Схема заряджання 4 літій іонних акумуляторів. Зарядний пристрій для літієвих акумуляторів. Конструктивні особливості ЗУ

Зарядний пристрійдля li ion акумуляторів, Схема якого наведена в даній статті, було розроблено на основі досвіду конструювання подібних зарядників, зусиллях з ліквідації помилок та досягнення максимальної простоти. Зарядний пристрій відрізняється високою стабільністю вихідної напруги.

Опис зарядки для літій іонних акумуляторів

Основним елементом конструкції є (IO1) - джерело опорної напруги. Його стабільність значно краща, ніж допустимо, а, як відомо для літій-іонних акумуляторів, це є дуже важливою характеристикою при зарядці.

Елемент TL431 використовується в даній схемі як стабілізатор струму в роботі транзисторів Т1 і Т2. Зарядний струм протікає через R1. Якщо падіння напруги на цьому резисторі перевищує приблизно 0,6 вольт, відбувається обмеження струму через транзистори Т1 і Т2. Значення резистора R1 еквівалентно струму заряджання.

Вихідна напруга керується вищезазначеним елементом TL431. Значення визначається дільником вихідної напруги (R5, R7, P1).

Компоненти R4 С1 для придушення перешкод. Дуже зручною є індикація величини зарядного струму, за допомогою світлодіода LED1. Світло показує, який струм протікає в базовому ланцюгу транзистора T2, який пропорційний вихідному струму. У міру заряджання літій-іонного акумулятора яскравість світлодіода поступово знижується.

Діод D1 призначений для запобігання розряду літій-іонного акумулятора за відсутності напруги на вході зарядного пристрою. Схема заряджання акумулятора не потребує захисту від неправильного підключення полярності li-ion акумулятора.

Усі компоненти розміщені на односторонній друкованій платі.

Датчик струму - резистор R1 складається з кількох резисторів, з'єднаних паралельно. Транзистор Т2 необхідно розмістити на тепловідвід. Його розмір залежить від струму заряджання та різниці напруг між входом і виходом зарядного пристрою.

Схема зарядного пристрою літій-іонного акумулятора настільки проста, що при правильному монтажі радіодеталей має запрацювати з першого разу. Єдине, що може знадобитися, так це встановлення вихідної напруги. Для літій-іонного акумулятора приблизно 4,2 вольт. При неодруженому ході транзистор Т2 не повинен бути гарячим. Вхідна напруга повинна бути хоча б на 2 вольти вище, ніж необхідна напруга на виході.

Схема варта зарядного струму до 1 ампер. Якщо потрібно підвищити струм заряду li-ion акумулятора, необхідно зменшити опір резистора R6 і вихідний транзистор Т2 повинен бути підвищеної потужності.

В кінці процесу зарядки світлодіод все ж таки трохи світиться, щоб це усунути, можна просто підключити паралельно зі світлодіодом резистор опором 10 ... 56 кОм. Так, при зниженні струму заряду нижче 10 мА світлодіод перестане світитися.

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

У багатьох, напевно, виникає проблема із зарядкою Li-Ion акумулятора без контролера, у мене виникла така ситуація. Дістався вбитий ноутбук, в акумуляторі 4 банки SANYO UR18650A виявилися живими.
Вирішив замінити у світлодіодному ліхтарику замість трьох батарей ААА. Постало питання про їх зарядку.
Покопавшись в інеті знайшов купу схем, але з деталями у нас в місті туго.
Пробував заряджати від зарядки стільникового, проблема в контролі заряду, потрібно постійно стежити за нагріванням, трохи починає нагріватися.
Вирішив зробити самостійно. Купив у магазині постільку під акумулятор. На барахолці купив зарядку. Для зручності відстеження закінчення заряду бажано знайти з двоколірним світлодіодом, який сигналізує про кінець заряду. Він перемикається з червоного на зелений після закінчення зарядки.
Але можна й звичайну. Заряджання можна замінити на шнур USB та заряджати від комп'ютера або зарядки з USB виходом.
Моя зарядка лише для акумуляторів без контролера. Контролер я взяв від старого акумулятора мобільного телефону. Вона стежить за тим, щоб акумулятор не був перезаряджений вище напруги 4.2, або розряджений менше 2 ... 3 В. Також схема захисту рятує від коротких замикань, відключаючи саму банку від споживача в момент короткого замикання.
На ньому стоять мікросхема DW01 та складання двох MOSFET-транзисторів (M1, M2) SM8502A. Є і з іншими маркуваннями, але схеми подібні до цієї, і працює аналогічно.

Контролер заряду від акумулятора мобільного телефону.

Схема контролера.

Ще одна схема контролера.
Головне не переплутати полярність припаювання контролера з постількою та контролера із зарядкою. На хустці контролера вказані контакти "+" та "-".

У ліжку біля плюсового контакту бажано зробити явно помітний покажчик, червоною фарбою або плівкою, що самоклеїться, щоб уникнути переполюсовки.
Зібрав все докупи і ось що вийшло.

Заряджає чудово. При досягненні напруги 4,2 вольта контролер відключає акумулятор від зарядки, і світлодіод перемикається з червоного на зелений. Заряджання закінчено. Заряджати можна й інші Li-Ion акумулятори, тільки застосувати іншу постільку. Всім удачі.

Більшість сучасних гаджетів одержують живлення двома способами: від мережі, від батарейок. Який із них виберете ви? Напевно, другий, як найзручніший. Але тоді доведеться подбати про їх регулярну зарядку. Для цього є спеціальне обладнання – зарядний пристрій для літій-іонних акумуляторів. Вибираючи його, зазвичай цікавляться швидкістю заряду і кількістю батарей, що одночасно відновлюються.

Але при цьому не варто забувати, що воно має бути оптимізовано для роботи з конкретними акумуляторами. Більшість закордонних виробників батарейок випускають і власні зарядні пристрої, що позбавляє вас від стомлюючих пошуків відповідної моделі. У чому полягає їхня відмінність і як орієнтуватися в цьому морі продукції? Зараз ми розповімо докладніше.

Заряджання для пальчикових батарейок

Цей прилад є необхідним предметом для людей, які віддають перевагу активний образжиття, які перевели максимальну кількість гаджетів на роботу від акумуляторів. Одним із найпоширеніших серед таких приладів є мобільний телефон.

Усі вони оснащені батареями на літієвій основі. Тому для них рекомендують купувати зарядний пристрій для літієвого акумулятора 18650. Так як спроба відновити ємність батареї використовуючи прилад невідповідної моделі, приведе до її псування.

Зазвичай для заряджання акумуляторів на літієвій основі використовують пристрої з маркуванням EP. У мобільному телефоні батарея вважається найуразливішим місцем. І при використанні невідповідної зарядки термін її служби може скоротитися, вона почне швидко розряджатися, що доставимо масу незручних моментів. Щоб уникнути цього, необхідно правильно підбирати обладнання для відновлення. Причому не обов'язково придбати готову модель можна зробити зарядний пристрій для літієвих акумуляторів своїми руками. Такий прилад обійдеться дешевше за промисловий виріб.

Конструктивні особливості ЗУ

Класична схема зарядного пристрою для літієвого акумулятора 18650 включає дві основні деталі:

• Трансформатор;
• Випрямляч.

Використовується для вироблення постійного струму з напругою 14,4В. Таке значення параметра вибрано не випадково. Воно необхідно для того, щоб струм зміг проходити через розряджений акумулятор. Оскільки в цей час напруга батареї становить близько 12В, то зарядити її пристроєм, у якого на виході таке ж значення неможливо. Саме тому і було обрано величину 14,4В.

Принцип роботи ЗУ

Відновлення ємності батареї починається при включенні ЗП в мережу. При цьому внутрішній опір акумулятора зростає, а струм знижується. Як тільки напруга на батареї досягне позначки 12В, струм наблизиться до нульової позначки. Такі параметри говорять про те, що заряджання акумулятора виконано успішно і пристрій може бути вимкнено.

Окрім звичайного процесу, який займає досить тривалий час, існує і прискорений. Стрімка зарядка значно скорочує терміни, але водночас негативно впливає роботу батареї, тому користуватися цим методом фахівці не рекомендують.

Критерії вибору приладу заряджання

Визначити наскільки якісним буде прилад, що купується, можна за наступними моментами:

• Наявність незалежних каналів заряду;
• Струму;
• Функції розряду.

Розглянемо кожен із них докладно. Почнемо з найзначнішого – незалежних каналів заряду. Наявність їх у вибраної моделі говорить про те, що її електронна начинка здатна роздільно контролювати процес заряджання і припиняти його, як тільки ємність акумулятора буде відновлено. Але при цьому решта не встигне відновити свою ємність, що при постійному повторенні такої ситуації веде до швидкого виходу з ладу батарей.

Поповнення енергії акумулятора можливе трьома способами:

1. Слабким струмом;
2. Середнім;
3. Високим.

Перший передбачає вибір зарядного пристрою для літій-іонних акумуляторів із урахуванням номінальної ємності батареї. При цьому струм, що виробляється ним, не повинен перевищувати 10%. Такий спосіб зарядки найповільніший і щадний. При постійному використанні термін служби акумуляторів практично не скорочується.

Використання приладів, зі струмом, що становить менше половини номінальної ємності батареї, вважають золотою серединкою. При ньому акумулятор практично не нагрівається і час циклу не дуже затягнутий, як у першому випадку.

Останній спосіб або заряджання великим струмом практично рівним номінальної ємності – це у своєму роді стрес для батареї, що призводить до вагомого скорочення терміну служби. При ньому відбувається сильне нагрівання, що вимагає активного вентиляторного охолодження. Його використовують лише в крайніх випадках, коли потрібно зарядити акумулятор за кілька годин.

Дивимося відеоогляд зарядників для ливарних батарей:

Існують і звані інтелектуальні устрою. Вони використовуються для заряджання акумуляторів професійними фотографами, які використовуються в освітлювальних приладах та інших аналогічних випадках. Вартість такого зарядного пристрою для літій-іонних акумуляторів досить велика, але якщо вам важлива бездоганна робота гаджета, краще інвестувати в покупку приладу, ніж постійно змінювати батареї.

Інтелектуальні зарядні пристрої мають функцію розряду. Вона необхідна, щоб повністю розрядити акумулятор, виключивши цим ефект пам'яті. Це трохи подовжує цикл заряджання, але цим продовжує термін служби батареї.

У деяких моделях є і функція тренування. Її використовують для повернення до робочого стану частково зіпсованих акумуляторів.

Найкращі виробники

Кожен продукт має свої особливості. Тому вибираючи конкретну марку необхідно в першу чергу орієнтуватися на кількість та тип акумуляторів, які доведеться заряджати. Якщо передбачається робота з чотирма батареями, то можна зупинитися на моделі Rodition Ecocharger. Це невеликий пристрій, здатний відновлювати навіть одноразові лужні батареї. Увімкнення цієї функції здійснюється тумблером, розташованим на бічній панелі корпусу.

Прилад має чотири канали та здатний контролювати рівень заряду кожного елемента окремо. На панелі пристрою є світлова індикація, що показує, який акумулятор вже відновився. Придбати такий пристрій можна за 20 доларів.

Дивимося відео про продукцію Rodition Ecocharger:

Одним з найбільш популярних та багатофункціональних вважається зарядний пристрій для літієвих акумуляторів марки La Crosse BC-700. Воно відноситься до просунутих і розраховане на відновлення пальчикових байаоєєк форматів АА і ААА на основі нікелю. Особливості приладу такі, що він здатний одночасно заряджувати 4 батареї різної ємності.

Пристрої працюють у кількох режимах. Є регулятор струму, що дозволяє вибирати найбільш оптимальну величину для кожного випадку.

Етапи зарядки

Процес відновлення батареї фахівці рекомендують починати з повної розрядки. Якщо з якихось причин доводиться заряджати акумулятор, який ще не повністю розрядився, то варто вибирати просунуту модель пристрою.

Виявив, що у мене валяється деяка кількість цілком справних літієвих акумуляторів від дохлих мобілок, ноутів тощо, які можна використовувати у різних виробах. Чимось їх треба заряджати. У покладах було знайдено відповідні деталі, і помчало…

Схема зарядного пристрою

Малюємо схемку з огляду на наявність деталей в ящику столу. Заради такого простого виробу ліньки зайвий раз бігти в магазин.

обмежує струм, TL431+IRF обмежує напругу. Нічого особливого, напевно, таких же точно схем вже намалювали не один десяток. Обмеження струму налаштовано на 125 мА виходячи з можливостей застосованого трансформатора та обмеження на тепловиділення в маленькому пластиковому корпусі. Взагалі, навіть маленькі акумулятори від мобілок тримають набагато більший зарядний струм без перегріву.
Плата робилася досить компактною, щоб вмістити її в пластиковий корпус.

--
Дякую за увагу!
Ігор Котов, головний редактор журналу "Датагор"

Дякую за увагу!

Відчутні літієві акумулятори, 6 штук, безкоштовна доставка.
6Pcs 18650 3.7V 5000mAh Rechargeable Lithium Battery

Ви зможете ознайомитися зі схемою зарядного пристрою, яка відмінно підійде для Li-Ion акумуляторів.

Спочатку його автор хотів уявити простий варіант на мікросхемі lm317, але в цьому випадку зарядку потрібно живити від вищої напруги, ніж 5 вольт. Причина в тому, що різниця між вхідною та вихідною напругою мікросхеми lm317 повинна бути не менше 2 Вольт. Напруга зарядженого літій-іонного акумулятора становить близько 4,2 Вольт. Отже, різниця напруги менше 1 вольта. А це означає, що можна придумати інше рішення.

На Аліекспрес можна купити спеціалізовану плату для зарядки літієвих акумуляторів, яка коштує близько долара. Так, це так, але навіщо купувати те, що можна зробити за кілька хвилин. Тим паче потрібно місяць поки замовлення буде у вас. Але якщо вирішили придбати готовий, щоб одразу користуватися ним, купіть у цьому китайському магазині. У пошуку по магазину впишіть: TP4056 1A

Найпростіша схема

Сьогодні розглянемо варіанти UDB-зарядного пристрою для літієвих акумуляторів, що зможе повторити кожен. Схема найпростіша, яку можна тільки придумати.

Рішення

Це гібридна схема, де є стабілізація напруги та обмеження струму заряду акумулятора.

Опис роботи заряджання

Стабілізація напруги побудована з урахуванням досить популярної мікросхеми регульованого стабилитрона tl431. Транзистор як підсилювальний елемент. Струм заряду задається резистором R1 і залежить тільки від параметрів акумулятора, що заряджається. Цей резистор рекомендується з потужністю 1 ват. А решта резистори 0,25 або 0,125 ват.

Як знаємо, напруга однієї банки повністю зарядженого літій-іонного акумулятора становить близько 4,2 Вольт. Отже, на виході зарядного пристрою ми повинні встановити саме цю напругу, яка задається підбором резисторів R2 та R3. Існує багато онлайн програм з розрахунку напруги стабілізації мікросхеми tl431.
Для найточнішого налаштування вихідної напруги радиться резистор R2 замінити на багатооборотний опір близько 10 кілоом. До речі, можливе й таке рішення. Світлодіод у нас у ролі індикатора заряду, підійде практично будь-який світлодіод, колір на ваш смак.
Все налаштування зводиться до встановлення на виході напруги 4,2 вольта.
Декілька слів про стабілітрон tl431. Це дуже популярна мікросхема, не плутайте з транзисторами в аналогічному корпусі. Ця мікросхема зустрічається практично в будь-якому імпульсному блоціхарчування, наприклад комп'ютером, де мікросхема найчастіше стоїть в обв'язці.
Силовий транзистор не критичний, підійде будь-який транзистор зворотної провідності середньої чи високої потужності, наприклад, з радянських підійдуть КТ819, КТ805. З менш потужних КТ815, КТ817 та будь-які інші транзистори з аналогічними параметрами.

Які акумулятори підходять для пристрою?

Схема призначена для заряджання лише однієї банки літієвого акумулятора. Можна заряджати акб стандарту 18650 та інші акумулятори, тільки потрібно виставити відповідну напругу на виході із зарядника.
Якщо раптом з якихось причин схема не запрацює, то перевірте наявність напруги на виводі мікросхеми, що управляє. Воно має бути не менше 2,5 Вольт. Це мінімальна робоча напруга для зовнішнього джерела опорної напруги мікросхеми. Хоча зустрічаються варіанти виконання, де мінімальна робоча напруга становить 3 Вольти.
Доцільно також побудувати невеликий тестовий стенд для зазначеної мікросхеми, щоб перевірити її на працездатність перед паянням. А після збирання ретельно перевіряємо монтаж.

Ще в одній публікації матеріал про поліпшення.