Krugovi za zaštitu Li-ion baterija od prekomjernog pražnjenja (kontrolori pražnjenja). Veleprodajna internet trgovina kineske robe Ugradnja zaštitne ploče na 18650
Litijske baterije (Li-Io, Li-Po) najpopularnije su na ovaj trenutak punjivi izvori električne energije. Litijska baterija ima nominalni napon od 3,7 volti, što je naznačeno na kućištu. Međutim, 100% napunjena baterija ima napon od 4,2 V, a ispražnjena "na nulu" ima napon od 2,5 V. Nema smisla prazniti bateriju ispod 3 V, prvo, pokvarit će se, a drugo, u rasponu od 3 do 2,5 Bateriji daje samo par posto energije. Dakle, raspon radnog napona je 3 – 4,2 volta. Moj izbor savjeta za korištenje i čuvanje litijske baterije možete pogledati u ovom videu
Postoje dvije mogućnosti spajanja baterija, serijski i paralelno.
Sa serijskim spojem, napon na svim baterijama se zbraja, kada je opterećenje priključeno, struja teče iz svake baterije jednaka ukupnoj struji u krugu; općenito, otpor opterećenja postavlja struju pražnjenja. Ovoga bi se trebao sjetiti iz škole. Sada dolazi zabavni dio, kapacitet. Kapacitet sklopa s ovim priključkom je prilično jednak kapacitetu baterije najmanjeg kapaciteta. Zamislimo da su sve baterije 100% napunjene. Gledajte, struja pražnjenja je svugdje ista, a baterija s najmanjim kapacitetom će se prva isprazniti, to je barem logično. I čim se isprazni, više neće biti moguće učitati ovaj sklop. Da, preostale baterije su još napunjene. Ali ako nastavimo uklanjati struju, naša će se slaba baterija početi prekomjerno prazniti i otkazati. To jest, ispravno je pretpostaviti da je kapacitet serijski spojenog sklopa jednak kapacitetu najmanjeg ili najviše ispražnjenog akumulatora. Odavde zaključujemo: da biste sastavili serijsku bateriju, prvo morate koristiti baterije jednakog kapaciteta, a drugo, prije sastavljanja, sve moraju biti jednako napunjene, drugim riječima, 100%. Postoji takva stvar koja se zove BMS (Battery Monitoring System), može pratiti svaku bateriju u bateriji, i čim se jedna od njih isprazni, odvaja cijelu bateriju od opterećenja, o tome će biti riječi u nastavku. Sada što se tiče punjenja takve baterije. Mora se puniti naponom jednakim zbroju maksimalnih napona na svim baterijama. Za litij je 4,2 volta. Odnosno, punimo bateriju od tri napona od 12,6 V. Pogledajte što se događa ako baterije nisu iste. Najbrže će se puniti baterija najmanjeg kapaciteta. Ali ostali se još nisu naplatili. A naša jadna baterija će se pržiti i puniti dok se ostale ne napune. Dopustite mi da vas podsjetim da litij također ne voli previše pražnjenja i kvari se. Da biste to izbjegli, prisjetite se prethodnog zaključka.
Prijeđimo na paralelno povezivanje. Kapacitet takve baterije jednak je zbroju kapaciteta svih baterija koje su u njoj uključene. Struja pražnjenja za svaku ćeliju jednaka je ukupnoj struji opterećenja podijeljenoj s brojem ćelija. To jest, što je više akuma u takvom sklopu, to više struje može isporučiti. Ali što se događa s napetošću? zanimljiva stvar. Ako skupljamo baterije koje imaju različite napone, odnosno, grubo rečeno, napunjene na različite postotke, tada će nakon spajanja početi izmjenjivati energiju sve dok napon na svim ćelijama ne postane isti. Zaključujemo: prije montaže, baterije se moraju ponovno ravnomjerno napuniti, inače će tijekom spajanja teći velike struje, a ispražnjena baterija će se oštetiti, a najvjerojatnije čak i zapaliti. Tijekom procesa pražnjenja baterije također razmjenjuju energiju, odnosno ako jedna od limenki ima manji kapacitet, ostale neće dopustiti da se prazni brže od sebe, odnosno u paralelnom sklopu možete koristiti baterije različitih kapaciteta . Jedina iznimka je rad pri velikim strujama. Na različitim baterijama pod opterećenjem, napon različito pada, a struja će početi teći između "jake" i "slabe" baterije, a to nam uopće nije potrebno. A isto vrijedi i za punjenje. Možete apsolutno sigurno puniti baterije različitih kapaciteta paralelno, odnosno balansiranje nije potrebno, sklop će se sam balansirati.
U oba razmatrana slučaja potrebno je promatrati struju punjenja i struju pražnjenja. Struja punjenja za Li-Io ne smije premašiti polovicu kapaciteta baterije u amperima (1000 mah baterija - punjenje 0,5 A, 2 Ah baterija, punjenje 1 A). Maksimalna struja pražnjenja obično je navedena u podatkovnoj tablici (TTX) baterije. Na primjer: baterije prijenosnih računala i pametnih telefona 18650 ne mogu se puniti strujom većom od 2 kapaciteta baterije u amperima (primjer: baterija od 2500 mah, što znači da je maksimalno potrebno uzeti 2,5 * 2 = 5 ampera). Ali postoje baterije velike struje, gdje je struja pražnjenja jasno naznačena u karakteristikama.
Značajke punjenja baterija pomoću kineskih modula
Standardno kupljen modul za punjenje i zaštitu za 20 rubalja za litijsku bateriju ( link na Aliexpress)
(pozicioniran od strane prodavača kao modul za jednu limenku 18650) može i hoće puniti bilo koju litijevu bateriju, bez obzira na oblik, veličinu i kapacitet na ispravan napon od 4,2 volta (napon potpuno napunjene baterije, na kapacitet). Čak i ako se radi o ogromnom litijumskom paketu od 8000mah (naravno govorimo o jednoj ćeliji od 3.6-3.7v). Modul osigurava struju punjenja od 1 ampera, to znači da mogu sigurno puniti bilo koju bateriju kapaciteta 2000mAh i više (2Ah, što znači da je struja punjenja polovica kapaciteta, 1A) i, sukladno tome, vrijeme punjenja u satima bit će jednako kapacitetu baterije u amperima (u stvari, malo više, jedan i pol do dva sata za svakih 1000mah). Usput, baterija se može spojiti na opterećenje tijekom punjenja.
Važno! Ako želite puniti bateriju manjeg kapaciteta (na primjer, jednu staru limenku od 900 mAh ili maleno pakiranje litija od 230 mAh), tada je struja punjenja od 1 A prevelika i treba je smanjiti. To se radi zamjenom otpornika R3 na modulu prema priloženoj tablici. Otpornik nije nužno smd, poslužit će i najobičniji. Podsjećam vas da bi struja punjenja trebala biti pola kapaciteta baterije (ili manje, ništa strašno).
Ali ako prodavač kaže da je ovaj modul za jednu limenku 18650, može li naplatiti dvije limenke? Ili tri? Što ako trebate sastaviti veliku banku napajanja iz nekoliko baterija?
LIMENKA! Sve litijeve baterije mogu se spojiti paralelno (svi plusevi na pluseve, svi minusi na minuse) BEZ OBZIRA NA KAPACITET. Baterije zalemljene paralelno održavaju radni napon od 4,2 V i njihov se kapacitet zbraja. Čak i ako uzmete jednu limenku na 3400mah, a drugu na 900, dobit ćete 4300. Baterije će raditi kao jedna jedinica i praznit će se proporcionalno svom kapacitetu.
Napon u PARALELNOM sklopu je UVIJEK ISTI NA SVIM BATERIJAMA! I niti jedna baterija se ne može fizički isprazniti u sklopu prije ostalih; ovdje funkcionira princip međusobno povezanih posuda. Oni koji tvrde suprotno i govore da se baterije manjeg kapaciteta brže prazne i crknu brkaju sa SERIJSKOM montažom, pljunite im u lice. 
Važno! Prije međusobnog spajanja, sve baterije moraju imati približno isti napon, tako da u trenutku lemljenja između njih ne teku struje izjednačenja, koje mogu biti vrlo velike. Stoga je najbolje svaku bateriju jednostavno napuniti zasebno prije sastavljanja. Naravno, vrijeme punjenja cijelog sklopa će se povećati, jer koristite isti 1A modul. Ali možete paralelno spojiti dva modula, dobivajući struju punjenja do 2A (ako vaš punjač može pružiti toliko). Da biste to učinili, morate spojiti sve slične terminale modula s skakačima (osim Out- i B+, oni su duplicirani na pločama s drugim niklima i već će biti spojeni u svakom slučaju). Ili možete kupiti modul ( link na Aliexpress), na kojem su mikro krugovi već paralelni. Ovaj modul može se puniti strujom od 3 A.
Oprostite zbog očiglednih stvari, ali ljudi se i dalje zbunjuju, pa ćemo morati raspraviti razliku između paralelnih i serijskih veza.
PARALELNO veza (svi plusevi na pluseve, svi minusi na minuse) održava napon baterije od 4,2 volta, ali povećava kapacitet zbrajanjem svih kapaciteta. Odnosi se na sve powerbanke paralelna veza nekoliko baterija. Takav se sklop još uvijek može puniti s USB-a, a napon se podiže na izlaz od 5 V uz pomoć pretvarača.
DOSLJEDAN spajanje (svaki plus na minus sljedeće baterije) daje višestruko povećanje napona jedne napunjene baterije 4.2V (2s - 8.4V, 3s - 12.6V i tako dalje), ali kapacitet ostaje isti. Ako se koriste tri baterije od 2000mah, tada je kapacitet sklopa 2000mah.
Važno! Vjeruje se da je za sekvencijalno sastavljanje strogo potrebno koristiti samo baterije istog kapaciteta. Zapravo to nije istina. Možete koristiti različite, ali tada će kapacitet baterije biti određen NAJMANJIM kapacitetom u sklopu. Dodajte 3000+3000+800 i dobit ćete sklop od 800 mah. Tada stručnjaci počinju kukurikati da će se baterija manjeg kapaciteta tada brže isprazniti i umrijeti. Ali nema veze! Glavno i uistinu sveto pravilo je da je za sekvencijalno sklapanje uvijek potrebno koristiti BMS zaštitnu ploču za potreban broj limenki. Otkrit će napon na svakoj ćeliji i isključiti cijeli sklop ako se jedna prva isprazni. U slučaju banke od 800, ona će se isprazniti, BMS će odspojiti opterećenje od baterije, pražnjenje će prestati i zaostalo punjenje od 2200mah na preostalim bankama više neće biti važno - morate puniti.
BMS ploča, za razliku od jednog modula za punjenje, NIJE sekvencijalni punjač. Potreban za punjenje konfigurirani izvor potrebnog napona i struje. Guyver je napravio video o ovome, pa ne gubite vrijeme, pogledajte ga, o tome je što detaljnije moguće.
Je li moguće puniti lančani sklop spajanjem nekoliko pojedinačnih modula za punjenje?
Zapravo, pod određenim pretpostavkama, to je moguće. Za neke domaće proizvode dokazala se shema koja koristi pojedinačne module, također spojene u seriju, ali SVAKI modul treba svoj ZASEBNI IZVOR NAPAJANJA. Ako naplaćuješ 3s, uzmi tri punjači za telefone i svaki spojiti na jedan modul. Kada koristite jedan izvor - strujni kratki spoj, ništa ne radi. Ovaj sustav također radi kao zaštita za sklop (ali moduli ne mogu isporučiti više od 3 ampera). Ili jednostavno punite sklop jedan po jedan, spajajući modul na svaku bateriju dok se potpuno ne napuni.
Indikator napunjenosti baterije 
Drugi gorući problem je barem približno znati koliko je napunjenosti baterije preostalo kako se ne bi ispraznila u najvažnijem trenutku.
Za paralelne 4,2-voltne sklopove, najočiglednije rješenje bilo bi odmah kupiti gotovu power bank ploču, koja već ima zaslon koji prikazuje postotke napunjenosti. Ovi postoci nisu super točni, ali ipak pomažu. Cijena izdavanja je otprilike 150-200 rubalja, a svi su predstavljeni na web stranici Guyver. Čak i ako ne gradite power bank nego nešto drugo, ova ploča je prilično jeftina i mala da stane u domaći proizvod. Osim toga, već ima funkciju punjenja i zaštite baterija.
Postoje gotovi minijaturni indikatori za jednu ili nekoliko limenki, 90-100 rubalja 
Pa, najjeftinija i najpopularnija metoda je korištenje MT3608 boost pretvarača (30 rubalja), postavljenog na 5-5.1v. Zapravo, ako napravite power bank pomoću bilo kojeg 5-voltnog pretvarača, onda čak i ne trebate kupiti ništa dodatno. Modifikacija se sastoji od instaliranja crvene ili zelene LED diode (druge boje će raditi na različitom izlaznom naponu, od 6 V i više) kroz otpornik za ograničavanje struje od 200-500 ohma između izlaznog pozitivnog terminala (ovo će biti plus) i ulazni pozitivni terminal (za LED diodu to će biti minus). Dobro ste pročitali, između dva plusa! Činjenica je da kada pretvarač radi, stvara se razlika u naponu između pluseva; +4,2 i +5V međusobno daju napon od 0,8V. Kada se baterija isprazni, njen napon će pasti, ali je izlaz iz pretvarača uvijek stabilan, što znači da će se razlika povećati. A kada je napon na banci 3,2-3,4V, razlika će doseći potrebnu vrijednost za paljenje LED-a - počinje pokazivati da je vrijeme za punjenje.
Kako izmjeriti kapacitet baterije?
Već smo navikli na ideju da vam za mjerenja treba Imax b6, ali on košta i suvišan je za većinu radioamatera. Ali postoji način za mjerenje kapaciteta baterije 1-2-3 limenke s dovoljnom točnošću i jeftino - jednostavan USB tester.
Ova je ploča dugo ležala u skladištu dok se nije pojavila prilika da se upotrijebi za namjeravanu svrhu. Ako volite dijagrame i alate, bit će zanimljivo.
Ako se netko sjeća, imam prerađeni odvijač
Više od 2 godine radio je aktivno i redovito, praznio se i punio 40 puta.
Sve dok ga nije sam ozbiljno preopteretio, napravivši ventilacijski otvor u OSB-u s krunom od 102 mm, jedva držeći alat s obje ruke :) 
Odvijač s kablom također se nije mogao nositi s ovim poslom, a pri ruci nije bilo snažne bušilice. Posljedica toga je da jedna od baterija nije izdržala zlostavljanje i pukla je. Uopće:(
Nakon djelomičnog rastavljanja baterije pokazalo se da je pregorjela kontaktna aluminijska traka na roli. Još ne znam kako popraviti baterije :( 
Alat je bio hitno potreban, pa je prva pomisao bila kupiti istu 26650 LiMn2O4 bateriju i brzo obnoviti baterijski paket. Ali ista baterija nije pronađena u trgovinama. Naručivanje iz Kine i čekanje je predugo...
Osim toga, odlučio sam dodati BMS zaštitnu ploču jedinici kako bih spriječio da se to opet dogodi. Ali evo problema - slobodno mjesto Baterija potpuno nedostaje :(
Ukratko, kupio sam relativno jeftinu jaku struju SONY US18650VTC4 (2100mAh 30A vrh 60A). Koštaju 750 rubalja za 3 komada - ovo je nešto skuplje od naručivanja iz Kine, ali ovdje i sada! uzeo
Kapacitet od 2100 mAh je naravno znatno manji od nekadašnjih 3500 mAh, ali preživjet ću to nekako, ipak se brže umoriš nego što se prazni. U sljedećoj pauzi i marendi možete ga napuniti, tim više što ću ga sada puniti novim punjačem sa jakom strujom :)
Provjerio sam preostale dvije 26650 3500mAh baterije koje su prethodno radile na preostali kapacitet - dobio sam 3140mAh. Pad kapaciteta od 10% je sasvim prihvatljiv i baterije se još negdje mogu koristiti.
Zbog niske cijene i ugrađenog balansera, zaštitna ploča se može ugraditi izravno u baterijski paket električnog alata. Ploča nema funkcije punjenja.
Oznaka ploče HX-3S-FL25A-A
Već ih je bilo kratke recenzije ovu ploču, na primjer ovdje
Veličina ploče odgovara navedenim 56x45 mm, međutim debljina od 4 mm je znatno veća od navedenih 1,2 mm, imajte to na umu.
Shunt je sastavljen od dva paralelna SMD otpornika od 5 mOhm (ukupno 2,5 mOhm).
Žičani shuntovi još uvijek pouzdanije drže preopterećenje, očito su malo uštedjeli, ali otpornici su ravni i ne strše.
Radnici na terenu stoje paralelno, po 4 komada
Balansiranje je montirano na bazi, nazivni balansni napon je 4,20V
Struja balansiranja fiksna 42mA (4,20V/100Ohm=42mA), za ne baš puno kapacitetne baterije ovo je sasvim dovoljno.
Balansiranje radi kontinuirano i bez obzira na shemu zaštite. Sve dok napon na bilo kojoj od baterija prelazi 4,20 V, na nju se spaja otpornik opterećenja od 100 ohma dok se ne isprazni na 4,20 V.
Ako želiš, ovu naknadu može se lako pretvoriti u 2S jednostavnim spajanjem B2 i B+ kratkospojnikom, dok se prekidači snage mogu više zagrijavati zbog povećanog otpora kanala prekidača polja.
Kontroleri pružaju zaštitu
Ne kršeći svoja načela, kopirao sam izvorni dijagram strujnog kruga. 
Iako shema izgleda komplicirano, radi jednostavno i jasno. Naravno, greške nisu nestale - Kinezi zadržavaju svoj trag :)
Numeriranje tranzistora prikazano je konvencionalno.
Pretvarač razine i zbrajač signala s HY2210 sastavljeni su na p-n-n tranzistorima Q1-Q6
Jednostavna tranzistorska logika za upravljanje prekidačima snage sastavljena je na n-p-n tranzistorima Q7-Q9
Q7 se otključava kada se bilo koja baterija prekomjerno isprazni do napona ispod 2,40 V, oporavak se događa kada napon prijeđe 3,0 V (nakon uklanjanja opterećenja ili spajanja na punjenje).
Q8 osigurava da se zaštita zaključa nakon što se aktivira dok se opterećenje potpuno ne ukloni. Istodobno pruža brzu zaštitu u slučaju kratkog spoja opterećenja kada struja skoči iznad 100A.
Q9 se otključava kada se bilo koja baterija ponovno napuni na napon iznad 4,28 V, oporavak se događa pod opterećenjem na naponu ispod 4,08 V. U tom slučaju, sklopke za napajanje ne ometaju protok struje pražnjenja.
Nisam provjerio točne pragove svih regulatora, jer... ovo je zahtjevno, ali se u stvarnosti ne razlikuju mnogo od onih navedenih u specifikaciji.
S1 i S2 su samo kontrolne točke i nemaju nikakve veze s toplinskom zaštitom. Štoviše, ne mogu se međusobno povezati. U nastavku ću vam reći i pokazati kako pravilno spojiti toplinsku zaštitu.
Signal se pojavljuje na S1 kada je bilo koji element prekomjerno ispražnjen.
Signal se pojavljuje na S2 kada je bilo koji element prenapunjen, kao i nakon što se aktivira strujna zaštita.
Potrošnja struje ploče je vrlo mala (nekoliko mikroampera).
Nove baterije 
Baterije su potpisane i testirane, kapacitet odgovara nominalnom
Unatoč prisutnosti aparata za otporno zavarivanje, zalemio sam baterije, jer... u ovom slučaju ovo je najbolje rješenje.
Prije lemljenja potrebno je baterije dobro pokalajiti. 
Baterije su zalemljene i postavljene na mjesto
Ploča je zalemljena (na fotografiji je ploča već redizajnirana)
Pazite da krajeve baterija ne spojite kratko.
Žice za napajanje - u silikonskoj izolaciji 1,5 sq. mm
Kontrolne žice - MGTF-0.2
Tipični dijagram povezivanja ploče nije optimalan, jer Na ploču idu čak 4 strujne žice. Spojio sam ga jednostavnijom shemom, kada samo 2 žice za napajanje idu na ploču. Ova veza je dopuštena kada je duljina spojnih žica na baterije kratka
Pod opterećenjem, kada naglo pritisnete okidač, zaštita ploče se odmah aktivira :(
Isprva sam logično pretpostavio da je isključen zbog strujnog preopterećenja, ali kratko spajanje shunta ploče nije ništa promijenilo. Postalo je jasno da strujno preopterećenje ploče ne aktivira zaštitu.
Zatim sam spojio osciloskop u načinu snimanja na baterije i provjerio napon na njima pod opterećenjem. Napon je uspio pasti ispod 7V i zaštita je odmah proradila :(
To je razlog zašto se aktivira zaštita. Zašto je toliko pao napon, jer su baterije jake struje? Krenimo na mjerenja i izračune:
- napon baterije 11.4V (HP890CN)
- unutarnji otpor baterija iz podatkovne tablice na DC-IR 66 mOhm (3x22 mOhm)
- izmjereni otpor motora 63mOhm
- otpor spojnih žica i prekidača odvijača - 23 mOhm
- otpor zaštitne ploče - shunt + MOSFET + spojne žice - 10 mOhm
Ukupni otpor kruga 66+63+23+10=162mOhm
Struja kruga 11,4/0,162= 70A
Puno, međutim...
Ali problem nije struja, već pad napona na baterijama.
Pri struji od 70A napon svake baterije opada za 70*0,022=1,54V i postaje 3,8-1,54=2,26V. Ovo je pravi razlog zašto se aktivira zaštita!
Nije preporučljivo podešavati ili skidati zaštitu - smanjena je sigurnost korištenja, pa ju jednostavno treba usporiti dok se motor pali. Dodajte kondenzator od 0.47uF na pravo mjesto i odgoda je spremna :)
Ako je nekome teško zalemiti sitniš na pločicu, možete zalemiti kondenzator površinski montiranim spojem između S1 i B-
Lakše mi je bilo ugraditi SMD kondenzator :)
Sada ima dovoljno vremena da se motor okrene pod opterećenjem. Kada je motor jako blokiran pri punom gasu, zaštita se aktivira nakon 0,3 sekunde, a ne trenutno, kao prije.
Redizajnirana ploča 
Ne obraćajte pažnju na otpornik od 470 kOhm - originalni otpornik od 510 kOhm oštećen je kao rezultat eksperimenata i zamijenjen je onim što vam je došlo pod ruku :)
Pločica sadrži krugove visokog otpora, pa je nakon lemljenja potrebno temeljito oprati pločicu.
Shema nakon prerade 
Opis svih poboljšanja
1. Nepotrebni kondenzator od 0,1 µF zalemljen je s pina 2 HY2210 na shunt. Nejasno je zašto su ga uopće instalirali; nema ga u podatkovnoj tablici za HY2210. Ne utječe na rad, ali zalemio sam ga bez opasnosti.
2. Dodan je otpornik baza-emiter za normalan oporavak nakon aktiviranja zaštite.
Bez toga, automatski oporavak zaštite nakon uklanjanja opterećenja je izuzetno nestabilan, jer Najmanja smetnja na P- sprječava resetiranje zaštite. Prikladna vrijednost otpornika je 1-3 MOhm. Pažljivo sam zalemio ovaj otpornik izravno na terminale tranzistora. Pazite da ga ne pregrijete!
3. Dodan je kondenzator od 0,47uF kako bi se usporio odziv zaštite od prekomjernog pražnjenja s 25ms (tipično za HY2210) na 300ms. Pokušao sam spojiti kondenzator od 0,1 uF - zaštita radi prebrzo za veliki RS-775 motor. Ako je motor apsolutno brutalan, možda ćete trebati ugraditi kapacitivniji kondenzator, na primjer 1 µF
Sada naglo pritiskanje okidača pod opterećenjem ne aktivira zaštitu :)
Spajanje zaštitne toplinske sklopke.
I NO i NC termalni prekidač mogu se spojiti na ovu ploču.
Dajem dijagrame ispod. 
Koristio sam NO termalni prekidač KSD 9700 5A 70ºC 
Zalijepio ga na baterije 
U isto vrijeme, odlučio sam odustati od punjenja iz napajanja preko otpornika za ograničavanje struje i puniti baterije preinačenim punjačem 3S 12,6 V 3 A 
Konačna shema ispala je ovako 
Punjenje Colaier 12.6V 3A
Već sam ga UV obradio. kirich, ali kao i uvijek imam nešto za dodati 
U izvornom obliku punjač ne drži deklariranu struju od 3A i pregrijava se. Osim toga, emitira primjetne smetnje obližnjem radio prijemniku.
Punjač je rastavljen i prije testiranja :) 
Punjenje se razlikuje od jednostavnih izvora napajanja dodatno ugrađenim elementima kruga za ograničavanje struje. 
Bit ću kratak s izmjenama :)
- Instaliran nedostajući ulazni filtar. Sada radio ne reagira na punjenje.
- Premješten termistor NTC1 (5D-9) i osigurač LF1 (T2A) na prava mjesta
- Na pločici postoji prostor za ugradnju otpornika za pražnjenje R1 + R2. Oni su potrebni za pražnjenje CX1 nakon odspajanja punjenja s mreže. Ugradio sam otpornik za pražnjenje OMLT-0,5 620 kOhm paralelno s CX1 :)
Ugradio sam izlaznu prigušnicu L1 umjesto kratkospojnika. Na rad nije utjecalo ni na koji način, jer izlazna valovitost za punjenje nije od velike važnosti. 
Smanjio izlazni napon sa 12,8V na 12,65V povezivanjem otpornika od 390kOhm paralelno s otpornikom R29 8,2kOhm
- Smanjena izlazna struja s 3,2 A na 2 A zamjenom otpornika R26 od 1,6 kOhma s otpornikom od 1 kOhma 
Struja je smanjena jer, prvo, ovaj punjač ne može isporučiti struju od 3A bez pregrijavanja, a drugo, jer US18650VTC4 baterije imaju maksimalnu struju punjenja od 2A.
Ožičenje isprintana matična ploča izvedeno pogrešno, zbog toga nema dobre stabilnosti izlaznog napona i struje. Nisam ga mijenjao jer nije kritično.
Zaključci:
- SONY US18650VTC4 baterije imaju samo jednu manu - mali kapacitet
- BMS 3S 25A ploča može normalno raditi nakon male izmjene
- Punjenje 3S 12.6V 3A u izvornom obliku ne radi na zadovoljavajući način i zahtijeva značajno poboljšanje, ne mogu ga preporučiti, oprostite
Nakon preinake odvijač normalno radi 4 mjeseca. Pad snage se ne osjeti, puni se brzo, za nešto više od sat vremena.
Teško je procijeniti karakteristike određenog punjača bez razumijevanja kako bi se zapravo trebalo odvijati uzorno punjenje li-ionske baterije. Stoga, prije nego što prijeđemo izravno na dijagrame, prisjetimo se malo teorije.
Što su litijeve baterije?
Ovisno o materijalu od kojeg je napravljena pozitivna elektroda litijske baterije, postoji nekoliko varijanti:
- s litij kobaltat katodom;
- s katodom na bazi litijskog željeznog fosfata;
- na bazi nikal-kobalt-aluminij;
- na bazi nikal-kobalt-mangan.
Sve ove baterije imaju svoje karakteristike, ali budući da ove nijanse nisu od temeljne važnosti za općeg potrošača, neće se razmatrati u ovom članku.
Također, sve litij-ionske baterije proizvode se u različitim veličinama i oblicima. Mogu biti u kućištu (na primjer, danas popularni 18650) ili laminirani ili prizmatični (gel-polimer baterije). Potonji su hermetički zatvorene vrećice izrađene od posebnog filma, koje sadrže elektrode i elektrodnu masu.
Najčešće veličine litij-ionskih baterija prikazane su u donjoj tablici (sve imaju nazivni napon od 3,7 volta):
| Oznaka | Standardna veličina | Slična veličina |
|---|---|---|
| XXYY0, Gdje XX- oznaka promjera u mm, YY- vrijednost duljine u mm, 0 - odražava dizajn u obliku cilindra |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø odgovara AAA, ali pola dužine) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2 AA | |
| 14270 | Ø AA, duljina CR2 | |
| 14430 | Ø 14 mm (isto kao AA), ali kraće duljine | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (ili 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (ili 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (ili 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | S | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Unutarnji elektrokemijski procesi odvijaju se na isti način i ne ovise o faktoru forme i dizajnu baterije, tako da sve navedeno vrijedi jednako za sve litijeve baterije.
Kako pravilno puniti litij-ionske baterije
Najispravniji način punjenja litijskih baterija je punjenje u dvije faze. Ovo je metoda koju Sony koristi u svim svojim punjačima. Unatoč složenijem regulatoru punjenja, ovo osigurava potpuniju napunjenost li-ionskih baterija bez smanjenja njihovog radnog vijeka.
Ovdje govorimo o dvostupanjskom profilu punjenja za litijeve baterije, skraćeno CC/CV (konstantna struja, konstantni napon). Postoje i opcije s pulsnim i koračnim strujama, ali se o njima ne raspravlja u ovom članku. Možete pročitati više o punjenju pulsnom strujom.
Dakle, pogledajmo obje faze punjenja detaljnije.
1. U prvoj fazi Mora se osigurati stalna struja punjenja. Trenutna vrijednost je 0,2-0,5C. Za ubrzano punjenje dopušteno je povećati struju na 0,5-1,0C (gdje je C kapacitet baterije).
Na primjer, za bateriju kapaciteta 3000 mAh, nazivna struja punjenja u prvoj fazi je 600-1500 mA, a struja ubrzanog punjenja može biti u rasponu od 1,5-3A.
Kako bi se osigurala stalna struja punjenja zadane vrijednosti, krug punjača mora moći povećati napon na stezaljkama baterije. Zapravo, u prvoj fazi punjač radi kao klasični stabilizator struje.
Važno: Ako planirate puniti baterije s ugrađenom zaštitnom pločom (PCB), tada prilikom projektiranja strujnog kruga punjača morate biti sigurni da napon otvorenog kruga strujnog kruga nikada ne smije prijeći 6-7 volti. U protivnom se može oštetiti zaštitna ploča.
U trenutku kada napon na bateriji poraste na 4,2 volta, baterija će dobiti otprilike 70-80% svog kapaciteta (konkretna vrijednost kapaciteta ovisit će o struji punjenja: kod ubrzanog punjenja bit će nešto manja, kod nominalni naboj - malo više). Ovaj trenutak označava kraj prve faze punjenja i služi kao signal za prijelaz u drugu (i posljednju) fazu.
2. Drugi stupanj punjenja- ovo je punjenje baterije konstantnim naponom, ali postupno opadajućom (opadajućom) strujom.
U ovoj fazi punjač održava napon od 4,15-4,25 volti na bateriji i kontrolira trenutnu vrijednost.
Kako se kapacitet povećava, struja punjenja će se smanjivati. Čim se njegova vrijednost smanji na 0,05-0,01C, proces punjenja se smatra završenim.
Važna nijansa ispravnog rada punjača je njegovo potpuno odspajanje od baterije nakon završetka punjenja. To je zbog činjenice da je za litijeve baterije krajnje nepoželjno da ostanu pod visokim naponom dulje vrijeme, što obično osigurava punjač (tj. 4,18-4,24 volta). To dovodi do ubrzane degradacije kemijskog sastava baterije i, kao posljedica toga, smanjenja njenog kapaciteta. Dugotrajni boravak znači nekoliko desetaka sati ili više.
Tijekom druge faze punjenja baterija uspijeva dobiti otprilike 0,1-0,15 više svog kapaciteta. Ukupna napunjenost baterije tako doseže 90-95%, što je izvrstan pokazatelj.
Promotrili smo dvije glavne faze punjenja. No, osvjetljenje problematike punjenja litijevih baterija bilo bi nepotpuno da se ne spomene još jedan stupanj punjenja – tzv. prednaplatiti.
Faza preliminarne naplate (prednaplata)- ovaj stupanj se koristi samo za duboko ispražnjene baterije (ispod 2,5 V) kako bi se dovele u normalan način rada.
U ovoj fazi osigurano je punjenje DC smanjena vrijednost dok napon baterije ne dosegne 2,8 V.
Preliminarni stupanj je neophodan kako bi se spriječilo bubrenje i pad tlaka (ili čak eksplozija uz požar) oštećenih baterija koje imaju, na primjer, unutarnji kratki spoj između elektroda. Ako se kroz takvu bateriju odmah propusti velika struja punjenja, to će neizbježno dovesti do njenog zagrijavanja, a onda ovisi.
Još jedna prednost predpunjenja je prethodno zagrijavanje baterije, što je važno pri punjenju na niskim temperaturama okoliš(u negrijanoj prostoriji tijekom hladne sezone).
Inteligentno punjenje mora moći pratiti napon na bateriji tijekom faze preliminarnog punjenja i, u slučaju da napon dugo vremena ne diže, zaključite da je baterija neispravna.
Sve faze punjenja litij-ionske baterije (uključujući fazu prethodnog punjenja) shematski su prikazane na ovom grafikonu: 
Prekoračenje nazivnog napona punjenja za 0,15 V može smanjiti trajanje baterije za pola. Snižavanje napona punjenja za 0,1 volt smanjuje kapacitet napunjene baterije za oko 10%, ali značajno produljuje njezin vijek trajanja. Napon potpuno napunjene baterije nakon vađenja iz punjača je 4,1-4,15 volti.
Dopustite mi da rezimiram gore navedeno i navedem glavne točke:
1. Koju struju trebam koristiti za punjenje li-ion baterije (na primjer, 18650 ili bilo koje druge)?
Struja će ovisiti o tome koliko brzo ga želite napuniti i može se kretati od 0,2C do 1C.
Na primjer, za bateriju veličine 18650 s kapacitetom od 3400 mAh, minimalna struja punjenja je 680 mA, a maksimalna 3400 mA.
2. Koliko dugo se pune npr. te iste 18650 baterije?
Vrijeme punjenja izravno ovisi o struji punjenja i izračunava se pomoću formule:
T = C / I naboj.
Na primjer, vrijeme punjenja naše baterije od 3400 mAh sa strujom od 1A bit će oko 3,5 sata.
3. Kako pravilno napuniti litij polimer bateriju?
Sve litijeve baterije pune se na isti način. Nije važno radi li se o litij polimeru ili litij ionu. Za nas, potrošače, nema razlike.
Što je zaštitna ploča?
Zaštitna ploča (ili PCB - ploča za upravljanje napajanjem) dizajnirana je za zaštitu od kratkog spoja, prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja litijske baterije. U zaštitne module u pravilu je ugrađena i zaštita od pregrijavanja.
Iz sigurnosnih razloga zabranjeno je koristiti litijeve baterije u kućanskim aparatima osim ako nemaju ugrađenu zaštitnu ploču. Zato sve baterije mobitela uvijek imaju PCB ploču. Izlazni terminali baterije nalaze se izravno na ploči: 
Ove ploče koriste šesterokraki regulator punjenja na specijaliziranom uređaju (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 i drugi analozi). Zadatak ovog kontrolera je isključiti bateriju iz opterećenja kada je baterija potpuno ispražnjena i isključiti bateriju iz punjenja kada dosegne 4,25V.
Evo, na primjer, dijagrama BP-6M ploče za zaštitu baterije koja se isporučivala sa starim Nokia telefonima: 
Ako govorimo o 18650, oni se mogu proizvoditi sa ili bez zaštitne ploče. Zaštitni modul nalazi se u blizini negativnog pola baterije. 
Ploča povećava duljinu baterije za 2-3 mm. 
Baterije bez PCB modula obično su uključene u baterije koje dolaze s vlastitim zaštitnim krugovima.
Bilo koja baterija sa zaštitom može se lako pretvoriti u bateriju bez zaštite, samo je treba iščupati. 
Danas je maksimalni kapacitet baterije 18650 3400 mAh. Baterije sa zaštitom moraju imati odgovarajuću oznaku na kućištu ("Protected"). 
Nemojte brkati PCB ploču s PCM modulom (PCM - modul napajanja). Ako prvi služe samo za zaštitu baterije, onda su drugi dizajnirani za kontrolu procesa punjenja - oni ograničavaju struju punjenja na zadanoj razini, kontroliraju temperaturu i, općenito, osiguravaju cijeli proces. PCM ploča je ono što zovemo kontroler punjenja.
Nadam se da sada više nema pitanja, kako napuniti 18650 bateriju ili bilo koju drugu litijevu bateriju? Zatim prelazimo na mali izbor gotovih sklopnih rješenja za punjače (isti regulatori punjenja).
Sheme punjenja za li-ion baterije
Svi su krugovi prikladni za punjenje bilo koje litijske baterije; preostaje samo odlučiti o struji punjenja i bazi elemenata.
LM317
Dijagram jednostavnog punjača temeljenog na LM317 čipu s indikatorom napunjenosti: 
Krug je najjednostavniji, cijela postavka se svodi na postavljanje izlaznog napona na 4,2 volta uz pomoć podesnog otpornika R8 (bez priključene baterije!) i podešavanje struje punjenja odabirom otpornika R4, R6. Snaga otpornika R1 je najmanje 1 Watt.
Čim se LED dioda ugasi, proces punjenja se može smatrati završenim (struja punjenja nikada se neće smanjiti na nulu). Ne preporučuje se držati bateriju na ovom punjenju dugo vremena nakon što je potpuno napunjena.
Mikro krug lm317 naširoko se koristi u raznim stabilizatorima napona i struje (ovisno o spojnom krugu). Prodaje se na svakom uglu i uglavnom košta peni (ukupno možete uzeti 10 komada). za 55 rubalja).
LM317 dolazi u različitim kućištima: 
Dodjela pinova (pinout): 
Analozi čipa LM317 su: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (zadnja dva su domaće proizvodnje).
Struja punjenja može se povećati na 3A ako uzmete LM350 umjesto LM317. Bit će, međutim, skuplji - 11 rub./komad.
Tiskana ploča i sklop kruga prikazani su ispod: 
Stari sovjetski tranzistor KT361 može se zamijeniti s slično p-n-p tranzistor (na primjer, KT3107, KT3108 ili buržoaski 2N5086, 2SA733, BC308A). Može se potpuno ukloniti ako indikator napunjenosti nije potreban.
Nedostatak sklopa: napon napajanja mora biti u rasponu od 8-12V. To je zbog činjenice da za normalan rad LM317 čipa, razlika između napona baterije i napona napajanja mora biti najmanje 4,25 volti. Stoga ga neće biti moguće napajati s USB priključka.
MAX1555 ili MAX1551
MAX1551/MAX1555 - specijalizirani uređaj za punjenje za Li+ baterije, koje mogu raditi s USB-a ili s zasebnog adaptera za napajanje (na primjer, punjač za telefon).
Jedina razlika između ovih mikrosklopova je u tome što MAX1555 proizvodi signal koji označava proces punjenja, a MAX1551 daje signal da je napajanje uključeno. Oni. 1555 je još uvijek poželjan u većini slučajeva, tako da je 1551 sada teško pronaći u prodaji.
Detaljan opis ovih mikro krugova od proizvođača je.
Maksimalni ulazni napon iz DC adaptera je 7 V, kada se napaja preko USB-a - 6 V. Kada napon napajanja padne na 3,52 V, mikro krug se isključuje i punjenje prestaje.
Mikrokrug sam detektira na kojem je ulazu napon napajanja i spaja se na njega. Ako se napajanje napaja putem USB sabirnice, tada je maksimalna struja punjenja ograničena na 100 mA - to vam omogućuje da priključite punjač u USB priključak bilo kojeg računala bez straha od spaljivanja južnog mosta.
Kada se napaja iz zasebnog izvora napajanja, tipična struja punjenja je 280 mA.
Čipovi imaju ugrađenu zaštitu od pregrijavanja. Ali čak iu ovom slučaju, krug nastavlja raditi, smanjujući struju punjenja za 17 mA za svaki stupanj iznad 110 ° C.
Postoji funkcija prethodnog punjenja (vidi gore): sve dok je napon baterije ispod 3 V, mikro krug ograničava struju punjenja na 40 mA.
Mikro krug ima 5 pinova. Ovdje je tipičan dijagram povezivanja: 
Ako postoji jamstvo da napon na izlazu vašeg adaptera ni pod kojim okolnostima ne može prijeći 7 volti, tada možete bez stabilizatora 7805.
Opcija USB punjenja može se sastaviti, na primjer, na ovom. 
Mikrokrug ne zahtijeva niti vanjske diode niti vanjske tranzistore. Općenito, naravno, prekrasne male stvari! Samo što su premali i nezgodni za lemljenje. A također su i skupi ().
LP2951
Stabilizator LP2951 proizvodi National Semiconductors (). Omogućuje implementaciju ugrađene funkcije ograničenja struje i omogućuje generiranje stabilne razine napona punjenja za litij-ionsku bateriju na izlazu kruga.
Napon punjenja je 4,08 - 4,26 volti i postavlja se pomoću otpornika R3 kada je baterija isključena. Napon se održava vrlo precizno.
Struja punjenja je 150 - 300mA, ova je vrijednost ograničena unutarnjim krugovima čipa LP2951 (ovisno o proizvođaču).
Koristite diodu s malom reverznom strujom. Na primjer, to može biti bilo koja serija 1N400X koju možete kupiti. Dioda se koristi kao blokirajuća dioda za sprječavanje povratne struje iz baterije u LP2951 čip kada je ulazni napon isključen. 
Ovaj punjač proizvodi prilično nisku struju punjenja, tako da se svaka baterija 18650 može puniti preko noći.
Mikro krug se može kupiti na DIP paket, i u tijelu SOIC(trošak oko 10 rubalja po komadu).
MCP73831
Čip vam omogućuje izradu pravih punjača, a također je jeftiniji od toliko razvikanog MAX1555. 
Tipični dijagram povezivanja preuzet je iz: 
Važna prednost kruga je odsutnost snažnih otpornika s niskim otporom koji ograničavaju struju punjenja. Ovdje se struja postavlja pomoću otpornika spojenog na 5. pin mikro kruga. Njegov otpor bi trebao biti u rasponu od 2-10 kOhm.
Sastavljeni punjač izgleda ovako: 
Mikro krug se prilično dobro zagrijava tijekom rada, ali čini se da mu to ne smeta. Ispunjava svoju funkciju.
Ovdje je još jedna PCB opcija s smd led i mikro USB konektor: 
LTC4054 (STC4054)
Vrlo jednostavan sklop, odlična opcija! Omogućuje punjenje strujom do 800 mA (vidi). Istina, ima tendenciju da se jako zagrije, ali u ovom slučaju ugrađena zaštita od pregrijavanja smanjuje struju. 
Krug se može značajno pojednostaviti izbacivanjem jedne ili čak obje LED diode s tranzistorom. Tada će to izgledati ovako (morate priznati, ne može biti jednostavnije: par otpornika i jedan kondenzator): 
Jedna od opcija tiskanih ploča dostupna je na. Ploča je dizajnirana za elemente standardne veličine 0805.
I=1000/R. Ne biste trebali odmah postaviti visoku struju; prvo pogledajte koliko se mikro krug zagrijava. Za svoje potrebe uzeo sam otpornik od 2,7 kOhm, a struja punjenja se pokazala oko 360 mA.
Malo je vjerojatno da će biti moguće prilagoditi radijator ovom mikrokrugu, a nije činjenica da će biti učinkovit zbog visoke toplinske otpornosti spoja kristalnog kućišta. Proizvođač preporuča izradu hladnjaka "kroz vodove" - čineći tragove što je moguće debljim i ostavljajući foliju ispod tijela čipa. Općenito, što više "zemljane" folije ostane, to bolje.
Usput, većina topline se rasipa kroz 3. krak, tako da ovaj trag možete učiniti vrlo širokim i debelim (napunite ga viškom lema). 
Paket LTC4054 čipa može biti označen kao LTH7 ili LTADY.
LTH7 se razlikuje od LTADY-a po tome što prvi može podići vrlo praznu bateriju (na kojoj je napon manji od 2,9 volti), dok drugi ne može (trebate ga zasebno zaljuljati).
Čip se pokazao vrlo uspješnim, pa ima hrpu analoga: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT61 81, VS61 02, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Prije uporabe bilo kojeg od analoga, provjerite podatkovne tablice.
TP4056
Mikrokrug je izrađen u kućištu SOP-8 (vidi), na trbuhu ima metalni hladnjak koji nije povezan s kontaktima, što omogućuje učinkovitije uklanjanje topline. Omogućuje punjenje baterije strujom do 1A (struja ovisi o otporniku za podešavanje struje). 
Dijagram spajanja zahtijeva minimum visećih elemenata: 
Krug provodi klasični proces punjenja - prvo punjenje konstantnom strujom, zatim konstantnim naponom i padajućom strujom. Sve je znanstveno. Ako pogledate punjenje korak po korak, možete razlikovati nekoliko faza:
- Praćenje napona priključene baterije (ovo se događa cijelo vrijeme).
- Faza predpunjenja (ako je baterija ispražnjena ispod 2,9 V). Napunite strujom od 1/10 od one programirane pomoću otpornika R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm) do razine od 2,9 V.
- Punjenje maksimalnom konstantnom strujom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
- Kada baterija dosegne 4,2 V, napon na bateriji je fiksiran na ovoj razini. Počinje postupno smanjenje struje punjenja.
- Kada struja dosegne 1/10 one koju je programirao otpornik R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), punjač se isključuje.
- Nakon završetka punjenja, kontroler nastavlja pratiti napon baterije (vidi točku 1). Struja koju troši nadzorni krug je 2-3 µA. Nakon što napon padne na 4,0 V, ponovno počinje punjenje. I tako u krug.
Struja punjenja (u amperima) izračunava se formulom I=1200/R prog. Dopušteni maksimum je 1000 mA.
Pravi test punjenja s baterijom od 3400 mAh 18650 prikazan je na grafikonu: 
Prednost mikro kruga je u tome što struju punjenja postavlja samo jedan otpornik. Snažni otpornici niskog otpora nisu potrebni. Plus postoji indikator procesa punjenja, kao i indikacija kraja punjenja. Kad baterija nije priključena, indikator treperi svakih nekoliko sekundi.
Napon napajanja kruga trebao bi biti unutar 4,5 ... 8 volti. Što je bliže 4,5 V, to bolje (tako da se čip manje zagrijava).
Prvi krak se koristi za spajanje senzora temperature ugrađenog u litij-ionsku bateriju (obično srednji terminal baterije mobitel). Ako je izlazni napon ispod 45% ili iznad 80% napona napajanja, punjenje se obustavlja. Ako vam ne treba kontrola temperature, samo stavite tu nogu na tlo.
Pažnja! Ovaj sklop ima jedan značajan nedostatak: nepostojanje kruga zaštite od obrnutog polariteta baterije. U tom slučaju zajamčeno je da će regulator izgorjeti zbog prekoračenja maksimalne struje. U ovom slučaju, napon napajanja kruga ide izravno na bateriju, što je vrlo opasno.
Pečat je jednostavan i može se napraviti za sat vremena na koljenu. Ako je vrijeme bitno, možete naručiti gotove module. Neki proizvođači gotovih modula dodaju zaštitu od prekomjerne struje i prekomjernog pražnjenja (na primjer, možete odabrati koju ploču trebate - sa ili bez zaštite i s kojim konektorom). 
Također možete pronaći gotove ploče s kontaktom za senzor temperature. Ili čak modul za punjenje s nekoliko paralelnih TP4056 čipova za povećanje struje punjenja i sa zaštitom od obrnutog polariteta ( primjer).
LTC1734
Također vrlo jednostavna shema. Struja punjenja postavlja se pomoću otpornika R prog (na primjer, ako instalirate otpornik od 3 kOhm, struja će biti 500 mA).
Mikrokrugovi su obično označeni na kućištu: LTRG (često se mogu naći u starim Samsung telefonima). 
Tranzistor će biti sasvim u redu bilo koji p-n-p, glavna stvar je da je dizajniran za određenu struju punjenja.
Na navedenom dijagramu nema indikatora napunjenosti, ali na LTC1734 kaže se da pin "4" (Prog) ima dvije funkcije - postavljanje struje i praćenje kraja punjenja baterije. Na primjer, prikazan je krug s kontrolom kraja punjenja pomoću komparatora LT1716. 
Komparator LT1716 u ovom slučaju može se zamijeniti jeftinim LM358.
TL431 + tranzistor
Vjerojatno je teško smisliti sklop koji koristi pristupačnije komponente. Najteže je pronaći izvor referentnog napona TL431. Ali oni su toliko česti da se nalaze gotovo posvuda (rijetko koji izvor napajanja radi bez ovog mikro kruga). 
Pa, tranzistor TIP41 može se zamijeniti bilo kojim drugim s odgovarajućom strujom kolektora. Čak će i stari sovjetski KT819, KT805 (ili manje moćni KT815, KT817) poslužiti.
Podešavanje sklopa svodi se na podešavanje izlaznog napona (bez baterije!!!) pomoću trim otpornika na 4,2 volta. Otpornik R1 postavlja maksimalnu vrijednost struje punjenja.
Ovaj sklop u potpunosti implementira dvostupanjski proces punjenja litijevih baterija - prvo punjenje istosmjernom strujom, zatim prelazak na fazu stabilizacije napona i glatko smanjenje struje na gotovo nulu. Jedini nedostatak je loša ponovljivost kruga (kapriciozan je u postavljanju i zahtjevan za korištene komponente).
MCP73812
Postoji još jedan nezasluženo zanemaren mikro krug iz Microchipa - MCP73812 (vidi). Na temelju toga dobiva se vrlo proračunska opcija punjenja (i jeftina!). Cijeli body kit je samo jedan otpornik!
Usput, mikro krug je izrađen u paketu pogodnom za lemljenje - SOT23-5. 
Jedina mana je što se jako zagrijava i nema indikacije punjenja. Također nekako ne radi baš pouzdano ako imate izvor napajanja male snage (što uzrokuje pad napona). 
Općenito, ako vam indikator napunjenosti nije važan, a odgovara vam struja od 500 mA, onda je MCP73812 vrlo dobra opcija.
NCP1835
Nudi se potpuno integrirano rješenje - NCP1835B, koje osigurava visoku stabilnost napona punjenja (4,2 ±0,05 V).
Možda je jedini nedostatak ovog mikro kruga njegova previše minijaturna veličina (kućište DFN-10, veličina 3x3 mm). Ne može svatko osigurati visokokvalitetno lemljenje takvih minijaturnih elemenata. 
Među neporecivim prednostima želim istaknuti sljedeće:
- Minimalni broj dijelova tijela.
- Mogućnost punjenja potpuno ispražnjene baterije (struja predpunjenja 30 mA);
- Određivanje kraja punjenja.
- Programabilna struja punjenja - do 1000 mA.
- Indikacija punjenja i pogreške (sposobna otkriti baterije koje se ne mogu puniti i signalizirati ih).
- Zaštita od dugotrajnog punjenja (promjenom kapaciteta kondenzatora C t možete postaviti maksimalno vrijeme punjenja od 6,6 do 784 minute).
Trošak mikro kruga nije baš jeftin, ali ni toliko visok (~ 1 USD) da možete odbiti njegovu upotrebu. Ako vam je udobno lemilo, preporučio bih da odaberete ovu opciju.
Više Detaljan opis unutra je .
Mogu li puniti litij-ionsku bateriju bez kontrolera?
Da, možete. Međutim, to će zahtijevati strogu kontrolu struje i napona punjenja.
Općenito, neće biti moguće napuniti bateriju, na primjer, naš 18650, bez punjača. Još uvijek morate nekako ograničiti maksimalnu struju punjenja, tako da će i dalje biti potrebna barem najprimitivnija memorija.
Najjednostavniji punjač za bilo koju litijevu bateriju je otpornik spojen u seriju s baterijom: 
Otpor i rasipanje snage otpornika ovise o naponu izvora napajanja koji će se koristiti za punjenje.
Kao primjer, izračunajmo otpornik za napajanje od 5 volti. Punit ćemo bateriju 18650 kapaciteta 2400 mAh.
Dakle, na samom početku punjenja, pad napona na otporniku će biti:
U r = 5 - 2,8 = 2,2 volta
Recimo da je naše napajanje od 5 V predviđeno za maksimalnu struju od 1 A. Krug će trošiti najveću struju na samom početku punjenja, kada je napon na bateriji minimalan i iznosi 2,7-2,8 volti.
Pažnja: ovi izračuni ne uzimaju u obzir mogućnost da je baterija vrlo duboko ispražnjena i da napon na njoj može biti znatno niži, čak do nule.
Dakle, otpor otpornika potreban za ograničavanje struje na samom početku punjenja od 1 ampera trebao bi biti:
R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohma
Rasipanje snage otpornika:
P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W
Na samom kraju punjenja baterije, kada se napon na njoj približi 4,2 V, struja punjenja će biti:
Punim = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A
To jest, kao što vidimo, sve vrijednosti ne prelaze dopuštene granice za ove baterije: početna struja ne prelazi najveću dopuštenu struju punjenja za danu bateriju (2,4 A), a konačna struja prelazi struju pri kojoj baterija više ne dobiva kapacitet (0,24 A).
Glavni nedostatak takvog punjenja je potreba za stalnim praćenjem napona na bateriji. I ručno isključite punjenje čim napon dosegne 4,2 volta. Činjenica je da litijeve baterije vrlo loše podnose čak i kratkotrajni prenapon - mase elektroda počinju brzo propadati, što neizbježno dovodi do gubitka kapaciteta. Istodobno se stvaraju svi preduvjeti za pregrijavanje i depresurizaciju.
Ako vaša baterija ima ugrađenu zaštitnu ploču, o čemu je bilo riječi gore, onda sve postaje jednostavnije. Kada se postigne određeni napon na bateriji, ploča će je sama odvojiti od punjača. Međutim, ovaj način punjenja ima značajne nedostatke, o kojima smo govorili u.
Zaštita ugrađena u bateriju neće dopustiti da se ni pod kojim uvjetima prepuni. Sve što trebate učiniti je kontrolirati struju punjenja tako da ne prelazi dopuštene vrijednosti za određenu bateriju (zaštitne ploče ne mogu ograničiti struju punjenja, nažalost).
Punjenje pomoću laboratorijskog napajanja
Ako imate napajanje sa strujnom zaštitom (ograničenjem), onda ste spašeni! Takav izvor napajanja već je punopravni punjač koji implementira ispravan profil punjenja, o čemu smo gore pisali (CC/CV).
Sve što trebate učiniti za punjenje li-ion je postaviti napajanje na 4,2 volta i postaviti željeno ograničenje struje. I možete spojiti bateriju.
U početku, kada je baterija još uvijek prazna, laboratorijski blok napajanje će raditi u načinu strujne zaštite (tj. stabilizirati će izlaznu struju na zadanoj razini). Zatim, kada napon na banci poraste na postavljenih 4,2 V, napajanje će se prebaciti u način stabilizacije napona, a struja će početi padati.
Kada struja padne na 0,05-0,1C, baterija se može smatrati potpuno napunjenom.
Kao što vidite, laboratorijsko napajanje je gotovo idealan punjač! Jedina stvar koju ne može učiniti automatski je donijeti odluku da potpuno napuni bateriju i isključi se. Ali to je sitnica na koju ne biste trebali ni obraćati pozornost.
Kako puniti litijske baterije?
A ako je riječ o jednokratnoj bateriji koja nije namijenjena punjenju, onda je točan (i jedini točan) odgovor na ovo pitanje NE.
Činjenica je da svaku litijevu bateriju (na primjer, uobičajenu CR2032 u obliku ravne tablete) karakterizira prisutnost unutarnjeg pasivizirajućeg sloja koji prekriva litijevu anodu. Ovaj sloj sprječava kemijsku reakciju između anode i elektrolita. A dovod vanjske struje uništava gornji zaštitni sloj, što dovodi do oštećenja baterije.
Usput, ako govorimo o bateriji CR2032 koja se ne može puniti, tada je LIR2032, koja joj je vrlo slična, već punopravna baterija. Može se i treba naplaćivati. Samo njegov napon nije 3, već 3,6 V.
O tome kako napuniti litijske baterije (bilo da se radi o bateriji telefona, 18650 ili bilo kojoj drugoj litij-ionskoj bateriji) raspravljalo se na početku članka.
Ploča je dizajnirana za zaštitu od kratkog spoja, prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja litijske baterije. Pretpostavlja se da se koristi pri maksimalnoj struji od 3 A, pa je uzeta opcija od 4 A, ima i skoro istih, ali od 2 A (sufiks B umjesto A), malo jeftiniji.
Naziv jasno ukazuje na standardnu veličinu baterije, ali je ploča također prikladna za većinu litijskih baterija promjera 18 mm, na primjer 18350, 18490, 18500. A ako ne koristite opciju ugradnje na bateriju, to će biti prikladno za bilo koju standardnu veličinu, glavna stvar je da su maksimalni parametri prikladni.
Testiranje
Parametri od prodavača:
- Maksimalni napon baterije: 4,275 V
- Minimalni napon baterije: 2.5V
- Izlazna struja: 4A
Prodavač nema drugih informacija, pa sam odlučio sam testirati mogućnosti ploče. Testirano korištenjem dvije opcije izvora - i baterije. Prvi je bio potreban za provjeru rada naponske zaštite, drugi - trenutni.
Doista, kada dosegne 2,5 V ili malo niže, ploča prekida ulaz, izlaz se ispostavlja kao nula, a banka se dalje ne prazni. Kako bi strujni krug ponovno počeo prolaziti, ulazni napon se mora podići na 3 V. Ova histereza eliminira nepotrebno prebacivanje pri promjeni stanja.
Nisam mogao u potpunosti testirati zaštitu od preopterećenja, ali čini se da radi. Ako punite jednostavnim izvorom napona preko otpornika. Za provjeru napunjenosti pri kraju punjenja, ploča isključuje izlaz i, ako je napon na bateriji još uvijek nizak, nastavlja punjenje. Učestalost provjere je otprilike jednom u sekundi. Testirao sam punjenje preko nekoliko svojih punjača, svugdje je drugačije ponašanje, punjači sami kontroliraju cijeli proces, a ploča im se ne miješa.
Ako se prekorači maksimalna struja (navedeno je 4 A), ploča se isključuje i izlaz ima nultu struju. Da bi ploča ponovno radila, teret se mora ukloniti. Kratko sam spojio bateriju sa zaštitom na otpornik od 1 Ohma, izlazna struja je bila nešto veća od 2,5 A, napon je bio isti. Ovo je jedina upitna točka ove ploče. Ispada da čim malo povećam opterećenje (smanjim otpor), napon će još pasti, a ploča će prekinuti napon. Baterija je normalna, može isporučiti točno 2,8 A. Možda su pogođene žice i multimetar. Zatim kratko spojim izlaz ploče i ona se odmah isključi. Za resetiranje zaštite morate isključiti opterećenje.
Priprema za montažu
Dijagram spajanja je jednostavan, kontakti na ploči su označeni, ali pričvršćivanje pločice na bateriju nije lak zadatak, uglavnom zbog potrebe za korištenjem posebnih materijala. Svakako će vam trebati nešto za postaviti između ploče i baterije, kao i ravni vodič koji će se protezati od plusa do minusa baterije.
Budući da će sada biti lemljenje na plusu baterije, potrebno je dodati nešto konveksnije plusu tako da opterećenje ne padne na mjesto ovog lemljenja, već sam napravio nešto slično.
Električni spojevi su opet vrlo jednostavni. Stražnja strana ploče u potpunosti je kontaktna ploča, također poznata kao "P-" pin; ne treba je lemiti. Terminal “P+”, kao i terminal “B+”, mora biti spojen na pozitivan pol baterije. Oni su već spojeni na ploču, tako da se žičana traka može izvući iz bilo kojeg od njih. Druga žica treba spojiti "B-" s negativnim polom baterije, trebala bi biti kratka i potpuno stati u razmak između ploče i baterije.
Najbolje je koristiti metalnu traku kao dugi vodič od ploče do plusa baterije. Takve trake možete kupiti čak i na Ebayu, ali meni treba samo nekoliko traka, ima smisla gledati na dohvat ruke. Ovu bakrenu traku, debljine ~0,1 mm, smatram idealnom. Potreba za korištenjem ravnog vodiča objašnjava se željom da se zadrže ukupne dimenzije baterije; često u potrošačkim uređajima nema dodatnog razmaka.
Ploča mora biti nekako pričvršćena na negativni pol baterije. Ovdje vam je potrebna smjesa, brtvilo, ali možda je to dovoljno dvostrana traka. Sve ovisi o tome planirate li služiti u budućnosti ovaj dijagram. Dodatno pričvršćivanje bit će termoskupljajuća cijev, tako da se apsolutna fiksacija čini neobveznom.
Skupština i sažetak
Odlučio sam prvo isprobati na praznoj bateriji. Na taj način mogu provjeriti sve radnje na pogreške bez rizika.
Pogledajmo koliko se promijenila duljina limenke.
Za sada se produžetak primjećuje samo par milimetara, ali treba računati da će biti lemljenja i na negativnom kontaktu (možete uštedjeti lemljenjem po rubu, ali ja se toga nisam sjetio odmah, ali tome služi test sonde), kao i brtva između ploče i baterije, pobijediti ne želim čipove na hardveru. Može se napraviti i dosta tanka, ali jaka, jer tu nema velikih napetosti, ali će se često primjenjivati fizička sila. Za sada sam odlučio staviti komad starog termoskupljajućeg materijala, prilično debelog. Odnosno, sve sam napravio što gušće.
Uzmite traku i odrežite par komada. Dugi komad će ići duž cijele baterije, kratki je potreban samo za kratko spajanje pločice na ploči s minusom limenke, možete koristiti i komad žice. Sve odmah pokositrimo i jedan kraj zalemimo na ploču. 
Zatim morate zalemiti kraći kraj na limenku. Morate lemiti sa minimalna količina lem, svaki višak će produžiti gotov sklop. Malo sam odrezao jednu stranu da napravim mjesta za traku. Potrebno je sve spojiti tako da se zavoji trake ne protežu izvan baterije. 
Sada zalemite preostalu traku na plus limenke. Ovdje je vrlo važno osigurati da ova traka ne dodiruje tijelo limenke. Dodajte malo izolatora ispod trake. Kako se radi o testu na praznom akumulatoru, bio sam lijen napraviti ovu izolaciju (uzalud, jer ovo je i test materijala). Ova izolacija je osnova za siguran rad baterije, jer ako dođe do kratkog spoja na kućištu, baterija će kratko spojiti, zaobilazeći zaštitu.
Zatim, sve što preostaje je zategnuti cijev i namjestiti je tako da lagano prelazi preko ruba na oba kraja. I tu se pojavio glavni problem - cijev se pokazala previše krhkom. Dodatno, nesreća je bila da je zavoj cijevi pao na jedan od rubova trake, što je odmah dovelo do puknuća. Rubovi ploče bili su preoštri i slomili su i cijev. 
S pozitivne strane, sve je super. Ova se cijev boji pregrijavanja, možda je i to utjecalo na rezultat.
Nažalost, imam ograničenu količinu termoskupljajućeg materijala (moja zadnja narudžba je bila neispravna). Stoga sam odlučio odgoditi drugi pokušaj. U početku nisam planirao koristiti ove ploče za njihovu namjenu; ovaj faktor oblika bio je slučajnost. Ali tijekom testa uspio sam saznati nešto za slučaj da želim pokušati ponovno:
- Glavna stvar je da je bolje uzeti gotovu staklenku sa zaštitom, ona će biti potpuno ista u dizajnu. Malo je vjerojatno da ćete to moći sami učiniti bolje i jeftinije.
- Nemojte pregrijavati toplinski skupljač. Držite nabore dalje od metalne trake.
- Uklonite neravnine s vrpčaste žice. Zagladite površinu staklenke što je više moguće. Traka mora biti dobro izolirana od kućišta i vanjskog okruženja.
- Zalemite kontakt na negativni kontakt blizu ruba tako da lemljenje ne naliježe na središnji dio ploče s čipovima.
- Toplinski skupljač drži ploču prilično čvrsto; nema potrebe brinuti o pričvršćivanju ploče na bateriju. Ali ako postoji odgovarajući spoj, trebali biste ga koristiti.
- Preporučljivo je otupiti rubove ploče, na primjer postavljanjem sloja električne trake ili istog termoskupljajućeg materijala oko perimetra.
- Koliko god se trudili, bateriji će se ipak dodati 3-5 mm.
Ploče se mogu koristiti kao zaštita za kućne ili gotove uređaje. Također možete ugraditi takvu ploču ne u bateriju, već u držač baterije. Takvi gotovi dizajni dostupni su na tržištu.
Malo je vjerojatno da ću ponovno pokušati sam napraviti zaštićenu bateriju, previše sam nespretan u tome. Ostat ću pri izvornoj ideji korištenja potrošačkih uređaja, a ne baterija.
Još uvijek ne razumijem koji je treći čip instaliran na ploči, označavajući 10DB ili 100B, druga linija G62S. Ako netko zna neka se javi u komentarima. Preostala dva čipa su sklopovi tranzistora s efektom polja, po dva za svaki.
Glavni rezultat ovdje za mene je ovo. Zaštićene baterije imaju značajnu konstrukcijsku manu u vidu vodljive trake duž cijelog tijela. Njeno oštećenje ili, vjerojatnije zbog oštrih rubova, oštećenje izolacije ispod/iznad nje može dovesti do kontakta trake s tijelom, tj. kratki spoj baterija zaobilazeći zaštitu. Sukladno tome, malo je vjerojatno da je uporaba zaštićenih cilindričnih baterija, osobito onih kućne izrade, sigurnija za sve primjene.
Sigurnosne mjere opreza
Ali ako nemate takvu opremu, možete se snaći s lemilom. Kako biste skratili vrijeme zagrijavanja kod kalajisanja, koristite aktivni topitelj i nakon toga obavezno očistite bateriju od njega. Bit će vrlo teško pokositriti bateriju pomoću lemilice male snage s tankim vrhom; koristite odgovarajući alat. Računajte na 1-2 sekunde neprekidnog kontakta između lemilice i baterije. Ako ne uspije tako brzo, pustite bateriju da se ohladi i prilagodite svoj alat i/ili tehniku.
Sve sam zalemio lemilicom, ne obraćajući pažnju na lagano pregrijavanje, jer je testna baterija ionako bila mrtva.
Ažuriranje od 3. srpnja 2017
Često vidim savjete da ga je potrebno pričvrstiti otpornim zavarivanjem, čini se da dolazi do pregrijavanja kod lemljenja. Kontaktnim zavarivanjem također se zagrijava područje kontakta, i to na višu temperaturu (talište bakra je oko 1350°C, za razliku od najviše 300°C lema). Ali tijekom otpornog zavarivanja zagrijava se manji volumen metala. Nisam siguran koja je metoda ovdje sigurnija, ali siguran sam da su obje sasvim primjenjive.
Ovaj mit je već prevladan, ali sada također često vidim savjete o odabiru vrlo moćnih lemilica u vrhovima za lemljenje. Također besmislica. Vrijeme lemljenja je ovdje kratko, a jedino što je važno je koliko energije vršak pohranjuje i koliko brzo je može osloboditi. Dovoljan je samo debeli vrh s ravnim oštrenjem; čak će i lemilo od 25 W s vrhom od 5 mm obaviti posao.
Zapravo, puno veći problem je mehanička čvrstoća lemljenog spoja. Ako se ne koristite posebnim trikovima (opisanim), onda se traka s limenke može vrlo lako otrgnuti.