محافظ ممکن است آسیب ببیند.

در لحظه ای که ولتاژ باتری به 4.2 ولت افزایش می یابد، باتری تقریباً 70-80٪ ظرفیت خود را به دست می آورد (مقدار ظرفیت خاص به جریان شارژ بستگی دارد: با شارژ سریع کمی کمتر خواهد شد. شارژ اسمی - کمی بیشتر). این لحظه پایان مرحله اول شارژ را نشان می دهد و به عنوان سیگنالی برای انتقال به مرحله دوم (و نهایی) عمل می کند.

2. مرحله شارژ دوم- این شارژ باتری با یک ولتاژ ثابت است، اما جریان به تدریج کاهش می یابد (افت).

در این مرحله شارژر ولتاژ 4.15-4.25 ولت را روی باتری حفظ کرده و مقدار جریان را کنترل می کند.

با افزایش ظرفیت، جریان شارژ کاهش می یابد. به محض کاهش مقدار آن به 0.05-0.01C، فرآیند شارژ کامل در نظر گرفته می شود.

نکته مهم در عملکرد صحیح شارژر، قطع کامل آن از باتری پس از اتمام شارژ است. این به دلیل این واقعیت است که برای باتری های لیتیومی بسیار نامطلوب است که آنها برای مدت طولانی تحت ولتاژ بالا باقی بمانند که معمولاً توسط شارژر ارائه می شود (یعنی 4.18-4.24 ولت). این منجر به تخریب سریع ترکیب شیمیایی باتری و در نتیجه کاهش ظرفیت آن می شود. اقامت طولانی مدت به معنای ده ها ساعت یا بیشتر است.

در مرحله دوم شارژ، باتری تقریباً 0.1-0.15 ظرفیت خود را افزایش می دهد. بنابراین کل شارژ باتری به 90-95٪ می رسد که یک شاخص عالی است.

ما دو مرحله اصلی شارژ را بررسی کردیم. با این حال، پوشش موضوع شارژ باتری های لیتیومی ناقص خواهد بود اگر مرحله شارژ دیگری - به اصطلاح - ذکر نشده باشد. پیش شارژ

مرحله شارژ اولیه (پیش شارژ)- این مرحله فقط برای باتری های با دشارژ عمیق (زیر 2.5 ولت) استفاده می شود تا آنها را به حالت عادی کار کند.

در این مرحله شارژ با جریان ثابت کاهش یافته تا زمانی که ولتاژ باتری به 2.8 ولت برسد تامین می شود.

مرحله مقدماتی برای جلوگیری از تورم و کاهش فشار (یا حتی انفجار با آتش) باتری های آسیب دیده که مثلاً دارای یک اتصال کوتاه داخلی بین الکترودها هستند، ضروری است. اگر یک جریان شارژ زیاد بلافاصله از چنین باتری عبور کند، این امر به ناچار منجر به گرم شدن آن می شود و سپس بستگی دارد.

یکی دیگر از مزایای پیش‌شارژ، گرم کردن پیش‌گرم باتری است که هنگام شارژ در دمای پایین محیط (در یک اتاق گرم نشده در فصل سرد) مهم است.

شارژ هوشمند باید بتواند ولتاژ باتری را در مرحله شارژ اولیه کنترل کند و اگر ولتاژ برای مدت طولانی افزایش نیابد، نتیجه گیری کند که باتری معیوب است.

تمام مراحل شارژ باتری لیتیوم یونی (از جمله مرحله پیش شارژ) به صورت شماتیک در این نمودار نشان داده شده است:

بیش از 0.15 ولت از ولتاژ شارژ نامی می تواند عمر باتری را به نصف کاهش دهد. کاهش ولتاژ شارژ به میزان 0.1 ولت، ظرفیت باتری شارژ شده را تا حدود 10 درصد کاهش می دهد، اما عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. ولتاژ یک باتری کاملا شارژ شده پس از خارج کردن آن از شارژر 4.1-4.15 ولت است.

بگذارید موارد فوق را خلاصه کنم و نکات اصلی را بیان کنم:

1. برای شارژ باتری لیتیوم یونی (مثلا 18650 یا هر باتری دیگری) از چه جریانی استفاده کنم؟

جریان به سرعتی که می خواهید آن را شارژ کنید بستگی دارد و می تواند از 0.2C تا 1C متغیر باشد.

به عنوان مثال، برای یک باتری سایز 18650 با ظرفیت 3400 میلی آمپر ساعت، حداقل جریان شارژ 680 میلی آمپر و حداکثر آن 3400 میلی آمپر است.

2-چقدر طول میکشه که مثلا همون باطری های 18650 شارژ بشه؟

زمان شارژ مستقیماً به جریان شارژ بستگی دارد و با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

T = C / شارژ می کنم.

به عنوان مثال، زمان شارژ باتری 3400 میلی آمپری ما با جریان 1 آمپر حدود 3.5 ساعت خواهد بود.

3. چگونه باتری لیتیوم پلیمری را به درستی شارژ کنیم؟

تمام باتری های لیتیومی به یک شکل شارژ می شوند. فرقی نمی کند لیتیوم پلیمر باشد یا یون لیتیوم. برای ما، مصرف کنندگان، هیچ تفاوتی وجود ندارد.

برد حفاظتی چیست؟

برد محافظ (یا PCB - برد کنترل قدرت) برای محافظت در برابر اتصال کوتاه، شارژ بیش از حد و تخلیه بیش از حد باتری لیتیومی طراحی شده است. به عنوان یک قاعده، حفاظت از گرمای بیش از حد نیز در ماژول های حفاظتی تعبیه شده است.

به دلایل ایمنی، استفاده از باتری های لیتیومی در لوازم خانگی ممنوع است، مگر اینکه دارای برد محافظ داخلی باشند. به همین دلیل است که همه باتری های تلفن همراه همیشه دارای یک برد PCB هستند. پایانه های خروجی باتری مستقیماً روی برد قرار دارند:

این بردها از یک کنترلر شارژ شش پایه بر روی یک دستگاه تخصصی (JW01، JW11، K091، G2J، G3J، S8210، S8261، NE57600 و سایر آنالوگ ها) استفاده می کنند. وظیفه این کنترلر این است که با تخلیه کامل باتری، باتری را از بار جدا کند و با رسیدن به 4.25 ولت باتری را از شارژ جدا کند.

به عنوان مثال، نموداری از برد محافظ باتری BP-6M که همراه با گوشی های قدیمی نوکیا عرضه شده است:

اگر در مورد 18650 صحبت کنیم، می توان آنها را با یا بدون برد محافظ تولید کرد. ماژول حفاظتی در نزدیکی پایانه منفی باتری قرار دارد.

برد طول باتری را 2-3 میلی متر افزایش می دهد.

باتری‌های بدون ماژول PCB معمولاً در باتری‌هایی قرار می‌گیرند که مدارهای حفاظتی خود را دارند.

هر باتری با محافظ می تواند به راحتی بدون محافظ به باتری تبدیل شود؛ فقط باید آن را تخلیه کنید.

امروزه حداکثر ظرفیت باتری 18650 3400 میلی آمپر ساعت است. باتری های دارای محافظ باید دارای یک نام مربوطه بر روی کیس ("محافظت شده") باشند.

برد PCB را با ماژول PCM (PCM - ماژول شارژ برق) اشتباه نگیرید. اگر اولی فقط به منظور محافظت از باتری باشد، دومی برای کنترل فرآیند شارژ طراحی شده است - آنها جریان شارژ را در یک سطح معین محدود می کنند، دما را کنترل می کنند و به طور کلی از کل فرآیند اطمینان می دهند. برد PCM همان چیزی است که ما آن را کنترل کننده شارژ می نامیم.

امیدوارم الان سوالی باقی نماند که چگونه باتری 18650 یا هر باتری لیتیوم دیگری را شارژ کنیم؟ سپس به سراغ مجموعه کوچکی از راه حل های مدار آماده برای شارژرها (همان کنترل کننده های شارژ) می رویم.

طرح های شارژ باتری های لیتیوم یون

تمام مدارها برای شارژ هر باتری لیتیومی مناسب هستند؛ تنها چیزی که باقی می ماند تصمیم گیری در مورد جریان شارژ و پایه عنصر است.

LM317

نمودار یک شارژر ساده بر اساس تراشه LM317 با نشانگر شارژ:

مدار ساده ترین است، کل راه اندازی به تنظیم ولتاژ خروجی روی 4.2 ولت با استفاده از مقاومت R8 (بدون باتری متصل!) و تنظیم جریان شارژ با انتخاب مقاومت های R4، R6 خلاصه می شود. قدرت مقاومت R1 حداقل 1 وات است.

به محض خاموش شدن LED، فرآیند شارژ را می توان تکمیل شده در نظر گرفت (جریان شارژ هرگز به صفر نمی رسد). توصیه نمی شود که باتری را برای مدت طولانی پس از شارژ کامل روی این شارژ نگه دارید.

ریز مدار lm317 به طور گسترده در تثبیت کننده های مختلف ولتاژ و جریان (بسته به مدار اتصال) استفاده می شود. در هر گوشه فروخته می شود و قیمت آن سکه است (شما می توانید 10 قطعه را فقط با 55 روبل بگیرید).

LM317 در بدنه های مختلفی عرضه می شود:

تخصیص پین (pinout):

آنالوگ های تراشه LM317 عبارتند از: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (دو مورد آخر تولید داخل هستند).

اگر به جای LM317 از LM350 استفاده کنید، جریان شارژ را می توان به 3 آمپر افزایش داد. با این حال، گران تر خواهد بود - 11 روبل / قطعه.

برد مدار چاپی و مجموعه مدار در زیر نشان داده شده است:

ترانزیستور قدیمی شوروی KT361 را می توان با ترانزیستور pnp مشابه (به عنوان مثال KT3107، KT3108 یا بورژوایی 2N5086، 2SA733، BC308A) جایگزین کرد. در صورت عدم نیاز به نشانگر شارژ، می توان آن را به طور کلی حذف کرد.

عیب مدار: ولتاژ تغذیه باید در محدوده 8-12 ولت باشد. این به این دلیل است که برای عملکرد عادی تراشه LM317، اختلاف بین ولتاژ باتری و ولتاژ تغذیه باید حداقل 4.25 ولت باشد. بنابراین، تغذیه آن از درگاه USB امکان پذیر نخواهد بود.

MAX1555 یا MAX1551

MAX1551/MAX1555 شارژرهای تخصصی برای باتری های Li+ هستند که می توانند از طریق USB یا از یک آداپتور برق جداگانه (به عنوان مثال، شارژر تلفن) کار کنند.

تنها تفاوت بین این ریز مدارها این است که MAX1555 سیگنالی برای نشان دادن فرآیند شارژ تولید می کند و MAX1551 سیگنالی مبنی بر روشن بودن برق تولید می کند. آن ها 1555 هنوز در بیشتر موارد ارجح است، بنابراین یافتن 1551 در حال حاضر دشوار است.

شرح دقیق این ریز مدارها از طرف سازنده می باشد.

حداکثر ولتاژ ورودی از آداپتور DC 7 ولت است، زمانی که از USB تغذیه می شود - 6 ولت. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه به 3.52 ولت کاهش می یابد، ریز مدار خاموش می شود و شارژ متوقف می شود.

خود ریز مدار تشخیص می دهد که ولتاژ تغذیه در کدام ورودی وجود دارد و به آن متصل می شود. اگر برق از طریق گذرگاه USB تامین شود، حداکثر جریان شارژ به 100 میلی آمپر محدود می شود - این به شما امکان می دهد بدون ترس از سوختن پل جنوبی شارژر را به پورت USB هر رایانه وصل کنید.

هنگامی که توسط یک منبع تغذیه جداگانه تغذیه می شود، جریان شارژ معمولی 280 میلی آمپر است.

تراشه ها دارای محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد هستند. اما حتی در این مورد، مدار به کار خود ادامه می دهد و جریان شارژ را به میزان 17 میلی آمپر برای هر درجه بالاتر از 110 درجه سانتی گراد کاهش می دهد.

یک عملکرد پیش شارژ وجود دارد (به بالا مراجعه کنید): تا زمانی که ولتاژ باتری کمتر از 3 ولت باشد، ریزمدار جریان شارژ را به 40 میلی آمپر محدود می کند.

میکرو مدار دارای 5 پین است. در اینجا یک نمودار اتصال معمولی است:

اگر تضمینی وجود دارد که ولتاژ خروجی آداپتور شما تحت هیچ شرایطی نمی تواند از 7 ولت بیشتر شود، می توانید بدون تثبیت کننده 7805 این کار را انجام دهید.

گزینه شارژ USB را می توان به عنوان مثال روی این یکی مونتاژ کرد.

ریز مدار به دیودهای خارجی یا ترانزیستورهای خارجی نیاز ندارد. به طور کلی، البته، چیزهای کوچک زرق و برق دار! فقط آنها برای لحیم کاری بسیار کوچک و ناخوشایند هستند. و همچنین گران هستند ().

LP2951

تثبیت کننده LP2951 توسط National Semiconductors () تولید شده است. اجرای یک تابع محدود کننده جریان داخلی را فراهم می کند و به شما امکان می دهد یک سطح ولتاژ شارژ پایدار برای باتری لیتیوم یون در خروجی مدار ایجاد کنید.

ولتاژ شارژ 4.08 - 4.26 ولت است و توسط مقاومت R3 در هنگام قطع باتری تنظیم می شود. ولتاژ بسیار دقیق نگه داشته می شود.

جریان شارژ 150 - 300 میلی آمپر است، این مقدار توسط مدارهای داخلی تراشه LP2951 (بسته به سازنده) محدود می شود.

از دیود با جریان معکوس کوچک استفاده کنید. به عنوان مثال، می تواند هر یک از سری 1N400X باشد که می توانید خریداری کنید. دیود به عنوان یک دیود مسدود کننده برای جلوگیری از جریان معکوس از باتری به تراشه LP2951 در هنگام خاموش شدن ولتاژ ورودی استفاده می شود.

این شارژر جریان شارژ نسبتا کمی تولید می کند، بنابراین هر باتری 18650 می تواند یک شبه شارژ شود.

ریز مدار را می توان هم در بسته DIP و هم در بسته SOIC خریداری کرد (هزینه هر قطعه حدود 10 روبل).

MCP73831

این تراشه به شما امکان می‌دهد شارژرهای مناسب بسازید، و همچنین ارزان‌تر از MAX1555 است.

یک نمودار اتصال معمولی از:

مزیت مهم مدار عدم وجود مقاومت های قدرتمند با مقاومت کم است که جریان شارژ را محدود می کند. در اینجا جریان توسط یک مقاومت متصل به پایه 5 میکرو مدار تنظیم می شود. مقاومت آن باید در محدوده 2-10 کیلو اهم باشد.

شارژر مونتاژ شده به شکل زیر است:

ریز مدار در حین کار به خوبی گرم می شود، اما به نظر نمی رسد که این موضوع آن را آزار دهد. کارکرد خود را انجام می دهد.

در اینجا نسخه دیگری از یک برد مدار چاپی با LED SMD و کانکتور micro-USB وجود دارد:

LTC4054 (STC4054)

طرح بسیار ساده، گزینه عالی! اجازه شارژ با جریان تا 800 میلی آمپر را می دهد (نگاه کنید به). درست است که بسیار گرم می شود، اما در این مورد محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد جریان را کاهش می دهد.

مدار را می توان با بیرون انداختن یک یا حتی هر دو LED با یک ترانزیستور به طور قابل توجهی ساده کرد. سپس اینگونه به نظر می رسد (باید اعتراف کنید که نمی تواند ساده تر باشد: چند مقاومت و یک کندانسور):

یکی از گزینه های برد مدار چاپی در دسترس است. این برد برای عناصر با اندازه استاندارد 0805 طراحی شده است.

I=1000/R. شما نباید بلافاصله جریان بالایی را تنظیم کنید؛ ابتدا ببینید میکرو مدار چقدر داغ می شود. برای اهدافم، یک مقاومت 2.7 کیلو اهم گرفتم و جریان شارژ حدود 360 میلی آمپر بود.

بعید است که بتوان رادیاتور را با این ریزمدار تطبیق داد و به دلیل مقاومت حرارتی بالای محل اتصال کریستال به کیس موثر نیست. سازنده توصیه می کند که هیت سینک را "از طریق سرنخ ها" بسازید - آثار را تا حد ممکن ضخیم کنید و فویل را زیر بدنه تراشه بگذارید. به طور کلی، هرچه فویل "زمین" بیشتری باقی بماند، بهتر است.

به هر حال، بیشتر گرما از طریق پایه سوم پخش می شود، بنابراین می توانید این اثر را بسیار گسترده و ضخیم کنید (آن را با لحیم کاری اضافی پر کنید).

بسته تراشه LTC4054 ممکن است دارای برچسب LTH7 یا LTADY باشد.

LTH7 با LTADY تفاوت دارد زیرا اولی می تواند باتری بسیار کم را بلند کند (که ولتاژ آن کمتر از 2.9 ولت است) در حالی که دومی نمی تواند (شما باید آن را جداگانه بچرخانید).

این تراشه بسیار موفق ظاهر شد، بنابراین دارای یک دسته آنالوگ است: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, BL4054, WPM1PT81PT405, BL4054, WPM1PT4050, WPM1PT4054. 81، VS61 02، HX6001، LC6000، LN5060، CX9058، EC49016، CYT5026، Q7051. قبل از استفاده از هر یک از آنالوگ ها، برگه های داده را بررسی کنید.

TP4056

ریزمدار در یک محفظه SOP-8 ساخته شده است (نگاه کنید به) ، روی شکم خود یک هیت سینک فلزی دارد که به کنتاکت ها متصل نیست و این امکان حذف گرما کارآمدتر را فراهم می کند. به شما امکان می دهد باتری را با جریانی تا 1 آمپر شارژ کنید (جریان به مقاومت تنظیم کننده جریان بستگی دارد).

نمودار اتصال به حداقل عناصر آویزان نیاز دارد:

مدار فرآیند شارژ کلاسیک را اجرا می کند - ابتدا با یک جریان ثابت شارژ می شود، سپس با یک ولتاژ ثابت و یک جریان نزولی. همه چیز علمی است. اگر به مرحله به مرحله شارژ نگاه کنید، می توانید چندین مرحله را تشخیص دهید:

1. نظارت بر ولتاژ باتری متصل (این همیشه اتفاق می افتد).
2. فاز پیش شارژ (اگر باتری کمتر از 2.9 ولت تخلیه شود). با جریان 1/10 از جریان برنامه ریزی شده توسط مقاومت R prog (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) تا سطح 2.9 ولت شارژ کنید.
3. شارژ با حداکثر جریان ثابت (1000 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم).
4. هنگامی که باتری به 4.2 ولت می رسد، ولتاژ باتری در این سطح ثابت می شود. کاهش تدریجی جریان شارژ شروع می شود.
5. هنگامی که جریان به 1/10 جریان برنامه ریزی شده توسط مقاومت R prog (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) برسد، شارژر خاموش می شود.
6. پس از اتمام شارژ، کنترل کننده به نظارت بر ولتاژ باتری ادامه می دهد (نقطه 1 را ببینید). جریان مصرفی مدار مانیتورینگ 2-3 μA است. پس از کاهش ولتاژ به 4.0 ولت، شارژ مجدد شروع می شود. و به همین ترتیب در یک دایره.

جریان شارژ (بر حسب آمپر) با فرمول محاسبه می شود I=1200/R prog. حداکثر مجاز 1000 میلی آمپر است.

آزمایش شارژ واقعی با باتری 3400 میلی آمپر ساعتی 18650 در نمودار نشان داده شده است:

مزیت ریز مدار این است که جریان شارژ تنها توسط یک مقاومت تنظیم می شود. مقاومت کم مقاومت قوی لازم نیست. به علاوه یک نشانگر فرآیند شارژ و همچنین نشانگر پایان شارژ وجود دارد. هنگامی که باتری وصل نیست، نشانگر هر چند ثانیه یکبار چشمک می زند.

ولتاژ تغذیه مدار باید در محدوده 4.5 ... 8 ولت باشد. هرچه به 4.5 ولت نزدیکتر باشد، بهتر است (بنابراین تراشه کمتر گرم می شود).

پایه اول برای اتصال یک سنسور دما که در باتری لیتیوم یون تعبیه شده است (معمولاً ترمینال میانی باتری تلفن همراه) استفاده می شود. اگر ولتاژ خروجی کمتر از 45% یا بالاتر از 80% ولتاژ منبع تغذیه باشد، شارژ به حالت تعلیق در می آید. اگر به کنترل دما نیاز ندارید، فقط آن پا را روی زمین بکارید.

توجه! این مدار یک ایراد قابل توجه دارد: عدم وجود مدار حفاظت از قطبیت معکوس باتری. در این حالت، کنترل کننده به دلیل تجاوز از حداکثر جریان، سوختگی تضمین می شود. در این حالت ولتاژ تغذیه مدار مستقیماً به باتری می رود که بسیار خطرناک است.

علامت گذاری ساده است و می توان آن را در یک ساعت روی زانو انجام داد. اگر زمان بسیار مهم است، می توانید ماژول های آماده را سفارش دهید. برخی از تولید کنندگان ماژول های آماده محافظت در برابر جریان بیش از حد و تخلیه بیش از حد را اضافه می کنند (به عنوان مثال، می توانید انتخاب کنید به کدام برد نیاز دارید - با یا بدون حفاظت و با کدام کانکتور).

شما همچنین می توانید تخته های آماده با یک کنتاکت سنسور دما را پیدا کنید. یا حتی یک ماژول شارژ با چندین ریز مدار موازی TP4056 برای افزایش جریان شارژ و با محافظت از قطبیت معکوس (مثال).

LTC1734

همچنین یک طرح بسیار ساده. جریان شارژ توسط مقاومت R prog تنظیم می شود (به عنوان مثال، اگر یک مقاومت 3 کیلو اهم نصب کنید، جریان 500 میلی آمپر خواهد بود).

ریز مدارها معمولاً روی قاب علامت گذاری می شوند: LTRG (اغلب می توان آنها را در تلفن های قدیمی سامسونگ یافت).

هر ترانزیستور pnp مناسب است، نکته اصلی این است که برای جریان شارژ معین طراحی شده است.

در نمودار نشان داده شده نشانگر شارژ وجود ندارد، اما در LTC1734 گفته شده است که پین ​​"4" (Prog) دو عملکرد دارد - تنظیم جریان و نظارت بر پایان شارژ باتری. به عنوان مثال، مداری با کنترل پایان شارژ با استفاده از مقایسه کننده LT1716 نشان داده شده است.

مقایسه کننده LT1716 در این مورد می تواند با یک LM358 ارزان قیمت جایگزین شود.

TL431 + ترانزیستور

احتمالاً ایجاد مداری با استفاده از قطعات مقرون به صرفه تر دشوار است. سخت ترین چیز در اینجا یافتن منبع ولتاژ مرجع TL431 است. اما آنها به قدری رایج هستند که تقریباً در همه جا یافت می شوند (به ندرت منبع تغذیه بدون این ریز مدار کار می کند).

خوب، ترانزیستور TIP41 را می توان با هر ترانزیستور دیگری با جریان کلکتور مناسب جایگزین کرد. حتی KT819، KT805 شوروی قدیمی (یا KT815، KT817 کمتر قدرتمندتر) این کار را می کند.

راه اندازی مدار به تنظیم ولتاژ خروجی (بدون باتری!!!) با استفاده از یک مقاومت تریم در 4.2 ولت ختم می شود. مقاومت R1 حداکثر مقدار جریان شارژ را تنظیم می کند.

این مدار فرآیند دو مرحله‌ای شارژ باتری‌های لیتیومی را به طور کامل اجرا می‌کند - ابتدا با جریان مستقیم شارژ می‌شود، سپس به فاز تثبیت ولتاژ می‌رود و به آرامی جریان را تقریباً به صفر می‌رساند. تنها ایراد آن تکرارپذیری ضعیف مدار است (در راه اندازی دمدمی مزاج و برای اجزای مورد استفاده سخت است).

MCP73812

یک ریز مدار نادیده گرفته دیگری از Microchip وجود دارد - MCP73812 (نگاه کنید به). بر اساس آن، یک گزینه شارژ بسیار مقرون به صرفه به دست می آید (و ارزان!). کل کیت بدنه فقط یک مقاومت است!

به هر حال، ریز مدار در یک بسته لحیم کاری - SOT23-5 ساخته شده است.

تنها نکته منفی این است که بسیار گرم می شود و هیچ نشانه شارژ وجود ندارد. همچنین اگر منبع انرژی کم مصرف داشته باشید (که باعث افت ولتاژ می شود) به نحوی چندان قابل اعتماد کار نمی کند.

به طور کلی، اگر نشانگر شارژ برای شما مهم نیست و جریان 500 میلی آمپر برای شما مناسب است، پس MCP73812 گزینه بسیار خوبی است.

NCP1835

یک راه حل کاملا یکپارچه ارائه شده است - NCP1835B که پایداری بالایی در ولتاژ شارژ (4.2 ± 0.05 V) ارائه می دهد.

شاید تنها ایراد این ریز مدار اندازه بسیار مینیاتوری آن باشد (قاب DFN-10، اندازه 3x3 میلی متر). همه نمی توانند چنین عناصر مینیاتوری را با کیفیت بالا لحیم کاری کنند.

از جمله مزایای غیر قابل انکار می خواهم به موارد زیر اشاره کنم:

1. حداقل تعداد اعضای بدن
2. امکان شارژ باتری کاملا دشارژ شده (جریان پیش شارژ 30 میلی آمپر);
3. تعیین پایان شارژ.
4. جریان شارژ قابل برنامه ریزی - تا 1000 میلی آمپر.
5. نشانگر شارژ و خطا (قابلیت تشخیص باتری های غیرقابل شارژ و سیگنال دادن به آن).
6. محافظت در برابر شارژ طولانی مدت (با تغییر ظرفیت خازن C t می توانید حداکثر زمان شارژ را از 6.6 تا 784 دقیقه تنظیم کنید).

هزینه ریز مدار دقیقاً ارزان نیست، بلکه آنقدر بالا نیست (~1 دلار) که بتوانید از استفاده از آن خودداری کنید. اگر با اتو لحیم کاری راحت هستید، توصیه می کنم این گزینه را انتخاب کنید.

توضیحات دقیق تر در

آیا می توانم باتری لیتیوم یونی را بدون کنترلر شارژ کنم؟

بله، تو میتونی. با این حال، این نیاز به کنترل دقیق جریان و ولتاژ شارژ دارد.

به طور کلی، شارژ باتری مثلاً 18650 ما بدون شارژر امکان پذیر نخواهد بود. شما هنوز باید به نحوی حداکثر جریان شارژ را محدود کنید، بنابراین حداقل ابتدایی ترین حافظه هنوز مورد نیاز خواهد بود.

ساده ترین شارژر برای هر باتری لیتیومی، مقاومتی است که به صورت سری به باتری متصل است:

مقاومت و اتلاف توان مقاومت به ولتاژ منبع تغذیه ای که برای شارژ استفاده می شود بستگی دارد.

به عنوان مثال، اجازه دهید یک مقاومت را برای یک منبع تغذیه 5 ولت محاسبه کنیم. ما یک باتری 18650 با ظرفیت 2400 میلی آمپر ساعت شارژ خواهیم کرد.

بنابراین، در همان ابتدای شارژ، افت ولتاژ در مقاومت به صورت زیر خواهد بود:

U r = 5 - 2.8 = 2.2 ولت

فرض کنید منبع تغذیه 5 ولت ما برای حداکثر جریان 1 آمپر درجه بندی شده است. مدار در همان ابتدای شارژ، زمانی که ولتاژ باتری حداقل است و به 2.7-2.8 ولت می رسد، بیشترین جریان را مصرف می کند.

توجه: در این محاسبات این احتمال وجود دارد که باتری بسیار عمیق تخلیه شود و ولتاژ روی آن بسیار کمتر و حتی به صفر برسد.

بنابراین، مقاومت مقاومت مورد نیاز برای محدود کردن جریان در همان ابتدای شارژ در 1 آمپر باید:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 اهم

اتلاف توان مقاومتی:

P r = I 2 R = 1 * 1 * 2.2 = 2.2 W

در پایان شارژ باتری، زمانی که ولتاژ روی آن به 4.2 ولت نزدیک شود، جریان شارژ به صورت زیر خواهد بود:

I شارژ = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A

یعنی همانطور که می بینیم، همه مقادیر از حد مجاز برای یک باتری معین فراتر نمی روند: جریان اولیه از حداکثر جریان شارژ مجاز برای یک باتری معین (2.4 A) تجاوز نمی کند و جریان نهایی از جریان تجاوز می کند. که در آن باتری دیگر ظرفیت نمی یابد (0.24 A).

عیب اصلی چنین شارژی نیاز به نظارت مداوم بر ولتاژ باتری است. و به محض اینکه ولتاژ به 4.2 ولت رسید شارژ را به صورت دستی خاموش کنید. واقعیت این است که باتری های لیتیومی حتی اضافه ولتاژ کوتاه مدت را بسیار ضعیف تحمل می کنند - توده های الکترود به سرعت شروع به تخریب می کنند، که به ناچار منجر به از دست دادن ظرفیت می شود. در عین حال، تمام پیش نیازها برای گرم شدن بیش از حد و کاهش فشار ایجاد می شود.

اگر باتری شما دارای یک برد محافظ داخلی است که در بالا توضیح داده شد، همه چیز ساده تر می شود. هنگامی که ولتاژ خاصی به باتری رسید، خود برد آن را از شارژر جدا می کند. با این حال، این روش شارژ دارای معایب قابل توجهی است که ما در مورد آنها صحبت کردیم.

محافظ تعبیه شده در باتری به هیچ عنوان اجازه شارژ بیش از حد آن را نخواهد داد. تنها کاری که باید انجام دهید این است که جریان شارژ را کنترل کنید تا از مقادیر مجاز برای یک باتری معین تجاوز نکند (متاسفانه تخته های محافظ نمی توانند جریان شارژ را محدود کنند).

شارژ با استفاده از منبع تغذیه آزمایشگاهی

اگر منبع تغذیه با حفاظت جریان (محدودیت) دارید، پس نجات پیدا کرده اید! چنین منبع انرژی در حال حاضر یک شارژر تمام عیار است که مشخصات شارژ صحیح را که در بالا در مورد آن نوشتیم (CC/CV) پیاده سازی می کند.

تنها کاری که برای شارژ لیتیوم یون باید انجام دهید این است که منبع تغذیه را روی 4.2 ولت تنظیم کرده و حد جریان مورد نظر را تنظیم کنید. و می توانید باتری را وصل کنید.

در ابتدا، زمانی که باتری هنوز خالی است، منبع تغذیه آزمایشگاه در حالت حفاظت جریان کار می کند (یعنی جریان خروجی را در یک سطح معین تثبیت می کند). سپس، هنگامی که ولتاژ روی بانک به 4.2 ولت تنظیم شده افزایش می یابد، منبع تغذیه به حالت تثبیت ولتاژ تغییر می کند و جریان شروع به کاهش می کند.

هنگامی که جریان به 0.05-0.1 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، باتری را می توان شارژ کامل در نظر گرفت.

همانطور که می بینید منبع تغذیه آزمایشگاهی یک شارژر تقریبا ایده آل است! تنها کاری که نمی تواند به صورت خودکار انجام دهد، تصمیم گیری برای شارژ کامل باتری و خاموش شدن آن است. اما این یک چیز کوچک است که شما حتی نباید به آن توجه کنید.

چگونه باتری های لیتیومی را شارژ کنیم؟

و اگر ما در مورد باتری یکبار مصرف صحبت می کنیم که برای شارژ مجدد در نظر گرفته نشده است، پاسخ صحیح (و تنها صحیح) به این سوال خیر است.

واقعیت این است که هر باتری لیتیومی (به عنوان مثال، معمولی CR2032 به شکل یک قرص تخت) با وجود یک لایه غیرفعال داخلی که آند لیتیوم را می پوشاند مشخص می شود. این لایه از واکنش شیمیایی بین آند و الکترولیت جلوگیری می کند. و تامین جریان خارجی لایه محافظ فوق را از بین می برد و منجر به آسیب به باتری می شود.

به هر حال، اگر در مورد باتری غیرقابل شارژ CR2032 صحبت کنیم، LIR2032 که بسیار شبیه به آن است، در حال حاضر یک باتری تمام عیار است. می تواند و باید شارژ شود. فقط ولتاژش 3 نیست 3.6 ولت.

نحوه شارژ باتری های لیتیومی (خواه باتری تلفن باشد، 18650 یا هر باتری لیتیوم یون دیگری) در ابتدای مقاله مورد بحث قرار گرفت.

85 کوپک / عدد. خرید کنید MCP73812 65 RUR / عدد خرید کنید NCP1835 83 RUR / عدد خرید کنید *همه تراشه ها با ارسال رایگان

در مقاله قبلی، موضوع تعویض باتری های پیچ گوشتی نیکل-کادمیم (نیکل- منگنز) NiCd (NiMn) با باتری های لیتیومی را در نظر گرفتم. لازم است چندین قانون برای شارژ باتری در نظر بگیرید.

باتری‌های لیتیوم یونی با اندازه 18650 معمولاً می‌توانند با ولتاژ 4.20 ولت در هر سلول با تحمل حداکثر 50 میلی ولت شارژ شوند زیرا افزایش ولتاژ می‌تواند به ساختار باتری آسیب برساند. جریان شارژ باتری می تواند 0.1xC تا 1xC باشد (در اینجا ظرفیت C). بهتر است این مقادیر را از دیتاشیت انتخاب کنید. من از باتری های مارک در بازسازی پیچ گوشتی استفاده کردم. ما به برگه داده نگاه می کنیم - جریان شارژ -1.5A.

صحیح ترین راه این است که باتری های لیتیومی را در دو مرحله با استفاده از روش CCCV (جریان ثابت، ولتاژ ثابت) شارژ کنید.

مرحله اول باید یک جریان شارژ ثابت را ارائه دهد. مقدار فعلی 0.2-0.5C است. من از باتری با ظرفیت 3000 میلی آمپر ساعت استفاده کردم، یعنی جریان شارژ اسمی 600-1500 میلی آمپر خواهد بود. پس از اینکه قوطی با ولتاژ ثابت شارژ شد، جریان به طور مداوم کاهش می یابد.

ولتاژ باتری در 4.15-4.25V حفظ می شود. اگر جریان به 0.05-0.01C کاهش یابد، باتری شارژ می شود. با در نظر گرفتن موارد فوق، ما از بردهای الکترونیکی Aliexpress استفاده می کنیم. برد CC/CV با محدودیت جریان در تراشه XL4015E1 یا در LM2596 پایین بیاید. تخته ای مانند این ترجیح داده می شود زیرا پیکربندی آن راحت تر است.

مشخصات XL4015E1.
حداکثر جریان خروجی تا 5 آمپر
ولتاژ خروجی: 0.8-30 ولت
ولتاژ ورودی 5-32 ولت
دارای پارامترهای مشابه، فقط جریان تا 3 A است.

لیست ابزار و مواد.

آداپتور 220\12 V، 3 A - 1 قطعه؛
شارژر پیچ گوشتی استاندارد (یا منبع تغذیه)؛
برد شارژ CC/CV روی یا -1 عدد.
- سیم های اتصال - آهن لحیم کاری؛
-آزمایشکننده؛
- جعبه پلاستیکی برای تخته شارژ - 1 قطعه؛
- مینی ولت متر - 1 قطعه؛
-مقاومت متغیر (پتانسیومتر) برای 10-20 کیلو اهم - 1 قطعه؛
- کانکتور برق برای محفظه باتری پیچ گوشتی - 1 عدد.

گام یک. مونتاژ شارژر باتری پیچ گوشتی روی آداپتور.

ما قبلاً برد cccv را در بالا انتخاب کرده ایم. به عنوان منبع تغذیه، می توانید از هر یک با پارامترهای زیر استفاده کنید - ولتاژ خروجی کمتر از 18 ولت (برای مدار 4S)، جریان 3 A. در اولین مثال از ساخت شارژر برای باتری های لیتیوم یون پیچ گوشتی، من از یک آداپتور 12 ولت، 3 آمپر استفاده کردم.

ابتدا، بررسی کردم که چه جریانی می تواند در بار نامی تولید کند. یک چراغ ماشین را به خروجی وصل کردم و نیم ساعت صبر کردم. 1.9 آمپر آزادانه و بدون اضافه بار تولید می کند.من دمای رادیاتور ترانزیستور را هم اندازه گرفتم - 40 درجه سانتیگراد. حالت کاملا معمولی

اما در این مورد تنش کافی وجود ندارد. این را می توان به راحتی فقط با یک جزء رادیویی ارزان - یک مقاومت متغیر (پتانسیومتر) 10-20 کیلو اهم برطرف کرد. بیایید به یک مدار آداپتور معمولی نگاه کنیم.

یک دیود زنر کنترل شده TL431 در نمودار وجود دارد که در مدار بازخورد قرار دارد. وظیفه آن حفظ ولتاژ خروجی پایدار مطابق با بار است. از طریق یک تقسیم کننده از دو مقاومت، به خروجی مثبت آداپتور متصل می شود. باید به مقاومت لحیم کاری کنیم (یا آن را کاملاً از حالت لحیم خارج کرده و در جای خود لحیم کنیم، سپس ولتاژ به سمت پایین تنظیم می شود) که به پایه 1 دیود زنر TL431 و به شین منفی یک مقاومت متغیر متصل است. محور پتانسیومتر را بچرخانید و ولتاژ مورد نظر را تنظیم کنید. در مورد من، آن را روی 18 ولت تنظیم کردم (حاشیه کوچک از 16.8 ولت برای افت روی برد CC/CV). اگر ولتاژ نشان داده شده روی محفظه خازن های الکترولیتی واقع در خروجی مدار بیشتر از ولتاژ جدید باشد، ممکن است منفجر شوند. سپس باید آنها را با یک ذخیره ولتاژ 30٪ جایگزین کنید.

سپس برد کنترل شارژ را به آداپتور وصل می کنیم. ولتاژ برد را با یک مقاومت تریمر روی 16.8 ولت قرار می دهیم. با یک مقاومت تریمر دیگر جریان را روی 1.5 A قرار می دهیم و ابتدا تستر را در حالت آمپرمتر به خروجی برد وصل می کنیم. اکنون می توانید مجموعه پیچ گوشتی لیتیوم یون را وصل کنید. شارژ به خوبی انجام شد، جریان در پایان شارژ به حداقل رسید و باتری شارژ شد. دمای آداپتور بین 40-43 درجه سانتیگراد بود که کاملاً طبیعی است. در آینده می توانید برای بهبود تهویه (به خصوص در تابستان) بدنه آداپتور را سوراخ کنید.

پایان شارژ باتری را می توان با روشن شدن LED روی برد روی XL4015E1 مشاهده کرد. در این مثال، من از یک برد LM2596 دیگر به همان روشی استفاده کردم که طی آزمایشات به طور تصادفی XL4015E1 را سوزاندم. من به شما توصیه می کنم شارژ بهتری را روی برد XL4015E1 انجام دهید.

مرحله دو. مونتاژ یک مدار شارژر باتری پیچ گوشتی با استفاده از یک شارژر استاندارد.

من یک شارژر استاندارد از یک پیچ گوشتی دیگر داشتم. این برای شارژ باتری های نیکل منگنز طراحی شده است. وظیفه شارژ باتری های نیکل-منگنز و لیتیوم-یون بود.

این به سادگی حل شد - من سیم ها را به برد CC/CV به سیم های خروجی لحیم کردم (قرمز پلاس، مشکی منهای).
ولتاژ بدون بار در خروجی شارژر استاندارد 27 ولت بود، این برای برد شارژ ما کاملاً مناسب است. علاوه بر این همه چیز مانند نسخه با آداپتور است.

شارژر باتری های لیتیومی از نظر ساختار و اصل عملکرد بسیار شبیه به شارژر باتری های سرب اسیدی است. هر بانک باتری لیتیومی دارای مقدار ولتاژ بالاتری است. علاوه بر این، نسبت به اضافه ولتاژ و شارژ بیش از حد حساس هستند.

کوزه یکی از عناصر حیات بخش است. نام خود را از شباهت آن به قوطی های حلبی برای نوشیدنی گرفته است. برای سلول های لیتیومی، رایج ترین گزینه 18650 است. رمزگشایی این عدد آسان است. ضخامت در میلی متر - 18 و ارتفاع - 65 نشان داده شده است.

اگر انواع دیگر باتری ها به شما امکان می دهند در هنگام شارژ تغییر بیشتری در ولتاژ تامین شده داشته باشید، برای باتری های لیتیومی این نشانگر باید بسیار دقیق تر باشد. وقتی ولتاژ باتری به 4.2 ولت می رسد، شارژ باید متوقف شود؛ اضافه ولتاژ برای آنها خطرناک است. انحراف از هنجار 0.05 ولت مجاز است.

میانگین زمان شارژ باتری های لیتیومی 3 ساعت است. این یک رقم متوسط ​​است، با این حال هر باتری معنای خاص خود را دارد. عمر مفید آنها به کیفیت شارژ باتری های لیتیومی بستگی دارد.

شرایط نگهداری طولانی مدت

مشاوره.باتری های لیتیوم یونی باید به درستی ذخیره شوند. اگر دستگاه برای مدت طولانی استفاده نمی شود، بهتر است باتری را از آن جدا کنید.

اگر یک سلول باتری کاملاً شارژ شده در انبار بماند، ممکن است برای همیشه مقداری از ظرفیت خود را از دست بدهد. اگر باتری خالی در انبار باقی بماند، ممکن است بازیابی نشود. این بدان معناست که حتی اگر سعی کنید او را احیا کنید، ممکن است شکست بخورید. بنابراین، شارژ بهینه توصیه شده برای نگهداری قوطی های لیتیوم 30-50٪ است.

استفاده از شارژرهای اصلی

برخی از سازندگان نشان می دهند که استفاده از شارژرهای غیر اصلی برای باتری های لیتیوم یون ممکن است ضمانت دستگاه را باطل کند. مسئله این است که یک شارژر بد می تواند سلول باتری را از بین ببرد. باتری های لیتیومی ممکن است به دلیل ولتاژ نادرست یا تضعیف نادرست در پایان شارژ خراب شوند. بنابراین استفاده از شارژر اصلی همیشه بهترین انتخاب است.

خطر شارژ بیش از حد و تخلیه کامل

بر اساس طراحی باتری های لیتیومی، توصیه نمی شود که به آنها اجازه دهید کاملاً تخلیه یا شارژ شوند.

به عنوان مثال، باتری های نیکل کادمیوم دارای اثر حافظه هستند. این بدان معنی است که حالت شارژ نادرست منجر به از دست دادن ظرفیت می شود. وقتی باتری شارژ می شود که کاملاً تخلیه نشده است، حالت نادرست در نظر گرفته می شود. اگر زمانی که کاملاً تخلیه نشده است شروع به شارژ کنید، ممکن است ظرفیت خود را از دست بدهد. شارژرهای چنین باتری هایی با حالت های عملیاتی خاصی تولید می شوند که ابتدا باتری را تا حد مورد نیاز تخلیه می کنند، سپس شروع به شارژ مجدد می کنند.

باتری های لیتیومی به چنین تعمیر و نگهداری مشکل داری نیاز ندارند. آنها اثر حافظه ندارند، اما از تخلیه کامل می ترسند. بنابراین بهتر است در فرصتی که پیش آمد آنها را بدون انتظار تخلیه کامل شارژ کنید. اما شارژ بیش از حد نیز برای آنها غیرقابل قبول است. بنابراین، بهینه است که اجازه ندهیم دبی کمتر از 15 درصد و شارژ از 90 درصد بیشتر شود. این می تواند عمر باتری را افزایش دهد.

این فقط برای باتری های بدون محافظ اعمال می شود. اگر باتری‌ها روی برد جداگانه‌ای محافظ نصب شده باشند، شارژ را بیش از حد قطع می‌کند؛ اگر میزان تخلیه به حداقل برسد، دستگاه را خاموش می‌کند. معمولاً این نشانگرها به ترتیب بیش از 4.2 ولت و 2.7 ولت هستند.

نگرش به تغییرات دما

محدوده دمای عملیاتی باتری های لیتیومی کوچک است - از +5 تا +25 درجه سانتیگراد. تغییرات شدید دما برای عملکرد آنها نامطلوب است.

هنگام شارژ بیش از حد، دمای باتری ممکن است افزایش یابد که تأثیر منفی بر عملکرد آن دارد. دمای پایین نیز تأثیر منفی دارد. اشاره شده است که در هوای سرد باتری ها سریعتر شارژ خود را از دست می دهند و تمام می شوند، اگرچه در شرایط گرم دستگاه شارژ کامل را نشان می دهد.

ویژگی های باتری های لیتیومی

استفاده از باتری های لیتیوم یونی بسیار بی تکلف است. اگر با دقت مورد استفاده قرار گیرند، حدود 3-4 سال دوام خواهند داشت. با این حال، ارزش تمرکز بر این واقعیت را دارد که حتی اگر از باتری ها استفاده نشود، آنها به آرامی می میرند. بنابراین، ذخیره کردن باتری دستگاه برای استفاده در آینده کاملاً منطقی نیست. 2 سال زمان عادی از تاریخ تولید است. اگر تعداد بیشتری از این باتری ها گذشته باشد، ممکن است این باتری ها قبلاً از کار افتاده باشند.

جالب هست.رایج ترین اندازه قوطی 18650 دارای ظرفیت متوسط ​​3500 میلی آمپر ساعت است. قیمت معمولی برای چنین باتری 3-4 دلار است. بنابراین، سازندگانی که وعده پاوربانک 10000 میلی‌آمپر ساعتی را به قیمت 3 دلار می‌دهند، به بیان ملایم، فریب‌دهنده هستند. اگر حداقل 3000 میلی آمپر بود خوب بود.

نحوه صحیح شارژ باتری پلیمری

یک باتری پلیمری تنها در قوام داخلی پرکننده با باتری یونی متفاوت است. قوانین شارژ و عملکرد برای هر دو نوع این باتری های لیتیومی اعمال می شود.

چگونه یک شارژر برای باتری لیتیومی با دستان خود بسازید

بیایید به یکی از ساده ترین مدارهای شارژر برای باتری های لیتیوم یون نگاه کنیم. یک مدار شارژ خانگی بر روی یک ریزمدار اجرا می شود که به عنوان دیود زنر و کنترل کننده شارژ و یک ترانزیستور عمل می کند. پایه ترانزیستور به الکترود کنترل ریز مدار متصل است. باتری های لیتیومی ولتاژ اضافی را دوست ندارند، بنابراین ولتاژ خروجی باید روی ولتاژ توصیه شده 4.2 ولت تنظیم شود. این را می توان با تنظیم ریز مدار با مقاومت های R3 R4، که به ترتیب دارای مقادیر 3 کیلو اهم و 2.2 کیلو اهم هستند، به دست آورد. آنها به اولین پایه ریز مدار متصل می شوند. تنظیم یک بار تنظیم می شود و ولتاژ ثابت می ماند.

برای اینکه بتوانید ولتاژ خروجی را به جای مقاومت R تنظیم کنید، یک پتانسیومتر نصب کنید. تنظیم باید بدون بار، یعنی بدون خود باتری انجام شود. با کمک آن، می توانید ولتاژ خروجی را دقیقاً روی 4.2 ولت تنظیم کنید. سپس به جای پتانسیومتر، می توانید یک مقاومت با مقدار بدست آمده نصب کنید.

از مقاومت R4 برای روشن کردن پایه ترانزیستور استفاده می شود. مقدار اسمی این مقاومت 0.22 کیلو اهم است. با شارژ شدن باتری، ولتاژ آن افزایش می یابد. این باعث می شود که الکترود کنترل روی ترانزیستور مقاومت امیتر-کلکتور را افزایش دهد. این به نوبه خود باعث کاهش جریان ورودی به باتری می شود.

همچنین باید جریان شارژ را تنظیم کنید. برای این کار از مقاومت R1 استفاده کنید. بدون این مقاومت، LED روشن نمی شود، بلکه وظیفه نشان دادن روند شارژ را دارد. بسته به جریان مورد نیاز، یک مقاومت با مقدار اسمی 3 تا 8 اهم انتخاب می شود.

نحوه انتخاب باتری

توجه ویژه باید به تولید کنندگان باتری شود. مارک های معتبر و برخی از آنالوگ های ناشناخته وجود دارد. گاهی اوقات تولید کنندگان بی پروا می توانند کالاهایی را بفروشند که 3 برابر یا بیشتر از مشخصات اعلام شده کمتر است.

توجه داشته باشید!برندهایی که محبوبیت پیدا کرده اند عبارتند از پاناسونیک، سونی، سانیو، سامسونگ.

خرید باتری های لیتیومی نباید مشکل بزرگی باشد. می توانید آنها را در فروشگاه های لوازم الکترونیکی محلی، فروشگاه های آنلاین خریداری کنید یا مستقیماً از چین سفارش دهید. دنبال قیمت های ارزان نروید یک باتری خوب نمی تواند خیلی ارزان باشد. برخی از تولید کنندگان بانک های با کیفیت بالا را عرضه می کنند، اما تابلوهای ضعیفی که مسئول تامین برق هستند. این امر به ناچار منجر به از بین رفتن باتری می شود.

ویدئو

باتری‌های لیتیوم یونی به اندازه همتایان نیکل-فلز هیدرید خود سخت نیستند، اما همچنان نیاز به مراقبت دارند. چسبیدن به پنج قانون ساده، نه تنها می توانید چرخه عمر باتری های لیتیوم یون را افزایش دهید، بلکه زمان کار دستگاه های تلفن همراه را بدون شارژ مجدد نیز افزایش دهید.

اجازه تخلیه کامل ندهید.باتری‌های لیتیوم یونی به اصطلاح اثر حافظه ندارند، بنابراین می‌توانند و علاوه بر این، بدون منتظر ماندن برای تخلیه به صفر شارژ شوند. بسیاری از سازندگان عمر باتری لیتیوم یونی را با تعداد چرخه های تخلیه کامل (تا 0٪) محاسبه می کنند. برای باتری های با کیفیت این 400-600 سیکل. برای افزایش عمر باتری لیتیوم یونی خود، تلفن خود را بیشتر شارژ کنید. در حالت بهینه، به محض اینکه شارژ باتری به زیر 10-20 درصد رسید، می توانید گوشی را شارژ کنید. این باعث افزایش تعداد چرخه های تخلیه به 1000-1100 .
کارشناسان این فرآیند را با شاخصی مانند Depth Of Discharge توصیف می کنند. اگر گوشی شما تا 20 درصد دشارژ شده باشد، عمق دشارژ 80 درصد است. جدول زیر وابستگی تعداد چرخه های دشارژ یک باتری لیتیوم یونی به عمق دشارژ را نشان می دهد:

هر 3 ماه یکبار ترخیص کنید.شارژ کامل برای مدت طولانی به همان اندازه برای باتری های لیتیوم یون مضر است که دشارژ دائمی آن به صفر می رسد.
با توجه به فرآیند شارژ بسیار ناپایدار (ما اغلب گوشی را در صورت نیاز و در صورت امکان از USB، سوکت، باتری خارجی و غیره شارژ می کنیم)، کارشناسان توصیه می کنند هر 3 ماه یک بار باتری را کاملاً تخلیه کرده و سپس آن را شارژ کنید. به 100٪ و نگه داشتن آن در شارژ 8-12 ساعت. این به بازنشانی به اصطلاح پرچم های باتری کم و زیاد کمک می کند. می توانید در این مورد بیشتر بخوانید.

فروشگاه با شارژ جزئی. شرایط بهینه برای نگهداری طولانی مدت باتری لیتیوم یونی بین 30 تا 50 درصد شارژ در دمای 15 درجه سانتی گراد است. اگر باتری را به طور کامل شارژ کنید، ظرفیت آن در طول زمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. اما باتری که برای مدت طولانی گرد و غبار را در قفسه جمع می کند و به صفر می رسد، به احتمال زیاد دیگر زنده نیست - زمان ارسال آن برای بازیافت فرا رسیده است.
جدول زیر نشان می‌دهد که باتری لیتیوم یونی بسته به دمای ذخیره‌سازی و میزان شارژ در زمانی که به مدت ۱ سال نگهداری می‌شود، چقدر ظرفیت باقی می‌ماند.

از شارژر اصلی استفاده کنید.تعداد کمی از مردم می دانند که در بیشتر موارد شارژر مستقیماً در دستگاه های تلفن همراه ساخته می شود و آداپتور شبکه خارجی فقط ولتاژ را کاهش می دهد و جریان شبکه برق خانگی را اصلاح می کند ، یعنی مستقیماً روی باتری تأثیر نمی گذارد. برخی از گجت‌ها، مانند دوربین‌های دیجیتال، شارژر داخلی ندارند و بنابراین باتری‌های لیتیوم یون آن‌ها در یک «شارژر» خارجی قرار می‌گیرند. اینجاست که استفاده از یک شارژر خارجی با کیفیت مشکوک به جای شارژر اصلی می تواند بر عملکرد باتری تأثیر منفی بگذارد.

از گرمای بیش از حد خودداری کنید.خب، بدترین دشمن باتری های لیتیوم یون دمای بالا است - آنها مطلقا نمی توانند گرمای بیش از حد را تحمل کنند. بنابراین، دستگاه های تلفن همراه خود را در معرض نور مستقیم خورشید قرار ندهید و آنها را در نزدیکی منابع گرما مانند بخاری برقی قرار ندهید. حداکثر دمای مجاز برای استفاده از باتری های لیتیوم یونی: از -40 درجه سانتیگراد تا +50 درجه سانتیگراد

همچنین، می توانید نگاه کنید