Lityum piller için evdeki parçalarda şarj cihazı. Li-ion pili USB'den şarj etme şeması

Elbette her radyo amatörü, lityum pilleri seri bağlarken bir sorunla karşılaştı, birinin hızlı bir şekilde yerine oturduğunu ve diğerinin hala şarj tuttuğunu fark etti, ancak diğer pilin ölmesi nedeniyle pilin tamamı gerekli voltajı üretmedi. Bunun nedeni, pil takımının tamamını şarj ederken eşit şekilde şarj edilmemeleri ve bazı pillerin tam kapasite kazanması, bazılarının ise tam kapasite kazanmamasıdır. Bu sadece hızlı deşarja değil aynı zamanda arızaya da yol açar bireysel unsurlar, sürekli şarj olmama nedeniyle.
Sorunu çözmek oldukça basittir; her pil hücresi için dengeleyici adı verilen bir cihaza ihtiyacınız vardır. Tam şarj Pil daha fazla yeniden şarj edilmesini engeller ve kontrol transistörü, elemanın üzerinden geçen şarj akımını atlar.
Dengeleyici devre oldukça basittir; hassas kontrollü bir TL431A zener diyotu ve bir doğrudan iletim transistörü BD140 üzerine monte edilmiştir.

Lityum piller (Li-Io, Li-Po) en popüler olanlardır şu anşarj edilebilir kaynaklar elektrik enerjisi. Lityum pil, kasanın üzerinde belirtilen 3,7 voltluk bir nominal gerilime sahiptir. Bununla birlikte,% 100 şarj edilmiş bir pilin voltajı 4,2 V'tur ve boşalmış "sıfıra" voltajı 2,5 V'tur, pili 3 V'un altına boşaltmanın bir anlamı yoktur, öncelikle bundan bozulur ve ikinci olarak, 3 ila 2,5 aralığı Pil, enerjinin yalnızca yüzde birkaçını verir. Bu nedenle 3 - 4,2 Volt çalışma voltaj aralığını kabul ediyoruz. Çalıştırma ve saklamaya yönelik ipuçları seçimim lityum piller bu videoda izleyebilirsiniz

Pilleri seri ve paralel olarak bağlamak için iki seçenek vardır.

Şu tarihte: seri bağlantı tüm akülerdeki voltaj toplanır, yük bağlandığında her aküden devredeki toplam akıma eşit bir akım akar, genel olarak yük direnci deşarj akımını ayarlar. Bunu okuldan hatırlamalısın. Şimdi işin eğlenceli kısmı kapasite. Böyle bir bağlantıya sahip düzeneğin kapasitesi, en küçük kapasiteli bataryanın kapasitesine eşittir. Tüm pillerin %100 şarjlı olduğunu düşünün. Bakın deşarj akımı her yerde aynı ve ilk önce en küçük kapasiteli akü deşarj olacak, bu en azından mantıklı. Ve deşarj olur olmaz, bu tertibatın daha fazla yüklenmesi artık mümkün olmayacaktır. Evet, pillerin geri kalanı hâlâ şarjlı. Ancak akımı kesmeye devam edersek zayıf pilimiz aşırı deşarj olmaya başlayacak ve arızalanacaktır. Yani seri bağlı bir düzeneğin kapasitesinin en küçük veya en fazla boşalmış akünün kapasitesine eşit olduğunu varsaymak doğrudur. Bundan şu sonuca varıyoruz: toplamak seri pilöncelikle aynı kapasitedeki pillerden ihtiyacınız var ve ikinci olarak montajdan önce hepsinin eşit yani% 100 şarj edilmesi gerekiyor. BMS (Akü İzleme Sistemi) diye bir şey var, aküdeki her aküyü izleyebiliyor ve bunlardan biri biter bitmez tüm aküyü yükten ayırıyor, bu aşağıda tartışılacaktır. Şimdi böyle bir pili şarj etmeye gelince. Toplama eşit bir voltajla şarj edilmelidir. maksimum gerilimler tüm pillerde. Lityum için bu 4,2 volttur. Yani üçlü bir pili 12,6 V voltajla şarj ediyoruz. Piller aynı değilse ne olacağını görün. En küçük kapasiteli pil en hızlı şekilde şarj olur. Ama diğerleri henüz yüklenmedi. Ve zayıf pilimiz, geri kalanı şarj olana kadar kızarıp yeniden şarj olacak. Aşırı deşarj, size hatırlatırım, lityum da pek hoşlanmaz ve bozulur. Bundan kaçınmak için önceki sonucu hatırlıyoruz.

Paralel bağlantıya geçelim. Böyle bir pilin kapasitesi, içinde bulunan tüm pillerin kapasitelerinin toplamına eşittir. Her bir hücrenin deşarj akımı, toplam yük akımının hücre sayısına bölünmesine eşittir. Yani böyle bir düzenekte ne kadar çok pil varsa o kadar fazla akım verebilir. Ancak gerginlikle birlikte ilginç bir şey olur. Farklı voltajlara sahip, yani kabaca farklı yüzdelerde şarj edilmiş pilleri toplarsak, bağlantıdan sonra tüm hücrelerdeki voltaj aynı oluncaya kadar enerji alışverişinde bulunmaya başlayacaklardır. Şu sonuca varıyoruz: Montajdan önce pillerin aynı şekilde tekrar şarj edilmesi gerekir, aksi takdirde bağlandığında büyük akımlar akacak ve boşalmış pil hasar görecek ve büyük olasılıkla alev bile alabilir. Boşalma sürecinde piller de enerji alışverişinde bulunur, yani kutulardan birinin kapasitesi daha düşükse geri kalanı kendilerinden daha hızlı boşalmasına izin vermez, yani farklı kapasitelere sahip piller paralel olarak kullanılabilir. toplantı. Bunun tek istisnası yüksek akımda çalışmadır. Yük altındaki farklı akülerde voltaj farklı şekilde düşer ve akım "güçlü" ve "zayıf" piller arasında akmaya başlar ve buna hiç ihtiyacımız yok. Aynı şey şarj için de geçerli. Farklı kapasitelerdeki pilleri paralel olarak kesinlikle güvenli bir şekilde şarj edebilirsiniz, yani dengelemeye gerek yoktur, montaj kendi kendine dengelenecektir.

Her iki durumda da, şarj akımına ve deşarj akımına dikkat edilmelidir. Li-Io için şarj akımı amper cinsinden akü kapasitesinin yarısını aşmamalıdır (1000 mah akü - şarj 0,5 A, akü 2 Ah, şarj 1 A). Maksimum deşarj akımı genellikle pilin veri sayfasında (TTX) gösterilir. Örneğin: laptop 18650 pilleri ve akıllı telefon pilleri Amper cinsinden 2 pil kapasitesini aşan bir akımla yüklenemez (örnek: 2500 mah pil yani ondan maksimum 2.5*2=5 Amper almanız gerekir). Ancak deşarj akımının spesifikasyonlarda açıkça belirtildiği yüksek akımlı piller vardır.

Pilleri Çin modülleriyle şarj etmenin özellikleri

Standart olarak satın alınan şarj ve koruma modülü 20 ruble lityum pil için ( Aliexpress bağlantısı)
(satıcı tarafından 18650'lik bir kutu için modül olarak konumlandırılmıştır) şekli, boyutu ve kapasitesi ne olursa olsun herhangi bir lityum pili şarj edebilir ve şarj edecektir 4,2 voltluk doğru voltaja (tamamen şarj edilmiş bir pilin gözbebeklerine voltajı) kadar. 8000mah'lık devasa bir lityum paketi olsa bile (elbette 3.6-3.7v'de tek hücreden bahsediyoruz). Modül 1 amp şarj akımı verir bu, 2000 mah ve üzeri kapasiteye sahip herhangi bir pili (2Ah, yani şarj akımı kapasitenin yarısı, 1A) güvenle şarj edebilecekleri anlamına gelir ve buna göre saat cinsinden şarj süresi, amper cinsinden pil kapasitesine eşit olacaktır. (aslında biraz daha fazla, her 1000 mah için bir buçuk ila iki saat). Bu arada, pil zaten şarj sırasında yüke bağlanabilir.

Önemli! Daha küçük kapasiteli bir pili şarj etmek istiyorsanız (örneğin eski bir 900 mah kutu veya küçük bir 230 mah lityum poşet), o zaman 1A şarj akımı çoktur, azaltılmalıdır. Bu, modül üzerindeki R3 direncinin ekteki tabloya göre değiştirilmesiyle yapılır. Direncin mutlaka smd olması gerekmez, en yaygın olanı yapacaktır. Şarj akımının pil kapasitesinin yarısı kadar (veya daha az olması, korkutucu olmadığını) hatırlatırım.

Ancak satıcı bu modülün bir adet 18650 kutu için olduğunu söylerse iki kutuyu şarj edebilir mi? Yoksa üç mü? Peki ya birkaç pilden oluşan geniş bir güç bankası kurmanız gerekiyorsa?
OLABİLMEK! KAPASİTE NE OLURSA OLSUN tüm lityum piller paralel olarak bağlanabilir (tüm artılar artılara, tüm eksiler eksilere). Paralel lehimlenen piller 4,2v çalışma voltajını korur ve kapasiteleri artar. Bir kutuyu 3400mah'da, ikincisini 900 mah'ta alsanız bile 4300 alırsınız. Piller bir bütün olarak çalışacak ve kapasiteleri oranında deşarj olacaktır.
PARALEL MONTAJDAKİ voltaj TÜM AKÜLERDE HER ZAMAN AYNIDIR! Ve tek bir pil, bir montajda diğerlerinden önce fiziksel olarak boşaltılamaz; gemilerin iletişim kurma prensibi burada işliyor. Aksini iddia edip, kapasitesi düşük olan pillerin daha çabuk boşalacağını ve öleceğini söyleyenler, SERİ montajla karıştırılıyor, yüzlerine tükürüyorlar.
Önemli! Birbirlerine bağlamadan önce tüm pillerin yaklaşık olarak aynı voltaja sahip olması gerekir, böylece lehimleme sırasında aralarında dengeleme akımları akmaz, çok büyük olabilirler. Bu nedenle, montajdan önce her pili ayrı ayrı şarj etmek en iyisidir. Elbette aynı 1A modülünü kullandığınız için tüm düzeneğin şarj süresi artacaktır. Ancak iki modülü paralelleştirerek 2A'ya kadar şarj akımı elde edebilirsiniz (eğer şarj cihazınız bu kadar fazlasını verebilirse). Bunu yapmak için, modüllerin tüm benzer terminallerini atlama telleriyle bağlamanız gerekir (Out- ve B + hariç, bunlar kartlarda diğer nikellerle kopyalanır, zaten bağlı olacaklardır). Veya bir modül satın alabilirsiniz ( Aliexpress bağlantısı), üzerinde mikro devrelerin zaten paralel olduğu. Bu modül 3 Amper akım ile şarj etme özelliğine sahiptir.

Bu kadar açık olduğum için kusura bakmayın ama insanların kafası hâlâ karışıyor, bu yüzden paralel ile seri arasındaki farkı tartışmamız gerekecek.
PARALEL bağlantı (tüm artılar artılara, tüm eksiler eksilere) akü voltajını 4,2 voltta tutar, ancak tüm kapasitansları bir araya toplayarak kapasiteyi artırır. Tüm güç bankalarının kullandığı paralel bağlantı birden fazla pil. Böyle bir düzenek yine de USB'den şarj edilebilir ve takviye dönüştürücü, çıkışa giden voltajı 5v'ye yükseltir.
ARDIŞIK bağlantı (her artı, sonraki pilin eksisine), şarj edilmiş bir kutunun voltajında ​​4,2v'lik (2s - 8,4v, 3s - 12,6v vb.) çoklu bir artış sağlar, ancak kapasite aynı kalır. Üç adet 2000 mah pil kullanılırsa montaj kapasitesi 2000 mah olur.
Önemli! Sıralı montaj için yalnızca aynı kapasiteye sahip pillerin kullanılmasının gerekli olduğuna inanılmaktadır. Aslında öyle değil. Farklı olanları kullanabilirsiniz, ancak pil kapasitesi düzenekteki EN DÜŞÜK kapasiteye göre belirlenecektir. 3000 + 3000 + 800'ü toplayın - 800 mah'lik bir yapı elde edersiniz. Daha sonra uzmanlar ötmeye başlar ki bu da daha az olur geniş pil daha hızlı tükenecek ve ölecektir. Ve önemli değil! Ana ve gerçekten kutsal kural, sıralı montaj için gerekli sayıda kutu için her zaman bir BMS koruma levhasının kullanılmasının gerekli olmasıdır. Her bir hücredeki voltajı belirleyecek ve önce bir tanesi boşaltılırsa tüm düzeneği kapatacaktır. 800 kişilik bir banka olması durumunda deşarj olacak, BMS yükü aküden ayıracak, deşarj duracak ve kalan bankalardaki 2200 mah'lık kalan şarj artık önemli olmayacak - şarj etmeniz gerekiyor.

BMS kartı, tekli şarj cihazı modülünün aksine SERİ ŞARJ CİHAZI DEĞİLDİR. Şarj için gerekli İstenilen voltaj ve akımın ayarlanmış kaynağı. Guyver bununla ilgili bir video hazırladı, bu yüzden zamanınızı boşa harcamayın, izleyin, mümkün olduğunca ayrıntılı bir şekilde bu konu hakkındadır.

Şarj etmek mümkün mü sıralı montaj birkaç tek şarj modülünü bağlayarak mı?
Aslında bazı varsayımlar altında bu mümkündür. Bazı ev yapımı ürünler için, yine seri olarak bağlanan tek modülleri kullanan bir devre kendini kanıtlamıştır, ancak HER modülün kendi AYRI GÜÇ KAYNAĞINA ihtiyacı vardır. 3'lü şarj ediyorsanız üç telefon şarj cihazı alın ve her birini bir modüle bağlayın. Tek bir kaynak kullanırken - güç kısa devresi, hiç birşey çalışmıyor. Böyle bir sistem aynı zamanda düzenek için bir koruma görevi de görür (ancak modüller 3 amperden fazla akım sağlama kapasitesine sahip değildir) Veya modülü tamamen şarj olana kadar her aküye bağlayarak düzeneği hücre tarafından şarj edin.

Pil göstergesi

Bu aynı zamanda acil bir sorundur - en azından en kritik anda bitmemesi için şarjın yaklaşık yüzde ne kadarının pilde kaldığını bilmek.
4,2 volt paralel düzenekler için en bariz çözüm, hemen satın almak olacaktır. hazır tahta Zaten şarj yüzdesini gösteren bir ekrana sahip olan güç bankası. Bu yüzdeler çok kesin olmasa da yine de yardımcı olur. Sorunun fiyatı yaklaşık 150-200 ruble, hepsi Guyver web sitesinde sunuluyor. Bir güç bankası değil de başka bir şey inşa ediyor olsanız bile, bu kart oldukça ucuz ve ev yapımı bir ürüne yerleştirmek için küçüktür. Üstelik pilleri şarj etme ve koruma işlevi de zaten mevcut.
Bir veya daha fazla kutu için hazır minyatür göstergeler vardır, 90-100r
En ucuz ve en popüler yöntem, 5-5,1v'ye ayarlanmış MT3608 güçlendirme dönüştürücüsünü (30 ruble) kullanmaktır. Aslında, herhangi bir 5 voltluk dönüştürücüde bir güç bankası yaparsanız, o zaman hiçbir şey satın almanıza bile gerek kalmaz. İyileştirme, çıkış pozitif terminali (bu bir artı olacaktır) ve 200-500 ohm'luk bir akım sınırlayıcı direnç aracılığıyla kırmızı veya yeşil bir LED'in (diğer renkler 6V ve üzeri farklı bir çıkış voltajında ​​çalışacaktır) takılmasından oluşur. giriş pozitif terminali (bir LED için bu bir eksi olacaktır). İki artı arasında yanılmıyorsunuz! Gerçek şu ki, dönüştürücünün çalışması sırasında artılar arasında bir voltaj farkı yaratılır, +4,2 ve +5V kendi aralarında 0,8V voltaj verir. Pil boşaldığında voltajı düşecek ve dönüştürücünün çıkışı her zaman sabit kalacak, bu da farkın artacağı anlamına geliyor. Ve bankadaki voltaj 3,2-3,4V olduğunda, fark LED'i yakmak için gereken değere ulaşacaktır - şarj etme zamanının geldiğini göstermeye başlar.

Pil kapasitesi nasıl ölçülür?

Ölçüm için Imax b6'nın gerekli olduğu fikrine zaten alışkınız, ancak bu maliyetlidir ve çoğu radyo amatörleri için gereksizdir. Ancak 1-2-3 hücreli bir pilin kapasitesini yeterli doğrulukla ve ucuza ölçmenin bir yolu var - basit bir USB test cihazı.

Kendime dört kişilik şarj cihazı yaptım lityum iyon piller. Birisi şimdi düşünecek: peki, yaptı ve yaptı, internette birçoğu var. Ve tasarımımın hem bir pili hem de dört pili aynı anda şarj edebildiğini hemen söylemek istiyorum. Tüm piller birbirinden bağımsız olarak şarj edilir.
Bu, pilleri aynı anda şarj etmeyi mümkün kılar. farklı cihazlar ve farklı başlangıç ​​şarjıyla.
El feneri, powerbank, laptop vb. cihazlarda kullandığım 18650 piller için şarj cihazı yaptım.
Devre hazır modüllerden oluşmakta olup montajı çok hızlı ve basittir.

Sürer

• - 4 şey.
• - 4 şey.
• Kağıt tutacağı.

Farklı sayıda pil için şarj cihazı yapma

Elimde, çeşitli el sanatlarında kullanılabilecek, ölü cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar vb. arasında oldukça kullanışlı bir miktar lityum pil bulunduğunu keşfettim. Bir şeyle doldurulmaları gerekiyor. Yataklarda uygun parçalar bulundu ve yola çıkıyoruz...

Şarj devresi

--
İlginiz için teşekkür ederiz!
Igor Kotov, Datagor dergisinin genel yayın yönetmeni

Birçoğunun muhtemelen Li-Ion pili kontrol cihazı olmadan şarj etmede sorunu var, bende böyle bir durum vardı. Ölü bir dizüstü bilgisayarım var, pilde 4 kutu SANYO UR18650A'nın canlı olduğu ortaya çıktı.
Değiştirmeye karar verdim led el feneriüç adet AAA pil yerine. Ücretlendirmeleriyle ilgili bir soru vardı.
İnterneti araştırdıktan sonra bir sürü şema buldum ama şehrimizdeki ayrıntılarla bu biraz zor.
Cep telefonunu şarj ederek şarj etmeye çalıştım, sorun şarj kontrolünde, sürekli ısıtmayı izlemeniz gerekiyor, biraz ısınmaya başlıyor, şarj bağlantısını kesmeniz gerekiyor, aksi takdirde pilde kayuk olur en iyi senaryo ve hatta yangın başlatabilirsiniz.
Kendim yapmaya karar verdim. Bir mağazadan pil için bir yatak satın aldım. Bit pazarından şarj cihazı aldım. Şarjın sonunu takip etmenin kolaylığı için, şarjın sonunu bildiren iki renkli LED'li bir tane bulunması arzu edilir. Şarj tamamlandığında kırmızıdan yeşile döner.
Ancak normal olanı da kullanabilirsiniz. Şarj cihazı değiştirilebilir USB kablosu ve bir bilgisayardan şarj edin veya bir USB çıkışıyla şarj edin.
Şarj cihazım yalnızca kontrol cihazı olmayan piller içindir. Denetleyiciyi eski bir pilden aldım cep telefonu. Akünün 4,2 V'luk bir voltajın üzerinde şarj edilmemesini veya 2 ... 3 V'un altında deşarj edilmemesini sağlar. Ayrıca koruma devresi, kısa devreler kısa devre anında bankanın tüketiciyle olan bağlantısını keser.
Bir DW01 yongasına ve iki MOSFET transistör (M1, M2) SM8502A'dan oluşan bir düzeneğe sahiptir. Başka işaretler de var ama şemalar buna benziyor ve benzer şekilde çalışıyor.

Cep telefonu pil şarj kontrolörü.