###
  • Programe
  • Siguranță
  • Știri
  • Interesant
  • Sfat
  • Știri
  • Recenzii

    • Circuite pentru protejarea bateriilor Li-ion de supradescărcare (controlere de descărcare). Magazin online cu ridicata de produse chinezești Instalarea unei plăci de protecție pe 18650

    24.11.2019 Recenzii

    Bateriile cu litiu (Li-Io, Li-Po) sunt cele mai populare acest moment surse reîncărcabile de energie electrică. Bateria cu litiu are o tensiune nominală de 3,7 Volți, care este indicată pe carcasă. Cu toate acestea, o baterie încărcată 100% are o tensiune de 4,2 V, iar una descărcată „la zero” are o tensiune de 2,5 V. Nu are rost să descărcați bateria sub 3 V, în primul rând, se va deteriora și, în al doilea rând, în intervalul de la 3 la 2,5 Furnizează doar câteva procente din energie bateriei. Astfel, intervalul de tensiune de funcționare este de 3 – 4,2 volți. Selecția mea de sfaturi pentru utilizare și depozitare baterii cu litiuîl poți urmări în acest videoclip

    Există două opțiuni pentru conectarea bateriilor, în serie și în paralel.

    La o conexiune în serie, se însumează tensiunea de pe toate bateriile, atunci când o sarcină este conectată, din fiecare baterie curge un curent egal cu curentul total din circuit; în general, rezistența de sarcină stabilește curentul de descărcare. Ar trebui să-ți amintești asta de la școală. Acum vine partea distractivă, capacitatea. Capacitatea ansamblului cu această conexiune este destul de egală cu capacitatea bateriei cu cea mai mică capacitate. Să ne imaginăm că toate bateriile sunt încărcate 100%. Uite, curentul de descărcare este același peste tot, iar bateria cu cea mai mică capacitate se va descărca prima, asta e cel puțin logic. Și de îndată ce este descărcat, nu va mai fi posibilă încărcarea acestui ansamblu. Da, bateriile rămase sunt încă încărcate. Dar dacă continuăm să eliminăm curentul, bateria noastră slabă va începe să se descarce excesiv și să cedeze. Adică, este corect să presupunem că capacitatea unui ansamblu conectat în serie este egală cu capacitatea bateriei celei mai mici sau cele mai descărcate. De aici concluzionăm: pentru a asambla o baterie de serie, în primul rând, trebuie să folosiți baterii de capacitate egală, iar în al doilea rând, înainte de asamblare, toate trebuie încărcate în mod egal, cu alte cuvinte, 100%. Există așa ceva numit BMS (Battery Monitoring System), poate monitoriza fiecare baterie din baterie și, de îndată ce una dintre ele este descărcată, deconectează întreaga baterie de la sarcină, despre asta vom discuta mai jos. Acum, în ceea ce privește încărcarea unei astfel de baterii. Trebuie să fie încărcat cu o tensiune egală cu suma tensiunilor maxime de pe toate bateriile. Pentru litiu este de 4,2 volți. Adică încărcăm o baterie de trei cu o tensiune de 12,6 V. Vezi ce se întâmplă dacă bateriile nu sunt aceleași. Bateria cu cea mai mică capacitate se va încărca cel mai rapid. Dar restul nu au încărcat încă. Și bateria noastră săracă se va prăji și se va reîncărca până când restul se va încărca. Permiteți-mi să vă reamintesc că litiul nu-i place prea mult descărcarea excesivă și se deteriorează. Pentru a evita acest lucru, amintiți-vă de concluzia anterioară.

    Să trecem la conexiunea paralelă. Capacitatea unei astfel de baterii este egală cu suma capacităților tuturor bateriilor incluse în ea. Curentul de descărcare pentru fiecare celulă este egal cu curentul total de sarcină împărțit la numărul de celule. Adică, cu cât mai mult Akum într-un astfel de ansamblu, cu atât poate furniza mai mult curent. Dar ce se întâmplă cu tensiunea? lucru interesant. Dacă colectăm baterii care au tensiuni diferite, adică aproximativ vorbind, încărcate în procente diferite, atunci după conectare vor începe să facă schimb de energie până când tensiunea pe toate celulele devine aceeași. Concluzionăm: înainte de asamblare, bateriile trebuie încărcate din nou în mod egal, altfel, atunci când sunt conectate, vor curge curenți mari, iar bateria descărcată va fi deteriorată și, cel mai probabil, poate chiar să ia foc. În timpul procesului de descărcare, bateriile schimbă și energie, adică dacă una dintre cutii are o capacitate mai mică, celelalte nu îi vor permite să se descarce mai repede decât ei înșiși, adică într-un ansamblu paralel puteți folosi baterii cu capacități diferite. . Singura excepție este funcționarea la curenți mari. Pe diferite baterii sub sarcină, tensiunea scade diferit și curentul va începe să curgă între bateriile „puternice” și „slabe” și nu avem deloc nevoie de acest lucru. Și același lucru este valabil și pentru încărcare. Puteți încărca în siguranță bateriile de diferite capacități în paralel, adică nu este necesară echilibrarea, ansamblul se va echilibra singur.

    În ambele cazuri luate în considerare, trebuie respectate curentul de încărcare și curentul de descărcare. Curentul de încărcare pentru Li-Io nu trebuie să depășească jumătate din capacitatea bateriei în amperi (baterie de 1000 mAh - încărcare 0,5 A, baterie 2 Ah, încărcare 1 A). Curentul maxim de descărcare este de obicei indicat în fișa de date (TTX) a bateriei. De exemplu: 18650 baterii de laptopuri și smartphone-uri nu pot fi încărcate cu un curent care depășește 2 capacități a bateriei în Amperi (exemplu: o baterie de 2500 mah, ceea ce înseamnă că maximul pe care trebuie să îl luați de la acesta este 2,5 * 2 = 5 Amperi). Dar există baterii cu curent mare, unde curentul de descărcare este clar indicat în caracteristici.

    Caracteristici de încărcare a bateriilor folosind module chinezești

    Modul standard de încărcare și protecție achiziționat pentru 20 de ruble pentru baterie cu litiu ( link către Aliexpress)
    (poziționat de vânzător ca modul pentru o cutie 18650) poate și va încărca orice baterie cu litiu, indiferent de formă, dimensiune și capacitate la tensiunea corectă de 4,2 volți (tensiunea unei baterii complet încărcate, la capacitate). Chiar dacă este un pachet uriaș de 8000mah cu litiu (desigur că vorbim despre o celulă de 3,6-3,7v). Modulul oferă un curent de încărcare de 1 amper, aceasta înseamnă că pot încărca în siguranță orice baterie cu o capacitate de 2000mAh și mai mult (2Ah, ceea ce înseamnă că curentul de încărcare este jumătate din capacitatea, 1A) și, în consecință, timpul de încărcare în ore va fi egal cu capacitatea bateriei în amperi (de fapt, puțin mai mult, o oră și jumătate până la două pentru fiecare 1000 mah). Apropo, bateria poate fi conectată la sarcină în timpul încărcării.

    Important! Dacă doriți să încărcați o baterie de capacitate mai mică (de exemplu, o cutie veche de 900 mAh sau un pachet mic de litiu de 230 mAh), atunci curentul de încărcare de 1 A este prea mare și ar trebui redus. Acest lucru se face prin înlocuirea rezistenței R3 pe modul conform tabelului atașat. Rezistorul nu este neapărat smd, cel mai obișnuit va face. Permiteți-mi să vă reamintesc că curentul de încărcare ar trebui să fie jumătate din capacitatea bateriei (sau mai puțin, nu e mare lucru).

    Dar dacă vânzătorul spune că acest modul este pentru o cutie de 18650, poate încărca două cutii? Sau trei? Ce se întâmplă dacă trebuie să asamblați o bancă de alimentare încăpătoare din mai multe baterii?
    POATE SA! Toate bateriile cu litiu pot fi conectate în paralel (toate plusurile la plusuri, toate minusurile la minusuri) INDIFERENT DE CAPACITATE. Bateriile lipite în paralel mențin o tensiune de funcționare de 4,2v și capacitatea lor se adună. Chiar dacă iei o cutie la 3400mah și a doua la 900, vei primi 4300. Bateriile vor funcționa ca o singură unitate și se vor descărca proporțional cu capacitatea lor.
    Tensiunea într-un ansamblu PARALEL este ÎNTOTDEAUNA ACEȘI LA TOATE BATERIILE! Și nicio baterie nu se poate descărca fizic în ansamblu înaintea celorlalte; aici funcționează principiul vaselor comunicante. Cei care susțin contrariul și spun că bateriile cu o capacitate mai mică se vor descărca mai repede și vor muri sunt confundați cu asamblarea în SERIE, le scuipă în față.
    Important!Înainte de a se conecta între ele, toate bateriile trebuie să aibă aproximativ aceeași tensiune, astfel încât în ​​momentul lipirii, curenții de egalizare să nu circule între ele; aceștia pot fi foarte mari. Prin urmare, cel mai bine este să încărcați pur și simplu fiecare baterie separat înainte de asamblare. Desigur, timpul de încărcare al întregului ansamblu va crește, deoarece utilizați același modul de 1A. Dar poți pune în paralel două module, obținând un curent de încărcare de până la 2A (dacă încărcătorul tău poate oferi atât de mult). Pentru a face acest lucru, trebuie să conectați toate terminalele similare ale modulelor cu jumperi (cu excepția Out- și B+, acestea sunt duplicate pe plăci cu alte nicheluri și vor fi deja conectate oricum). Sau puteți cumpăra un modul ( link către Aliexpress), pe care microcircuitele sunt deja în paralel. Acest modul este capabil să se încarce cu un curent de 3 Amperi.

    Îmi pare rău pentru lucrurile evidente, dar oamenii încă devin confuzi, așa că va trebui să discutăm despre diferența dintre conexiunile paralele și seriale.
    PARALEL conexiunea (toate plusurile la plusuri, toate minusurile la minusurile) menține tensiunea bateriei de 4,2 volți, dar crește capacitatea prin adunarea tuturor capacităților împreună. Se aplică tuturor power bank-urilor conexiune paralelă mai multe baterii. Un astfel de ansamblu poate fi încă încărcat de pe USB, iar tensiunea este ridicată la o ieșire de 5v printr-un convertor boost.
    CONSISTENT conexiunea (fiecare plus la minus al bateriei ulterioare) dă o creștere multiplă a tensiunii unei bănci încărcate 4,2V (2s - 8,4V, 3s - 12,6V și așa mai departe), dar capacitatea rămâne aceeași. Dacă sunt utilizate trei baterii de 2000 mAh, atunci capacitatea de asamblare este de 2000 mAh.
    Important! Se crede că pentru asamblarea secvențială este strict necesar să se folosească numai baterii de aceeași capacitate. De fapt, acest lucru nu este adevărat. Puteți folosi altele diferite, dar apoi capacitatea bateriei va fi determinată de cea mai MICĂ capacitate din ansamblu. Adăugați 3000+3000+800 și obțineți un ansamblu de 800mah. Apoi, specialiștii încep să cânte că bateria mai puțin încăpătoare se va descărca mai repede și va muri. Dar nu contează! Regula principală și cu adevărat sacră este că pentru asamblarea secvențială este întotdeauna necesară utilizarea unei plăci de protecție BMS pentru numărul necesar de conserve. Acesta va detecta tensiunea pe fiecare celulă și va opri întregul ansamblu dacă unul se descarcă mai întâi. În cazul unei bănci de 800, se va descărca, BMS-ul va deconecta sarcina de la baterie, descărcarea se va opri și încărcarea reziduală de 2200mah pe băncile rămase nu va mai conta - trebuie să încărcați.

    Placa BMS, spre deosebire de un singur modul de încărcare, NU ESTE un încărcător secvenţial. Necesar pentru încărcare sursa configurată a tensiunii și curentului necesar. Guyver a făcut un videoclip despre asta, așa că nu vă pierdeți timpul, urmăriți-l, este vorba despre asta cât mai detaliat posibil.

    Este posibil să încărcați un ansamblu în lanț prin conectarea mai multor module de încărcare individuale?
    De fapt, în anumite ipoteze, este posibil. Pentru unele produse de casă, s-a dovedit o schemă care utilizează module individuale, de asemenea conectate în serie, dar FIECARE modul are nevoie de propria SURSA DE ALIMENTARE SEPARĂ. Dacă încărcați 3 secunde, luați trei încărcătoare de telefonși conectați fiecare la un modul. Când utilizați o singură sursă - scurtcircuit de putere, nimic nu merge. Acest sistem funcționează și ca protecție pentru ansamblu (dar modulele sunt capabile să livreze nu mai mult de 3 amperi) Sau pur și simplu încărcați ansamblul unul câte unul, conectând modulul la fiecare baterie până la încărcarea completă.

    Indicator de încărcare a bateriei

    O altă problemă presantă este să știi cel puțin aproximativ câtă încărcare rămâne pe baterie pentru a nu se epuiza în cel mai critic moment.
    Pentru ansamblurile paralele de 4,2 volți, cea mai evidentă soluție ar fi achiziționarea imediată a unei plăci de power bank gata făcută, care are deja un afișaj care arată procentele de încărcare. Aceste procente nu sunt foarte precise, dar totuși ajută. Prețul de emisiune este de aproximativ 150-200 de ruble, toate sunt prezentate pe site-ul Guyver. Chiar dacă nu construiești un power bank, ci altceva, această placă este destul de ieftină și mică pentru a se potrivi într-un produs de casă. În plus, are deja funcția de a încărca și de a proteja bateriile.
    Există indicatoare miniaturale gata făcute pentru una sau mai multe conserve, 90-100 de ruble
    Ei bine, cea mai ieftină și populară metodă este utilizarea unui convertor de amplificare MT3608 (30 de ruble), setat la 5-5,1v. De fapt, dacă faci o bancă de alimentare folosind orice convertor de 5 volți, atunci nici măcar nu trebuie să cumperi nimic suplimentar. Modificarea constă în instalarea unui LED roșu sau verde (alte culori vor funcționa la o tensiune de ieșire diferită, de la 6V și mai mare) printr-un rezistor de limitare a curentului de 200-500 ohmi între borna pozitivă de ieșire (aceasta va fi un plus) și borna pozitivă de intrare (pentru un LED acesta va fi un minus). Ai citit bine, între două plusuri! Faptul este că atunci când convertorul funcționează, se creează o diferență de tensiune între plusuri; +4,2 și +5V dau reciproc o tensiune de 0,8V. Când bateria este descărcată, tensiunea acesteia va scădea, dar ieșirea de la convertor este întotdeauna stabilă, ceea ce înseamnă că diferența va crește. Și când tensiunea de pe bancă este de 3,2-3,4V, diferența va atinge valoarea necesară pentru a aprinde LED-ul - începe să arate că este timpul să se încarce.

    Cum se măsoară capacitatea bateriei?

    Suntem deja obișnuiți cu ideea că pentru măsurători ai nevoie de un Imax b6, dar costă și este redundant pentru majoritatea radioamatorilor. Dar există o modalitate de a măsura capacitatea unei baterii de 1-2-3 cutii cu suficientă precizie și ieftin - un simplu tester USB.

    Această placă a stat în depozit de mult timp până când a apărut șansa de a o folosi în scopul propus. Dacă vă plac diagramele și instrumentele, va fi interesant.

    Dacă își amintește cineva, am o șurubelniță transformată
    Timp de mai bine de 2 ani a funcționat activ și regulat, descarcându-l și încărcându-l de 40 de ori.
    Până când a supraîncărcat-o el însuși, făcând un orificiu de ventilație în OSB cu o coroană de 102 mm, abia ținând unealta cu ambele mâini :)


    De asemenea, șurubelnița cu fir nu a putut face față acestei sarcini și nu avea la îndemână un burghiu puternic. Rezultatul este că una dintre baterii nu a rezistat abuzului și a intrat în pauză. Deloc:(
    După dezasamblarea parțială a bateriei, s-a dovedit că contactul benzii de aluminiu cu rola s-a ars. Inca nu stiu cum sa repar bateriile :(




    Instrumentul era nevoie urgent, așa că primul gând a fost să cumpărați aceeași baterie 26650 LiMn2O4 și să restaurați rapid acumulatorul. Dar aceeași baterie nu a fost găsită în magazine. Comandă din China și așteptarea este prea lungă...
    În plus, am decis să adaug o placă de protecție BMS la unitate pentru a preveni ca acest lucru să se repete. Dar aici e problema - loc liber Acumulatorul lipsește complet :(
    Pe scurt, am cumpărat SONY US18650VTC4 de curent ridicat relativ ieftin (2100mAh 30A vârf 60A). Costă 750 de ruble pentru 3 bucăți - acest lucru este puțin mai scump decât comanda din China, dar aici și acum! A luat
    Capacitatea de 2100 mAh este, desigur, semnificativ mai mică decât fostul 3500 mAh, dar îi voi supraviețui cumva, tot obosești mai repede decât se descarcă. În următoarea ta pauză de fum și gustare, îl poți reîncărca, mai ales că acum îl voi încărca cu un încărcător nou cu un curent mare :)
    Am verificat celelalte două baterii de 26650 3500mAh care funcționau anterior pentru capacitatea reziduală - am primit 3140mAh. O scădere de 10% a capacității este destul de acceptabilă, iar bateriile pot fi încă folosite undeva.








    Datorită costului redus și a echilibratorului încorporat, placa de protecție poate fi încorporată direct în acumulatorul sculei electrice. Placa nu are functii de incarcare.
    Placă de marcare HX-3S-FL25A-A
    Au fost deja recenzii scurte această placă, de exemplu aici

    Dimensiunea plăcii coincide cu 56x45 mm specificate, totuși, grosimea de 4 mm este semnificativ mai mare decât 1,2 mm, rețineți acest lucru.
    Șuntul este asamblat din două rezistențe SMD de 5 mOhm în paralel (total 2,5 mOhm).
    Șunturile de sârmă țin încă mai fiabil suprasarcina, evident au economisit puțin, dar rezistențele sunt plate și nu ies în afară.
    Lucrătorii de câmp stau în paralel, câte 4 bucăți o dată


    Echilibrarea este asamblată pe bază, tensiunea nominală de echilibrare este de 4,20 V
    Curent de echilibrare fix 42mA (4.20V/100Ohm=42mA), pentru nu foarte mult baterii încăpătoare asta este destul.
    Echilibrarea funcționează continuu și indiferent de schema de protecție. Atâta timp cât tensiunea de pe oricare dintre baterii depășește 4,20 V, un rezistor de sarcină de 100 ohmi este conectat la acesta până când se descarcă la 4,20 V.

    Dacă se dorește, această taxă poate fi convertit cu ușurință în 2S prin simpla conectare a B2 și B+ cu un jumper, în timp ce comutatoarele de alimentare se pot încălzi mai mult datorită rezistenței crescute a canalelor comutatorului de câmp.
    Controlerele oferă protecție

    Fără a-mi încălca principiile, am copiat schema de circuit originală.


    Deși schema pare complicată, funcționează simplu și clar. Desigur, greșelile nu au dispărut - chinezii își păstrează amprenta :)
    Numerotarea tranzistoarelor este prezentată în mod convențional.
    Un convertor de nivel și un agregator de semnal cu HY2210 sunt asamblate pe tranzistoarele p-n-n Q1-Q6
    O logică simplă a tranzistorului pentru controlul comutatoarelor de alimentare este asamblată pe tranzistoare n-p-n Q7-Q9
    Q7 se deblochează atunci când orice baterie este supradescărcată la o tensiune sub 2,40 V, recuperarea are loc atunci când tensiunea depășește 3,0 V (după îndepărtarea sarcinii sau conectarea la încărcare).
    Q8 asigură că protecția se blochează după ce este declanșată până când sarcina este complet îndepărtată. În același timp, oferă protecție de mare viteză în cazul unui scurtcircuit al sarcinii atunci când curentul sare peste 100A.
    Q9 se deblochează atunci când orice baterie este reîncărcată la o tensiune de peste 4,28 V, recuperarea are loc sub sarcină la o tensiune sub 4,08 V. În acest caz, comutatoarele de alimentare nu interferează cu fluxul curentului de descărcare.
    Nu am verificat pragurile exacte ale tuturor controlerelor, pentru că... aceasta necesită forță de muncă, dar în realitate nu diferă mult de cele menționate în caietul de sarcini.

    S1 și S2 sunt doar puncte de control și nu au nimic de-a face cu protecția termică. În plus, nu pot fi conectate între ele. Vă voi spune și vă arăt mai jos cum să conectați corect protecția termică.
    Un semnal apare pe S1 atunci când orice element este supradescărcat.
    Un semnal apare pe S2 atunci când orice element este supraîncărcat, precum și după declanșarea protecției curente.
    Consumul de curent al plăcii este foarte mic (mai mulți microamperi).

    Baterii noi

    Bateriile sunt semnate si testate, capacitatea corespunde cu cea nominala



    În ciuda prezenței unui aparat de sudură prin rezistență, am lipit bateriile, deoarece... în acest caz, aceasta este cea mai bună soluție.
    Înainte de lipire, este necesar să cosiți bine bateriile.

    Bateriile sunt lipite și instalate pe loc



    Placa este lipită (în fotografie placa a fost deja reproiectată)
    Aveți grijă să nu scurtcircuitați capetele bateriilor.





    Cabluri de alimentare - în izolație de silicon 1,5 mm pătrați
    Fire de control - MGTF-0.2



    Schema tipică de conectare a plăcii nu este optimă, deoarece Există până la 4 fire de alimentare către placă. L-am conectat folosind o schemă mai simplă, când doar 2 fire de alimentare merg la placă. Această conexiune este permisă atunci când lungimea firelor de conectare la baterii este scurtă

    Sub sarcină, când apăsați puternic pe trăgaci, protecția plăcii se declanșează imediat:(
    La început, am presupus în mod logic că a fost întrerupt din cauza supraîncărcării curente, dar scurtcircuitarea șuntului plăcii nu a schimbat nimic. A devenit clar că nu supraîncărcarea curentă a plăcii declanșează protecția.
    Apoi, am conectat osciloscopul în modul de înregistrare la baterii și am verificat tensiunea de pe acestea sub sarcină. Tensiunea a reușit să scadă sub 7V și protecția a funcționat imediat :(
    Acesta este motivul pentru care protecția este declanșată. De ce a scăzut tensiunea atât de mult, deoarece bateriile sunt de mare curent? Să trecem la măsurători și calcule:
    - tensiune baterie 11,4 V (HP890CN)
    - rezistența internă a bateriilor din fișa de date la DC-IR 66 mOhm (3x22 mOhm)
    - rezistenta motorului masurata 63mOhm
    - rezistența firelor de conectare și a comutatorului șurubelniță - 23 mOhm
    - rezistenta placa de protectie - shunt + MOSFET + fire de conectare - 10 mOhm
    Rezistența totală a circuitului 66+63+23+10=162mOhm
    Curent circuit 11,4/0,162= 70A
    Multe, insa...

    Dar problema nu este curentul, ci căderea de tensiune pe baterii.
    La un curent de 70A, tensiunea fiecărei baterii scade cu 70*0,022=1,54V și devine 3,8-1,54=2,26V. Acesta este adevăratul motiv pentru care protecția este declanșată!
    Nu este recomandabil să reglați sau să îndepărtați protecția - siguranța utilizării este redusă, așa că trebuie pur și simplu încetinită în timp ce motorul pornește. Adăugați un condensator de 0,47 uF la locul potrivit și întârzierea este gata :)
    Dacă este dificil pentru cineva să lipize o schimbare mică pe placă, puteți lipi condensatorul cu o conexiune montată la suprafață între S1 și B-
    Mi-a fost mai ușor să instalez un condensator SMD :)
    Acum este suficient timp pentru ca motorul să se rotească sub sarcină. Când motorul este blocat sever la accelerația maximă, protecția este activată după 0,3 secunde și nu instantaneu, ca înainte.
    Placă reproiectată


    Nu acordați atenție rezistorului de 470 kOhm - rezistorul original de 510 kOhm a fost deteriorat ca urmare a experimentelor și a fost înlocuit cu orice a venit la îndemână :)
    Placa conține circuite de înaltă rezistență, așa că după lipire este necesar să spălați bine placa.

    Schema după reluare

    Descrierea tuturor îmbunătățirilor
    1. Un condensator inutil de 0,1 µF a fost lipit de la pinul 2 al HY2210 la șunt. Nu este clar de ce l-au instalat deloc; nu este în fișa de date pentru HY2210. Nu afectează munca, dar l-am lipit pentru a evita pericolul.
    2. A fost adăugat un rezistor bază-emițător pentru recuperarea normală după declanșarea protecției.
    Fără ea, recuperarea automată a protecției după îndepărtarea sarcinii este extrem de instabilă, deoarece Cea mai mică interferență pe P- împiedică resetarea protecției. Valoarea adecvată a rezistenței este de 1-3MOhm. Am lipit acest rezistor cu grijă direct la bornele tranzistorului. Aveți grijă să nu-l supraîncălziți!
    3. A fost adăugat un condensator de 0,47 uF pentru a încetini răspunsul protecției la supradescărcare de la 25 ms (tipic pentru HY2210) la 300 ms. Am încercat să conectez un condensator de 0,1 uF - protecția funcționează prea repede pentru un motor RS-775 puternic. Dacă motorul este absolut brutal, poate fi necesar să instalați un condensator mai capacitiv, de exemplu 1 µF

    Acum apăsarea puternică a declanșatorului sub sarcină nu declanșează protecția :)

    Conectarea unui întrerupător termic de protecție.
    La această placă pot fi conectate atât comutatorul termic NO cât și NC.
    Vă ofer diagramele de mai jos.


    Am folosit comutator termic NO KSD 9700 5A 70ºC



    L-am lipit de baterii

    În același timp, am decis să renunț la încărcarea de la sursa de alimentare prin rezistențe limitatoare de curent și să încarc bateriile cu un încărcător 3S 12.6V 3A convertit.

    Schema finală s-a dovedit așa

    Încărcare Colaier 12.6V 3A

    Am făcut deja UV pe el. kirich, dar ca întotdeauna am ceva de adăugat



    În forma sa originală, încărcătorul nu ține curentul declarat de 3A și se supraîncălzește. În plus, emite interferențe vizibile către un receptor radio din apropiere.
    Incarcatorul a fost dezasamblat chiar inainte de teste :)









    Încărcarea diferă de sursele de alimentare simple prin elementele circuitului de limitare a curentului instalate suplimentar.

    Voi fi scurt cu modificari :)
    - S-a instalat filtrul de intrare lipsă. Acum radioul nu răspunde la încărcare.
    - Am mutat termistorul NTC1 (5D-9) și siguranța LF1 (T2A) în locurile potrivite
    - Există spațiu pe placă pentru a instala rezistențele de descărcare R1 + R2. Sunt necesare pentru a descărca CX1 după deconectarea încărcării de la rețea. Am instalat o rezistență de descărcare OMLT-0.5 620 kOhm în paralel cu CX1 :)



    Am instalat șocul de ieșire L1 în loc de jumperi. Funcționarea nu a fost afectată în niciun fel, deoarece ondulația de ieșire pentru încărcare nu este de mare importanță.



    S-a redus tensiunea de ieșire de la 12,8 V la 12,65 V prin conectarea unui rezistor de 390 kOhm în paralel cu rezistența R29 de 8,2 kOhm
    - S-a redus curentul de ieșire de la 3,2A la 2A prin înlocuirea rezistorului de 1,6kOhm R26 cu un rezistor de 1kOhm


    Curentul a fost redus deoarece, în primul rând, acest încărcător nu poate furniza un curent de 3A fără supraîncălzire, iar în al doilea rând, deoarece bateriile US18650VTC4 au un curent maxim de încărcare de 2A.
    Cablaj placă de circuit imprimat efectuat incorect, din această cauză nu există o stabilitate bună a tensiunii și curentului de ieșire. Nu l-am schimbat pentru că nu este foarte critic.

    Concluzii:
    - Bateriile SONY US18650VTC4 au un singur dezavantaj - capacitate mică
    - Placa BMS 3S 25A poate funcționa normal după o mică modificare
    - Încărcarea 3S 12.6V 3A în forma sa originală nu funcționează satisfăcător și necesită îmbunătățiri semnificative, nu o pot recomanda, îmi pare rău

    Dupa modificare, surubelnita functioneaza normal de 4 luni. Scăderea puterii nu se simte, se încarcă rapid, în puțin peste o oră.

    Evaluarea caracteristicilor unui anumit încărcător este dificilă fără a înțelege cum ar trebui să procedeze de fapt o încărcare exemplară a unei baterii li-ion. Prin urmare, înainte de a trece direct la diagrame, să ne amintim o mică teorie.

    Ce sunt bateriile cu litiu?

    În funcție de materialul din care este fabricat electrodul pozitiv al unei baterii cu litiu, există mai multe varietăți:

    • cu catod de cobaltat de litiu;
    • cu catod pe bază de fosfat de fier litiat;
    • pe bază de nichel-cobalt-aluminiu;
    • pe baza de nichel-cobalt-mangan.

    Toate aceste baterii au propriile lor caracteristici, dar deoarece aceste nuanțe nu au o importanță fundamentală pentru consumatorul general, nu vor fi luate în considerare în acest articol.

    De asemenea, toate bateriile li-ion sunt produse în diferite dimensiuni și factori de formă. Acestea pot fi fie carcase (de exemplu, popularul 18650 de astăzi), fie laminate sau prismatice (baterii gel-polimer). Acestea din urmă sunt pungi închise ermetic, realizate dintr-o peliculă specială, care conțin electrozi și masa electrozilor.

    Cele mai comune dimensiuni ale bateriilor li-ion sunt prezentate în tabelul de mai jos (toate au o tensiune nominală de 3,7 volți):

    Desemnare Marimea standard Dimensiune similară
    XXYY0,
    Unde XX- indicarea diametrului în mm,
    YY- valoarea lungimii în mm,
    0 - reflectă designul sub formă de cilindru    		 10180 2/5 AAA
    10220 1/2 AAA (Ø corespunde cu AAA, dar jumătate din lungime)
    10280
    10430 AAA
    10440 AAA
    14250 1/2 AA
    14270 Ø AA, lungime CR2
    14430 Ø 14 mm (la fel ca AA), dar lungime mai scurtă
    14500 AA
    14670
    15266, 15270 CR2
    16340 CR123
    17500 150S/300S
    17670 2xCR123 (sau 168S/600S)
    18350
    18490
    18500 2xCR123 (sau 150A/300P)
    18650 2xCR123 (sau 168A/600P)
    18700
    22650
    25500
    26500 CU
    26650
    32650
    33600 D
    42120

    Procesele electrochimice interne se desfășoară în același mod și nu depind de factorul de formă și designul bateriei, așa că tot ceea ce se spune mai jos se aplică în mod egal tuturor bateriilor cu litiu.

    Cum să încărcați corect bateriile litiu-ion

    Cel mai corect mod de a încărca bateriile cu litiu este încărcarea în două etape. Aceasta este metoda pe care Sony o folosește în toate încărcătoarele sale. În ciuda unui controler de încărcare mai complex, acesta asigură o încărcare mai completă a bateriilor Li-ion fără a le reduce durata de viață.

    Aici vorbim despre un profil de încărcare în două etape pentru bateriile cu litiu, prescurtat CC/CV (curent constant, tensiune constantă). Există, de asemenea, opțiuni cu curenți de impuls și pas, dar nu sunt discutate în acest articol. Puteți citi mai multe despre încărcarea cu curent pulsat.

    Deci, să ne uităm la ambele etape de încărcare mai detaliat.

    1. La prima etapă Trebuie asigurat un curent de încărcare constant. Valoarea curentă este 0,2-0,5C. Pentru încărcare accelerată, este permisă creșterea curentului la 0,5-1,0C (unde C este capacitatea bateriei).

    De exemplu, pentru o baterie cu o capacitate de 3000 mAh, curentul nominal de încărcare la prima etapă este de 600-1500 mA, iar curentul de încărcare accelerat poate fi în intervalul 1,5-3A.

    Pentru a asigura un curent de încărcare constant de o valoare dată, circuitul încărcătorului trebuie să poată crește tensiunea la bornele bateriei. De fapt, în prima etapă încărcătorul funcționează ca un stabilizator de curent clasic.

    Important: Dacă intenționați să încărcați bateriile cu o placă de protecție încorporată (PCB), atunci când proiectați circuitul încărcătorului, trebuie să vă asigurați că tensiunea circuitului deschis a circuitului nu poate depăși niciodată 6-7 volți. În caz contrar, placa de protecție poate fi deteriorată.

    În momentul în care tensiunea bateriei crește la 4,2 volți, bateria va câștiga aproximativ 70-80% din capacitatea sa (valoarea capacității specifice va depinde de curentul de încărcare: la încărcare accelerată va fi puțin mai mică, cu o taxa nominală - puțin mai mult). Acest moment marchează sfârșitul primei etape de încărcare și servește drept semnal pentru trecerea la a doua (și finală).

    2. A doua etapă de încărcare- aceasta este încărcarea bateriei cu o tensiune constantă, dar un curent în scădere treptat (în scădere).

    În această etapă, încărcătorul menține o tensiune de 4,15-4,25 volți pe baterie și controlează valoarea curentului.

    Pe măsură ce capacitatea crește, curentul de încărcare va scădea. De îndată ce valoarea sa scade la 0,05-0,01C, procesul de încărcare este considerat finalizat.

    O nuanță importantă a funcționării corecte a încărcătorului este deconectarea completă a acestuia de la baterie după finalizarea încărcării. Acest lucru se datorează faptului că pentru bateriile cu litiu este extrem de nedorit ca acestea să rămână sub tensiune înaltă pentru o perioadă lungă de timp, care este de obicei furnizată de încărcător (adică 4,18-4,24 volți). Aceasta duce la degradarea accelerată a compoziției chimice a bateriei și, în consecință, la o scădere a capacității acesteia. Şederea pe termen lung înseamnă zeci de ore sau mai mult.

    În a doua etapă de încărcare, bateria reușește să câștige cu aproximativ 0,1-0,15 mai mult din capacitatea sa. Încărcarea totală a bateriei ajunge astfel la 90-95%, ceea ce este un indicator excelent.

    Ne-am uitat la două etape principale de încărcare. Cu toate acestea, acoperirea problemei încărcării bateriilor cu litiu ar fi incompletă dacă nu ar fi menționată o altă etapă de încărcare - așa-numita. preîncărcare.

    Etapa de încărcare preliminară (preîncărcare)- această treaptă este utilizată numai pentru bateriile descărcate profund (sub 2,5 V) pentru a le aduce în modul normal de funcționare.

    În această etapă, taxa este asigurată DC valoare redusă până când tensiunea bateriei atinge 2,8 V.

    Etapa preliminară este necesară pentru a preveni umflarea și depresurizarea (sau chiar explozia cu foc) a bateriilor deteriorate care au, de exemplu, un scurtcircuit intern între electrozi. Dacă un curent de încărcare mare este trecut imediat printr-o astfel de baterie, acest lucru va duce inevitabil la încălzirea acesteia și atunci depinde.

    Un alt beneficiu al preîncărcării este preîncălzirea bateriei, care este importantă atunci când se încarcă la temperaturi scăzute mediu inconjurator(într-o cameră neîncălzită în timpul sezonului rece).

    Încărcarea inteligentă trebuie să poată monitoriza tensiunea bateriei în timpul fazei de încărcare preliminară și, în cazul în care tensiunea pentru o lungă perioadă de timp nu se ridică, concluzionați că bateria este defectă.

    Toate etapele de încărcare a unei baterii litiu-ion (inclusiv etapa de preîncărcare) sunt reprezentate schematic în acest grafic:

    Depășirea tensiunii nominale de încărcare cu 0,15 V poate reduce durata de viață a bateriei la jumătate. Scăderea tensiunii de încărcare cu 0,1 volți reduce capacitatea unei baterii încărcate cu aproximativ 10%, dar prelungește semnificativ durata de viață a acesteia. Tensiunea unei baterii complet încărcate după scoaterea acesteia din încărcător este de 4,1-4,15 volți.

    Permiteți-mi să rezum cele de mai sus și să subliniez principalele puncte:

    1. Ce curent ar trebui să folosesc pentru a încărca o baterie Li-ion (de exemplu, 18650 sau oricare alta)?

    Curentul va depinde de cât de repede doriți să-l încărcați și poate varia de la 0,2C la 1C.

    De exemplu, pentru o baterie de dimensiunea 18650 cu o capacitate de 3400 mAh, curentul minim de încărcare este de 680 mA, iar cel maxim este de 3400 mA.

    2. Cât timp durează încărcarea, de exemplu, a acelorași baterii 18650?

    Timpul de încărcare depinde direct de curentul de încărcare și se calculează folosind formula:

    T = C / eu încărcați.

    De exemplu, timpul de încărcare al bateriei noastre de 3400 mAh cu un curent de 1 A va fi de aproximativ 3,5 ore.

    3. Cum să încărcați corect o baterie cu polimer litiu?

    Toate bateriile cu litiu se încarcă la fel. Nu contează dacă este polimer de litiu sau ion de litiu. Pentru noi, consumatorii, nu există nicio diferență.

    Ce este o placă de protecție?

    Placa de protecție (sau PCB - placa de control al puterii) este proiectată pentru a proteja împotriva scurtcircuitului, supraîncărcării și supradescărcării bateriei cu litiu. De regulă, protecția la supraîncălzire este integrată și în modulele de protecție.

    Din motive de siguranță, este interzisă utilizarea bateriilor cu litiu în aparatele electrocasnice, cu excepția cazului în care acestea au o placă de protecție încorporată. De aceea, toate bateriile de telefon mobil au întotdeauna o placă PCB. Terminalele de ieșire a bateriei sunt amplasate direct pe placă:

    Aceste plăci folosesc un controler de încărcare cu șase picioare pe un dispozitiv specializat (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 și alți analogi). Sarcina acestui controler este de a deconecta bateria de la sarcină atunci când bateria este complet descărcată și de a deconecta bateria de la încărcare când ajunge la 4,25 V.

    Iată, de exemplu, o diagramă a plăcii de protecție a bateriei BP-6M care a fost furnizată cu telefoanele Nokia vechi:

    Daca vorbim de 18650, acestea pot fi produse fie cu sau fara placa de protectie. Modulul de protecție este situat lângă borna negativă a bateriei.

    Placa mărește lungimea bateriei cu 2-3 mm.

    Bateriile fără modul PCB sunt de obicei incluse în bateriile care vin cu propriile circuite de protecție.

    Orice baterie cu protecție se poate transforma cu ușurință într-o baterie fără protecție; trebuie doar să o eliminați.

    Astăzi, capacitatea maximă a bateriei 18650 este de 3400 mAh. Bateriile cu protecție trebuie să aibă o denumire corespunzătoare pe carcasă ("Protected").

    Nu confundați placa PCB cu modulul PCM (PCM - modul de încărcare a puterii). Dacă primele servesc doar scopului de a proteja bateria, atunci cele din urmă sunt concepute pentru a controla procesul de încărcare - limitează curentul de încărcare la un anumit nivel, controlează temperatura și, în general, asigură întregul proces. Placa PCM este ceea ce numim un controler de încărcare.

    Sper că acum nu mai sunt întrebări, cum să încărcați o baterie 18650 sau orice altă baterie cu litiu? Apoi trecem la o mică selecție de soluții de circuite gata făcute pentru încărcătoare (aceleași regulatoare de încărcare).

    Scheme de încărcare pentru bateriile li-ion

    Toate circuitele sunt potrivite pentru încărcarea oricărei baterii cu litiu; tot ce rămâne este să decideți asupra curentului de încărcare și a bazei elementului.

    LM317

    Diagrama unui încărcător simplu bazat pe cipul LM317 cu un indicator de încărcare:

    Circuitul este cel mai simplu, întreaga configurație se reduce la setarea tensiunii de ieșire la 4,2 volți folosind rezistența de reglare R8 (fără o baterie conectată!) și setarea curentului de încărcare selectând rezistențele R4, R6. Puterea rezistorului R1 este de cel puțin 1 Watt.

    De îndată ce LED-ul se stinge, procesul de încărcare poate fi considerat finalizat (curentul de încărcare nu va scădea niciodată la zero). Nu este recomandat să păstrați bateria cu această încărcare mult timp după ce este complet încărcată.

    Microcircuitul lm317 este utilizat pe scară largă în diverși stabilizatori de tensiune și curent (în funcție de circuitul de conectare). Se vinde la fiecare colț și costă în general un ban (puteți lua 10 bucăți în total pentru 55 de ruble).

    LM317 vine în diferite carcase:

    Atribuire pin (pinout):

    Analogii cipului LM317 sunt: ​​GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (ultimele două sunt produse pe plan intern).

    Curentul de încărcare poate fi crescut la 3A dacă luați LM350 în loc de LM317. Cu toate acestea, va fi mai scump - 11 rub/buc.

    Placa de circuit imprimat și ansamblul de circuite sunt prezentate mai jos:

    Vechiul tranzistor sovietic KT361 poate fi înlocuit cu similar cu p-n-p tranzistor (de exemplu, KT3107, KT3108 sau burghez 2N5086, 2SA733, BC308A). Poate fi îndepărtat cu totul dacă indicatorul de încărcare nu este necesar.

    Dezavantajul circuitului: tensiunea de alimentare trebuie să fie în intervalul 8-12V. Acest lucru se datorează faptului că, pentru funcționarea normală a cipul LM317, diferența dintre tensiunea bateriei și tensiunea de alimentare trebuie să fie de cel puțin 4,25 volți. Astfel, nu va fi posibilă alimentarea acestuia de la portul USB.

    MAX1555 sau MAX1551

    MAX1551/MAX1555 - specializat dispozitiv de încărcare pentru bateriile Li+, capabile să funcționeze de la USB sau de la un adaptor de alimentare separat (de exemplu, un încărcător de telefon).

    Singura diferență dintre aceste microcircuite este că MAX1555 produce un semnal pentru a indica procesul de încărcare, iar MAX1551 produce un semnal că alimentarea este pornită. Acestea. 1555 este încă de preferat în majoritatea cazurilor, așa că 1551 este acum greu de găsit la vânzare.

    O descriere detaliată a acestor microcircuite de la producător este.

    Tensiunea maximă de intrare de la adaptorul DC este de 7 V, atunci când este alimentat prin USB - 6 V. Când tensiunea de alimentare scade la 3,52 V, microcircuitul se oprește și încărcarea se oprește.

    Microcircuitul însuși detectează la ce intrare este prezentă tensiunea de alimentare și se conectează la acesta. Dacă alimentarea este furnizată prin magistrala USB, atunci curentul maxim de încărcare este limitat la 100 mA - acest lucru vă permite să conectați încărcătorul la portul USB al oricărui computer fără teama de a arde podul de sud.

    Când este alimentat de o sursă de alimentare separată, curentul de încărcare tipic este de 280 mA.

    Cipurile au protecție încorporată împotriva supraîncălzirii. Dar chiar și în acest caz, circuitul continuă să funcționeze, reducând curentul de încărcare cu 17 mA pentru fiecare grad peste 110 ° C.

    Există o funcție de pre-încărcare (vezi mai sus): atâta timp cât tensiunea bateriei este sub 3V, microcircuitul limitează curentul de încărcare la 40 mA.

    Microcircuitul are 5 pini. Iată o diagramă tipică de conectare:

    Dacă există garanția că tensiunea de la ieșirea adaptorului dvs. nu poate depăși în niciun caz 7 volți, atunci puteți face fără stabilizatorul 7805.

    Opțiunea de încărcare USB poate fi asamblată, de exemplu, pe aceasta.

    Microcircuitul nu necesită nici diode externe, nici tranzistoare externe. În general, desigur, lucruri mărunte! Numai că sunt prea mici și incomod de lipit. Și sunt, de asemenea, scumpe ().

    LP2951

    Stabilizatorul LP2951 este fabricat de National Semiconductors (). Acesta oferă implementarea unei funcții de limitare a curentului încorporat și vă permite să generați un nivel stabil de tensiune de încărcare pentru o baterie litiu-ion la ieșirea circuitului.

    Tensiunea de încărcare este de 4,08 - 4,26 volți și este setată de rezistența R3 când bateria este deconectată. Tensiunea se menține foarte precis.

    Curentul de încărcare este de 150 - 300mA, această valoare este limitată de circuitele interne ale cipului LP2951 (în funcție de producător).

    Utilizați dioda cu un mic curent invers. De exemplu, poate fi oricare dintre seria 1N400X pe care o puteți achiziționa. Dioda este folosită ca o diodă de blocare pentru a preveni inversarea curentului de la baterie în cipul LP2951 atunci când tensiunea de intrare este oprită.

    Acest încărcător produce un curent de încărcare destul de scăzut, astfel încât orice baterie 18650 se poate încărca peste noapte.

    Microcircuitul poate fi achiziționat de la Pachetul DIP, și în corp SOIC(cost aproximativ 10 ruble per bucată).

    MCP73831

    Cipul vă permite să creați încărcătoarele potrivite și este, de asemenea, mai ieftin decât MAX1555.

    O diagramă tipică de conectare este luată din:

    Un avantaj important al circuitului este absența rezistențelor puternice cu rezistență scăzută care limitează curentul de încărcare. Aici curentul este setat de un rezistor conectat la al 5-lea pin al microcircuitului. Rezistența sa ar trebui să fie în intervalul 2-10 kOhm.

    Încărcătorul asamblat arată astfel:

    Microcircuitul se încălzește destul de bine în timpul funcționării, dar acest lucru nu pare să-l deranjeze. Își îndeplinește funcția.

    Iată o altă opțiune PCB cu smd ledși conector micro USB:

    LTC4054 (STC4054)

    Foarte circuit simplu, opțiune grozavă! Permite încărcarea cu curent de până la 800 mA (vezi). Adevărat, tinde să devină foarte fierbinte, dar în acest caz protecția încorporată la supraîncălzire reduce curentul.

    Circuitul poate fi simplificat semnificativ prin aruncarea unuia sau chiar a ambelor LED-uri cu un tranzistor. Apoi va arăta așa (trebuie să recunoașteți, nu ar putea fi mai simplu: câteva rezistențe și un condensator):

    Una dintre opțiunile de plăci de circuit imprimat este disponibilă la . Placa este proiectată pentru elemente de dimensiune standard 0805.

    I=1000/R. Nu ar trebui să setați imediat un curent ridicat; mai întâi vedeți cât de fierbinte devine microcircuitul. Pentru scopurile mele, am luat un rezistor de 2,7 kOhm, iar curentul de încărcare s-a dovedit a fi de aproximativ 360 mA.

    Este puțin probabil că va fi posibilă adaptarea unui radiator la acest microcircuit și nu este un fapt că va fi eficient datorită rezistenței termice ridicate a joncțiunii cu carcasa de cristal. Producătorul recomandă să faceți radiatorul „prin cabluri” - să faceți urmele cât mai groase posibil și să lăsați folia sub corpul cipului. În general, cu cât rămâne mai multă folie „de pământ”, cu atât mai bine.

    Apropo, cea mai mare parte a căldurii este disipată prin al 3-lea picior, așa că puteți face această urmă foarte lată și groasă (umpleți-o cu exces de lipit).

    Pachetul de cip LTC4054 poate fi etichetat LTH7 sau LTADY.

    LTH7 de la LTADY diferă prin faptul că primul poate ridica o baterie foarte scăzută (pe care tensiunea este mai mică de 2,9 volți), în timp ce al doilea nu poate (trebuie să o balansați separat).

    Cipul s-a dovedit a fi foarte reușit, așa că are o grămadă de analogi: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, YPM4054, YPM4054, YPM4806PT 1, VS61 02, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Înainte de a utiliza oricare dintre analogii, verificați fișele tehnice.

    TP4056

    Microcircuitul este realizat într-o carcasă SOP-8 (vezi), are pe burtă un radiator metalic care nu este conectat la contacte, ceea ce permite o îndepărtare mai eficientă a căldurii. Vă permite să încărcați bateria cu un curent de până la 1A (curentul depinde de rezistența de setare a curentului).

    Schema de conectare necesită un minim de elemente suspendate:

    Circuitul implementează procesul clasic de încărcare - mai întâi încărcarea cu un curent constant, apoi cu o tensiune constantă și un curent în scădere. Totul este științific. Dacă te uiți la încărcare pas cu pas, poți distinge mai multe etape:

    1. Monitorizarea tensiunii bateriei conectate (acest lucru se întâmplă tot timpul).
    2. Faza de preîncărcare (dacă bateria este descărcată sub 2,9 V). Încărcați cu un curent de 1/10 față de cel programat de rezistența R prog (100 mA la R prog = 1,2 kOhm) la un nivel de 2,9 V.
    3. Încărcarea cu un curent maxim constant (1000 mA la R prog = 1,2 kOhm);
    4. Când bateria ajunge la 4,2 V, tensiunea de pe baterie este fixată la acest nivel. Începe o scădere treptată a curentului de încărcare.
    5. Când curentul ajunge la 1/10 din cel programat de rezistența R prog (100 mA la R prog = 1,2 kOhm), încărcătorul se oprește.
    6. După finalizarea încărcării, controlerul continuă să monitorizeze tensiunea bateriei (vezi punctul 1). Curentul consumat de circuitul de monitorizare este de 2-3 µA. După ce tensiunea scade la 4,0 V, încărcarea începe din nou. Și așa mai departe într-un cerc.

    Curentul de încărcare (în amperi) este calculat prin formula I=1200/R prog. Maximul admis este 1000 mA.

    Un test de încărcare real cu o baterie de 3400 mAh 18650 este prezentat în grafic:

    Avantajul microcircuitului este că curentul de încărcare este stabilit de un singur rezistor. Nu sunt necesare rezistențe puternice de rezistență scăzută. În plus, există un indicator al procesului de încărcare, precum și o indicație a sfârșitului încărcării. Când bateria nu este conectată, indicatorul clipește la fiecare câteva secunde.

    Tensiunea de alimentare a circuitului trebuie să fie între 4,5...8 volți. Cu cât este mai aproape de 4,5V, cu atât mai bine (deci cipul se încălzește mai puțin).

    Primul picior este folosit pentru a conecta senzorul de temperatură încorporat în bateria litiu-ion (de obicei, borna mijlocie a bateriei telefon mobil). Dacă tensiunea de ieșire este sub 45% sau peste 80% din tensiunea de alimentare, încărcarea este suspendată. Dacă nu aveți nevoie de controlul temperaturii, plantați piciorul pe pământ.

    Atenţie! Acest circuit are un dezavantaj semnificativ: absența unui circuit de protecție a polarității inverse a bateriei. În acest caz, controlerul este garantat să se ardă din cauza depășirii curentului maxim. În acest caz, tensiunea de alimentare a circuitului merge direct la baterie, ceea ce este foarte periculos.

    Sigilul este simplu și se poate face într-o oră pe genunchi. Dacă timpul este esențial, puteți comanda module gata făcute. Unii producători de module gata făcute adaugă protecție împotriva supracurentului și supradescărcării (de exemplu, puteți alege de ce placă aveți nevoie - cu sau fără protecție și cu ce conector).

    De asemenea, puteți găsi plăci gata făcute cu un contact pentru un senzor de temperatură. Sau chiar un modul de încărcare cu mai multe cipuri paralele TP4056 pentru a crește curentul de încărcare și cu protecție la inversarea polarității ( exemplu).

    LTC1734

    De asemenea, o schemă foarte simplă. Curentul de încărcare este setat de rezistența R prog (de exemplu, dacă instalați un rezistor de 3 kOhm, curentul va fi de 500 mA).

    Microcircuitele sunt de obicei marcate pe carcasă: LTRG (se pot găsi adesea în telefoanele Samsung vechi).

    Un tranzistor va merge bine orice p-n-p, principalul lucru este că este proiectat pentru un anumit curent de încărcare.

    Nu există un indicator de încărcare pe diagrama indicată, dar pe LTC1734 se spune că pinul „4” (Prog) are două funcții - setarea curentului și monitorizarea sfârșitului de încărcare a bateriei. De exemplu, este prezentat un circuit cu controlul sfârșitului de încărcare folosind comparatorul LT1716.

    Comparatorul LT1716 în acest caz poate fi înlocuit cu un LM358 ieftin.

    TL431 + tranzistor

    Probabil că este dificil să vină cu un circuit care să utilizeze componente mai accesibile. Cel mai dificil lucru aici este să găsiți sursa de tensiune de referință TL431. Dar sunt atât de comune încât se găsesc aproape peste tot (rareori o sursă de alimentare se descurcă fără acest microcircuit).

    Ei bine, tranzistorul TIP41 poate fi înlocuit cu oricare altul cu un curent de colector adecvat. Chiar și vechiul sovietic KT819, KT805 (sau KT815, KT817 mai puțin puternic) va face.

    Configurarea circuitului se reduce la setarea tensiunii de ieșire (fără baterie!!!) folosind o rezistență de reglare la 4,2 volți. Rezistorul R1 setează valoarea maximă a curentului de încărcare.

    Acest circuit implementează pe deplin procesul în două etape de încărcare a bateriilor cu litiu - mai întâi încărcarea cu curent continuu, apoi trecerea la faza de stabilizare a tensiunii și reducerea fără probleme a curentului la aproape zero. Singurul dezavantaj este repetabilitatea slabă a circuitului (este capricios în setare și pretențios la componentele folosite).

    MCP73812

    Există un alt microcircuit neglijat nemeritat de la Microcip - MCP73812 (vezi). Pe baza acesteia, se obține o opțiune de încărcare foarte bugetară (și ieftină!). Întregul kit de caroserie este doar un rezistor!

    Apropo, microcircuitul este realizat într-un pachet prietenos cu lipirea - SOT23-5.

    Singurul negativ este că se încălzește foarte mult și nu există nicio indicație de încărcare. De asemenea, cumva nu funcționează foarte fiabil dacă aveți o sursă de alimentare cu putere redusă (care provoacă o scădere a tensiunii).

    În general, dacă indicația de încărcare nu este importantă pentru tine, iar un curent de 500 mA ți se potrivește, atunci MCP73812 este o opțiune foarte bună.

    NCP1835

    Este oferită o soluție complet integrată - NCP1835B, oferind stabilitate ridicată a tensiunii de încărcare (4,2 ±0,05 V).

    Poate singurul dezavantaj al acestui microcircuit este dimensiunea prea miniaturală (carcasa DFN-10, dimensiunea 3x3 mm). Nu toată lumea poate oferi lipire de înaltă calitate a unor astfel de elemente miniaturale.

    Dintre avantajele incontestabile aș dori să remarc următoarele:

    1. Număr minim de părți ale corpului.
    2. Posibilitate de încărcare a unei baterii complet descărcate (curent de preîncărcare 30 mA);
    3. Determinarea sfârșitului încărcării.
    4. Curent de încărcare programabil - până la 1000 mA.
    5. Indicație de încărcare și eroare (capabil să detecteze bateriile neîncărcabile și să semnalizeze acest lucru).
    6. Protecție împotriva încărcării pe termen lung (prin schimbarea capacității condensatorului C t, puteți seta timpul maxim de încărcare de la 6,6 la 784 de minute).

    Costul microcircuitului nu este tocmai ieftin, dar nici atât de mare (~ 1 USD) încât să poți refuza să-l folosești. Dacă vă simțiți confortabil cu un fier de lipit, vă recomand să alegeți această opțiune.

    Mai mult descriere detaliata este in .

    Pot încărca o baterie litiu-ion fără controler?

    Da, poti. Cu toate acestea, acest lucru va necesita un control atent al curentului și tensiunii de încărcare.

    În general, nu va fi posibil să încărcați o baterie, de exemplu, 18650-ul nostru, fără încărcător. Încă trebuie să limitați cumva curentul maxim de încărcare, așa că cel puțin cea mai primitivă memorie va fi în continuare necesară.

    Cel mai simplu încărcător pentru orice baterie cu litiu este un rezistor conectat în serie cu bateria:

    Rezistența și puterea de disipare a rezistenței depind de tensiunea sursei de alimentare care va fi utilizată pentru încărcare.

    De exemplu, să calculăm un rezistor pentru o sursă de alimentare de 5 volți. Vom încărca o baterie 18650 cu o capacitate de 2400 mAh.

    Deci, chiar la începutul încărcării, căderea de tensiune pe rezistor va fi:

    U r = 5 - 2,8 = 2,2 Volți

    Să presupunem că sursa noastră de alimentare de 5 V este evaluată pentru un curent maxim de 1 A. Circuitul va consuma cel mai mare curent chiar la începutul încărcării, când tensiunea bateriei este minimă și se ridică la 2,7-2,8 volți.

    Atentie: aceste calcule nu iau in calcul posibilitatea ca bateria sa se descarce foarte profund iar tensiunea pe aceasta sa fie mult mai mica, chiar la zero.

    Astfel, rezistența rezistorului necesară pentru a limita curentul la începutul încărcării la 1 Amper ar trebui să fie:

    R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohm

    Disiparea puterii rezistenței:

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

    La sfârșitul încărcării bateriei, când tensiunea de pe aceasta se apropie de 4,2 V, curentul de încărcare va fi:

    Încarc = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

    Adică, după cum vedem, toate valorile nu depășesc limitele permise pentru a acestei baterii: curentul inițial nu depășește curentul de încărcare maxim admisibil pentru o anumită baterie (2,4 A), iar curentul final depășește curentul la care bateria nu mai câștigă capacitate (0,24 A).

    Principalul dezavantaj al unei astfel de încărcări este necesitatea de a monitoriza constant tensiunea bateriei. Și opriți manual încărcarea imediat ce tensiunea ajunge la 4,2 volți. Faptul este că bateriile cu litiu tolerează foarte slab chiar și supratensiunea pe termen scurt - masele electrozilor încep să se degradeze rapid, ceea ce duce inevitabil la pierderea capacității. În același timp, sunt create toate condițiile prealabile pentru supraîncălzire și depresurizare.

    Dacă bateria dvs. are o placă de protecție încorporată, despre care am discutat chiar mai sus, atunci totul devine mai simplu. Când se atinge o anumită tensiune pe baterie, placa în sine o va deconecta de la încărcător. Cu toate acestea, această metodă de încărcare are dezavantaje semnificative, despre care am discutat în.

    Protecția încorporată în baterie nu va permite în niciun caz supraîncărcarea acesteia. Tot ce trebuie să faceți este să controlați curentul de încărcare astfel încât să nu depășească valorile admise pentru o anumită baterie (plăcile de protecție nu pot limita curentul de încărcare, din păcate).

    Încărcarea utilizând o sursă de alimentare de laborator

    Dacă ai o sursă de alimentare cu protecție de curent (limitare), atunci ești salvat! O astfel de sursă de alimentare este deja un încărcător cu drepturi depline care implementează profilul de încărcare corect, despre care am scris mai sus (CC/CV).

    Tot ce trebuie să faceți pentru a încărca li-ion este să setați sursa de alimentare la 4,2 volți și să setați limita de curent dorită. Și poți conecta bateria.

    La început, când bateria este încă descărcată, bloc laborator sursa de alimentare va funcționa în modul de protecție a curentului (adică va stabiliza curentul de ieșire la un anumit nivel). Apoi, când tensiunea de pe bancă crește la setul de 4,2 V, sursa de alimentare va trece în modul de stabilizare a tensiunii, iar curentul va începe să scadă.

    Când curentul scade la 0,05-0,1C, bateria poate fi considerată complet încărcată.

    După cum puteți vedea, sursa de alimentare de laborator este un încărcător aproape ideal! Singurul lucru pe care nu îl poate face automat este să ia decizia de a încărca complet bateria și de a o opri. Dar acesta este un lucru mic căruia nici nu ar trebui să-i acordați atenție.

    Cum se încarcă bateriile cu litiu?

    Și dacă vorbim despre o baterie de unică folosință care nu este destinată reîncărcării, atunci răspunsul corect (și singurul corect) la această întrebare este NU.

    Faptul este că orice baterie cu litiu (de exemplu, comuna CR2032 sub formă de tabletă plată) se caracterizează prin prezența unui strat de pasivizare intern care acoperă anodul de litiu. Acest strat previne o reacție chimică între anod și electrolit. Și alimentarea cu curent extern distruge stratul protector de mai sus, ducând la deteriorarea bateriei.

    Apropo, dacă vorbim despre bateria nereîncărcabilă CR2032, atunci LIR2032, care este foarte asemănătoare cu aceasta, este deja o baterie cu drepturi depline. Poate și ar trebui să fie încărcat. Doar că tensiunea sa nu este de 3, ci de 3,6 V.

    Cum să încărcați bateriile cu litiu (fie o baterie de telefon, 18650 sau orice altă baterie li-ion) a fost discutată la începutul articolului.

    85 copeici/buc. Cumpără MCP73812 65 RUR/buc. Cumpără NCP1835 83 RUR/buc. Cumpără *Toate jetoanele cu transport gratuit

    Placa este concepută pentru a proteja împotriva scurtcircuitului, supraîncărcării și supradescărcării bateriei cu litiu. Se presupune a fi folosit la un curent maxim de 3 A, deci s-a luat varianta 4 A; sunt si aproape aceleasi, dar la 2 A (sufix B in loc de A), putin mai ieftin.

    Numele indică clar dimensiunea standard a bateriei, dar placa este potrivită și pentru majoritatea bateriilor cu litiu cu diametrul de 18 mm, de exemplu 18350, 18490, 18500. Și dacă nu folosiți opțiunea de instalare pe o baterie, va fi potrivit pentru orice dimensiune standard, principalul lucru este că parametrii maximi sunt potriviți.

    Testare

    Parametri de la vânzător:

    • Tensiunea maximă a bateriei: 4,275 V
    • Tensiune minima a bateriei: 2,5 V
    • Curent de iesire: 4A

    Vânzătorul nu are alte informații, așa că am decis să testez singur capacitățile plăcii. Testat folosind două opțiuni de sursă - și bateria. Primul a fost necesar pentru a verifica funcționarea protecției de tensiune, al doilea - cel curent.

    Într-adevăr, când ajunge la 2,5 V sau puțin mai puțin, placa oprește intrarea, ieșirea se dovedește a fi zero și banca nu este descărcată în continuare. Pentru ca circuitul să înceapă să treacă din nou curent, tensiunea de intrare trebuie crescută la 3 V. Această histerezis elimină comutarea inutilă la schimbarea stării.

    Nu am putut testa complet protecția la supraîncărcare, dar se pare că funcționează. Dacă încărcați cu o sursă simplă de tensiune printr-un rezistor. Pentru a verifica încărcarea aproape de sfârșitul încărcării, placa oprește ieșirea și, dacă tensiunea de pe bancă este încă scăzută, continuă încărcarea. Frecvența de verificare este de aproximativ o dată pe secundă. Am testat încărcarea prin mai multe dintre încărcătoarele mele, comportamentul este diferit peste tot, încărcătoarele în sine controlează întregul proces, iar placa nu interferează cu ele.

    Dacă curentul maxim este depășit (se precizează 4 A), placa se oprește și ieșirea are curent zero. Pentru ca placa să funcționeze din nou, sarcina trebuie îndepărtată. Am scurtcircuitat bateria cu protecție la o rezistență de 1 Ohm, curentul de ieșire a trecut puțin mai mult de 2,5 A, tensiunea a fost în consecință aceeași. Acesta este singurul punct discutabil despre această placă. Se pare că, de îndată ce măresc ușor sarcina (sc rezistența), tensiunea va scădea și mai mult, iar placa se va întrerupe în tensiune. Bateria este normală, capabilă să furnizeze până la 2,8 A exact. Poate că firele și multimetrul au fost afectate. Apoi, scurtcircuitez ieșirea plăcii și se oprește imediat. Pentru a reseta protecția, trebuie să opriți sarcina.

    Pregătirea pentru asamblare

    Schema de conectare este simplă, contactele de pe placă sunt etichetate, dar fixarea plăcii de baterie nu este o sarcină ușoară, în principal din cauza necesității de a folosi materiale speciale. Cu siguranță veți avea nevoie de ceva de așezat între placă și baterie, precum și de un conductor plat care se va întinde de la plus la minus al bateriei.

    Deoarece acum va exista lipire pe plusul bateriei, este necesar să adăugați ceva mai convex la plus pentru ca sarcina să nu cadă pe locul acestei lipiri, am făcut deja ceva similar.

    Conexiunile electrice, din nou, sunt destul de simple. Partea din spate a plăcii este în întregime un pad de contact, cunoscut și sub numele de pin „P-”, nu trebuie să fie lipit. Borna „P+”, ca și borna „B+”, trebuie conectată la pozitivul bateriei. Sunt deja conectate pe placă, astfel încât banda de sârmă poate fi trasă din oricare dintre ele. Un alt fir ar trebui să conecteze „B-” la negativul bateriei, ar trebui să fie scurt și să se potrivească complet în spațiul dintre placă și baterie.

    Cel mai bine este să folosiți o bandă de metal ca conductor lung de la placă la pozitivul bateriei. Puteți cumpăra chiar și astfel de benzi de pe Ebay, dar am nevoie doar de câteva benzi, are sens să privesc în vizor. Am gasit aceasta banda de cupru, grosime ~0,1 mm, ideala. Necesitatea de a folosi un conductor plat se explică prin dorința de a menține dimensiunile generale ale bateriei; adesea în dispozitivele de consum nu există spațiu suplimentar.

    Placa trebuie să fie cumva fixată pe placa negativă a bateriei. Aici aveți nevoie de un compus, un etanșant, dar poate că este suficient bandă cu două fețe. Totul depinde dacă intenționați să serviți în viitor această diagramă. O fixare suplimentară va fi un tub termocontractabil, așa că fixarea absolută pare opțională.

    Asamblare și rezumat

    Am decis să-l încerc mai întâi cu o baterie descărcată. În acest fel, pot verifica toate acțiunile pentru erori fără riscuri.

    Să vedem cât de mult se schimbă lungimea cutiei.

    Până acum, extensia este vizibilă doar cu câțiva milimetri, dar trebuie să țineți cont de faptul că va exista și lipire pe contactul negativ (puteți economisi bani prin lipirea marginii, dar nu m-am gândit la asta imediat, dar pentru asta e testul sondei), precum si o garnitura intre placa si baterie, bate nu vreau cipuri pe hardware. De asemenea, poate fi făcută destul de subțire, dar puternică, deoarece aici nu există tensiuni mari, dar forța fizică va fi aplicată des. Deocamdată am decis să pun o bucată de termocontractabil veche, destul de groasă. Adică am făcut totul cât se poate de gros.

    Luați banda și tăiați câteva bucăți. Piesa lungă va merge de-a lungul întregii baterii, cea scurtă este necesară doar pentru a scurtcircuita pad-ul de pe placă cu minusul cutiei, poți folosi chiar și o bucată de sârmă. Colectăm totul imediat și lipim un capăt pe placă.




    În continuare, trebuie să lipiți capătul scurt pe cutie. Trebuie să lipiți cu cantitate minima lipire, orice exces va prelungi ansamblul finit. Am tăiat puțin una dintre părți pentru a face loc casetei. Este necesar să conectați totul, astfel încât coturile benzii să nu se extindă dincolo de baterie.


    Acum lipiți banda rămasă la plusul cutiei. Este foarte important aici să vă asigurați că această bandă nu atinge corpul cutiei. Adăugați puțin izolator sub bandă. Deoarece acesta este un test pe o baterie descărcată, mi-a fost prea lene să fac această izolație (degeaba, pentru că este și un test de materiale). Această izolație este baza pentru funcționarea în siguranță a bateriei, deoarece dacă există un scurtcircuit la carcasă, bateria se va scurtcircuita, ocolind protecția.

    În continuare, nu rămâne decât să strângeți tubul și să-l așezați astfel încât să se înfășoare ușor peste margine la ambele capete. Și aici a apărut problema principală - tubul s-a dovedit a fi prea fragil. În plus, a fost regretabil că îndoirea tubului a căzut pe una dintre marginile benzii, iar acest lucru a dus imediat la o ruptură. Marginile plăcii erau prea ascuțite și au rupt și tubul.




    În plus, totul este grozav. Acest tub se teme de supraîncălzire, poate că acest lucru a afectat și rezultatul.

    Din păcate, am o cantitate limitată de termocontractabil (ultima mea comandă a fost defectă). Prin urmare, am decis să amân a doua încercare. Inițial, nu am plănuit să folosesc aceste plăci în scopul lor; acest factor de formă a fost un accident. Dar în timpul testului am putut afla ceva în cazul în care vreau să încerc din nou:

    1. Principalul lucru este că este mai bine să luați un borcan gata făcut cu protecție; va fi exact același în design. Este puțin probabil să reușiți să o faceți mai bine și mai ieftin.
    2. Nu supraîncălziți termocontractorul. Țineți pliurile departe de bandă metalică.
    3. Îndepărtați bavurile de pe firul panglică. Neteziți suprafața borcanului cât mai mult posibil. Banda trebuie să fie bine izolată de carcasă și de mediul exterior.
    4. Lipiți contactul la contactul negativ de lângă margine, astfel încât lipirea să nu se sprijine pe partea centrală a plăcii cu cipurile.
    5. Termocontractia ține placa destul de strâns; nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la fixarea plăcii de baterie. Dar dacă există un compus potrivit, ar trebui să îl utilizați.
    6. Este indicat să tociți marginile plăcii, de exemplu prin plasarea unui strat de bandă electrică sau același termocontractabil în jurul perimetrului.
    7. Indiferent cât de mult ai încerca, 3-5 mm vor fi încă adăugați la baterie.

    Plăcile pot fi folosite ca protecție pentru dispozitivele de casă sau finisate. De asemenea, puteți construi o astfel de placă nu în baterie, ci în suportul bateriei. Astfel de modele gata făcute sunt disponibile pe piață.

    Este puțin probabil să încerc să-mi fac din nou o baterie protejată pe cont propriu, sunt prea stângace la asta. Voi rămâne cu ideea originală de a folosi mai degrabă dispozitive de consum decât baterii.

    Încă nu înțeleg ce al treilea cip este instalat pe placă, marcand 10DB sau 100B, a doua linie G62S. Dacă știe cineva, indică în comentarii. Cele două cipuri rămase sunt ansambluri de tranzistoare cu efect de câmp, câte două pentru fiecare.

    Rezultatul principal aici pentru mine este acesta. Bateriile protejate au un defect semnificativ de design sub forma unei benzi conductoare de-a lungul întregului corp. Deteriorarea acestuia sau, mai probabil din cauza marginilor sale ascuțite, deteriorarea izolației de sub/desupra poate duce la contactul benzii cu corpul, adică scurt circuit bateria ocolind protecția. În consecință, este puțin probabil ca utilizarea bateriilor cilindrice protejate, în special a celor de casă, să fie mai sigură pentru toate aplicațiile.

    Măsuri de siguranță

    Dar dacă nu aveți un astfel de echipament, vă puteți descurca cu un fier de lipit. Pentru a reduce timpul de încălzire la cositorire, utilizați flux activ și asigurați-vă că curățați bateria după aceea. Va fi foarte dificil să cosiți bateria cu un fier de lipit de putere redusă cu un vârf subțire; utilizați unealta adecvată. Contați pe 1-2 secunde de contact continuu între fierul de lipit și baterie. Dacă nu funcționează atât de repede, lăsați bateria să se răcească și reglați-vă instrumentele și/sau tehnica.

    Am lipit totul cu un fier de lipit, fără a fi atent la supraîncălzirea ușoară, deoarece bateria de test oricum era descărcată.

    Actualizare din 3 iulie 2017

    Văd adesea sfaturi că este necesar să-l fixați cu sudură de rezistență, se pare că se produce supraîncălzirea la lipire. Sudarea prin contact încălzește și zona de contact și la o temperatură mai ridicată (punctul de topire al cuprului este de aproximativ 1350°C, spre deosebire de maximul de 300°C de lipire). Dar în timpul sudării prin rezistență, un volum mai mic de metal este încălzit. Nu sunt sigur care metodă este mai sigură aici, dar sunt sigur că ambele sunt destul de aplicabile.

    Acest mit a fost deja depășit, dar acum văd deseori și sfaturi despre alegerea fierelor de lipit foarte puternice în vârfurile de lipit. De asemenea, prostii. Timpul de lipit este rapid aici și singurul lucru care contează este cât de multă energie stochează vârful și cât de repede o poate elibera. Este suficient doar un vârf gros cu o ascuțire plată; chiar și un fier de lipit de 25 de wați cu un vârf de 5 mm va face treaba.

    De fapt, o problemă mult mai mare este rezistența mecanică a îmbinării de lipit. Dacă nu folosiți trucuri speciale (descrise), atunci banda din cutie poate fi ruptă foarte ușor.