Lityum iyon li ion piller. Li-Ion (lityum-iyon) pil nasıl şarj edilir ve nasıl kullanılır?

İlerleme ilerliyor ve lityum piller, geleneksel olarak kullanılan NiCd (nikel kadmiyum) ve NiMh (nikel metal hidrit) pillerin yerini giderek daha fazla alıyor.
Karşılaştırılabilir bir hücre ağırlığıyla, lityum büyük bir kapasiteye sahiptir, ayrıca hücre voltajı üç kat daha yüksektir - hücre başına 1,2 V yerine 3,6 V.
Lityum pillerin maliyeti geleneksel alkali pillere yaklaşmaya başladı, ağırlık ve boyut çok daha küçük ve ayrıca şarj edilebilirler ve şarj edilmelidirler. Üretici, 300-600 döngüye dayanabileceğini söylüyor.
Farklı boyutları vardır ve doğru olanı seçmek zor değildir.
Kendi kendine deşarj o kadar düşüktür ki yıllarca yatarlar ve şarjlı kalırlar, yani. cihaz ihtiyaç duyulduğunda çalışır durumda kalır.

"C", Kapasite anlamına gelir

Ve bunu kendiniz yapabilirsiniz basit veya çok basit değil Şarj cihazı, deneyiminize ve yeteneklerinize bağlı olarak.

LM317'de basit bir şarj cihazının şeması

Pirinç. 5.

Belirli bir lityum-iyon (Li-Ion) ve lityum-polimer (Li-Pol) pil için gereken şarj akımı, direnç Rx değiştirilerek seçilir.
Direnç Rx yaklaşık olarak şu orana karşılık gelir: 0,95/Imaks.
Diyagramda belirtilen Rx direncinin değeri 200 mA'lık bir akıma karşılık gelir, bu yaklaşık bir değerdir, ayrıca transistöre de bağlıdır.

Şarj akımına ve giriş voltajına bağlı olarak bir radyatör sağlamak gerekir.
Giriş voltajı akü voltajının en az 3 volt üzerinde olmalıdır. normal operasyon dengeleyici, hangisi için olabilir?7-9 V.

LTC4054'te basit bir şarj cihazının şeması

Pirinç. 6.

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

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

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

ben=1000/R,
burada I, amper cinsinden şarj akımıdır, R, direncin ohm cinsinden direncidir.

Lityum pil zayıf göstergesi

Pirinç. 8.

Dayanıklılık nüansı

Çalıştırma ve Önlemler

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

Uzun yıllara dayanan kullanım pratiğinden, pillerin kapasitesinin çok az değiştiğini söyleyebilirim, ancak iç direnç artar ve yüksek tüketim akımlarında pil zamanla daha az çalışmaya başlar - kapasite düşmüş gibi görünüyor.
Bu nedenle, genellikle cihazın boyutlarının izin verdiği daha büyük bir kapasite koyarım ve on yıllık eski kutular bile oldukça iyi çalışır.

Çok yüksek olmayan akımlar için eski piller uygundur.

Lityum pilleri nerede kullanırım?

Fabrikadan 2-3 "tablet" elemanının olduğu çocuk oyuncaklarına, saatlerine vb. Küçük piller koydum. Tam olarak 3V'a ihtiyaç duyulan yerde, seri olarak bir diyot ekliyorum ve tam olarak doğru çıkıyor.

LED el fenerleri koydum.

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

Genel olarak, piller yerine çıktığı yere koyarım.

Konuyla ilgili lityum ve kullanışlılığı nereden satın alabilirim?

Kapasite pahasına, Çinliler genellikle yalan söyler ve yazılandan daha azdır.

Dürüst Sanyo 18650

Günümüzde mobil, ev aletleri, aletler için özel piller kullanılmaktadır. Performansta farklılık gösterirler. Pilin uzun süre arızasız çalışabilmesi için sunulan ürünlerin üreticilerinin gereksinimlerinin dikkate alınması gerekir.

Günümüzde en popüler türlerden biri Li-Ion pillerdir. Bu tür bir pilin nasıl düzgün bir şekilde şarj edileceği ve çalışma özellikleri, cihazı çalıştırmadan önce ayrıntılı olarak ele alınmalıdır.

Genel özellikleri

Günümüzde en yaygın pil türlerinden biri Li-Ion türüdür. Bu tür cihazlar nispeten ucuzdur. Aynı zamanda, çalışma koşullarına iddiasızlar. Bu durumda, kullanıcının nadiren silindirik bir Li-Ion 18650 pilin veya başka bir pilin nasıl düzgün şekilde şarj edileceği hakkında bir sorusu olur.

Çoğu zaman, sunulan piller akıllı telefonlara, dizüstü bilgisayarlara, tabletlere ve diğer benzer cihazlara takılır. Sunulan akümülatörler, dayanıklılık ve güvenilirlik ile karakterize edilir. Tamamen boşalmaktan korkmuyorlar.

Sunulan ürünlerin ana özelliklerinden biri "hafıza etkisinin" olmamasıdır. Bu piller hemen hemen her uygun zamanda şarj edilebilir. Pil tamamen boşalmadığında "bellek etkisi" oluşur. İçinde az miktarda şarj kalmışsa, pilin kapasitesi zamanla azalır. Bu, yeterince uzun bir ekipman tedarikine yol açacaktır. Lityum iyon pillerde "hafıza etkisi" en aza indirilmiştir.

Tasarım

Bir lityum-iyon tipi pilin tasarımı, tasarlandığı cihazın türüne bağlıdır. Bir cep telefonu için "kutu" adı verilen bir pil kullanılır. Onun dikdörtgen şekil ve bir yapısal eleman içerir. Nominal voltajı 3.7V'dir.

Bir dizüstü bilgisayar için sunulan tipte bir pil, tamamen farklı bir tasarıma sahiptir. İçinde birkaç ayrı pil hücresi olabilir (2-12 adet). Her birinin silindirik bir şekli vardır. Bunlar Li-Ion 18650 pillerdir Ekipman üreticisi, bunların nasıl doğru şekilde şarj edileceğini ayrıntılı olarak gösterir. Bu tasarım özel bir denetleyici içerir. Mikroçipe benziyor. Kontrolör, şarj prosedürünü yönetir, pil kapasitesinin nominal değerinin aşılmasına izin vermez.

Tabletler ve akıllı telefonlar için modern pillerin de bir şarj kontrol işlevi vardır. Bu, pil ömrünü büyük ölçüde uzatır. Çeşitli olumsuz etkenlerden korunur.

Şarj özellikleri

Bir telefonun, dizüstü bilgisayarın ve diğer ekipmanların Li-Ion pillerini doğru şekilde nasıl şarj edeceğinizi düşünürken, sunulan cihazın özelliklerine dikkat etmeniz gerekir. Lityum iyon pillerin derin deşarja ve aşırı şarja tolerans göstermediği söylenmelidir. Bu, tasarıma eklenen özel bir cihaz (kontrolör) tarafından kontrol edilir.

Sunulan pil tipinin şarjını tam kapasitenin %20 ila %80'i seviyesinde tutmak idealdir. Kontrolör bununla ilgilenir. Ancak uzmanlar, cihazın sürekli şarja bağlı bırakılmasını önermiyor. Bu, pil ömrünü büyük ölçüde azaltır. Bu durumda, kontrolör sabit bir yüke maruz kalır. Zamanla, bundan dolayı işlevselliği azalabilir.

Bu durumda kontrolör derin deşarja da izin vermeyecektir. Sadece bir noktada pili kapatır. Bu koruyucu özellik önemlidir. Aksi takdirde, kullanıcı yanlışlıkla pili aşırı şarj edebilir veya aşırı deşarj edebilir. Ayrıca modern bir numunenin pillerinde aşırı ısınmaya karşı yüksek kaliteli koruma sağlanmaktadır.

Pil nasıl çalışır?

Bir Li-Ion pilin (yeni veya kullanılmış) doğru şekilde nasıl şarj edileceğini anlamak için, çalışma prensibini göz önünde bulundurmanız gerekir. Bu, cihazın deşarj ve şarj seviyesini kontrol etme ihtiyacını değerlendirmenizi sağlayacaktır.

Sunulan tipte bir pildeki lityum iyonları bir elektrottan diğerine geçer. Bu durumda, bir elektrik akımı belirir. Elektrotlar şunlardan yapılabilir: farklı malzemeler. Bu gösterge, cihazın performansını daha az etkiler.

Lityum iyonları, elektrotların kristal kafesinde büyür. İkincisi, sırayla hacimlerini ve kompozisyonlarını değiştirir. Pil şarj edildiğinde veya boşaldığında, elektrotlardan birinde daha fazla iyon bulunur. Lityumun metal yapı elemanlarına uyguladığı yük ne kadar fazlaysa cihazın ömrü o kadar kısa olacaktır. Bu yüzden izin vermemek daha iyi yüksek yüzde iyonların bir veya diğer elektrot üzerinde birikmesi.

Şarj Seçenekleri

Pili kullanmadan önce, bir akıllı telefonun, tabletin ve diğer ekipmanın Li-Ion pilini nasıl doğru şekilde şarj edeceğinizi düşünmeniz gerekir. Bunu yapmanın birkaç yolu var.

En doğru kararlardan biri şarj cihazı kullanmak olacaktır. Her üretici tarafından elektronik ekipmanla birlikte verilir.

İkinci seçenek, pili şarj etmektir. masaüstü bilgisayar ev ağına bağlı. Bunun için bir USB kablosu kullanılır. Bu durumda, şarj etme prosedürü ilk yöntemi kullanırken olduğundan daha uzun olacaktır.

Bu işlemi araçta çakmak kullanarak gerçekleştirebilirsiniz. Daha az popüler olan başka bir yol da, bir lityum iyon pili şarj etmektir. evrensel cihaz. Aynı zamanda "kurbağa" olarak da adlandırılır. Çoğu zaman, bu tür cihazlar akıllı telefonların pillerini şarj etmek için kullanılır. Bu cihazın kontaklarının genişliği ayarlanabilir.

Yeni bir pilin şarj edilmesi

Yeni pil uygun şekilde devreye alınmış olmalıdır. Bunun için telefon, tablet veya diğer ekipmanların şarjının tamamen boş olması gerekir. Yalnızca cihaz kapalıyken ağa bağlanabilir. Denetleyici, pilin çok fazla boşalmasına izin vermez. Pil kapasitesi önceden belirlenmiş bir seviyeye düştüğünde cihazı kapatan kişidir.

Ardından, elektrikli ekipmanı standart bir şarj cihazı kullanarak ağa bağlamanız gerekir. İşlem, gösterge yeşile dönene kadar gerçekleştirilir. Cihazı birkaç saat daha çevrimiçi bırakabilirsiniz. Bu prosedür birkaç kez gerçekleştirilir. Aynı zamanda telefonunuzu, tabletinizi veya dizüstü bilgisayarınızı özel olarak boşaltmanıza gerek yoktur.

normal şarj

Li-Ion pillerin nasıl doğru şekilde şarj edileceğini bilmek, pil ömrünü önemli ölçüde uzatabilir. Uzmanlar, yeni bir pil için bu işlem için doğru prosedürü gerçekleştirmenizi tavsiye ediyor. Bundan sonra, pilin tamamen boşaltılması önerilmez. Gösterge pil kapasitesinin yalnızca %14-15 dolu olduğunu gösterdiğinde, ağa bağlanması gerekir.

Aynı zamanda pil kapasitesini doldurmak için standart olan dışında başka cihazların kullanılması da önerilmez. için izin verilen maksimum kabul edilebilir akım değerlerine sahiptir. belirli model piller. Diğer seçenekler sadece kesinlikle gerekliyse kullanılmalıdır.

Kalibrasyon

Li-Ion pillerin nasıl düzgün bir şekilde şarj edileceği sorusunu incelerken bilmeniz gereken bir nüans daha var. Uzmanlar, bu cihazı periyodik olarak kalibre etmenizi tavsiye ediyor. Her üç ayda bir yapılır.

ilk gelen normal mod elektrikli ekipmanı kapatmadan önce boşaltmanız gerekir. Ardından ağa bağlanır. Gösterge yeşile dönene kadar şarj işlemi devam eder (pil %100 şarj olmuştur). için bu prosedür izlenmelidir. doğru operasyon denetleyici.

Böyle bir prosedür gerçekleştirilirken, pil devre kartı şarj ve deşarj sınırlarını belirler. Bu, arızaları önlemek için kontrolörün normal çalışmasını sağlamak için gereklidir. Bu durumda, üretici tarafından bir telefon, tablet veya dizüstü bilgisayarla birlikte verilen normal bir şarj cihazı kullanılır.

Depolamak

Pilin mümkün olduğu kadar uzun süre ve verimli bir şekilde dayanması için, Li-Ion pili saklama amacıyla nasıl düzgün bir şekilde şarj edeceğinizi de düşünmeniz gerekir. Bazı durumlarda, ekipmana güç sağlayan cihazın geçici olarak çalışmadığı bir durum ortaya çıkabilir. Bu durumda, depolama için uygun şekilde hazırlanmalıdır.

Batarya %50'ye kadar şarj oldu. Bu durumda uzun süre saklanabilir. Ancak ortam sıcaklığı 15°C civarında olmalıdır. Yükselirse, pilin kapasitesini kaybetme hızı artacaktır.

Pil yeterince uzun süre saklanacaksa, ayda bir kez tamamen boşaltılmalı ve şarj edilmelidir. Pil belirtilen kapasitesinin %100'ünü kazanır. Daha sonra cihaz tekrar deşarj olur ve %50'ye kadar şarj olur. Bu prosedürü düzenli olarak uygulayarak pili çok uzun süre saklayabilirsiniz. Bundan sonra, tamamen kullanılabilir olacaktır.

Li-Ion pillerin nasıl doğru şekilde şarj edileceğini düşünerek, bu tür pillerin ömrünü önemli ölçüde uzatabilirsiniz.

Lityum piller veya akümülatörlerden bahsederken, çoğu zaman, son birkaç yılda neredeyse bir düzine pilin ortaya çıktığının farkında bile olmazlar; bunların her biri, sonuçta önemli ölçüde farklı olan diğer kimyasal elementlerin çeşitli ilaveleriyle lityumdur. diğer.

Türlerine bakalım ve klasiklerle başlayalım:

Lityum iyon piller, lityum iyonlarının deşarj sırasında negatif elektrottan pozitif elektrota hareket ettiği ve şarj sırasında tekrar geri döndüğü klasik şarj edilebilir pillerdir. Lityum-iyon piller yaygın olarak kullanılmaktadır. tüketici elektroniği. En popüler türlerden biridir. piller taşınabilir elektronik cihazlar için, en iyi enerji yoğunluklarından birine sahip, hafıza etkisi yok ve kullanılmadığında yavaş şarj kaybı (düşük kendi kendine deşarj).

Bu seri, silindirik ve prizmatik pil boyutlarını kapsar. Li-ion, herhangi bir eski tip pil arasında en yüksek güç yoğunluğuna sahiptir. Çok hafif ve uzun çevrim ömrü, onu birçok uygulama için ideal bir ürün haline getirir.

Lityum titanat (lityum titanat), nispeten yeni bir lityum-iyon pil sınıfıdır - (daha fazlası). Binlerce döngüyle ölçülen çok uzun bir yaşam döngüsü ile karakterizedir. Lityum kurşun titanat da çok güvenlidir ve bu açıdan demir fosfatla karşılaştırılabilir. Enerji yoğunluğu diğer lityum-iyon akım kaynaklarından daha düşük ve 2,4 V anma gerilimi.

Bu teknoloji çok farklı hızlı şarj, düşük iç direnç, çok yüksek kullanım ömrü ve mükemmel dayanıklılık (ayrıca güvenlik). LTO, uygulamasını esas olarak elektrikli araçlarda bulmuştur ve kol saati. İÇİNDE Son zamanlarda yüksek güvenliği nedeniyle mobil tıbbi cihazlarda uygulama bulmaya başlamıştır. Teknolojinin bir özelliği de anotta karbon yerine nanokristaller kullanması ve bu da çok daha verimli bir yüzey alanı sağlıyor. Ne yazık ki, bu pil diğer lityum pil türlerinden daha düşük voltajlara sahiptir.

özellikler:

• Spesifik enerji: yaklaşık 30-110Wh/kg
• Enerji Yoğunluğu: 177W*H/L
• Özgül güç: 3.000-5.100 W/kg
• Boşaltma verimliliği: yaklaşık %85; %95'in üzerinde şarj verimliliği
• Enerji-fiyatı: 0,5 W/dolar
• Raf ömrü: >10 yıl
• Kendi kendine deşarj: %2-5/ay
• Dayanıklılık: %90 kapasiteye kadar 6000 döngü
• Anma gerilimi: 1,9 - 2,4 V
• Sıcaklık: -40 ila +55°C
• Şarj yöntemi: Sabit bir sabit akım, ardından eşiğe ulaşana kadar sabit bir voltaj kullanır.

Kimyasal formül: Li4Ti5O12 + 6LiCoO2< >Li7Ti5O12 + 6Li0.5CoO2(E=2.1V)

Lityum polimer, ağırlık bakımından lityum iyon pillerden daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir. Çok ince hücrelerde (5 mm'ye kadar), lityum polimer yüksek hacimsel enerji yoğunluğu sağlar. Dalgalanmalarda ve yüksek sıcaklıklarda mükemmel kararlılık.

Bu seri akümülatörler 30 ila 23000 mA/h aralığında, prizmatik ve silindirik gövdeli olarak üretilebilmektedir. Lityum polimer pillerin bir dizi avantajı vardır: hacme göre daha yüksek enerji yoğunluğu, hücre boyutlarında esneklik ve daha geniş bir güvenlik marjı, hatta mükemmel voltaj kararlılığı. Yüksek sıcaklık. Ana uygulamalar: taşınabilir oynatıcılar, Bluetooth, kablosuz cihazlar, PDA'lar ve dijital kameralar elektrikli bisikletler, GPS navigasyon cihazları, dizüstü bilgisayarlar, e-kitaplar.

özellikler:

• Anma gerilimi: 3.7V
• Şarj gerilimi: 4,2±0,05V
• Şarj akımı, hız: 0.2-10S
• Deşarj voltajını sınırlayın: 2,5 V
• Deşarj oranı: 50C'ye kadar
• Döngülerde dayanıklılık: 400 döngü

Lityum demir fosfat iyi güvenlik özelliklerine, uzun hizmet ömrüne (2000 döngüye kadar) ve düşük üretim maliyetine sahiptir. LiFePO4 piller, askeri teçhizat, elektrikli aletler, elektrikli bisikletler gibi yüksek deşarj akımları için çok uygundur. mobil bilgisayarlar, UPS ve güneş enerjisi sistemleri.

Lityum-iyon piller için yeni bir anot malzemesi olan lifepo4, ilk olarak 1997 yılında piyasaya sürüldü ve şimdiye kadar sürekli olarak geliştirildi. Güvenilir güvenliği, dayanıklılığı, bertaraf sırasında düşük çevresel etkisi ve uygun şarj ve deşarj özellikleri nedeniyle uzmanların dikkatini çekmiştir. Birçok uzman, lifepo4 pillerin günümüzde en iyi seçenek elektroniğin otonom güç kaynağı için.

Lityum kükürt dioksit (Li ve SO2 pil) - bu piller yüksek enerji yoğunluğuna ve deşarja karşı iyi bir dirence sahiptir. yüksek güç. Bu tür elementler ağırlıklı olarak askeriye, meteoroloji ve uzay bilimlerinde kullanılmaktadır.

Metal lityum anotlu (tüm metallerin en hafifi) ve kükürt dioksit (SO2) ile doldurulmuş gözenekli bir karbon akım toplayıcı içeren sıvı katotlu lityum kükürt dioksit bazlı piller, 2,9 V'luk bir voltaj sağlar ve silindirik bir şekle sahiptir.

özellikler:

• Boşalmanın çoğu için kararlı olan yüksek çalışma voltajı
• Son derece düşük kendi kendine deşarj
• çalışabilirlik aşırı koşullar
• Geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-55°C ila +65°C)

Lityum manganez dioksit (Li-MnO2 pil) - bu tür piller, hafif metal bir lityum anoda ve aşındırıcı olmayan, toksik olmayan bir organik elektrolite daldırılmış katı bir manganez dioksit katoda sahiptir. Bu pil türü, EU RoHS ile uyumludur ve şu özelliklere sahiptir: geniş kapasite, yüksek deşarj kapasitesi ve uzun servis ömrü.

Li-MnO2, yedek güç kaynaklarında, acil durum işaretlerinde, yangın alarmlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. elektronik sistemler giriş kontrolu, dijital kameralar, tıbbi malzeme.

özellikler:

• Yüksek enerji yoğunluğu
• Çok kararlı deşarj voltajı
• 10 yıldan fazla raf ömrü
• Çalışma sıcaklığı: -40 ila +60°С

Lityum tiyonil klorür (lityum-SOCl2) piller, hafif bir lityum metal anot ve tiyonil klorür (SOCl2) ile doldurulmuş gözenekli bir karbon akım toplayıcı içeren bir sıvı katot içerir. Li-SOCL2 piller, otomotiv, tıp, askeri ve havacılık uygulamaları için idealdir. -60 ile + 150°C arasında en geniş çalışma sıcaklığı aralığına sahiptirler.

özellikler:

• Yüksek enerji yoğunluğu
• Uzun raf ömrü
• Geniş sıcaklık aralığı
• iyi sızdırmazlık
• kararlı deşarj voltajı

Li-FeS2 piller

Li-FeS2 piller ve piller, lityum demir disülfür anlamına gelir. Onlarla ilgili bilgiler daha sonra eklenecektir.

Test özellikleri

Deneylerdeki ana zorluk, beyan edilen kapasite ile gerçek kapasite arasındaki tutarsızlıktır. Tüm piller, belirtilenden daha yüksek, %0,1'den %5'e kadar bir kapasiteye sahiptir, bu da ek bir öngörülemezlik unsuru getirir.

En çok kullanılan piller NCA ve NMC idi ancak lityum kobalt ve lityum fosfat piller de test edildi.

Birkaç terim:
DoD - Deşarj Derinliği - Deşarj derinliği.
SoC - Şarj Durumu - şarj seviyesi.

Batarya kullanımı

döngü sayısı

Bu eğriye Wöhler eğrisi denir. Bir yayın esneme sayısının esneme derecesine bağlı olmasıyla ilgili temel fikir mekanikten geldi. %100 pil deşarjında ​​3000 döngünün başlangıç ​​değeri, ağırlıklı ortalama 0,1C deşarjdır. Bazı piller daha iyi sonuçlar verir, bazıları daha kötü. 1C'lik bir akımda, %100 deşarjdaki tam döngü sayısı, üreticiye bağlı olarak 3000'den 1000-1500'e düşer.

Genel olarak, grafiklerde sunulan bu oran, deney sonuçlarıyla doğrulanmıştır, çünkü mümkün olduğunda pili şarj etmeniz önerilir.

Döngü süperpozisyon hesaplaması

Deneylerin sonuçlarına göre, kombine çevrim, iki bağımsız çevrimin tam eşdeğer çevrimlerinin eklenmesinden sonuçlar göstermiştir. Onlar. pilin birleşik çevrimdeki bağıl kapasitesi, küçük ve büyük çevrimlerdeki deşarjların toplamına göre düştü (doğrusallaştırılmış grafik aşağıda sunulmuştur).


Uzun deşarj döngülerinin etkisi daha belirgindir, bu da pilin her fırsatta daha iyi şarj edilmesi anlamına gelir.

hafıza etkisi

Pil depolama

Depolama sıcaklıkları

Şarj seviyesi

Deneysel sonuçların ana sorunları

Deneylerin sonuçları

kaynaklar

Belirli bir şarj cihazının özelliklerini değerlendirmek, örnek şarjın gerçekte nasıl akması gerektiğini anlamadan zordur. li-ion pil A. Bu nedenle, doğrudan devrelere geçmeden önce biraz teoriyi hatırlayalım.

Lityum piller nedir?

Bir lityum pilin pozitif elektrotunun hangi malzemeden yapıldığına bağlı olarak, bunların birkaç çeşidi vardır:

• lityum kobaltat katodlu;
• litiyumlu demir fosfat bazlı katotlu;
• nikel-kobalt-alüminyum bazlı;
• nikel-kobalt-mangan bazlı.

Tüm bu pillerin kendine has özellikleri vardır, ancak bu nüanslar genel tüketici için temel bir öneme sahip olmadığından bu makalede dikkate alınmayacaktır.

Ayrıca tüm li- iyon pillerÇeşitli ebatlarda ve form faktörlerinde üretilir. Kutulu versiyonda (örneğin, günümüzde popüler olan 18650 piller) veya lamine veya prizmatik versiyonda (jel-polimer piller) olabilirler. İkincisi, elektrotların ve elektrot kütlesinin yerleştirildiği özel bir filmden yapılmış hava geçirmez şekilde kapatılmış torbalardır.

Li-ion pillerin en yaygın boyutları aşağıdaki tabloda gösterilmektedir (hepsi 3,7 volt nominal gerilime sahiptir):

Dahili elektrokimyasal işlemler aynı şekilde ilerler ve pilin biçim faktörüne ve performansına bağlı değildir, bu nedenle aşağıda belirtilen her şey tüm lityum piller için aynı şekilde geçerlidir.

Lityum iyon piller nasıl düzgün şekilde şarj edilir

En doğru yol Lityum pil şarjı iki aşamalı bir şarjdır. Sony'nin tüm şarj cihazlarında kullandığı yöntem budur. Daha karmaşık şarj kontrol cihazına rağmen, bu, hizmet ömürlerini azaltmadan li-ion pillerin daha eksiksiz şarj edilmesini sağlar.

Burada CC / CV (sabit akım, sabit voltaj) olarak kısaltılan lityum pillerin iki aşamalı bir şarj profilinden bahsediyoruz. Darbeli ve kademeli akım seçenekleri de vardır, ancak bunlar bu makalede ele alınmamıştır. Şarj etme hakkında daha fazla bilgi darbe akımı okunabilir.

Öyleyse, suçlamanın her iki aşamasını da daha ayrıntılı olarak ele alalım.

1. ilk aşamada sabit bir şarj akımı sağlanmalıdır. Mevcut değer 0.2-0.5C'dir. Hızlandırılmış şarj için akımın 0,5-1,0C'ye kadar artmasına izin verilir (burada C pil kapasitesidir).

Örneğin 3000 mAh kapasiteli bir pil için ilk kademedeki nominal şarj akımı 600-1500 mA, hızlandırılmış şarj akımı ise 1.5-3A aralığında olabilir.

Belirli bir değerde sabit bir şarj akımı sağlamak için, şarj devresi (şarj cihazı) akü terminallerindeki voltajı yükseltebilmelidir. Aslında, ilk aşamada, bellek klasik bir akım dengeleyici gibi çalışır.

Önemli: Pilleri yerleşik bir koruma kartı (PCB) ile şarj etmeyi planlıyorsanız, şarj devresini tasarlarken voltajın uygun olduğundan emin olmanız gerekir. boş hareket devreler asla 6-7 voltu geçemez. Aksi takdirde koruma levhası arızalanabilir.

Akü üzerindeki voltaj 4,2 volt değerine yükseldiğinde, akü kapasitesinin yaklaşık %70-80'ini kazanacaktır (özgül kapasite değeri şarj akımına bağlı olacaktır: hızlandırılmış şarj ile biraz daha az olacaktır) , nominal bir ücretle - biraz daha fazla). Bu an, şarjın ilk aşamasının sonudur ve ikinci (ve son) aşamaya geçiş için bir sinyal görevi görür.

2. İkinci şarj aşaması- bu, pilin sabit voltajla, ancak kademeli olarak azalan (düşen) akımla şarj edilmesidir.

Bu aşamada şarj cihazı akü üzerinde 4,15-4,25 voltluk bir voltajı muhafaza eder ve akım değerini kontrol eder.

Kapasite arttıkça şarj akımı azalacaktır. Değeri 0.05-0.01С'ye düşer düşmez şarj işlemi tamamlanmış sayılır.

Doğru şarj cihazının çalışmasındaki önemli bir nüans, şarj işlemi tamamlandıktan sonra aküden tamamen ayrılmasıdır. Bunun nedeni, lityum pillerin su altında kalması son derece istenmeyen bir durumdur. artan voltaj, genellikle bir şarj cihazı sağlar (yani 4,18-4,24 volt). Bu, hızlandırılmış bozulmaya yol açar kimyasal bileşim pil ve sonuç olarak kapasitesinde bir azalma. Uzun kalmak, onlarca saat veya daha fazla anlamına gelir.

Şarjın ikinci aşamasında pil, kapasitesinin yaklaşık 0,1-0,15'i kadarını kazanmayı başarır. Böylece toplam pil şarjı %90-95'e ulaşır ki bu mükemmel bir göstergedir.

Şarjın iki ana aşamasını ele aldık. Bununla birlikte, lityum pillerin şarj edilmesi konusunun kapsamı, sözde şarjın bir aşamasından daha bahsedilmezse eksik olacaktır. ön şarj.

Ön şarj aşaması (ön şarj)- bu aşama yalnızca tamamen boşalmış piller için (2,5 V'un altında) normal çalışma moduna getirmek için kullanılır.

Bu aşamada ücretlendirme sağlanır. doğru akım akü voltajı 2,8 V'a ulaşana kadar azaltılmış değer.

Ön aşama, örneğin elektrotlar arasında dahili bir kısa devreye sahip olan hasarlı pillerin şişmesini ve basıncının düşmesini (hatta yangınla patlamasını) önlemek için gereklidir. Böyle bir pilden hemen büyük bir şarj akımı geçerse, bu kaçınılmaz olarak ısınmasına ve sonra ne kadar şanslı olmasına yol açacaktır.

Ön şarjın diğer bir faydası da, şarj sırasında önemli olan pilin ön ısıtılmasıdır. Düşük sıcaklık ortam (soğuk mevsimde ısıtılmayan bir odada).

Akıllı şarj, ön şarj aşamasında akü voltajını izleyebilmeli ve voltaj düşmesi durumunda uzun zamandır yükselmiyorsa, pilin arızalı olduğu sonucuna varın.

Bir lityum iyon pili şarj etmenin tüm aşamaları (ön şarj aşaması dahil) bu grafikte şematik olarak gösterilmiştir:

Nominal şarj voltajının 0,15 V aşılması pil ömrünü yarıya indirebilir. Şarj voltajının 0,1 volt düşürülmesi, şarj edilmiş bir pilin kapasitesini yaklaşık %10 azaltır, ancak ömrünü önemli ölçüde uzatır. Tam olarak şarj edilmiş bir pilin şarj cihazından çıkarıldıktan sonraki voltajı 4,1-4,15 volttur.

Yukarıdakileri özetlemek için, ana tezleri özetliyoruz:

1. Bir li-ion pili şarj etmek için hangi akım (örneğin, 18650 veya başka bir pil)?

Akım, onu ne kadar hızlı şarj etmek istediğinize bağlıdır ve 0,2C ile 1C arasında değişebilir.

Örneğin 3400 mAh kapasiteli 18650 pil için minimum şarj akımı 680 mA, maksimum ise 3400 mA'dır.

2. Örneğin, aynı 18650 şarj edilebilir pillerin şarj edilmesi ne kadar sürer?

Şarj süresi doğrudan şarj akımına bağlıdır ve aşağıdaki formülle hesaplanır:

T \u003d C / I ücret.

Örneğin 1A akım ile 3400 mAh kapasiteli bataryamızın şarj süresi yaklaşık 3,5 saat olacaktır.

3. Lityum polimer pil nasıl düzgün şekilde şarj edilir?

Tüm lityum piller aynı şekilde şarj edilir. Lityum polimer veya lityum iyon olması fark etmez. Biz tüketiciler için fark yok.

Koruma levhası nedir?

Koruma kartı (veya PCB - güç kontrol kartı), lityum pilin kısa devreye, aşırı şarjına ve aşırı deşarjına karşı koruma sağlamak için tasarlanmıştır. Kural olarak, koruma modüllerine aşırı ısınma koruması da yerleştirilmiştir.

Güvenlik nedeniyle, lityum pilleri kullanmayın. Ev aletleri yerleşik bir koruma levhası yoksa. Bu nedenle, tüm cep telefonu pillerinde her zaman bir PCB kartı bulunur. Pil çıkış terminalleri doğrudan kart üzerinde bulunur:

Bu panolar, özel bir mikrukh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600, vb. analogları) üzerinde altı ayaklı bir şarj kontrol cihazı kullanır. Bu denetleyicinin görevi, pil tamamen boşaldığında pili yükten ayırmak ve 4.25V'a ulaştığında pili şarjdan ayırmaktır.

Burada, örneğin, eski Nokia telefonlarıyla birlikte verilen BP-6M pil koruma kartının bir şeması bulunmaktadır:

18650 den bahsedecek olursak hem koruma levhalı hem de levhasız üretilebilirler. Koruma modülü, akünün eksi kutbu bölgesinde bulunur.

Kart, pilin uzunluğunu 2-3 mm artırır.

PCB modülü olmayan piller genellikle kendi koruma devreleri ile birlikte gelen pillerle birlikte gelir.

Korumalı herhangi bir pil, kolayca sökülerek korumasız bir pile dönüştürülebilir.

Bugüne kadar, 18650 pilin maksimum kapasitesi 3400 mAh'dir. Korumalı piller, kutu üzerinde ilgili bir tanımlamaya ("Korumalı") sahip olmalıdır.

PCB kartını PCM modülüyle (PCM - güç şarj modülü) karıştırmayın. İlki yalnızca pili korumaya hizmet ediyorsa, ikincisi şarj sürecini kontrol etmek için tasarlanmıştır - şarj akımını belirli bir seviyede sınırlar, sıcaklığı kontrol eder ve genel olarak tüm süreci sağlar. PCM kartı, şarj kontrolörü dediğimiz şeydir.

Umarım artık soru kalmamıştır, 18650 pil veya başka bir lityum pil nasıl şarj edilir? sonra gidiyoruz küçük seçimşarj cihazları için hazır devre çözümleri (aynı şarj kontrol cihazları).

Li-ion piller için şarj şemaları

Tüm devreler herhangi bir lityum pili şarj etmek için uygundur, geriye kalan tek şey şarj akımına ve eleman tabanına karar vermektir.

LM317

Şarj göstergeli LM317 çipine dayalı basit bir şarj cihazının şeması:

Devre basittir, tüm ayar, düzeltici direnç R8'i kullanarak (bağlı bir pil olmadan!) Çıkış voltajını 4,2 volta ayarlamak ve R4, R6 dirençlerini seçerek şarj akımını ayarlamaktan ibarettir. Direnç R1'in gücü en az 1 watt'tır.

LED söner sönmez şarj işlemi tamamlanmış sayılabilir (şarj akımı asla sıfıra düşmez). Pilin tamamen şarj olduktan sonra uzun süre bu şarjda tutulması önerilmez.

lm317 yongası, çeşitli voltaj ve akım stabilizatörlerinde (anahtarlama devresine bağlı olarak) yaygın olarak kullanılır. Her köşede satılıyor ve genel olarak bir kuruşa mal oluyor (sadece 55 ruble için 10 parça alabilirsiniz).

LM317 farklı durumlarda gelir:

Pim ataması (pin çıkışı):

LM317 yongasının analogları şunlardır: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (son ikisi yerli üretimdir).

LM317 yerine LM350 alırsanız şarj akımı 3A'e kadar arttırılabilir. Doğru, daha pahalı olacak - 11 ruble / adet.

Baskılı devre kartı ve devre düzeneği aşağıda gösterilmiştir:

Eski Sovyet transistörü KT361, benzer bir transistörle değiştirilebilir pnp transistör(örneğin, KT3107, KT3108 veya burjuva 2N5086, 2SA733, BC308A). Şarj göstergesine gerek yoksa tamamen çıkarılabilir.

Devrenin dezavantajı: besleme voltajı 8-12V aralığında olmalıdır. Bunun nedeni, LM317 mikro devresinin normal çalışması için akü voltajı ile besleme voltajı arasındaki farkın en az 4,25 volt olması gerektiğidir. Böylece, USB bağlantı noktasından güç almak mümkün olmayacaktır.

MAX1555 veya MAX1551

MAX1551/MAX1555, USB'den veya ayrı bir güç adaptöründen (örneğin bir telefon şarj cihazı) çalışabilen, Li+ piller için özel şarj cihazlarıdır.

Bu mikro devreler arasındaki tek fark, MAX1555'in şarj ilerleme göstergesi için bir sinyal vermesi ve MAX1551'in gücün açık olduğuna dair bir sinyal vermesidir. Onlar. Çoğu durumda 1555 hala tercih edilir, bu nedenle 1551'i satışta bulmak artık zor.

Üreticiden bu çiplerin ayrıntılı bir açıklaması -.

DC adaptöründen maksimum giriş voltajı 7 V, USB'den güç verildiğinde 6 V'tur. Besleme voltajı 3,52 V'a düştüğünde mikro devre kapanır ve şarj durur.

Mikro devrenin kendisi, besleme voltajının hangi girişte bulunduğunu ve ona bağlı olduğunu algılar. Eğer yemek geliyor USB veri yolu üzerinden maksimum şarj akımı 100 mA ile sınırlıdır - bu, güney köprüsünü yakma korkusu olmadan şarj cihazını herhangi bir bilgisayarın USB bağlantı noktasına takmanıza olanak tanır.

Ayrı bir güç kaynağı ile çalıştırıldığında, tipik şarj akımı 280mA'dır.

Çipler yerleşik aşırı ısınma korumasına sahiptir. Ancak bu durumda bile devre, şarj akımını 110°C'nin üzerindeki her derece için 17mA azaltarak çalışmaya devam eder.

Bir ön şarj işlevi vardır (yukarıya bakın): pil voltajı 3V'un altında olduğu sürece, mikro devre şarj akımını 40 mA ile sınırlar.

Mikro devrenin 5 pimi vardır. İşte tipik bir bağlantı şeması:

Adaptörünüzün çıkışındaki voltajın hiçbir koşulda 7 voltu geçemeyeceğine dair bir garanti varsa, 7805 dengeleyici olmadan da yapabilirsiniz.

USB şarj seçeneği, örneğin buna monte edilebilir.

Mikro devre herhangi bir harici diyot veya harici transistöre ihtiyaç duymaz. Genel olarak, elbette şık mikruhi! Sadece çok küçükler, lehimlenmesi sakıncalıdır. Ve hala pahalılar ().

LP2951

LP2951 dengeleyici, National Semiconductors () tarafından üretilmiştir. Yerleşik akım sınırlama işlevinin uygulanmasını sağlar ve devre çıkışında bir lityum iyon pil için sabit bir şarj voltajı seviyesi oluşturmanıza olanak tanır.

Şarj voltajı değeri 4,08 - 4,26 volttur ve akü bağlantısı kesildiğinde R3 direnci tarafından ayarlanır. Gerilim çok doğru.

Şarj akımı 150 - 300mA'dır, bu değer LP2951 yongasının dahili devreleri ile sınırlıdır (üreticiye bağlı olarak).

Küçük bir ters akıma sahip bir diyot kullanın. Örneğin, alabileceğiniz 1N400X serisinden herhangi biri olabilir. Diyot, giriş voltajı kapatıldığında pilden LP2951 çipine ters akımı önlemek için bloke edici diyot olarak kullanılır.

Bu şarj cihazı oldukça düşük bir şarj akımı üretir, bu nedenle herhangi bir 18650 pil bütün gece şarj edilebilir.

Mikro devre, hem DIP paketinde hem de SOIC paketinde satın alınabilir (maliyet, parça başına yaklaşık 10 ruble).

MCP73831

Çip, doğru şarj cihazlarını oluşturmanıza olanak tanır, ayrıca abartılı MAX1555'ten daha ucuzdur.

Tipik bir anahtarlama devresi aşağıdakilerden alınır:

Devrenin önemli bir avantajı, şarj akımını sınırlayan düşük dirençli güçlü dirençlerin olmamasıdır. Burada akım, mikro devrenin 5. çıkışına bağlı bir direnç tarafından ayarlanır. Direnci 2-10 kOhm aralığında olmalıdır.

Şarj tertibatı şöyle görünür:

Mikro devre çalışma sırasında oldukça iyi ısınıyor, ancak bu onu engellemiyor gibi görünüyor. İşlevini yerine getirir.

İşte başka bir seçenek baskılı devre kartıİle smd led ve mikro USB konektörü:

LTC4054 (STC4054)

Çok basit, harika fikir! 800 mA'ya kadar akımla şarj etmeye izin verir (bkz.). Doğru, çok ısınma eğilimindedir, ancak bu durumda yerleşik aşırı ısınma koruması akımı azaltır.

Devre, bir transistörlü LED'lerden birini veya hatta her ikisini birden atarak büyük ölçüde basitleştirilebilir. O zaman şöyle görünecek (kabul edin, daha kolay hiçbir yer yoktur: bir çift direnç ve bir konder):

PCB seçeneklerinden biri adresinde mevcuttur. Kart, 0805 boyutunda elemanlar için tasarlanmıştır.

ben=1000/R. Hemen büyük bir akım ayarlamamalısınız, önce mikro devrenin ne kadar ısınacağını görün. Amaçlarım için 2,7 kOhm'luk bir direnç aldım, şarj akımı ise yaklaşık 360 mA idi.

Bir radyatörün bu mikro devreye uyarlanması pek olası değildir ve kristal kasa geçişinin yüksek ısıl direnci nedeniyle etkili olacağı da bir gerçek değildir. Üretici, ısı emiciyi "uçlardan" yapmayı - izleri mümkün olduğunca kalın hale getirmeyi ve folyoyu mikro devre kasasının altında bırakmayı önerir. Ve genel olarak, ne kadar çok "toprak" folyosu kalırsa o kadar iyidir.

Bu arada, ısının çoğu 3. ayaktan atılır, böylece bu yolu çok geniş ve kalın yapabilirsiniz (fazla lehimle doldurun).

LTC4054 yonga paketi, LTH7 veya LTADY olarak etiketlenmiş olabilir.

LTH7, LTADY'den farklıdır, çünkü birincisi çok bitmiş bir pili (gerilimi 2,9 volttan az olan) kaldırabilirken, ikincisi bunu yapamaz (ayrı olarak sallamanız gerekir).

Микросхема вышла очень удачной, поэтому имеет кучу аналогов: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Analoglardan herhangi birini kullanmadan önce veri sayfalarını kontrol edin.

TP4056

Mikro devre SOP-8 paketinde yapılmıştır (bkz.), Karnında kontaklara bağlı olmayan metal bir ısı emici vardır, bu da ısıyı daha verimli bir şekilde gidermeyi mümkün kılar. Pili 1A'ya kadar bir akımla şarj etmenizi sağlar (akım, akım ayar direncine bağlıdır).

Bağlantı şeması çok az ek gerektirir:

Devre, klasik şarj işlemini uygular - önce sabit akımla, ardından sabit voltaj ve düşen akımla şarj edin. Her şey bilimseldir. Şarjı adım adım sökerseniz, birkaç aşamayı ayırt edebilirsiniz:

1. Bağlı pilin voltajının izlenmesi (bu her zaman olur).
2. Ön şarj aşaması (akü 2,9 V'un altında boşalmışsa). Programlanan R prog direncinden (R prog = 1,2 kOhm'da 100mA) 2,9 V seviyesine şarj akımı 1/10.
3. Maksimum sabit akımla şarj etme (R prog = 1,2 kOhm'da 1000mA);
4. Batarya 4,2 V'a ulaştığında batarya voltajı bu seviyede sabitlenir. Şarj akımında kademeli bir azalma başlar.
5. Akım, direnç tarafından programlanan R programının 1/10'una ulaştığında (R prog = 1,2 kOhm'da 100mA), şarj cihazı kapanır.
6. Şarj işlemi tamamlandıktan sonra kontrolör akü voltajını izlemeye devam eder (bkz. madde 1). İzleme devresi tarafından tüketilen akım 2-3 μA'dır. Voltaj 4.0V'a düştükten sonra şarj tekrar açılır. Ve böylece bir daire içinde.

Şarj akımı (amper olarak) formülle hesaplanır I=1200/R programı. İzin verilen maksimum 1000 mA'dır.

3400 mAh'de 18650 pil ile gerçek bir şarj testi grafikte gösterilmektedir:

Mikro devrenin avantajı, şarj akımının yalnızca bir direnç tarafından ayarlanmasıdır. Güçlü düşük dirençli dirençler gerekli değildir. Artı, şarj işleminin bir göstergesi ve şarjın bittiğine dair bir gösterge var. Pil bağlı değilken, gösterge birkaç saniyede bir yanıp söner.

Devrenin besleme gerilimi 4,5 ... 8 volt arasında olmalıdır. 4,5V'a ne kadar yakınsa o kadar iyidir (böylece çip daha az ısınır).

İlk bacak, yerleşik sıcaklık sensörünü bağlamak için kullanılır. Lityum iyon batarya(genellikle bu, cep telefonu pilinin orta terminalidir). Çıkış voltajı, besleme voltajının %45'inin altında veya %80'inin üzerindeyse şarj askıya alınır. Sıcaklık kontrolüne ihtiyacınız yoksa, ayağınızı yere koyun.

Dikkat! Bu devrenin önemli bir dezavantajı vardır: pil ters koruma devresinin olmaması. Bu durumda, maksimum akımın aşılması nedeniyle kontrolörün yanması garanti edilir. Bu durumda devrenin besleme gerilimi direkt olarak aküye düşer ki bu çok tehlikelidir.

Mühür basittir, diz üzerinde bir saat içinde yapılır. Zaman sıkıntısı çekiyorsanız, hazır modüller sipariş edebilirsiniz. Bazı bitmiş modül üreticileri, aşırı akım ve aşırı deşarja karşı koruma ekler (örneğin, hangi karta ihtiyacınız olduğunu seçebilirsiniz - korumalı veya korumasız ve hangi konektörle).

Ayrıca bulabilirsiniz hazır panolar bir sıcaklık sensörü için bir kontak ile. Veya şarj akımını artırmak için paralel olarak birden çok TP4056 yongasına sahip ve ters polarite korumalı bir şarj modülü (örnek).

LTC1734

Aynı zamanda çok basit bir tasarım. Şarj akımı, direnç R prog tarafından ayarlanır (örneğin, 3 kΩ direnç koyarsanız, akım 500 mA olacaktır).

Mikro devreler genellikle kasada işaretlenir: LTRG (genellikle Samsung'un eski telefonlarında bulunurlar).

Transistör sığacak herhangi bir p-n-p, asıl mesele, belirli bir şarj akımı için tasarlanmış olmasıdır.

Bu şemada şarj göstergesi yoktur, ancak LTC1734'te "4" piminin (Prog) iki işlevi olduğu söylenir - akımı ayarlamak ve pil şarjının sonunu izlemek. Örneğin, bir LT1716 karşılaştırıcı kullanan şarj sonu kontrollü bir devre gösterilmektedir.

Karşılaştırıcı LT1716 içinde bu durum ucuz bir LM358 ile değiştirilebilir.

TL431 + transistör

Daha erişilebilir bileşenlerden bir devre oluşturmak muhtemelen zordur. Burada en zor şey TL431 referans voltajının kaynağını bulmaktır. Ancak o kadar yaygındırlar ki neredeyse her yerde bulunurlar (nadiren bu mikro devre olmadan hangi güç kaynağının işe yaradığı).

TIP41 transistörü, uygun bir toplayıcı akımı olan herhangi bir transistör ile değiştirilebilir. Eski Sovyet KT819, KT805 (veya daha az güçlü KT815, KT817) bile iş görecektir.

Devrenin kurulumu, 4,2 volt seviyesinde bir düzeltici kullanarak çıkış voltajını (pilsiz !!!) ayarlamaktan ibarettir. Direnç R1 setleri maksimum değerşarj akımı.

Bu şema, iki aşamalı lityum pilleri şarj etme sürecini tam olarak uygular - önce doğru akımla şarj etme, ardından voltaj dengeleme aşamasına geçiş ve akımı neredeyse sıfıra yumuşak bir şekilde düşürme. Tek dezavantaj, devrenin zayıf tekrarlanabilirliğidir (ayarlamada kaprisli ve kullanılan bileşenleri talep ediyor).

MCP73812

Microchip'ten haksız yere ihmal edilen başka bir mikroçip daha var - MCP73812 (bkz.). Buna dayanarak, çok bütçeli bir ücretlendirme seçeneği elde edersiniz (ve ucuz!). Tüm kit sadece bir dirençtir!

Bu arada, mikro devre lehimleme için uygun bir durumda yapılır - SOT23-5.

Tek olumsuz yanı çok ısınması ve şarj göstergesinin olmaması. Ayrıca, düşük güçlü bir güç kaynağınız varsa (gerilim düşmesine neden olan) bir şekilde çok güvenilir bir şekilde çalışmaz.

Genel olarak, şarj göstergesi sizin için önemli değilse ve 500 mA akım size uygunsa, MCP73812 çok iyi bir seçenektir.

NCP1835

Tam entegre bir çözüm sunulmaktadır - NCP1835B, şarj voltajının yüksek kararlılığını (4,2 ± 0,05 V) sağlar.

Belki de bu mikro devrenin tek dezavantajı çok küçük boyutudur (DFN-10 paketi, boyut 3x3 mm). Herkes bu tür minyatür elemanların yüksek kalitede lehimlenmesini sağlayamaz.

Tartışılmaz avantajlardan aşağıdakileri not etmek isterim:

1. Minimum gövde kiti parçası sayısı.
2. Tamamen boşalmış bir pili şarj edebilme (ön şarj akımı 30mA);
3. Şarj sonu tanımı.
4. Programlanabilir şarj akımı - 1000 mA'ya kadar.
5. Şarj ve hata göstergesi (şarj edilemeyen pilleri algılayabilen ve bunu bildirebilen).
6. Uzun süreli şarja karşı koruma (C t kondansatörünün kapasitansını değiştirerek ayarlayabilirsiniz maksimum süre 6,6'dan 784 dakikaya kadar şarj edin).

Mikro devrenin maliyeti o kadar ucuz değil, ancak kullanmayı reddetmek için o kadar da büyük değil (~ 1 $). Bir havya ile arkadaşsanız, bu seçeneği tercih etmenizi tavsiye ederim.

Daha Detaylı Açıklama içinde .

Bir lityum-iyon pili denetleyici olmadan şarj etmek mümkün mü?

Evet yapabilirsin. Ancak bu, şarj akımı ve voltajı üzerinde sıkı kontrol gerektirecektir.

Genel olarak, pili, örneğin 18650'mizi şarj cihazı olmadan şarj etmek hiç çalışmaz. Yine de maksimum şarj akımını bir şekilde sınırlamanız gerekiyor, bu nedenle en azından en ilkel bellek, ancak yine de gerekli.

Herhangi bir lityum pil için en basit şarj cihazı, pille seri bağlı bir dirençtir:

Direncin direnci ve güç dağılımı, şarj için kullanılacak güç kaynağının voltajına bağlıdır.

Örnek olarak, 5 voltluk bir güç kaynağı için bir direnç hesaplayalım. 2400 mAh kapasiteli 18650 pili şarj edeceğiz.

Bu nedenle, şarjın en başında, direnç üzerindeki voltaj düşüşü şöyle olacaktır:

U r \u003d 5 - 2,8 \u003d 2,2 Volt

5V güç kaynağımızın maksimum 1A akım için derecelendirildiğini varsayalım. Devre, aküdeki voltaj minimum ve 2,7-2,8 Volt olduğunda, şarjın en başında en büyük akımı tüketecektir.

Dikkat: Bu hesaplamalar, pilin çok derin bir şekilde boşalması ve üzerindeki voltajın çok daha düşük, sıfıra inmesi olasılığını hesaba katmaz.

Bu nedenle, şarjın en başında akımı 1 Amper seviyesinde sınırlamak için gereken direncin direnci:

R = U / Ben = 2,2 / 1 = 2,2 ohm

Direnç Dağıtma Gücü:

P r \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2,2 \u003d 2,2 W

Akü şarjının en sonunda, üzerindeki voltaj 4,2 V'a yaklaştığında, şarj akımı şu şekilde olacaktır:

Şarj ediyorum \u003d (U un - 4.2) / R \u003d (5 - 4.2) / 2,2 \u003d 0,3 A

Yani, görebildiğimiz gibi, tüm değerler belirli bir pil için izin verilen sınırların ötesine geçmez: ilk akım, belirli bir pil için izin verilen maksimum şarj akımını (2,4 A) aşmaz ve son akım, pilin artık kapasite kazanmadığı akım ( 0,24 A).

Bu tür bir şarjın ana dezavantajı, akü üzerindeki voltajı sürekli olarak izleme ihtiyacıdır. Ve voltaj 4,2 Volt'a ulaşır ulaşmaz şarjı manuel olarak kapatın. Gerçek şu ki, lityum piller kısa süreli aşırı gerilimi bile çok iyi tolere etmez - elektrot kütleleri hızla bozulmaya başlar ve bu da kaçınılmaz olarak kapasite kaybına yol açar. Aynı zamanda, aşırı ısınma ve basınçsızlaştırma için tüm ön koşullar yaratılır.

Pilinizde, biraz daha yukarıda tartışılan yerleşik bir koruma kartı varsa, o zaman her şey basitleştirilmiştir. Aküde belirli bir voltaja ulaşıldığında, kartın kendisi onu şarj cihazından ayıracaktır. Bununla birlikte, bu şarj yönteminin, bahsettiğimiz önemli dezavantajları vardır.

Pilin içine yerleştirilmiş koruma, hiçbir koşulda yeniden şarj edilmesine izin vermez. Size kalan tek şey şarj akımını bu batarya için izin verilen değerleri aşmayacak şekilde kontrol etmek (koruma levhaları şarj akımını ne yazık ki sınırlayamıyor).

Laboratuvar güç kaynağı ile şarj etme

Emrinizde akım korumalı (sınırlamalı) bir güç kaynağınız varsa, o zaman kurtuldunuz! Böyle bir güç kaynağı, yukarıda yazdığımız (CC / CV) doğru şarj profilini uygulayan tam teşekküllü bir şarj cihazıdır.

Li-ion'u şarj etmek için tek yapmanız gereken güç kaynağını 4,2 volta ayarlamak ve istediğiniz akım limitini ayarlamak. Ve pili bağlayabilirsiniz.

İlk başta, pil hala boşaldığında, laboratuvar bloğu güç kaynağı akım koruma modunda çalışacaktır (yani çıkış akımını belirli bir seviyede dengeleyecektir). Ardından, bankadaki voltaj ayarlanan 4.2V'a yükseldiğinde, güç kaynağı voltaj stabilizasyon moduna geçecek ve akım düşmeye başlayacaktır.

Akım 0,05-0,1C'ye düştüğünde, pilin tamamen şarj olduğu kabul edilebilir.

Gördüğünüz gibi, laboratuvar PSU'su neredeyse mükemmel bir şarj cihazıdır! Otomatik olarak nasıl yapılacağını bilmediği tek şey, hakkında bir karar vermektir. Tam şarj pil ve kapatın. Ancak bu, dikkat etmeye bile değmeyen bir önemsememek.

Lityum piller nasıl şarj edilir?

Ve şarj edilmesi amaçlanmayan tek kullanımlık bir pilden bahsediyorsak, bu sorunun doğru (ve tek doğru) cevabı HAYIR'dır.

Gerçek şu ki, herhangi bir lityum pil (örneğin, düz bir tablet biçimindeki ortak CR2032), lityum anodu kaplayan dahili bir pasifleştirici tabakanın varlığı ile karakterize edilir. Bu katman, anotun elektrolit ile kimyasal olarak reaksiyona girmesini önler. Ve harici akım beslemesi, yukarıdaki koruyucu tabakayı yok ederek bataryaya zarar verir.

Bu arada CR2032 şarj edilemeyen pilden bahsedecek olursak yani ona çok benzeyen LIR2032 zaten tam teşekküllü bir pil. Şarj edilebilir ve şarj edilmelidir. Sadece voltajı 3 değil, 3.6V'dur.

Lityum pillerin nasıl şarj edileceği (ister telefon pili, ister 18650 veya başka bir li-ion pil olsun) makalenin başında tartışıldı.

Cips nereden alınır?

Elbette Chip-Deep'te satın alabilirsiniz, ancak orada pahalıdır. Bu nedenle, her zaman çok gizli bir mağazadan alıyorum)) En önemli şey doğru satıcıyı seçmek, o zaman sipariş hızlı ve kesin olarak gelecek.

Size kolaylık olması için en güvenilir satıcıları tek bir tabloda topladım, sağlığınıza kullanın: