مدار یک متعادل کننده بسیار ساده برای شارژ مناسب باتری های لیتیومی. انتخاب شارژر برای باتری های لیتیومی

شارژر باتری لیتیوم یونکه نمودار آن در این مقاله ارائه شده است، بر اساس تجربه طراحی شارژرهای مشابه، تلاش برای رفع خطاها و دستیابی به حداکثر سادگی توسعه یافته است. شارژر دارای ولتاژ خروجی بسیار پایدار است.

شرح شارژ باتری های لیتیوم یون

عنصر اصلی طراحی (IO1) است - منبع ولتاژ مرجع. پایداری آن بسیار بهتر از حد قابل قبول است، و همانطور که برای باتری های لیتیوم یونی شناخته شده است، این یک ویژگی بسیار مهم در هنگام شارژ است.

عنصر TL431 در این مدار به عنوان تثبیت کننده جریان در عملکرد ترانزیستورهای T1 و T2 استفاده می شود. جریان شارژ از طریق R1 می گذرد. اگر افت ولتاژ در این مقاومت از حدود 0.6 ولت بیشتر شود، جریان عبوری از ترانزیستورهای T1 و T2 محدود می شود. مقدار مقاومت R1 معادل جریان شارژ است.

ولتاژ خروجی توسط عنصر TL431 فوق کنترل می شود. مقدار توسط تقسیم کننده ولتاژ خروجی (R5، R7، P1) تعیین می شود.

اجزای R4، C1 برای سرکوب نویز. نشان دادن میزان جریان شارژ با استفاده از LED1 بسیار راحت است. درخشش نشان می دهد که چه مقدار جریان در مدار پایه ترانزیستور T2 جریان دارد که متناسب با جریان خروجی است. با شارژ شدن باتری لیتیوم یون، روشنایی LED به تدریج کاهش می یابد.

دیود D1 برای جلوگیری از تخلیه باتری لیتیوم یونی در هنگام عدم وجود ولتاژ در ورودی شارژر طراحی شده است. مدار شارژ باتری نیازی به محافظت در برابر اتصال قطبی نادرست باتری لیتیوم یونی ندارد.

تمامی قطعات روی یک برد مدار چاپی یک طرفه قرار می گیرند.

سنسور جریان - مقاومت R1 از چندین مقاومت به صورت موازی تشکیل شده است. ترانزیستور T2 باید روی هیت سینک قرار گیرد. اندازه آن به جریان شارژ و اختلاف ولتاژ بین ورودی و خروجی شارژر بستگی دارد.

مدار شارژر باتری لیتیوم یون به قدری ساده است که اگر قطعات رادیویی به درستی نصب شده باشند، باید بار اول کار کند. تنها چیزی که ممکن است مورد نیاز باشد تنظیم ولتاژ خروجی است. برای یک باتری لیتیوم یون، این تقریباً 4.2 ولت است. ترانزیستور T2 در حالت بیکار نباید داغ باشد. ولتاژ ورودی باید حداقل 2 ولت بیشتر از ولتاژ خروجی مورد نیاز باشد.

مدار برای شارژ جریان تا 1 آمپر طراحی شده است. اگر نیاز به افزایش جریان شارژ باتری لیتیوم یون دارید، لازم است مقاومت مقاومت R6 را کاهش دهید و ترانزیستور خروجی T2 باید قدرت بیشتری داشته باشد.

در پایان فرآیند شارژ، LED هنوز کمی می درخشد، برای از بین بردن این موضوع، می توانید به سادگی یک مقاومت با مقاومت 10 ... 56 کیلو اهم را به موازات LED متصل کنید. بنابراین، هنگامی که جریان شارژ به کمتر از 10 میلی آمپر کاهش می یابد، LED روشن می شود.

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

باتری های لیتیوم یونی امروزه بسیار محبوب هستند و در گجت های مختلفی مانند گوشی، ساعت هوشمند، پخش کننده، چراغ قوه و لپ تاپ استفاده می شوند. برای اولین بار باتری از این نوع (Li-ion) توسط شرکت معروف ژاپنی سونی تولید شد. نمودار شماتیک یک باتری ساده در تصویر زیر نشان داده شده است؛ با مونتاژ آن، این امکان را خواهید داشت که خودتان شارژ باتری ها را بازیابی کنید.

شارژ باتری لیتیومی خانگی - نمودار الکتریکی

اساس این دستگاه دو میکرو مدار تثبیت کننده 317 و 431 (). در این مورد، تثبیت کننده یکپارچه LM317 به عنوان منبع جریان عمل می کند؛ ما این قسمت را در محفظه TO-220 می گیریم و باید آن را با استفاده از خمیر حرارتی روی هیت سینک نصب کنیم. رگولاتور ولتاژ TL431 ساخت شرکت تگزاس اینسترومنتز در پکیج های SOT-89، TO-92، SOP-8، SOT-23، SOT-25 و سایر پکیج ها نیز موجود است.

دیودهای ساطع کننده نور (LED) D1 و D2 با هر رنگی که دوست دارید. من موارد زیر را انتخاب کردم: LED1 مستطیلی قرمز 2.5 میلی متر (2.5 میلی کاندلا) و LED2 انتشار سبز 3 میلی متر (40-80 میلی کاندلا). اگر برد تمام شده را در کیس نصب نکنید، استفاده از LED های SMD راحت است.

حداقل توان مقاومت R2 (22 اهم) 2 وات و R5 (11 اهم) 1 وات است. همه آنها 0.125-0.25W هستند.

مقاومت متغیر 22 کیلو اهم باید از نوع SP5-2 (وارد شده 3296 وات) باشد. چنین مقاومت های متغیری دارای تنظیم مقاومت بسیار دقیقی هستند که می توان آن را با چرخاندن یک جفت کرم شبیه به پیچ برنزی به آرامی تنظیم کرد.

عکس اندازه گیری ولتاژ باتری لیتیوم یون از تلفن همراه قبل از شارژ (3.7 ولت) و پس از (4.2 ولت)، ظرفیت 1100 میلی آمپر در ساعت.

PCB برای شارژر لیتیومی

برد مدار چاپی (PCB) در دو قالب برای برنامه های مختلف وجود دارد - آرشیو قرار دارد. ابعاد برد مدار چاپی تمام شده در کیس من 5 در 2.5 سانتی متر است، در کناره ها فضایی برای بست گذاشتم.

شارژ چگونه کار می کند؟

مدار تمام شده چنین شارژری چگونه کار می کند؟ ابتدا باتری با یک جریان ثابت شارژ می شود که با مقاومت مقاومت R5 تعیین می شود؛ با رتبه استاندارد 11 اهم، تقریباً 100 میلی آمپر خواهد بود. علاوه بر این، هنگامی که منبع انرژی قابل شارژ دارای ولتاژ 4.15-4.2 ولت باشد، شارژ با ولتاژ ثابت آغاز می شود. هنگامی که جریان شارژ به مقادیر کوچک کاهش می یابد، LED D1 روشن می شود.

همانطور که می دانید ولتاژ استاندارد برای شارژ Li-ion 4.2 ولت است؛ این رقم باید در خروجی مدار بدون بار و با استفاده از ولت متر تنظیم شود تا باتری کاملا شارژ شود. اگر ولتاژ را کمی کاهش دهید، حدود 0.05-0.10 ولت، باتری شما به طور کامل شارژ نمی شود، اما به این ترتیب دوام بیشتری خواهد داشت. نویسنده مقاله EGOR.

در مورد مقاله شارژ باتری های لیتیومی بحث کنید

شاید خیلی ها بگویند که با پول کمی می توانید یک برد مخصوص از چین سفارش دهید که از طریق آن می توانید باتری های لیتیومی را از طریق USB شارژ کنید. قیمت آن حدود 1 دلار خواهد بود.

اما خرید چیزی که به راحتی در چند دقیقه مونتاژ شود، فایده ای ندارد. فراموش نکنید که باید حدود یک ماه برای تابلوی سفارش داده شده صبر کنید. و دستگاه خریداری شده به اندازه یک دستگاه خانگی لذت نمی برد.
در ابتدا قرار بود یک شارژر بر اساس تراشه LM317 مونتاژ شود.

اما پس از آن برای تغذیه این شارژ، ولتاژ بالاتر از 5 ولت مورد نیاز خواهد بود.تراشه باید 2 ولت اختلاف بین ولتاژ ورودی و خروجی داشته باشد. یک باتری لیتیومی شارژ شده دارای ولتاژ 4.2 ولت است. این مورد نیازهای توصیف شده را برآورده نمی کند (5-4.2 = 0.8)، بنابراین باید به دنبال راه حل دیگری باشید.

تقریباً همه می توانند تمرینی را که در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت، تکرار کنند. تکرار طرح آن بسیار ساده است.

یکی از این برنامه ها در انتهای مقاله قابل دانلود است.
برای تنظیم دقیق تر ولتاژ خروجی، می توانید مقاومت R2 را به مقاومت چند دور تغییر دهید. مقاومت آن باید حدود 10 کیلو اهم باشد.

فایل های پیوست شده: :

نحوه ساخت یک پاور بانک ساده با دستان خود: نمودار یک پاور بانک خانگی باتری لیتیوم یونی را خودتان انجام دهید: نحوه شارژ صحیح

نحوه ساخت باتری های لیتیوم یونی با دستان خود از مواد ضایعات تقریباً هیچ چیز. ما یک شارژر ساده برای باتری های لیتیوم یونی، عملاً از سطل زباله جمع می کنیم.

مدار شارژر

مواد و ابزار

• کابل USB؛
• تمساح;
• برد حفاظتی BMS;
• تخم مرغ پلاستیکی از kinder;
• دو LED با رنگ های مختلف؛
• ترانزیستور kt361;
• مقاومت های 470 و 22 اهم؛
• مقاومت دو وات 2.2 اهم؛
• یک دیود IN4148؛
• ابزار.

ساخت شارژر

سیم ها را به کروکودیل ها لحیم می کنیم.

قسمت عمیق کیندر پلاستیکی را وزن می کنیم؛ مهره M6 را با چسب حرارتی پر کردم.

مدار ساده خود را لحیم می کنیم. همه چیز با نصب روی سطح انجام می شود و روی برد BMS لحیم می شود. من از ال ای دی دوتایی استفاده کردم اما می توانید از دو عدد تک رنگ استفاده کنید. ترانزیستور از تجهیزات رادیویی قدیمی شوروی افتاد.

سیم ها را داخل سوراخ نیمه دوم و کم عمق کیندر پلاستیکی می کشیم. مدار را لحیم کنید.

همه چیز را فشرده در یک تخم مرغ پلاستیکی قرار می دهیم. ما یک سوراخ برای LED ایجاد می کنیم.

ما آن را به پورت USB رایانه شخصی یا شارژر چینی وصل می کنیم، آنها هنوز جریان کمی دارند.
هنگام شارژ به رنگ نارنجی روشن می شود. آن ها هر دو LED روشن می شوند

وقتی شارژ کامل شد، چراغ سبز روشن است، چراغی که از طریق دیود IN4148 وصل شده است.
می توانید مدار را با جدا کردن آن از باتری بررسی کنید؛ LED سبز رنگ روشن می شود که نشان دهنده پایان شارژ است.

امروزه از باتری های مخصوص برای موبایل، لوازم خانگی و ابزار استفاده می شود. آنها در ویژگی های عملکرد متفاوت هستند. برای اینکه باتری به مدت طولانی بدون خرابی کار کند، باید الزامات تولید کنندگان محصولات ارائه شده را در نظر بگیرید.

یکی از محبوب ترین انواع امروزه باتری های لیتیوم یونی هستند. نحوه شارژ صحیح این نوع باتری و همچنین ویژگی های عملکرد آن باید قبل از کار با دستگاه به طور دقیق مورد توجه قرار گیرد.

ویژگی های عمومی

یکی از رایج ترین انواع باتری های امروزی، نوع Li-Ion است. چنین دستگاه هایی هزینه نسبتاً پایینی دارند. در عین حال، آنها نسبت به شرایط عملیاتی بی نیاز هستند. در این مورد، کاربر به ندرت در مورد چگونگی شارژ صحیح باتری لیتیوم یونی 18650 استوانه ای یا نوع دیگری سوال دارد.

اغلب، باتری های ارائه شده در گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها، تبلت ها و سایر دستگاه های مشابه نصب می شوند. باتری های ارائه شده با دوام و قابلیت اطمینان مشخص می شوند. آنها از ترشح کامل نمی ترسند.

یکی از ویژگی های اصلی محصولات ارائه شده عدم وجود "اثر حافظه" است. این باتری ها تقریباً در هر زمان مناسب قابل شارژ هستند. "اثر حافظه" زمانی رخ می دهد که باتری کاملاً تخلیه نشده باشد. اگر مقدار کمی شارژ در آن باقی بماند، ظرفیت باتری به مرور زمان شروع به کاهش می کند. این امر منجر به تامین برق ناکافی تجهیزات می شود. در باتری های لیتیوم یون، "اثر حافظه" به حداقل می رسد.

طرح

طراحی باتری لیتیوم یونی بستگی به نوع دستگاهی دارد که برای آن در نظر گرفته شده است. تلفن همراه از باتری به نام "جار" استفاده می کند. دارای شکل مستطیلی و شامل یک عنصر ساختاری است. ولتاژ اسمی آن 3.7 ولت است.

نوع باتری ارائه شده برای لپ تاپ طراحی کاملا متفاوتی دارد. ممکن است چندین سلول باتری جداگانه در آن وجود داشته باشد (2-12 قطعه). هر یک از آنها شکل استوانه ای دارند. اینها باتری های Li-Ion 18650 هستند. سازنده تجهیزات به طور دقیق نحوه شارژ صحیح آنها را نشان می دهد. این طرح شامل یک کنترلر مخصوص می باشد. به نظر می رسد یک ریز مدار است. کنترل کننده روند شارژ را کنترل می کند و اجازه نمی دهد از ظرفیت نامی باتری بیشتر شود.

باتری های مدرن برای تبلت ها و تلفن های هوشمند نیز عملکرد کنترل شارژ را ارائه می دهند. این به طور قابل توجهی عمر باتری را افزایش می دهد. از عوامل نامطلوب مختلف محافظت می شود.

ویژگی های شارژ

هنگام بررسی نحوه شارژ صحیح باتری های Li-Ion تلفن، لپ تاپ و سایر تجهیزات، باید به ویژگی های عملکرد دستگاه ارائه شده توجه کنید. باید گفت که باتری های لیتیوم یونی تحمل دشارژ عمیق و شارژ بیش از حد را ندارند. این توسط دستگاه خاصی که به طرح اضافه می شود (کنترل کننده) کنترل می شود.

حفظ شارژ نوع باتری ارائه شده در سطح 20 تا 80 درصد ظرفیت کامل ایده آل است. کنترلر این را نظارت می کند. با این حال، کارشناسان توصیه نمی کنند دستگاه را همیشه متصل به شارژ نگه دارید. این به طور قابل توجهی عمر باتری را کاهش می دهد. در این حالت کنترل کننده تحت بار ثابتی قرار می گیرد. با گذشت زمان، عملکرد آن ممکن است به این دلیل کاهش یابد.

در عین حال، کنترل کننده نیز اجازه تخلیه عمیق را نمی دهد. به سادگی باتری را در یک لحظه خاص خاموش می کند. این عملکرد محافظتی بسیار ضروری است. در غیر این صورت، کاربر ممکن است به طور تصادفی باتری را بیش از حد شارژ یا بیش از حد تخلیه کند. باتری های مدرن نیز محافظت با کیفیت بالایی در برابر گرمای بیش از حد ایجاد می کنند.

اصل کارکرد باتری

برای درک نحوه صحیح شارژ باتری لیتیوم یونی (جدید یا استفاده شده)، باید اصل عملکرد آن را در نظر بگیرید. این به شما امکان می دهد نیاز به نظارت بر میزان تخلیه و شارژ دستگاه را ارزیابی کنید.

یون های لیتیوم در باتری هایی از این نوع از یک الکترود به الکترود دیگر حرکت می کنند. در این حالت یک جریان الکتریکی ظاهر می شود. الکترودها می توانند از مواد مختلفی ساخته شوند. این نشانگر تأثیر کمتری بر ویژگی های عملکرد دستگاه دارد.

یون های لیتیوم روی شبکه کریستالی الکترودها رشد می کنند. دومی به نوبه خود حجم و ترکیب آنها را تغییر می دهد. هنگامی که باتری شارژ یا دشارژ می شود، یون های بیشتری روی یکی از الکترودها وجود دارد. هرچه بار روی عناصر ساختاری فلزی که لیتیوم وارد می کند بیشتر باشد، عمر مفید دستگاه کمتر خواهد بود. بنابراین، بهتر است اجازه ندهید درصد بالایی از یون ها روی این یا آن الکترود بنشینند.

گزینه های شارژ

قبل از استفاده از باتری، باید نحوه شارژ صحیح باتری لیتیوم یونی تلفن هوشمند، تبلت و سایر تجهیزات را در نظر بگیرید. راه های مختلفی برای این کار وجود دارد.

یکی از صحیح ترین راه حل ها استفاده از شارژر است. این به طور کامل با تجهیزات الکترونیکی توسط هر سازنده عرضه می شود.

گزینه دوم شارژ باتری از رایانه رومیزی متصل به شبکه خانگی است. برای این کار از کابل USB استفاده می شود. در این حالت، روند شارژ نسبت به روش اول بیشتر طول می کشد.

می توانید این روش را با استفاده از فندک ماشین خود انجام دهید. یکی دیگر از روش های کمتر محبوب، شارژ باتری لیتیوم یونی با استفاده از یک دستگاه جهانی است. به آن "قورباغه" نیز می گویند. اغلب از چنین دستگاه هایی برای شارژ باتری گوشی های هوشمند استفاده می شود. کنتاکت های این دستگاه قابلیت تنظیم عرض دارند.

شارژ باتری نو

باتری جدید باید به درستی راه اندازی شود. برای انجام این کار، گوشی، تبلت یا سایر تجهیزات شما باید کاملاً تخلیه شود. تنها زمانی که دستگاه خاموش می شود می توان آن را به شبکه متصل کرد. کنترلر از تخلیه بیش از حد باتری جلوگیری می کند. این اوست که وقتی باتری ظرفیت خود را به سطح از پیش تعیین شده از دست می دهد، دستگاه را خاموش می کند.

در مرحله بعد، باید تجهیزات الکتریکی را با استفاده از یک شارژر استاندارد به شبکه متصل کنید. این روش تا زمانی انجام می شود که نشانگر سبز شود. می توانید چند ساعت دیگر دستگاه را آنلاین بگذارید. این روش چندین بار انجام می شود. نیازی به تخلیه خاص تلفن، تبلت یا لپ تاپ خود نیست.

شارژ معمولی

دانستن نحوه شارژ صحیح باتری های لیتیوم یونی می تواند عمر باتری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. کارشناسان توصیه می کنند که برای یک باتری جدید از روش صحیح این فرآیند پیروی کنید. پس از این، تخلیه کامل باتری توصیه نمی شود. هنگامی که نشانگر نشان می دهد که ظرفیت باتری تنها 14-15٪ شارژ شده است، باید به شبکه متصل شود.

در عین حال، استفاده از دستگاه هایی غیر از استاندارد برای پر کردن ظرفیت باتری نیز توصیه نمی شود. حداکثر میزان جریان قابل قبول مجاز برای یک مدل باتری خاص را دارد. گزینه های دیگر فقط در صورت لزوم باید استفاده شوند.

تنظیم

یک نکته ظریف دیگر وجود دارد که هنگام مطالعه این سوال که چگونه باتری های Li-Ion را به درستی شارژ کنید، باید بدانید. کارشناسان توصیه می کنند که به صورت دوره ای این دستگاه را کالیبره کنید. هر سه ماه یکبار برگزار می شود.

ابتدا، در حالت عادی، باید تجهیزات الکتریکی را قبل از خاموش کردن تخلیه کنید. بعد به شبکه متصل می شود. شارژ ادامه می یابد تا زمانی که نشانگر سبز شود (باتری 100٪ شارژ شده است). برای اینکه کنترلر به درستی کار کند باید این روش را دنبال کرد.

هنگام انجام چنین روشی، برد مدار باتری محدودیت های شارژ و دشارژ را تعیین می کند. این برای اطمینان از عملکرد عادی کنترلر و جلوگیری از خرابی ضروری است. در این حالت از یک شارژر استاندارد استفاده می شود که توسط سازنده به همراه گوشی، تبلت یا لپ تاپ عرضه می شود.

ذخیره سازی

برای اینکه باتری تا حد امکان طولانی و کارآمد کار کند، باید این سوال را نیز در نظر بگیرید که چگونه باتری لیتیوم یونی را برای ذخیره سازی به درستی شارژ کنید. در برخی موارد، زمانی ممکن است که دستگاه برق رسانی به تجهیزات به طور موقت مورد استفاده قرار نگیرد، وضعیتی پیش بیاید. در این صورت باید به درستی برای نگهداری آماده شود.

باتری تا 50 درصد شارژ می شود. در این حالت می توان آن را برای مدت زمان زیادی ذخیره کرد. اما دمای محیط باید حدود 15 درجه سانتیگراد باشد. اگر افزایش یابد، سرعتی که باتری ظرفیت خود را از دست می دهد افزایش می یابد.

اگر باتری نیاز به نگهداری طولانی مدت داشته باشد، باید ماهی یک بار کاملاً تخلیه و شارژ شود. باتری به 100 درصد ظرفیت تعیین شده خود می رسد. سپس دستگاه دوباره دشارژ شده و تا 50 درصد شارژ می شود. اگر این روش به طور منظم انجام شود، باتری را می توان برای مدت بسیار طولانی ذخیره کرد. پس از این به طور کامل قابل استفاده خواهد بود.

با در نظر گرفتن نحوه شارژ صحیح باتری های لیتیوم یونی، می توانید عمر این نوع باتری ها را به میزان قابل توجهی افزایش دهید.