Зареждане на литиеви батерии Схема на универсално зарядно устройство за литиеви батерии със собствени ръце

Заредете веригата на литиевата батерия

Литиева батерия се зарежда с ръце с верига на LM317

Процесът на зареждане е показан в графиката. В началния момент зарядният ток е постоянен, когато нивото на напрежение Umax на батерията достигне нивото, зарядното устройство превключва към режима, когато напрежението е постоянно, а токът асимптотично има тенденция към нула.

График на процеса на зареждане с литиева батерия

Изходното напрежение на литиевите батерии обикновено е 4.2V, а номиналното напрежение е около 3.7V. Не се препоръчва да зареждате тези батерии до пълни 4.2V, тъй като това намалява техния живот. Ако намалите изходното напрежение до 4.1V, капацитетът ще спадне с почти 10%, но в същото време броят на циклите на зареждане ще се удвои. При работа на тези батерии е силно нежелателно номиналното напрежение да се понижи под нивото от 3.4 ... 3.3V.

Схема за зареждане на литиева батерия на LM317

Както можете да видите, схемата е съвсем проста. Тя е изградена върху стабилизаторите LM317 и TL431. Друг от радиокомпонентите е двойка диоди, резистори и кондензатори. Устройството почти не се нуждае от настройка, достатъчно с помощта на съпротивление на настройка R8, настройва изходното напрежение на устройството на 4,2 волта без включена батерия. Съпротивленията R4 и R6 задават зарядния ток. За да се укаже функционирането на дизайна, е проектиран светодиодът за зареждане, който, когато празната батерия е свързана, свети и докато се зарежда, ще изгасне.

Продължаваме да сглобим структурата за зареждане на литиеви батерии. Намерете подходящ случай, в който можете да поставите прост захранващ трансформатор за пет волта и горната верига.

За да свържете акумулаторна батерия, изрежете две месингови ленти и ги поставете в гнездата. Гайката настройва разстоянието между контактите, които са свързани към акумулаторната батерия.

Да, нещо като ключалки. Можете също така да настроите превключвателя, за да промените полярността на гнездата на зарядното устройство - в някои случаи той може да помогне много.

Литиева батерия за зареждане с функция за самозащита

С огромна маса положителни характеристики, литиевите батерии имат значителни недостатъци, като например висока чувствителност към наднормено напрежение, което може да доведе до нагряване и интензивно генериране на газ. И тъй като батерията има запечатана конструкция, излишъкът от отделянето на газ е предразположен към поява на мехури или експлозия. Освен това литиевите батерии не могат да понасят презареждане.

Благодарение на използването на специализирани микрочипове в маркови зарядни устройства, които контролират напрежението, този проблем не е известен на много потребители, но това не означава, че не съществува. Ето защо за зареждането на литиеви батерии се нуждаем само от такова устройство, а схемата, разгледана по-горе, е само неговият прототип.

Литиева батерия зарежда

Устройството ви позволява да зареждате литиеви батерии с напрежение 3.6V или 3.7V. Първият етап се провежда стабилна такса ток 245ma или 490 mA (задава ръчно), увеличаване на напрежението в батерията, за да ниво или зареждане постъпленията 4.2V 4,1V при запазване на стабилно напрежение и намалява стойността на тока на зареждане, веднага след като последната капка на праговата стойност (посочена от ръчно от 20mA до 350mA), зареждането на батерията автоматично спира.

Стабилизаторът LM317 поддържа напрежение на съпротивлението R9 при около 1.25V, като по този начин поддържа стабилна стойност на тока, протичащ през него и следователно чрез акумулаторната батерия. Изходното напрежение е ограничено от стабилизатора TL431, свързан към управляващия вход LM317. Стойността на ограничителното напрежение се избира с помощта на разделителя при съпротивленията R12 ... R14. Съпротивлението R11 ограничава захранващия ток към TL431.

На операционния усилвател DA2.2 LM358, съпротивления R5 ... R8 и биполярен транзистор VT2 е изграден преобразувател на ток-напрежение. Напрежението при неговата мощност е пропорционално на тока, преминаващ през съпротивлението R9 и се изчислява по формулата:

За стойностите в диаграмата съотношението на преобразуване на ток към напрежение е 10, т.е. при ток през съпротивление R9 245 mA, напрежението при R5 е 2.45V.

При R5 напрежението се прилага към неинвертиращия вход на усилвателя DA2.1. Инвертиращият вход на контролера получава напрежение от регулируемия делител при съпротивления R2 ... R4. Захранващото напрежение на делителя се стабилизира чрез LM78L05. Прага на превключване на контролера се определя от стойността на променливото съпротивление R3.

Заредете веригата за настройка на литиевата батерия.

Вместо да превключвате превключвател SB1 поставете скоба и приложете напрежение към веригата, избирате съпротивления R12 ... R14 да направите изходното напрежение 4.1V и 4.2V за отворено и затворено състояние на превключвателя SA2.

Превключвателят SA1 зададе стойността на зарядния ток (245mA или 490mA). Превключете SA2 изберете максималната стойност на напрежението, за батериите при 3.6V изберете 4.1V, за 3.7V - 4.2V. Двигател променлива съпротивление R3 даден текущата стойност, в който батерията се попълва (приблизително 0.07 ... 0.1 ° С), се свържете батерията и натиснете превключване SB1. Процесът на зареждане на литиевата батерия трябва да започне и светодиодът на светодиода VD2 ще светне. С намаляване на нивото на зареждане под прага ток с висока мощност промени DA2.1 до ниска, БНТ VT1 е затворен и реле K1 намотка се изключва, като се измъкна от контакта на предната си линия K1 на зарядното устройство.

Доставям картината на печатни платки на зарядното устройство и го препоръчвам да се произвежда ръчно, като се използва технологията LUT

За възможността за зареждане на литиеви батерии от мобилни телефони и смартфони е направен универсален адаптер:

Правила за работа с литиеви батерии

Всички батерии от този тип трябва да работят в съответствие с определени препоръки. Тези правила могат да бъдат разделени на две групи: зависими и зависими от потребителя.

Първата група включва основните правила за зареждане и разреждане на батериите, които се контролират от специален контролер на зарядното устройство:

Литиевата батерия трябва да е в състояние, в което нейното напрежение да не надвишава 4,2 волта и да не пада под 2,7 волта. Тези ограничения са максималните и минималните нива на зареждане. Минималното ниво от 2,7 волта е приложимо за батериите с коксови електроди, но модерните литиеви батерии се изработват с графитни електроди. За тях минималната граница е 3 волта.

Количеството енергия, дадена от батерията, когато зарядът варира от 100% до 0%, е капацитетът на батерията. Редица производители ограничават максималното ниво на напрежение до 4,1 волта, докато литиевата батерия ще работи много повече, но ще загуби капацитет някъде с 10%. Понякога долната граница се увеличава до 3.0 и дори 3.3 волта, но също така и с намаляване на нивото на капацитета.

Най-дългият живот на батериите е 45%, а с увеличаване или намаляване на продължителността на живота се намалява. Ако зарядът е в горния диапазон, промяната в живота не е значителна.

Ако напрежението на батерията надхвърли посочените по-горе граници, дори и за кратко време, животът на батерията пада рязко.

Зарядните устройства за зарядни устройства никога не дават напрежение на батерията по време на зареждането, за да станат по-високи от 4,2 волта, но могат да ограничат различно минималното ниво в разреждането.

Втората група, която зависи от потребителя, включва следните правила:

Опитайте се да не изхвърляте батерията до минимално ниво на зареждане и, още повече, до състоянието, когато самото устройство се изключи, и ако това се случи, е желателно да заредите батерията възможно най-скоро.

Не се страхувайте от честото презареждане, включително от непълна литиева батерия, това абсолютно не ви интересува.

Капацитетът на батерията зависи от температурата. Така при 100% ниво на зареждане при стайна температура, при достигане на замръзване, зареждането на батерията ще падне до 80%, което по принцип не е опасно или критично. Но може би обратното, ако батерията е заредена на 100%, нивото й на зареждане ще се увеличи до 110%, което е много опасно за него и може значително да съкрати живота му.

Идеалното условие за дългосрочно съхранение на батерията трябва да бъде разположено извън устройството с такса от около 50%

Ако след закупуване на батерия с повишен капацитет след няколко дни от работа. Устройството с батерията започва да се провали и да се мотае и не изключвайте зарядното устройство, а след това най-вероятно зарядното си работи добре на една стара батерия, просто не може да осигури необходимия ток за зареждане за висок капацитет.