Mikrodenetleyici üzerindeki lityum pil şarj cihazının devre şeması. Li-ion pil şarj cihazı

Modern elektronik aletler(cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar veya tabletler gibi) alkalin muadillerinin yerini alan lityum iyon pillerle çalıştırılır. Nikel-kadmiyum ve nikel-metal hidrit piller, Li─Ion pillerin daha iyi teknik ve tüketici nitelikleri nedeniyle yerini almıştır. Bu tür pillerde üretim anından itibaren mevcut şarj yüzde dört ila altı arasında değişiyor ve sonrasında kullanımla birlikte azalmaya başlıyor. İlk 12 ay boyunca pil kapasitesi %10 ila %20 oranında azalır.

Orijinal şarj cihazları

İyon pilleri için şarj üniteleri, kurşun-asit piller için benzer cihazlara çok benzer, ancak dış benzerlikleri nedeniyle "bankalar" olarak adlandırılan pilleri daha yüksek bir voltaja sahiptir, bu nedenle daha sıkı tolerans gereksinimleri vardır (örneğin, izin verilen voltaj) fark yalnızca 0,05 c). 18650 iyon pil bankasının en yaygın formatı 1,8 cm çapa ve 6,5 cm yüksekliğe sahip olmasıdır.

Bir notta. Standart bir lityum iyon pilin şarj edilmesi üç saate kadar sürer ve daha kesin süre, orijinal kapasitesine göre belirlenir.

Li-ion pil üreticileri, şarj için yalnızca pil için gerekli voltajı sağlayacağı garanti edilen ve elemanı aşırı şarj ederek ve kimyasal sistemi bozarak kapasitesinin bir kısmını yok etmeyecek orijinal şarj cihazlarının kullanılmasını önerir; ayrıca tamamen şarj edilmesi de istenmez; batarya.

Not! Uzun süreli depolama sırasında, lityum pillerin optimal olarak küçük (% 50'den fazla olmayan) şarja sahip olması gerekir ve ayrıca bunların ünitelerden çıkarılması da gereklidir.

Lityum pillerin koruma levhası varsa aşırı şarj olma tehlikesi yoktur.

Yerleşik koruma kartı, şarj sırasında aşırı voltajı (hücre başına 3,7 volttan fazla) keser ve şarj seviyesi minimuma, genellikle 2,4 volta düştüğünde pili kapatır. Şarj kontrol cihazı, şarj ünitesindeki voltajın 3,7 volta ulaştığı anı algılar ve şarj cihazını aküden ayırır. Bu önemli cihaz aynı zamanda aşırı ısınmayı ve aşırı akımı önlemek için pilin sıcaklığını da izler. Koruma DV01-P mikro devresine dayanmaktadır. Devre kontrolör tarafından kesildikten sonra, parametreler normalleştirildiğinde geri yükleme otomatik olarak gerçekleştirilir.

Çip üzerinde kırmızı gösterge şarjı, yeşil veya mavi ise pilin şarj olduğunu gösterir.

Lityum piller nasıl düzgün şekilde şarj edilir

Tanınmış li-ion pil üreticileri (örneğin Sony), şarj cihazlarında pil ömrünü önemli ölçüde uzatabilen iki veya üç aşamalı şarj prensibini kullanır.

Çıkışta, şarj cihazının voltajı beş volttur ve akım değeri, akünün nominal kapasitesinin 0,5 ila 1,0'ı arasında değişir (örneğin, 2200 miliampersaat kapasiteli bir eleman için şarj cihazı akımı olmalıdır) 1,1 amperden itibaren.)

İlk aşamada, lityum piller için şarj cihazını bağladıktan sonra akım değeri nominal kapasitenin 0,2 ila 1,0'ı arasında, voltaj ise 4,1 volttur (hücre başına). Bu koşullar altında piller 40 ila 50 dakikada şarj olur.

Sabit akımı elde etmek için, şarj cihazı devresinin akü terminallerindeki voltajı yükseltebilmesi gerekir; bu sırada çoğu lityum iyon akü için şarj cihazı, geleneksel bir voltaj regülatörü görevi görür.

Önemli! Dahili koruma levhasına sahip lityum iyon pillerin şarj edilmesi gerekiyorsa, açık devre voltajı altı ila yedi volttan fazla olmamalıdır, aksi takdirde bozulacaktır.

Voltaj 4,2 volta ulaştığında akü kapasitesi yüzde 70 ile 80 arasında olacak ve bu da ilk şarj aşamasının sona erdiğinin sinyalini verecek.

Varsa bir sonraki aşama gerçekleştirilir. DC gerilimi.

Ek Bilgiler. Bazı üniteler daha hızlı şarj için darbe yöntemini kullanır. Lityum iyon pilin grafit sistemi varsa, hücre başına 4,1 volt voltaj sınırına uymaları gerekir. Bu parametrenin aşılması durumunda pilin enerji yoğunluğu artacak ve oksidasyon reaksiyonlarını tetikleyerek pilin ömrünü kısaltacaktır. Modern akü modellerinde, li-ion akülere şarj cihazı bağlandığında voltajın 4,2 volt artı/eksi 0,05 volta çıkarılmasını sağlayan özel katkı maddeleri kullanılmaktadır.

Basit lityum pillerde, şarj cihazları 3,9 voltluk bir voltaj seviyesini korur ve bu onlar için uzun hizmet ömrünün güvenilir bir garantisidir.

1 akü kapasitesinde akım sağlarken, en iyi şekilde şarj edilmiş bir akü elde etme süresi 2 ila 3 saat arasında olacaktır. Şarj dolduğu anda voltaj kesme normuna ulaşır, akım değeri hızla düşer ve başlangıç ​​değerinin yüzde birkaçı seviyesinde kalır.

Şarj akımı yapay olarak artırılırsa, şarj cihazının lityum iyon pillere güç sağlamak için kullanım süresi neredeyse hiç azalmaz. Bu durumda voltaj başlangıçta daha hızlı artar, ancak aynı zamanda ikinci aşamanın süresi de artar.

Bazı şarj cihazları pili 60-70 dakikada tamamen şarj edebiliyor; bu şarj sırasında ikinci aşama ortadan kalkıyor ve pil ilk aşamadan sonra kullanılabiliyor (şarj seviyesi de yüzde 70 kapasitede olacak).

Üçüncü ve son şarj aşamasında telafi şarjı gerçekleştirilir. Pilleri saklarken (kullanmazken) her zaman değil, yalnızca 3 haftada bir gerçekleştirilir. Akü depolama koşullarında jet şarjı kullanmak imkansızdır çünkü bu durumda lityum metalizasyonu meydana gelir. Ancak sabit voltaj akımıyla kısa süreli şarj, şarj kayıplarının önlenmesine yardımcı olur. Voltaj 4,2 volta ulaştığında şarj işlemi durur.

Lityum metalizasyonu, oksijenin açığa çıkması ve basıncın ani artması nedeniyle tehlikelidir, bu da tutuşmaya ve hatta patlamaya neden olabilir.

DIY pil şarj cihazı

Şarj cihazı lityum iyon piller için ucuzdur, ancak biraz elektronik bilginiz varsa, bunu kendiniz yapabilirsiniz. Pil elemanlarının menşei hakkında kesin bir bilgi yoksa ve yapılan işin doğruluğu konusunda şüpheler varsa ölçüm aletleri, bölgedeki şarj eşiğini 4,1 ila 4,15 volt arasında ayarlamanız gerekir. Bu özellikle pilin koruyucu bir kartı yoksa geçerlidir.

Lityum piller için bir şarj cihazını kendi ellerinizle monte etmek için basitleştirilmiş bir devre yeterlidir; serbest erişim internette.

Gösterge için, pil şarjı önemli ölçüde azaldığında yanan ve "sıfıra" boşaldığında sönen şarj tipi LED'i kullanabilirsiniz.

Şarj cihazı aşağıdaki sırayla monte edilir:

• uygun bir mahfaza bulunur;
• beş voltluk bir güç kaynağı ve diğer devre parçaları monte edilmiştir (sırayı kesinlikle takip edin!);
• bir çift pirinç şerit kesilip soket deliklerine tutturulur;
• bir somun kullanılarak kontaklar ile bağlı akü arasındaki mesafe belirlenir;
• Polariteyi değiştirmek için bir anahtar takılıdır (isteğe bağlı).

Görev, 18650 pil için bir şarj cihazını kendi ellerinizle monte etmekse, daha karmaşık bir devre ve daha fazla teknik beceri gerekli olacaktır.

Tüm lityum iyon pillerin zaman zaman yeniden şarj edilmesi gerekir, ancak aşırı şarj etmekten veya tamamen boşaltmaktan kaçınılmalıdır. Pillerin işlevselliğini korumak ve çalışma kapasitelerini uzun süre muhafaza etmek özel şarj cihazları yardımıyla mümkündür. Orijinal şarj cihazlarının kullanılması tavsiye edilir, ancak bunları kendiniz de monte edebilirsiniz.

Video

İlerleme ilerliyor ve lityum piller giderek geleneksel olarak kullanılan NiCd (nikel-kadmiyum) ve NiMh (nikel-metal hidrit) pillerin yerini alıyor.
Bir elemanın karşılaştırılabilir ağırlığı ile lityum daha yüksek bir kapasiteye sahiptir, ayrıca elemanın voltajı üç kat daha yüksektir - eleman başına 1,2 V yerine 3,6 V.
Lityum pillerin maliyeti geleneksel alkalin pillere yaklaşmaya başladı, ağırlıkları ve boyutları çok daha küçük ve ayrıca şarj edilebilirler ve şarj edilmelidirler. Üretici 300-600 çevrime dayanabileceklerini söylüyor.
Farklı boyutlar vardır ve doğru olanı seçmek zor değildir.
Kendi kendine deşarj o kadar düşüktür ki yıllarca orada kalırlar ve şarjlı kalırlar. Cihaz ihtiyaç duyulduğunda çalışır durumda kalır.

"C" Kapasite anlamına gelir

Deneyiminize ve yeteneklerinize bağlı olarak basit veya çok basit olmayan bir şarj cihazını kendiniz yapabilirsiniz.

Basit bir LM317 şarj cihazının devre şeması

Pirinç. 5.

Belirli bir lityum iyon (Li-Ion) ve lityum polimer (Li-Pol) pil için gerekli şarj akımı, Rx direnci değiştirilerek seçilir.
Rx direnci yaklaşık olarak şu orana karşılık gelir: 0,95/Imax.
Diyagramda gösterilen direnç Rx'in değeri 200 mA'lık bir akıma karşılık gelir, bu yaklaşık bir değerdir, aynı zamanda transistöre de bağlıdır.

Şarj akımına ve giriş voltajına bağlı olarak bir radyatör sağlamak gerekir.
Dengeleyicinin normal çalışması için giriş voltajı, bir kutu için 7-9 V olan akü voltajından en az 3 Volt daha yüksek olmalıdır.

LTC4054'teki basit bir şarj cihazının devre şeması

Pirinç. 6.

Pirinç. 7. Bu 5 bacaklı küçük çip "LTH7" veya "LTADY" olarak etiketlenmiştir.

Mikro devre ile çalışmanın en küçük ayrıntılarına girmeyeceğim, her şey veri sayfasındadır. Sadece en gerekli özellikleri anlatacağım.
800 mA'ya kadar şarj akımı.
Optimum besleme voltajı 4,3 ila 6 Volt arasındadır.
Şarj göstergesi.
Çıkış kısa devre koruması.
Aşırı ısınma koruması (120°'nin üzerindeki sıcaklıklarda şarj akımının azaltılması).
Voltajı 2,9 V'un altına düştüğünde aküyü şarj etmez.

Şarj akımı, mikro devrenin beşinci terminali ile toprak arasındaki formüle göre bir direnç tarafından ayarlanır.

ben=1000/R,
burada I Amper cinsinden şarj akımıdır, R ise Ohm cinsinden direnç direncidir.

Lityum pil düşük göstergesi

Pirinç. 8.

Dayanıklılığın nüansı

Çalıştırma ve Önlemler

İlk üç noktaya uyulmaması yangına, geri kalanı ise tamamen veya kısmen kapasite kaybına yol açar.

Uzun yıllara dayanan kullanım pratiğinden pil kapasitesinin çok az değiştiğini ancak arttığını söyleyebilirim. iç direnç ve pil yüksek akım tüketiminde daha az çalışmaya başlar - kapasite düşmüş gibi görünüyor.
Bu nedenle genellikle cihazın boyutları izin verdiği ölçüde daha büyük bir kap takıyorum ve on yıllık eski kutular bile oldukça iyi çalışıyor.

Çok yüksek olmayan akımlar için eski cep telefonu pilleri uygundur.

Lityum pilleri nerede kullanırım?

Fabrikadan 2-3 “düğme” hücrenin takıldığı çocuk oyuncaklarına, saatlere vb. Küçük piller koydum. Tam olarak 3V'ye ihtiyaç duyulan yere seri olarak bir diyot ekliyorum ve doğru çalışıyor.

LED fenerlerin içine koydum.

Pahalı ve düşük kapasiteli Krona 9V yerine test cihazına 2 kutu taktım ve tüm sorunları ve ekstra maliyetleri unuttum.

Genelde pil yerine bulabildiğim her yere koyuyorum.

Lityum ve ilgili yardımcı programları nereden satın alabilirim?

Çinliler genellikle kapasite konusunda yalan söylüyorlar ve kapasitenin yazılandan daha küçük olduğunu söylüyorlar.

Dürüst Sanyo 18650

Tüm radyo amatörleri, bir kutu li-ion pil için şarj kartlarına çok aşinadır. Düşük fiyatı ve iyi çıktı parametreleri nedeniyle büyük talep görüyor.

Daha önce bahsedilen aküleri 5 Volt voltajda şarj etmek için kullanılır. Bu tür eşarplar, lityum iyon piller şeklinde özerk bir güç kaynağına sahip ev yapımı tasarımlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu kontrolörler korumalı ve korumasız olmak üzere iki versiyonda üretilmektedir. Korumalı olanlar biraz pahalı.

Koruma çeşitli işlevleri yerine getirir

1) Derin deşarj, aşırı şarj, aşırı yük ve kısa devre durumlarında akünün bağlantısını keser.

Bugün bu atkıyı detaylı bir şekilde kontrol edip, üreticinin vaat ettiği parametrelerin gerçek değerlere uyup uymadığını anlayacağız, ayrıca başka testler de ayarlayacağız, hadi başlayalım.
Kart parametreleri aşağıda gösterilmiştir

Ve bunlar devreler, üstteki korumalı, alttaki ise korumasız

Mikroskop altında tahtanın çok kaliteli olduğu fark edilir. Çift taraflı cam elyaf laminat, “çift” yok, serigrafi baskı mevcut, tüm giriş ve çıkışlar işaretlenmiş, dikkatli olursanız bağlantıyı karıştırmanız mümkün değil.

Mikro devre yaklaşık 1 Amperlik bir maksimum şarj akımı sağlayabilir; bu akım, Rx direnci (kırmızıyla vurgulanmıştır) seçilerek değiştirilebilir.

Ve bu, daha önce belirtilen direncin direncine bağlı olarak çıkış akımının bir plakasıdır.

Mikro devre, son şarj voltajını (yaklaşık 4,2 Volt) ayarlar ve şarj akımını sınırlar. Kart üzerinde kırmızı ve mavi olmak üzere iki LED bulunmaktadır (renkleri farklı olabilir). İlki şarj sırasında, ikincisi ise pil tamamen şarj olduğunda yanar.

Mevcut Mikro USB 5 voltun sağlandığı konnektör.

İlk test.
Pilin şarj edileceği çıkış voltajını kontrol edelim, 4,1 ile 4,2V arasında olmalıdır

Bu doğru, şikayet yok.

İkinci test
Çıkış akımını kontrol edelim, bu kartlarda maksimum akım varsayılan olarak ayarlanmıştır ve bu yaklaşık 1A'dır.
Koruma çalışana kadar kartın çıkışını yükleyeceğiz, böylece girişte yüksek tüketimi veya boşalmış pili simüle edeceğiz.

Maksimum akım beyan edilene yakın, devam edelim.

Test 3
Pilin yerine voltajın yaklaşık 4 volta ayarlandığı bir laboratuvar güç kaynağı bağlanır. Koruma aküyü kapatana kadar voltajı azaltırız, multimetre çıkış voltajını gösterir.

Gördüğünüz gibi 2,4-2,5 voltta çıkış voltajı kayboldu, yani koruma çalışıyor. Ancak bu voltaj kritikin altında, 2,8 Volt'un tam olarak doğru olacağını düşünüyorum, genel olarak aküyü koruma çalışacak kadar boşaltmanızı tavsiye etmiyorum.

Test 4
Koruma akımının kontrol edilmesi.
Bu amaçlar için elektronik yük kullanıldı, akımı kademeli olarak artırdık.

Koruma yaklaşık 3,5 Amperlik akımlarda çalışır (videoda açıkça görülebilir)

Eksiklikler arasında, yalnızca mikro devrenin aşırı ısındığını ve ısı yoğun bir kartın bile yardımcı olmadığını not edeceğim, bu arada, mikro devrenin kendisi etkili ısı transferi için bir alt tabakaya sahip ve bu alt tabaka tahtaya lehimleniyor, ikincisi. soğutucu görevi görür.

Eklenecek bir şey olduğunu düşünmüyorum, her şeyi mükemmel bir şekilde gördük, bir kutu küçük kapasiteli Li-Ion pil için şarj kontrol cihazı söz konusu olduğunda anakart mükemmel bir bütçe seçeneği.
Bunun, Çinli mühendislerin önemsiz fiyatı nedeniyle herkesin kullanımına açık en başarılı gelişmelerinden biri olduğunu düşünüyorum.
Mutlu Konaklama!

Dizüstü bilgisayarlara, cep telefonlarına ve diğer ev aletlerine takılır. Tüm elektroniklerin çalıştığı enerji kaynağı olarak adlandırılırlar. Çalışma sırasında elektrikli ekipmanın çalışmasını sağlamak için özel cihazlardan şarj edilmeleri gerekir. Ev yapımı pilleri şarj etmek için kullanmak mümkün müdür? Aşağıda bu konuyla ilgili bir raporu ele alacağız.

İlk kez satın alma cep telefonu, birçok kişi ilk kez nasıl şarj edileceğini merak ediyor. İyi ve uzun süreli bir çalışma için cihazı tamamen boşaltıp 3 kez şarj etmeniz gerektiğine dair bir görüş var. Ancak modern teknolojiler bu ifadeyi yalanlayın. Li iyonun tamamen boşaltılması işlemi cihaza zarar verir, bu yüzden satın alma cep telefonu Ekipmanların genellikle kapasitesinin 2/3'üne kadar şarj edildiğini görüyoruz.

Hasarı önlemek için tamamen boşalmasına izin vermeyin. Elektrot üzerinde ne kadar çok lityum iyonu varsa, servis ömrü o kadar kısalır ve lityum iyon bloğu o kadar hızlı aşınır.

Uzun süreli kullanım için li iyonu şarj etmek için bazı kurallara bakalım.

1. Şarj yüzdesini takip edin. Tamamen deşarj, arızaya, hatta tamamen arızaya neden olabilir.
2. Lityum enerji depolama cihazları, hücre başına daha yüksek voltaj gerektirir ve sabit akım/sabit voltaj esasına göre şarj edilir.
3. Şarj cihazına bağlantı 0 ila +60 derece arasındaki bir sıcaklıkta yapılmalıdır. Sıcaklık negatife düşerse ünite otomatik olarak şarjı durduracaktır.
4. Gerilim dalgalanmalarına karşı oldukça hassastır; U 4,2 V'tan büyükse cihaz arızalanabilir. Modern mühendisler enerji depolamayı elektronik kart Li iyonunu aşırı ısınmaya karşı koruyan. Tam şarj olduğunda akım beslemesini kesen özel akü şarj cihazlarını da kullanabilirsiniz.
5. Tam şarj süresinden sorumlu olan maksimum akım kaynağını doğru şekilde seçin. Geçirilen akım ne kadar büyük olursa cihaz o kadar hızlı şarj olur.
6. Güç kaynağı sürekli kullanım gerektirmiyorsa yüzde 60-70 oranında şarj edin. Aksi takdirde cihazın gücünü hızlı bir şekilde azaltabilirsiniz, bu da hızlı deşarja yol açacaktır.
7. Şarj işlemi tamamlandıktan sonra kapasite yüzdesi belirlenmeli ve pilin güç kaynağıyla bağlantısı kesilmelidir.

Denetleyici ve işlevleri

Kontrolör, kaynaktan gelen akım ve voltaj seviyesini düzenleyen ve güç kaynağını erken hasara karşı koruyan bir cihazdır.

Kontrolör şunlardan oluşur: baskılı devre kartı BMS koruması ve küçük bir pil hücresi. Tasarım bir mikro devreye dayanmaktadır. Alan etkili transistörler, şarj veya deşarj sırasında korumayı kontrol etmek için kullanılır.

Li ion güç kaynaklarını şarj etmek için kontrol devresi şekilde gösterilmiştir.

Data-lazy-type = "image" data-src = "http://chistyjdom.ru/wp-content/uploads/2018/03/li1.jpg" alt = "123" genişlik = "700" yükseklik = "307" " ">

Kontrolörün ana fonksiyonları şunlardır:

• Kontrolörün işlevi, 4,2 V'tan yüksek olmayan şarj sırasında pil hücresini korumaktır. Aksi takdirde aşırı şarj meydana gelir ve aşırı şarj, hücreye zarar verebilir.
• Şarj ve deşarj kontrolörü kısa devre korumasıyla baş eder. Aşırı gerilime karşı koruma sağlamak için bir termistör (T) takılmıştır. Kontrol cihazı akü deşarj fonksiyonundan sorumludur. Gerilim düştüğünde ünitenin akımla bağlantısı kesilir.
• Deşarjın kritik seviyeye ulaşmasını önlemek için enerji tüketimini zamanında durdurun. Kontrolör, enerji bloğunu yıkımdan kurtaracak ve yenisinin satın alınmasına karşı uyarıda bulunacaktır. iyi yeni modelİçin sürekli kullanım 15-20 bin rubleye mal olacak. Bu nedenle devreye bir kontrol cihazı takmayı düşünmeye değer.
• Şarj durdurulduğunda basınç ve sıcaklık göstergeleri kaydedilir.

Ancak tüm denetleyici türleri kesinlikle yukarıdaki işlevlerin tümüne sahip değildir.

Özel bir eğitim alarak devrede kontrolör olmadan yapabilirsiniz ancak ampermetre ve voltmetre kullanabilmeniz gerekir. Terminallerdeki voltaj en az maksimum şarj olmalıdır, bu durumda ünite %70 oranında şarj olur.

Korumalı ve korumasız li ion piller

Korumalı pil, küçük bir devre kartına sahip bir kabuk içindeki güç depolama aygıtıdır. Kısa devrenin yanı sıra aşırı ısınmaya ve aşırı gerilime karşı koruma olması bakımından farklılık gösterir.

Korumasız li iyonun gövdesine koruyucu elektrik panosu kaynaklanmıştır. Bundan sonra bir kabuğa paketlenir. Tüm parametreler kabukta belirtilmelidir.

Korumalı bir pil modeli satın alırken, dış kabuğun varlığı nedeniyle boyutların daha önce bahsedilenlere göre biraz arttığını unutmayın. Yükseklik 3-5 mm daha büyüktür ve çap 1 mm'ye kadardır.

Li iyon bloklarının avantajları:

• Doğru kullanıldığında enerji yavaş yavaş azalır.
• Yüksek enerji yoğunluğu, küçük boyutu yüksek enerji yoğunluğunu gizler.
• Yüksek voltaj en az 3,6 V olmalıdır.
• Artan sayıda şarj ve deşarj döngüsüyle çalışır durumda kalır.
• Daha sonra hafif kapasite kaybı büyük miktar deşarj döngüleri.

Korumasız bir pil, korumasız bir pilin kabuğunun altında saklanan bir enerji depolama cihazıdır. Dış kabuğu çıkarırsanız altında korumasız pil kalmayacaktır. Dış ambalaj, kabuğun altına gizlenmiş pilin parametrelerini belirtmelidir.

Şarj cihazı şeması

Li-ion pilleri şarj etmek için herhangi bir devrenin bir dengeleyici ve kontrol panosu kullanması gerekir. Şarj cihazına zarar vermemesi konusunda onu uyarıyorlar.

Bu devrenin çalışması, orta güçte T1'in ve ayarlanabilir bir voltaj regülatörünün çalışmasına dayanmaktadır. Dikkate almak:

Data-lazy-type = "image" data-src = "http://chistyjdom.ru/wp-content/uploads/2018/03/li2.jpg" alt = "123" genişlik = "578" yükseklik = "246 " ">

Bir transistör seçerken gerekli şarj akımı dikkate alınır. Küçük kapasiteli bir pili şarj etmek için yabancı veya yerli NPN kullanılabilir. Giriş voltajınız yüksekse soğutucuya takın.

Düzenleyici eleman T1'dir. Şarj akımı direnç (R2) tarafından sınırlanır. 1 W'a eşit R2 gücü kullanın. Diğerleri daha az güce sahip olabilir.

LED1, li iyon yükünün sinyalini vermekten sorumlu bir LED'dir. Pil açıldığında, gösterge diyotu parlak bir şekilde yanarak deşarj durumunu gösterir. Ve tam şarjdan sonra deşarj göstergesinin yanması durur. Ampul durmasına rağmen pil 50 mA'den daha düşük bir akımla şarj olmaya devam ediyor. Aşırı şarjı önlemek için, şarj işlemi tamamlandıktan sonra pili şarj cihazından ayırın.

LED2, daha hassas kontrol için devrede kullanılan ikinci LED'dir.

Tasarım seçimi blokların kullanılma amacına bağlıdır. Yapıyı kendiniz monte etmek için aşağıdaki parçalara sahip olmalısınız:

1. Akım sınırlayıcı.
2. Farklı kutupların bağlanmasına karşı koruma.
3. Otomasyon. Cihaz gerçekten ihtiyaç duyulduğunda çalışmaya başlar.

Devre, bir enerji depolama cihazını şarj etmek için tasarlanmıştır; onu başka bir şarj türünde kullanmak için çıkış ve şarj akımının değiştirilmesi gerekir.

Tüm li ion güç kaynaklarının boyutlarının farklılık gösterdiği unutulmamalıdır. En popüler olanı 18650'dir. Dengeleyici devrede vazgeçilmez bir yardımcıdır. Gerilimin izin verilen sınırın üzerine çıkmasını önlemek için bu görevi üstlenir.

Şarj cihazını kendiniz yapmak mümkün mü ve ne kadar güvenli?

Bir li-ion cihazı için şarj cihazını kendi ellerinizle monte edebilirsiniz. Basit bir lityum iyon şarj cihazını monte etmek için belirli deneyim ve becerilere sahip olmanız gerekir. Teorik olarak ev yapımı ürünler evde yapılabilir. Pratikte bu neredeyse imkansız bir iştir. Cihaz, şarj cihazından her zaman doğru şekilde şarj olmuyor ve bu durumda cihaz kullanılamaz hale geliyor. Ancak bunu yapmadan önce birkaç kuralı okuyun:

1. Lityum piller aşırı şarj edilemez. Yüklenen maksimum voltaj 4,2 V'tan fazla olmamalıdır. Her tipin, aşılmaması gereken kendi ayar eşiği vardır.
2. Kullanacağınız tüm parçaları kontrol edin. Ve asıl önemli olan, hatalardan kaçınmak için güç ölçümünün doğruluğunu örneğin bir voltmetre ile kontrol etmektir. Kontrol edin: kutuların menşei, izin verilen maksimum güç, şarj. Bu nedenle cihazın güvenli bir şekilde çalıştırılabilmesi için eşiğin düşürülmesi gerekmektedir.

Belirli kurallara uymazsanız aşırı ısınma, parçaların şişmesi, hoş olmayan kokulu gaz çıkışı, cihazın patlaması veya yangın meydana gelebilir.

Markalı piller, daha önce belirtilen sınırın aşılmasına izin vermeyen, aşırı gerilim koruması sağlayan özel devrelerle donatılmıştır.

Şarj cihazı devresi şekilde gösterilmiştir:

Data-lazy-type = "image" data-src = "http://chistyjdom.ru/wp-content/uploads/2018/03/li3.jpg" alt = "123" genişlik = "700" yükseklik = "257" " ">

Doğru kullanım için, şarj cihazının çıkış voltajı, aküyü şarj etmek üzere bağlamadan U=4,2 V olarak ayarlanmıştır.

Çalışma göstergesi bir diyot olacaktır; bağlı akü boşaldığında yanar ve akü şarj olduğunda söner.

Şarj toplama:

• uygun boyutta bir kasa seçin;
• güç kaynağını ve elemanları yukarıdaki şemada gösterildiği gibi sabitleyin, pirinç şeritleri kesin ve bunları soketlere takın;
• kontaklar ile pil arasındaki mesafeyi ayarlayın;
• daha sonra prizlerdeki kutupları değiştirebilecek bir anahtar takın;
• ancak buna gerek yoksa bu nokta hariç tutulabilir;
• Lityum iyon pili kontrol edin, voltaj yoksa voltmetre bir değer göstermez. Bu, devrenin yanlış monte edildiği anlamına gelir; bu nedenle, özel eğitiminiz yoksa, pili kendiniz monte etmeyi denememek daha iyidir.

Öncelikle terminolojiye karar vermeniz gerekir.

Gibi deşarj-şarj kontrolörleri yok. Bu saçmalık. Deşarjı yönetmenin bir anlamı yok. Deşarj akımı yüke bağlıdır - ihtiyaç duyduğu kadar alacaktır. Boşaltma sırasında yapmanız gereken tek şey, aşırı deşarj olmasını önlemek için akü üzerindeki voltajı izlemektir. Bu amaçla kullanıyorlar.

Aynı zamanda ayrı kontrolörler şarj Sadece mevcut değil, aynı zamanda li-ion pillerin şarj edilmesi işlemi için kesinlikle gereklidir. Gerekli akımı ayarlarlar, şarjın sonunu belirlerler, sıcaklığı izlerler vb. Şarj kontrol cihazı herhangi birinin ayrılmaz bir parçasıdır.

Tecrübelerime dayanarak şarj/deşarj kontrol cihazının aslında aküyü çok derin deşarjdan ve tam tersi aşırı şarjdan koruyan bir devre anlamına geldiğini söyleyebilirim.

Başka bir deyişle, şarj/deşarj kontrol cihazından bahsettiğimizde neredeyse tüm lityum iyon pillerde (PCB veya PCM modülleri) yerleşik korumadan bahsediyoruz. İşte burada:

Ve işte onlar da:

Koruma levhalarının çeşitli form faktörlerinde sunulduğu ve farklı yöntemlerle monte edildiği açıktır. elektronik parçalar. Bu makalede Li-ion piller için koruma devreleri (veya tercih ederseniz deşarj/şarj kontrolörleri) için seçeneklere bakacağız.

Şarj-deşarj kontrolörleri

Bu isim toplumda çok iyi yerleşmiş olduğundan biz de onu kullanacağız. DW01 (Plus) yongasının belki de en yaygın sürümüyle başlayalım.

DW01-Artı

Li-ion piller için böyle bir koruyucu kart her iki cep telefonu pilinden birinde bulunuyor. Bunu elde etmek için, bataryaya yapıştırılmış yazıtlarla kendinden yapışkanlı olanı yırtmanız yeterlidir.

DW01 çipinin kendisi altı ayaklıdır ve iki alan etkili transistör, yapısal olarak 8 ayaklı bir düzenek şeklinde tek bir pakette yapılmıştır.

Pim 1 ve 3, sırasıyla deşarj koruma anahtarlarını (FET1) ve aşırı şarj koruma anahtarlarını (FET2) kontrol eder. Eşik voltajları: 2,4 ve 4,25 Volt. Pin 2, aşırı akıma karşı koruma sağlayan, alan etkili transistörlerdeki voltaj düşüşünü ölçen bir sensördür. Transistörlerin geçiş direnci bir ölçüm şöntü görevi görür, dolayısıyla tepki eşiği üründen ürüne çok büyük bir dağılıma sahiptir.

Bütün şema şuna benziyor:

8205A ile işaretlenmiş sağ mikro devre, devrede anahtar görevi gören alan etkili transistörlerdir.

S-8241 Serisi

SEIKO, lityum iyon ve lityum polimer pilleri aşırı deşarj/aşırı şarjdan korumak için özel çipler geliştirmiştir. Bir kutuyu korumak için S-8241 serisinin entegre devreleri kullanılır.

Aşırı deşarj ve aşırı şarj koruma anahtarları sırasıyla 2,3V ve 4,35V'da çalışır. FET1-FET2 arasındaki voltaj düşüşü 200 mV'ye eşit olduğunda akım koruması devreye girer.

AAT8660 Serisi

LV51140T

Aşırı deşarj, aşırı şarj ve aşırı şarj ve deşarj akımlarına karşı korumalı lityum tek hücreli piller için benzer bir koruma şeması. LV51140T çipi kullanılarak uygulandı.

Eşik voltajları: 2,5 ve 4,25 Volt. Mikro devrenin ikinci ayağı aşırı akım dedektörünün girişidir (sınır değerleri: deşarj sırasında 0,2V ve şarj sırasında -0,7V). Pin 4 kullanılmıyor.

R5421N Serisi

Devre tasarımı öncekilere benzer. Çalışma modunda, mikro devre, engelleme modunda yaklaşık 3 μA tüketir - yaklaşık 0,3 μA (tanımdaki C harfi) ve 1 μA (tanımdaki F harfi).

R5421N serisi, şarj sırasında tepki voltajının büyüklüğünde farklılık gösteren çeşitli modifikasyonlar içerir. Ayrıntılar tabloda verilmiştir:

SA57608

Şarj/deşarj kontrol cihazının başka bir versiyonu, yalnızca SA57608 çipinde bulunur.

Mikro devrenin kutuyu harici devrelerden ayırdığı voltajlar harf indeksine bağlıdır. Ayrıntılar için tabloya bakın:

SA57608, uyku modunda oldukça büyük bir akım tüketir - yaklaşık 300 µA, bu da onu yukarıda belirtilen analoglardan daha kötüsüne ayırır (burada tüketilen akım bir mikroamperin kesirleri düzeyindedir).

LC05111CMT

Ve son olarak şunu öneriyoruz: ilginç çözüm Yarıiletken elektronik bileşenlerin üretiminde dünya liderlerinden birinden - LC05111CMT çipindeki şarj-deşarj kontrolörü.

Çözüm ilginçtir, çünkü önemli MOSFET'ler mikro devrenin içine yerleştirilmiştir, bu nedenle eklenti elemanlarından geriye kalan tek şey birkaç direnç ve bir kapasitördür.

Yerleşik transistörlerin geçiş direnci ~11 miliohmdur (0,011 Ohm). Maksimum şarj/deşarj akımı 10A'dır. S1 ve S2 terminalleri arasındaki maksimum voltaj 24 Volt'tur (bu, pilleri pillerle birleştirirken önemlidir).

Mikro devre WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Çift Bayrak paketinde mevcuttur.

Devre beklendiği gibi aşırı şarj/deşarj, aşırı akım yükü ve aşırı şarj akımına karşı koruma sağlıyor.

Şarj kontrolörleri ve koruma devreleri - fark nedir?

Koruma modülü ile şarj kontrol cihazlarının aynı şey olmadığını anlamak önemlidir. Evet, işlevleri bir dereceye kadar örtüşüyor, ancak bataryaya yerleşik koruma modülünü şarj kontrol cihazı olarak adlandırmak hata olur. Şimdi farkın ne olduğunu açıklayacağım.

Herhangi bir şarj kontrol cihazının en önemli rolü, doğru şarj profilini (genellikle CC/CV - sabit akım/sabit voltaj) uygulamaktır. Yani, şarj kontrol cihazının şarj akımını belirli bir seviyede sınırlayabilmesi, böylece birim zaman başına bataryaya "dökülen" enerji miktarını kontrol edebilmesi gerekir. Fazla enerji ısı şeklinde açığa çıkar, dolayısıyla herhangi bir şarj kontrol cihazı çalışma sırasında oldukça ısınır.

Bu nedenle şarj kontrolörleri hiçbir zaman aküye entegre edilmez (koruma kartlarından farklı olarak). Kontrolörler sadece uygun bir şarj cihazının parçasıdır, başka bir şey değildir.

Ek olarak, tek bir koruma kartı (veya koruma modülü, ona ne demek isterseniz onu adlandırın) şarj akımını sınırlandırma yeteneğine sahip değildir. Kart yalnızca bankanın üzerindeki voltajı kontrol eder ve önceden belirlenen limitlerin dışına çıkması durumunda çıkış anahtarlarını açarak bankanın dış dünyayla bağlantısını keser. Bu arada, kısa devre koruması da aynı prensipte çalışır - kısa devre sırasında bankadaki voltaj keskin bir şekilde düşer ve derin deşarj koruma devresi tetiklenir.

Yanıt eşiğinin (~4,2V) benzerliği nedeniyle lityum pillerin koruma devreleri ile şarj kontrolörleri arasındaki karışıklık ortaya çıktı. Yalnızca bir koruma modülünün meydana gelmesi durumunda tamamen kapatma bankalar harici terminallerden ve şarj kontrol cihazı durumunda voltaj stabilizasyon moduna geçer ve şarj akımını kademeli olarak azaltır.