Схема зарядного устройства для литиевых аккумуляторов

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов по своему строению и принципу работы весьма схоже с ЗУ для свинцово-кислотных. Каждая банка литиевых АКБ имеет более высокое значение напряжения. Кроме того, они более чувствительные к перенапряжению и перезаряду.

Банка – это один живительный элемент. Получил он свое название от схожести с жестяными банками для напитков. Для литиевых элементов наиболее распространенным вариантом является 18650. Это число легко расшифровывается. В миллиметрах указана толщина – 18 и высота – 65.

Если другие виды аккумуляторов позволяют иметь больший разбег в подаваемом напряжении при зарядке, то для литиевых этот показатель должен быть намного точнее. Во время достижения на аккумуляторе напряжения в 4.2 вольта зарядка должна останавливаться, перенапряжение для них опасно. Допускается отклонение от нормы в 0.05 вольта.

Среднее время заряда для литиевых батарей – 3 часа. Это усреднённый показатель, все же каждый отдельный аккумулятор имеет свое значение. От качества зарядки литиевых АКБ зависит срок их службы.

Условия длительного хранения

Совет. Хранить литий-ионные аккумуляторы необходимо правильно. Если устройство долгое время не будет использоваться, то батарею лучше из него вынуть.

Если оставить хранится полностью заряженный аккумуляторный элемент, то он может навсегда утратить часть своей ёмкости. Если оставить хранится разряженную батарею, она может больше не восстановиться. Значит, даже попытавшись ее реанимировать, можно потерпеть фиаско. Поэтому оптимальный рекомендуемый заряд для хранения литиевых банок – 30-50%.

Использование оригинальных зарядных устройств

Зарядное устройство для аккумуляторов

Некоторые производители указывают, что использование неродных зарядных устройств для li ion аккумуляторов может привести к потере гарантии на устройство. Все дело в том, что плохое зарядное может погубить аккумуляторный элемент. Литиевые батареи могут портиться из-за неправильного напряжения или некорректного затухания в конце зарядки. Поэтому использование оригинального зарядного устройства – это всегда лучший выбор.

Схема 10 – на микросхеме LM3914

Линия из 10 светодиодов информирует пользователя о степени разряда элемента питания. Пороговые напряжения (минимальное DIV_LO и максимальное DIV_HI) определяет делитель R3-R4-R5. Для экономии энергии рекомендуется подключить 9-й вывод на землю. В результате будет светиться не линия светодиодов, а один, который соответствует текущему напряжению. Энергопотребление этой схемы – порядка 2,5 мА и еще по 5 мА на каждый светящийся светодиод.

Читайте в нашей предыдущей статье о том, почему взрываются аккумуляторные батареи самокатов.

Опасность перезаряда и полного разряда

Универсальное зарядное устройство

Исходя из устройства литиевых батарей, не рекомендуется допускать их полной разрядки или перезарядки.

К примеру, никель-кадмиевые батареи имеют эффект памяти. Это значит, что неправильный режим зарядки приводит к потере ёмкости. Неправильным считается режим, когда подзаряжается батарея, которая не полностью разрядилась. Если начать заряжать ее в не полностью разряженном состоянии, она может терять свою ёмкость. Зарядные устройства для таких батарей производятся со специальными режимами работы, которые сначала разряжают батарею до нужного уровня, потом начинают ее подзаряжать.

Литиевые батареи не требуют такого хлопотного обслуживания. Эффекта памяти у них нет, но они боятся полной разрядки. Поэтому их лучше подзарядить, когда появляется возможность, не дожидаясь полного разряда. Но и перезаряд для них неприемлем. Поэтому оптимальным будет не допускать разряда ниже 15 % и заряда более 90%. Так можно увеличить срок службы батареи.

Это касается только батарей без защиты. Если у аккумуляторов есть защита, реализованная на отдельной плате, то она отсекает заряд сверх меры, если разряд достигает минимального уровня, то отключает устройство. Обычно это показатели более 4,2 Вольта и 2.7 Вольта, соответственно.

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Самодельная зарядка для литий ионных батарей.

Переделывал шуруповёрт с никель кадмиевых батарей на литий ионные. Понадобилась зарядка. Сначала хотел использовать родную зарядку от шуруповёрта, но она громоздкая и по напряжению маловата, не использовались бы полностью возможности DC-DC преобразователя.Попался сто лет валяющийся без дела блок питания от принтера .Он устраивал полностью .Этот понижающий DC-DC преобразователь работает до 30 вольт и 5 ампер, блок питания принтера 24 вольта.Не рекомендуют поднимать напряжение выше 27 вольт и 3 ампера.Понижающий DC-DC преобразователь не может выдать выходное напряжение выше входного.Если вы подключите его к блоку питания 12 вольт например, то можете получить напряжение от 1 вольта до 12 вольт не больше, если к 24 вольта от 1 вольта до 24 вольт. Зарядка подойдёт для зарядки почти всех литий ионных шуруповёртов, а так же для самодельных литий ионных батарей, которые используют в самоделках.

Отношение к перепадам температур

Зарядное устройство для шуруповерта

Рабочий диапазон температур для литиевых батарей невелик – от +5 до +25 градусов по Цельсию. Сильные перепады температур нежелательны для их работы.

При перезаряде температура аккумулятора может повышаться, что нехорошо сказывается на его работе. Низкая температура также действует отрицательно. Подмечено, что на морозе аккумуляторы быстрее теряют свой заряд и садятся, хотя в тепле устройство показывает полную зарядку.

Описание работы зарядки

Стабилизация напряжения построена на базе довольно популярной микросхемы регулируемого стабилитрона tl431. Транзистор в качестве усилительного элемента. Ток заряда задается резистором R1 и зависит только от параметров заряжаемого аккумулятора. Этот резистор советуется с мощностью 1 ватт. А все остальные резисторы 0,25 или 0,125 ватт.

Как мы знаем, напряжение одной банки полностью заряженного литий-ионного аккумулятора составляет около 4,2 Вольт. Следовательно, на выходе зарядного устройства мы должны установить именно это напряжение, которое задается подбором резисторов R2 и R3. Существует очень много онлайн программ по расчету напряжения стабилизации микросхемы tl431. Для наиболее точной настройки выходного напряжения советуется резистор R2 заменить на многооборотное сопротивление около 10 килоом. Кстати, возможно и такое решение. Светодиод у нас в роли индикатора заряда, подойдет практически любой светодиод, цвет на ваш вкус. Вся настройка сводится к установке на выходе напряжения 4,2 вольта. Несколько слов о стабилитроне tl431. Это очень популярная микросхемах,не путайте с транзисторами в аналогичном корпусе. Эта микросхема встречается практически в любом импульсном блоке питания, например компьютернаом, где микросхема чаще всего стоит в обвязке. Силовой транзистор не критичен, подойдет любой транзистор обратной проводимости средней или высокой мощности, например из советских подойдут КТ819, КТ805. Из менее мощных КТ815, КТ817 и любые другие транзисторы с аналогичными параметрами.

Особенности литиевых батарей

Li-ion АКБ являются очень неприхотливыми в эксплуатации. При бережном обращении они прослужат около 3-4 лет. Однако стоит ориентироваться на то, что даже если аккумуляторы не используются, они медленно умирают. Поэтому запасаться аккумуляторами к устройству впрок не совсем резонно. 2 года – это нормальное время от момента производства. Если прошло больше, то это могут быть уже вышедшие из строя батареи.

Интересно. Самый распространенный размер банки 18650 в среднем имеет ёмкость в 3500 мАч. Нормальная цена для такой батареи – 3-4 доллара. Поэтому производители, обещающие за 3 доллара Power bank объемом 10000 мАч, мягко говоря, обманывают. Хорошо, если там будет хотя бы 3000 мАч.

Метки: зарядка, преобразователь напряжения

Комментарии 53

Не хочу обидеть автора. Но, по моему проще купить вот такую ВЕЩЬ (ru.aliexpress.com/store/p…010608.0.0.2ab313bcxa5Ivl) Она и зарядит правильно, и отбалансирует банки, и в режим хранения переведет. И заряжает еще и свинец и металлгидриды. Только настроить надо под свои хотелки. У меня таких 4 шт. И друзьям покупал для их переделанных мною шуруповертов. Работает спокойно от компового бп. И даже слегка приподнимает напряжение для сборок 4S при питании от 12в.

тоже по началу на аймаксе всё делал, теперь же к родным платам в своем шурике (он изначально на литии был) просто добавил балансиры коих раньше не было, аккумы ставил соньки VTC6 на 3000 махов

А есть ссылка на этот преобразователь, ото что-то не могу найти?

китай рулит, все готовое в кучку собрал и все. это не то что раньше сборка по публикациям журнала «Радио» эх где же вы старые добрые времена…

для того чтоб дома закрутить 2 самореза-надо пройти квест с зарядкой!лучше сделать тогда из шурика сетевик на проводах…для работы такая шляпа не пойдёт(т.к. дешевле новый шурик купить)

Из такого преобразователя с дисплеем ака Касьян на Ютубе сделал очень бюджетное лбп

А мне на муське понравилось вообще без платы балансира. Тупо каждая банка отдельно заряжается. Там ещё типа ком порт чел врезал в батарею

зарядка для зарядки. Тафтология. Писать надо понятнее или хотя бы проверять написанное перед публикацией. Чо то вы тут колхоза накрутили немеряно. Только бубна с костром не хватает. Несколько блочков, ворох проводков, крокодилы какие-то…Токи выставлять, напряжение…Ну на 1 раз поиграться хватит. А если заряжать каждый день да в течение лета? Во-первых промахнетесь и будет вам БАХ. Стопудово. Где и как пыхнет… ХЗ. И почему вы уверены, что 18650 LIIon надо заряжать током 1Ампер? Вопросов у меня много и не потому, что сам повторять хочу или думаю, а потому, что вы это на всеобщее обозрение выложили. Как самодельщик — +1, но повторять никому даже в страшном сне не советую. Без балансировки ваша сборка очень быстро уйдет в неподъемный аут. А шурикам просто прописан высокоточный литий, а никак не 18650 из ноутбуков.

18650 из буков просто бесплатны обычно. Кому то это важнее чем максимальный крутящий момент Шурика.

Дык халява не всегда полезна. Они в буках совсем не сильноточные. А наоборот. Ду, да ладно. Крутит и хорошо. Мне так не вкусно. Мои шуры фигачат и зимой и летом и заряжаются не более 30 минут.

зарядка для зарядки. Тафтология. Писать надо понятнее или хотя бы проверять написанное перед публикацией. Чо то вы тут колхоза накрутили немеряно. Только бубна с костром не хватает. Несколько блочков, ворох проводков, крокодилы какие-то…Токи выставлять, напряжение…Ну на 1 раз поиграться хватит. А если заряжать каждый день да в течение лета? Во-первых промахнетесь и будет вам БАХ. Стопудово. Где и как пыхнет… ХЗ. И почему вы уверены, что 18650 LIIon надо заряжать током 1Ампер? Вопросов у меня много и не потому, что сам повторять хочу или думаю, а потому, что вы это на всеобщее обозрение выложили. Как самодельщик — +1, но повторять никому даже в страшном сне не советую. Без балансировки ваша сборка очень быстро уйдет в неподъемный аут. А шурикам просто прописан высокоточный литий, а никак не 18650 из ноутбуков.

Не «высокоточный литий», а высокотоковый

спасибо. Был не прав.

зарядка для зарядки. Тафтология. Писать надо понятнее или хотя бы проверять написанное перед публикацией. Чо то вы тут колхоза накрутили немеряно. Только бубна с костром не хватает. Несколько блочков, ворох проводков, крокодилы какие-то…Токи выставлять, напряжение…Ну на 1 раз поиграться хватит. А если заряжать каждый день да в течение лета? Во-первых промахнетесь и будет вам БАХ. Стопудово. Где и как пыхнет… ХЗ. И почему вы уверены, что 18650 LIIon надо заряжать током 1Ампер? Вопросов у меня много и не потому, что сам повторять хочу или думаю, а потому, что вы это на всеобщее обозрение выложили. Как самодельщик — +1, но повторять никому даже в страшном сне не советую. Без балансировки ваша сборка очень быстро уйдет в неподъемный аут. А шурикам просто прописан высокоточный литий, а никак не 18650 из ноутбуков.

Как сделать зарядное устройство для литиевого аккумулятора своими руками

Рассмотрим одну из самых простых схем зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. Самодельная схема зарядки реализована на микросхеме, которая выступает как стабилитрон и контроллер заряда, и транзисторе. База транзистора соединяется с управляющим электродом микросхемы. Литиевые батареи не любят перенапряжения, поэтому на выходе обязательно нужно выставить рекомендуемое напряжение в 4.2 В. Достичь этого можно с помощью регулировки микросхемы сопротивлениями R3 R4, которые имеют значения 3кОм и 2.2 кОм, соответственно. Подключаются они к первой ножке микросхемы. Регулировка задаётся единожды, и напряжение остаётся постоянным.

Чтобы можно было подстроить напряжение на выходе на месте резистора R, устанавливают потенциометр. Производить подстройку нужно без нагрузки, то есть без самого аккумулятора. С его помощью можно точно подстроить напряжение на выходе, равное 4,2 В. Потом вместо потенциометра можно поставить резистор полученного номинала.

Резистор R4 используется, чтобы открывать базу транзистора. Номинал этого сопротивления – 0,22 кОм. Когда аккумулятор будет заряжаться, его напряжение будет расти. От этого электрод управления на транзисторе будет повышать сопротивление эмиттер-коллектора. Это, в свою очередь, будет понижать ток, идущий на аккумулятор.

Ещё нужно отрегулировать ток зарядки. Для этого используют сопротивления R1. Без этого резистора не загорится светодиод, он отвечает за индикацию процесса зарядки. В зависимости от необходимого тока, подбирают резистор номиналом от 3 до 8 Ом.

Схема 4 – на паре полевых транзисторов

В режиме ожидания она потребляет минимальные токи. Транзисторы нужны n-канальные с минимальным напряжением отсечки. При питании нагрузки на затворе транзистора VT1 при участии делителя R1-R2 создается положительное напряжение. Если оно превышает напряжение отсечки транзистора, происходит его открытие, затвор VT2 притягивается на землю и закрывается. По мере снижения напряжения VT1 закрывается, а VT2 – открывается, обеспечивая сияние светодиода. Это знак о необходимости подзарядить элемент питания.

Как выбрать аккумулятор

Отдельное внимание нужно уделить производителям аккумуляторов. Существуют зарекомендовавшие себя бренды и какие-то неизвестные аналоги. Иногда недобросовестные производители могут продавать товар, который ниже заявленных характеристик в 3 раза и более.

Обратите внимание! К брендам, получившим популярность, можно отнести Panasonic, Sony, Sanyo, Samsung.

Покупка литиевых аккумуляторов не должна вызвать больших проблем. Купить их можно в местных магазинах электроники, в интернет-магазинах или заказать напрямую из Китая. Не стоит гнаться за дешевизной. Хороший аккумулятор не может стоить очень дёшево. Некоторые производители ставят качественные банки, но плохие платы, отвечающие за питание. Это неминуемо приведет к гибели батареи.

Сборка зарядника

В подготовленной пластиковой коробке нужно выполнить отверстия для всех электрокомпонентов, включая USB-разъем, диоды модуля TP4056, разъем питания и выключатель. После этого нужно установить и приклеить электрокомпоненты:

• батарейный отсек;
• модуль TP4056, обеспечив попадание USB разъема и диодов в организованные для них отверстия;
• стабилизатор напряжения 7805, разъем питания и выключатель.

После этого нужно завинтить нижнюю крышку, а неровные кромки зашкурить наждачной бумагой.