Зарядное устройство для li ion аккумулятора 12в своими руками

Статья обновлена: 2020-12-17

Все аккумуляторы, в отличие от батареек, используются в циклическом режиме – отдают накопленную энергию приборам, а затем восполняют ее в процессе подзарядки от электросети. Поэтому при покупке Li-ion аккумуляторов необходимо приобрести подходящее для них ЗУ. При желании, несложно собрать зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками.

Компоненты и принадлежности для сборки ЗУ

Чтобы собрать самодельное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 18650 при минимуме затрат, достаточно приготовить:

пластиковый бокс с примерными размерами 80х70х30 мм;
клеевой пистолет и стержни;
горячий нож;
паяльник с припоем;
винтики и отвертку;
защищенный модуль TP4056 (подробнее о его выборе – в следующем подразделе);
аккумуляторный отсек под 1 цилиндрический аккумулятор с размерами 18х65 мм;
печатную плату;
5-вольтный блок питания или альтернативный вариант – 4 конденсатора 100 нФ и стабилизатор напряжения 7805;
блок питания с характеристиками 12 В, 2 А;
разъем питания;
SPST выключатель с парой выходов.

Выбор микросхемы TP4056

Эта микросхема бывает 2 типов – простой и защищенной. Плата с предусмотренной защитой отслеживает напряжение с применением транзисторного модуля FS8205A на N каналов и фильтра цепи питания DW01A. Получается, что всего в коммутационной плате предусмотрено 3 интегральных схемы, а у незащищенного модуля зарядки она всего одна – TP4056.

Такие модули используются для подзарядки Li-ion элементов током до 1А. На их основе создаются автономные линейные ЗУ. Небольшое количество внешних компонентов превращает микросхему TP4056 в оптимальный выбор зарядного модуля для портативных устройств. Конечное напряжение подзарядки составляет 4,2 В. Ток подзарядки задается при помощи 1 резистора, который соединен с пином PROG. Резистор на 1,2 кОм обеспечивает ток зарядки 1А. Микросхема TP4056 автоматически заканчивает цикл зарядки при уменьшении тока до 1/10 исходной величины.

Статус заряда отображают 2 диода. Чтобы избежать повреждения аккумулятора, подзарядку нужно производить током величиной 0,2–0,7 С, пока Uвых не достигнет 4,2 В. Дальнейшая дозарядка производится при U=const и снижающемся токе – вплоть до 0,1 от его начальной величины.

Соединение электрокомпонентов

Для создания самодельного зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов достаточно дать на вход 4–8 вольт и соединить полюса заряжаемого элемента с соответствующими точками модуля зарядки TP4056. Для этого нужно:

Спаять электрокомпоненты согласно схеме. Соединить плюсовой контакт разъема с 1-м выводом выключателя, минусовой – с пином GND стабилизатора, 2-й контакт выключателя – с пином Vin.
В пространстве между точками Vin и GND параллельно разместить 3 конденсатора 100 нФ.
В пространстве между точками Vout и GND установить конденсатор 100 нФ.
Соединить контакт Vout стабилизатора и точку IN+ модуля. Контакт GND соединить с точкой IN-.
Плюсовой контакт аккумуляторного отсека соединить с точкой B+, а отрицательный контакт – с точкой В-.

При использовании 5-вольтного блока питания все действия по подсоединению элементов к стабилизатору нужно пропустить. «Плюс» и «минус» блока нужно подключить к точкам IN+ и IN- модуля. В случае использования 12-вольтного блока питания температура стабилизатора при протекании тока 1А окажется достаточно высокой, поэтому важно организовать отвод тепла.

Сборка зарядника

В подготовленной пластиковой коробке нужно выполнить отверстия для всех электрокомпонентов, включая USB-разъем, диоды модуля TP4056, разъем питания и выключатель. После этого нужно установить и приклеить электрокомпоненты:

батарейный отсек;
модуль TP4056, обеспечив попадание USB разъема и диодов в организованные для них отверстия;
стабилизатор напряжения 7805, разъем питания и выключатель.

После этого нужно завинтить нижнюю крышку, а неровные кромки зашкурить наждачной бумагой.

Проверка

Собранное ЗУ остается проверить – поместить в батарейный отсек разрядившийся аккумулятор, включить питание в USB или 12-вольтовый разъем. После этого в ходе подзарядки должен мигать красный диод, а в конце – загораться синий диод.

Но самостоятельная сборка или переделка зарядного устройства для Li-ion аккумуляторов не гарантирует успешный результат и безопасное использование такого ЗУ. Чтобы не рисковать, лучше купить готовое зарядное устройство с нужными характеристиками.

Источник

Зарядное устройство батарей из трёх литий-ионных аккумуляторов

Предлагаемое зарядное устройство (ЗУ) предназначено для зарядки батарей из трёх элементов литий-ионных аккумуляторов стабильным током до заданного напряжения. ЗУ имеет следующие технические характеристики;

Параметр	Значение
Способ зарядки	Ток — Напряжение
Зарядный ток	1,5 A
Конечное напряжение	12,6 В
Тип преобразования	Импульсный

В статье рассматривается небольшая переделка и доработка готовой конструкции, и за основу был взят импульсный блок питания, ремонт которого был представлен в предыдущей статье

В принципе можно использовать любой, подходящий по параметрам, преобразователь сетевого напряжения импульсного типа со стабилизацией выходного напряжения, и далее будет рассмотрено как переделать стабилизированный блок питания в зарядное устройство батареи аккумуляторов. Полная схема и конструктивные особенности переделываемого адаптера не имеют большого значения, поэтому была зарисована только часть схемы вторичного напряжения, в которой нужно будет произвести изменения и доработку, ставшая стандартной для большинства подобных устройств. Маркировка и порядковые номера радиоэлементов соответствуют обозначениям на плате устройства:

Для доработки в первую очередь нужно поднять верхний уровень выходного стабилизированного напряжения до 12,6 В, необходимого для полной зарядки батареи литий-ионных аккумуляторов из трёх элементов. Это напряжение задаётся цепью, состоящей из регулируемого интегрального стабилизатора напряжения параллельного типа TL431 и делителя из резисторов R15 и R16. На сайте «Паяльник» опубликована статья «Буферное зарядное устройство свинцовых аккумуляторов», где описана подобная возможность изменения напряжения стабилизации:

В данном же случае выходное напряжение можно повысить увеличением сопротивления резистора R15, и для этого можно воспользоваться TL431 калькулятором, но более точное значение сопротивления придётся подобрать опытным путём, и далее будет описано как это сделать.

Из расчётов было определено, что для получения выходного напряжения 12,6 Вольт резистор R15 нужно заменить на резистор сопротивлением 4,1 кОм. Для получения такого сопротивления на плату, вместо бывшего резистора, были установлены два параллельно соединённых резистора с сопротивлением 4,7 кОм и 33 кОм. Для расчёта общего сопротивления параллельно соединённых резисторов можно воспользоваться онлайн калькулятором

Сначала на плату был установлен резистор с сопротивлением 4,7 кОм, и с помощью мультиметра были отобраны несколько резисторов номинала 33 кОм с небольшим разбросом сопротивления. Далее, поочерёдно устанавливая каждый резистор и мультиметром замеряя выходное напряжение блока питания, нужно добиться максимально точного значения 12,6 Вольт. При сильно отличающемся напряжении в ту или иную сторону батарея не будет заряжаться до конца. При слишком низком значении, напряжения просто не хватит для полной зарядки, а при слишком высоком, зарядный ток в конце процесса зарядки не будет падать и плата защиты батареи преждевременно отключит её от цепи. Про это на сайте имеется статья «Самодельная разборная Li-ion 3S батарея с платой контроля и защиты HH — P3-10.8»

Всё это касалось повышения выходного напряжения дорабатываемого блока питания, но для правильной его работы как зарядного устройства, нужно ещё обеспечить постоянство зарядного тока в определённых пределах. Для этого на плате адаптера была разрезана, зачищена и просверлена токопроводящая дорожка положительного полюса вторичного питания, соединяющая два электролитических конденсатора фильтра. В этом месте был установлен токоизмерительный шунт R1 для модуля стабилизации и индикации тока зарядки. Так же был добавлен красный индикаторный светодиод LED2 с токоограничивающим резистором R2. Порядковые номера добавленных радиокомпонентов были заданы сначала, и они не пересекаются с уже имеющимися. Все изменённые и добавленные радиоэлементы на схеме выделены красным цветом:

Кроме этого был разработан и установлен модуль измерения/стабилизации и индикации зарядного тока. Модуль разрабатывался в несколько этапов и каждый раз его параметры улучшались по мере доработки. Изначально пороговым элементом являлся германиевый транзистор прямой проводимости типа МП41, а шунт имел сопротивление 0,33 Ом:

Резисторы R1, R2 и светодиод LED2 установлены на плате самого блока питания, а остальные компоненты были собраны на отдельной плате и двойными точками на схеме отмечены места соединения плат между собой.

Стабилизация работала, так же и индикация, но измерительный шунт заметно нагревался, а ток стабилизации сильно зависел от температуры внутри блока питания, что потребовало доработку модуля и применение кремниевого измерительного транзистора.

Но у кремниевых транзисторов пороговое напряжение открывания выше чем у германиевых, и для компенсации этого в схему была установлена стабильная вольт-добавка на таком же транзисторе:

Доработанная схема работала намного лучше, а сопротивление шунта, и следовательно выделение тепла на нём, получилось немного снизить. Принцип работы такой схемы с вольт-добавкой и расчёт её элементов был описан в статье «Простой способ стабилизации больших токов с малыми потерями на измерительном элементе»

В отзывах читателей указанной статьи было несколько хороших рекомендаций, которые далее были учтены и добавлены в первоначальную схему. Схема данного измерительного модуля так же была доработана и более точно были подобраны номиналы некоторых резисторов. Окончательный вариант схемы модуля представлен на рисунке:

Двойными точками с цифрами так же отмечены места подключения модуля с основной платой зарядного устройства, а полная схема доработанного выходного узла блока питания вместе с модулем измерения и индикации тока зарядки выглядит следующим образом:

Точка «1» подключается к минусу блока питания;
«2» — к выходному выводу токоизмерительного шунта;
«3» — к входному выводу шунта;
«4» — к оптрону обратной связи;
«5» — к светодиоду индикации зарядки.

После включения в сеть, пока через нагрузку не течёт ток, дополнительно установленный модуль не влияет на работу адаптера, и выходное напряжение стабилизировано на уровне 12,6 Вольт. При подключении заряжаемого аккумулятора через шунт протекает ток, который обнаруживается транзистором Q1 и далее усиливается транзистором Q3. Коллекторной нагрузкой последнего является светодиод оптрона обратной связи, который начинает светиться всё ярче с ростом протекающего через нагрузку тока, а так как с увеличением яркости его свечения скважность импульсов генератора преобразователя так же увеличивается, то выходное напряжение уменьшается и ток нагрузки стабилизируется. Этот ток зависит от порога открывания измерительного транзистора и задаётся сопротивлением резистора токового шунта.

В активном режиме стабилизации тока транзистор Q4 входит в насыщение и светодиод LED2 светится, сигнализируя о процессе зарядки аккумулятора. Транзистор Q2 играет ключевую роль в значении порога срабатывания измерительного транзистора Q1. На нём создаётся стабильная вольт-добавка, которая складываясь с напряжением на шунте прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора Q1 и понижает порог его срабатывания, уменьшая тем самым количество выделяемого на шунте тепла.

Модуль был собран из миниатюрных радиокомпонентов на небольшом отрезке платы подходящих размеров методом навесного монтажа:

Плата была расположена в пространстве между радиаторами силового транзистора и диодной сборки, над импульсным понижающим трансформатором, в перевёрнутом виде, и соединена с основной платой жёсткими разноцветными проводами в двойной изоляции:

В дальнейшем так же была разработана печатная плата для изготовления модуля, на которой оставлена большая часть фольги для экономии вытравливающего раствора и соединения с массой и проводом заземления адаптера (не общим проводом, и не минусом питания), если такой имеется:

Вид печатной платы со стороны расположения радиоэлементов

Вид печатной платы со стороны проводников

Плата рассчитана на установку транзисторов типа КТ209В и КТ315Б, но их можно заменить любыми маломощными соответствующей структуры с коэффициентом передачи тока базы более 50. Ещё лучшие результаты работы будут, если применить транзисторные сборки, но тогда придётся изменить чертёж печатной платы.

Токо-измерительный шунт представляет из себя сложенный вдвое отрезок нихромовой проволоки с подобранным необходимым сопротивлением, но при наличии можно установить обычный низкоомный резистор, или резистор поверхностного монтажа. От его сопротивления в большей степени зависит уровень тока зарядки — чем меньше сопротивление, тем больше ток зарядки, который естественно должен уметь обеспечивать переделываемый блок питания:

Налаживание устройства заключается в установке выходного напряжения 12,6 В без нагрузки, подбором сопротивления верхнего резистора R15 делителя напряжения, и установке желаемого тока заряда подбором сопротивления измерительного шунта.

Для этого нужно взять заведомо большую длину нихромового провода, и подключив к выходу разряженную батарею установить необходимое сопротивление шунта, постепенно укорачивая провод и контролируя силу тока низкоомным амперметром. Подключать батарею нужно обязательно разряженную, так как в конце зарядки ток постепенно будет падать и не удастся установить его номинальное значение.

Производить наладку лучше с реальной батареей, а не с резистивной нагрузкой, так как заряжаемая батарея представляет из себя динамическую нагрузку, и если настраивать не в реальных условиях, то в дальнейшем показания будут отличаться.

Оба резистора, как для настройки выходного напряжения, так и тока нагрузки, расположены в удобных и доступных для многократной пайки местах:

Во время включения с подсоединённой аккумуляторной батареей светится зелёный светодиод индикатора наличия генерации и вторичного напряжения, и дополнительно установленный красный светодиод индикатора зарядки. Не нужно забывать о технике безопасности во время работы с высоким напряжением, и не следует дотрагиваться до оголённых и токопроводящих элементов устройства, находящихся под сетевым напряжением :

Для проверки и налаживания зарядного устройства использовался многофункциональный измеритель параметров заряда/разряда аккумуляторов, включённый по схеме с дополнительным питанием:

Максимальный ток зарядки был установлен в пределах 1,5 А при полностью разряжённой батареи, а по мере зарядки ток незначительно падал, и резко снижался в самом её конце. В этот момент индикаторный светодиод снижал яркость своего свечения, но всё равно оставался информативным, и полностью погасал по достижении полного(почти) заряда батареи, так как установленный в батарее контроллер размыкал цепь.

В завершение устройство было помещено в корпус, а на конец выходного кабеля был установлен унифицированный разъём XT60 с контактами типа «папа», применяющийся в литий-ионных и литий-полимерных батареях:

В последствии была изготовлена батарея на контроллере с установленной системой балансировки, и проверена возможность её зарядки сконструированным здесь зарядным устройством. Следите за новыми публикациями и оставляйте свои отзывы и рекомендации, которые возможно будут учтены при написании дальнейших статей. Смотрите так же дополнительные материалы по теме:

Источник

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Шаг 2: Начинаем собирать

Возьмите печатную плату общего назначения и поместите батареи поверх платы;
Отметьте расстояние между краями батарей и их ширину печатной плате;
Разверните 8 канцелярских скрепок и используя плоскогубцы, вырезайте зажимы с краев, как видно на изображении выше;
Должно быть сделано в общей сложности 8 U-образных зажимов (в зависимости от количества заряжаемых батарей);
Вставьте U-образные зажимы в печатную плату, чтобы батареи можно было установить между зажимами;
Зажимы будут действовать как держатели батарей;
Кроме того, используйте оставшиеся части от скрепок, чтобы сделать боковые упоры;
Хорошо прикрепите зажимы на плате как показано на рисунке.

Примечание: убедитесь, что зажимы не подключены друг к другу во время пайки.

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.

Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.

Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?

На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.

Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.

Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.

Как контролируют параметры зарядки

Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.

Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.

Ремонт зарядной станции

Своими руками устраняют простые неисправности. Пример ремонта показан на станции 12В ДА-10/12ЭР для литий-ионных батарей напряжением 12 В, ток 1,8 А. Прибор состоит из понижающего трансформатора, четырехдиодного моста, сглаживающего пульсацию конденсатора. Светодиоды сигнализируют о подключении питания, начале и конце заряда.

Если не загорается индикатор включения, проверяют первичную обмотку трансформатора. Для этого измеряют тестером сопротивление, коснувшись щупами штырей вилки. Если есть обрыв, вскрывают корпус. Возможно, сгорел сетевой предохранитель, который меняют.

На некоторых моделях ЗУ установлен тепловой предохранитель. Он находится сверху первичной обмотки трансформатора под изоляцией, разрывает цепь при температуре +120…+130°С. Восстановление невозможно, поступают другим образом: пайкой соединяют концы обмоток. После этой операции трансформатор не защищен от короткого замыкания, поэтому лучше поставить сетевой предохранитель.

При целой первичной обмотке прозванивают вторичную и диоды. Один конец полупроводников выпаивают, подключают омметр, меняя положение щупов. Исправный диод показывает при одном подключении обрыв, при другом – КЗ. Перегоревшая первичная обмотка ремонту не подлежит – меняют трансформатор.

Если обнаружены неисправные диоды, устанавливают новые. Одновременно меняют и конденсатор: если в нем высыхает электролит, диоды перегружаются, сгорают.

Под увеличительным стеклом осматривают плату. Ликвидируют обнаруженные трещины, нарушенные контакты. Если все принятые меры не помогли, обращаются в мастерскую.

Особенности литиевых батарей

Li-ion АКБ являются очень неприхотливыми в эксплуатации. При бережном обращении они прослужат около 3-4 лет. Однако стоит ориентироваться на то, что даже если аккумуляторы не используются, они медленно умирают. Поэтому запасаться аккумуляторами к устройству впрок не совсем резонно. 2 года – это нормальное время от момента производства. Если прошло больше, то это могут быть уже вышедшие из строя батареи.

Интересно. Самый распространенный размер банки 18650 в среднем имеет ёмкость в 3500 мАч. Нормальная цена для такой батареи – 3-4 доллара. Поэтому производители, обещающие за 3 доллара Power bank объемом 10000 мАч, мягко говоря, обманывают. Хорошо, если там будет хотя бы 3000 мАч.

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторных батареек 18650 своими руками

Аккумуляторы играют важную роль в любом механизме, работающим не от сети. Перезаряжаемые аккумуляторные батареи стоят довольно дорого, из-за того, что вместе с ними нужно приобретать зарядное устройство. В аккумуляторных батареях используются разные комбинации проводниковых материалов и электролитов – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионполимерные (Li-Po).

Я использую литий-ионные аккумуляторы в своих проектах, поэтому решил сделать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, а не покупать дорогое, так что приступим.

Как сделать зарядное устройство для литиевого аккумулятора своими руками

Рассмотрим одну из самых простых схем зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. Самодельная схема зарядки реализована на микросхеме, которая выступает как стабилитрон и контроллер заряда, и транзисторе. База транзистора соединяется с управляющим электродом микросхемы. Литиевые батареи не любят перенапряжения, поэтому на выходе обязательно нужно выставить рекомендуемое напряжение в 4.2 В. Достичь этого можно с помощью регулировки микросхемы сопротивлениями R3 R4, которые имеют значения 3кОм и 2.2 кОм, соответственно. Подключаются они к первой ножке микросхемы. Регулировка задаётся единожды, и напряжение остаётся постоянным.

Чтобы можно было подстроить напряжение на выходе на месте резистора R, устанавливают потенциометр. Производить подстройку нужно без нагрузки, то есть без самого аккумулятора. С его помощью можно точно подстроить напряжение на выходе, равное 4,2 В. Потом вместо потенциометра можно поставить резистор полученного номинала.

Резистор R4 используется, чтобы открывать базу транзистора. Номинал этого сопротивления – 0,22 кОм. Когда аккумулятор будет заряжаться, его напряжение будет расти. От этого электрод управления на транзисторе будет повышать сопротивление эмиттер-коллектора. Это, в свою очередь, будет понижать ток, идущий на аккумулятор.

Ещё нужно отрегулировать ток зарядки. Для этого используют сопротивления R1. Без этого резистора не загорится светодиод, он отвечает за индикацию процесса зарядки. В зависимости от необходимого тока, подбирают резистор номиналом от 3 до 8 Ом.

Как заряжать аккумулятор, правила

Литий-ионные аккумуляторы похожи на людей тем, что они не ведут себя одинаково и работают лучше всего при температурах, которые не являются ни слишком жаркими, ни холодными.

Эти батареи работают лучше при высоких температурах, чем при низких, так как тепло снижает внутреннее сопротивление и ускоряет химическую реакцию внутри батареи. Побочным эффектом этого процесса является то, что он создает нагрузку на батарею, что может привести к сокращению срока службы в жарких условиях в течение продолжительных периодов.

С другой стороны, низкие температуры увеличивают внутреннее сопротивление, что увеличивает нагрузку на аккумулятор и сокращает его емкость. Батареи, которые обеспечивают 100% -ную емкость при 27 ° C, обычно уменьшаются на 50% при -18 ° C и так далее.

Li ion аккумуляторы как правильно заряжать?

Не разряжать полностью

Несоблюдение этих советов и инструкций может привести к повреждению аккумулятора до такой степени, что он станет непригодным для использования. Вы также можете поставить под угрозу свою безопасность и безопасность других людей, если батарея не используется должным образом. В сочетании с несовпадающим зарядным устройством может произойти перегрев или перезарядка, и существует риск возгорания.

Полная разрядка производится не чаще раза в 3 месяца

Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы?

Зарядка ионно-литиевых батарей очень отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей.

Различия заключаются в том, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокое напряжение на элемент. Они также требуют гораздо более жестких допусков на напряжение при обнаружении полной зарядки, а после полной зарядки они не допускают или требуют подзарядки

Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полной зарядки, поскольку литий-ионные аккумуляторы не допускают перезарядки

Хранение с небольшим зарядом

Большинство литий-ионных аккумуляторов, ориентированных на потребителя, заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент, и это допускает отклонение около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого вызывает напряжение в элементе и приводит к окислению, что сокращает срок службы и производительность. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.

Заряжать только оригинальной зарядкой

Зарядку литий-ионных аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:

Заряд постоянного тока: на первой стадии зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента тока заряда контролируется. Как правило, это составляет от 0,5 до 1,0 С. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость зарядки будет равна 2000 мА для скорости зарядки С). Для потребительских элементов LCO и батарей рекомендуется скорость зарядки не более 0,8 ° C.На этом этапе напряжение на ионно-литиевом элементе увеличивается для заряда постоянного тока. Время зарядки может быть около часа для этой стадии.
Заряд насыщения: Через некоторое время напряжение достигает пика в 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны войти во вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения. Поддерживается постоянное напряжение 4,2 В, и ток будет постоянно падать. Конец цикла зарядки достигается, когда ток падает примерно до 10% от номинального тока. Время зарядки может быть около двух часов для этой стадии в зависимости от типа элемента и производителя и т. Д.

Эффективность заряда, то есть величина заряда, удерживаемого батареей или элементом, относительно количества заряда, поступающего в элемент, является высокой. Эффективность зарядки составляет от 95 до 99%. Это отражает относительно низкие уровни повышения температуры клеток.

Не перегревать аккумулятор при зарядке

Есть моменты, когда вы не можете использовать аккумулятор в течение длительного периода времени. Вот советы по поддержанию максимальной емкости батареи для длительного хранения.

Виды зарядных устройств

Популярность шуруповёрта вызвана тем, что он упрощает процесс закручивания или выкручивания различного крепёжного элемента. Характеризуясь мобильностью и небольшими размерами, он незаменим при сборке мебельных конструкций, разборке техники, кровельных и других строительных работах. Своей мобильностью инструмент обязан входящим в его конструкцию аккумуляторным батареям.

Зарядка аккумулятора шуруповёрта происходит двумя способами: встроенным или внешним зарядным прибором. Встроенное ЗУ позволяет заряжать батарею, не извлекая её из шуруповёрта. Схема восстановления ёмкости расположена непосредственно вместе с аккумулятором. В то время как выносное подразумевает их извлечение и установку в отдельное приспособление для заряда. Различают ЗУ по типу восстанавливаемых батарей. Применяемые аккумуляторы бывают:

никель-кадмиевые (NiCd);
никель-металл-гидридные (NiMH);
литий-ионные (LiIon).

Конечная стоимость шуруповёрта не в последнюю очередь зависит от типа используемых батарей и возможностей зарядного устройства. ЗУ выпускаются на 12 вольт, 14,4 вольта и 18 вольт. Кроме этого, ЗУ разделяются по возможностям и могут иметь:

индикацию;
быструю зарядку;
разный тип защиты.

Наиболее используемые ЗУ используют в работе медленный заряд, обусловленный малым током. Они не содержат в своей конструкции индикацию работы и не отключаются автоматически. Это более справедливо к встроенным приборам восстановления ёмкости. ЗУ, построенные на импульсных схемах, обеспечивают возможность ускоренного заряда. Они автоматически отключаются по достижению требуемой величины напряжения или в случае возникновения аварийной ситуации.

Источник

Самодельное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Статья обновлена: 2020-12-17

Компоненты и принадлежности для сборки ЗУ

пластиковый бокс с примерными размерами 80х70х30 мм;
клеевой пистолет и стержни;
горячий нож;
паяльник с припоем;
винтики и отвертку;
защищенный модуль TP4056 (подробнее о его выборе – в следующем подразделе);
аккумуляторный отсек под 1 цилиндрический аккумулятор с размерами 18х65 мм;
печатную плату;
5-вольтный блок питания или альтернативный вариант – 4 конденсатора 100 нФ и стабилизатор напряжения 7805;
блок питания с характеристиками 12 В, 2 А;
разъем питания;
SPST выключатель с парой выходов.

Выбор микросхемы TP4056

Соединение электрокомпонентов

Спаять электрокомпоненты согласно схеме. Соединить плюсовой контакт разъема с 1-м выводом выключателя, минусовой – с пином GND стабилизатора, 2-й контакт выключателя – с пином Vin.
В пространстве между точками Vin и GND параллельно разместить 3 конденсатора 100 нФ.
В пространстве между точками Vout и GND установить конденсатор 100 нФ.
Соединить контакт Vout стабилизатора и точку IN+ модуля. Контакт GND соединить с точкой IN-.
Плюсовой контакт аккумуляторного отсека соединить с точкой B+, а отрицательный контакт – с точкой В-.

Сборка зарядника

батарейный отсек;
модуль TP4056, обеспечив попадание USB разъема и диодов в организованные для них отверстия;
стабилизатор напряжения 7805, разъем питания и выключатель.

После этого нужно завинтить нижнюю крышку, а неровные кромки зашкурить наждачной бумагой.

Проверка

Источник

Зарядное устройство для li ion аккумулятора 12в своими руками

Зарядное устройство для Li-Ion аккумулятора из барахла

У многих, наверное, возникает проблема с зарядкой Li-Ion аккумулятора без контроллера, у меня возникла такая ситуация. Достался убитый ноутбук, в аккумуляторе 4 банки SANYO UR18650A оказались живые.
Решил заменить в светодиодном фонарике, вместо трех батареек ААА. Встал вопрос об их зарядке.
Покопавшись в инете нашел кучу схемок, но с деталями у нас в городе туговато.
Пробовал заряжать от зарядки сотового, проблема в контроле заряда, нужно постоянно следить за нагревом, чуть начинает нагреваться нужно отключать от зарядки иначе аккумулятору каюк в лучшем случае, а то и можно устроить пожар.
Решил сделать самостоятельно. Купил в магазине постельку под аккумулятор. На барахолке купил зарядку. Для удобства отслеживания окончания заряда желательно найти с двухцветным светодиодом который сигнализирует о конце заряда. Он переключается с красного на зеленый при окончании зарядки.
Но можно и обычную. Зарядку можно заменить на шнур USB, и заряжать от компьютера или зарядки с USB выходом.
Моя зарядка только для аккумуляторов без контроллера. Контроллер я взял от старого аккумулятора сотового телефона. Она следит за тем, чтобы аккумулятор не был перезаряжен выше напряжения 4.2 В, либо разряжен меньше 2…3 В. Также схема защиты спасает от коротких замыканий, отключая саму банку от потребителя в момент короткого замыкания.
На нем стоят микросхема DW01 и сборка двух MOSFET-транзисторов (M1,M2) SM8502A. Есть и с другими маркировками, но схемы подобны этой, и работает аналогично.

Контроллер заряда от аккумулятора сотового телефона.

Ещё одна схема контроллера.
Главное не перепутать полярность припайки контроллера с постелькой и контроллера с зарядкой. На платке контроллера указаны контакты «+» и «-» .

В постельке возле плюсового контакта желательно сделать явно заметный указатель, красной краской или самоклеющейся пленкой, во избежание переполюсовки.
Собрал всё воедино и вот что получилось.

Заряжает замечательно. При достижении напряжения 4,2 вольта контроллер отключает аккумулятор от зарядки, и переключается светодиод с красного на зелёный. Зарядка закончена. Заряжать можно и другие Li-Ion аккумуляторы, только применить другую постельку. Всем удачи.

Источник

Самодельное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Статья обновлена: 2020-12-17

Компоненты и принадлежности для сборки ЗУ

пластиковый бокс с примерными размерами 80х70х30 мм;
клеевой пистолет и стержни;
горячий нож;
паяльник с припоем;
винтики и отвертку;
защищенный модуль TP4056 (подробнее о его выборе – в следующем подразделе);
аккумуляторный отсек под 1 цилиндрический аккумулятор с размерами 18х65 мм;
печатную плату;
5-вольтный блок питания или альтернативный вариант – 4 конденсатора 100 нФ и стабилизатор напряжения 7805;
блок питания с характеристиками 12 В, 2 А;
разъем питания;
SPST выключатель с парой выходов.

Выбор микросхемы TP4056

Соединение электрокомпонентов

Спаять электрокомпоненты согласно схеме. Соединить плюсовой контакт разъема с 1-м выводом выключателя, минусовой – с пином GND стабилизатора, 2-й контакт выключателя – с пином Vin.
В пространстве между точками Vin и GND параллельно разместить 3 конденсатора 100 нФ.
В пространстве между точками Vout и GND установить конденсатор 100 нФ.
Соединить контакт Vout стабилизатора и точку IN+ модуля. Контакт GND соединить с точкой IN-.
Плюсовой контакт аккумуляторного отсека соединить с точкой B+, а отрицательный контакт – с точкой В-.

Сборка зарядника

батарейный отсек;
модуль TP4056, обеспечив попадание USB разъема и диодов в организованные для них отверстия;
стабилизатор напряжения 7805, разъем питания и выключатель.

После этого нужно завинтить нижнюю крышку, а неровные кромки зашкурить наждачной бумагой.

Проверка

Источник

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками

Как правильно собрать зарядник для Li-on аккумулятора

Какие бывают батареи

Все зависит от того, какой материал используется при изготовлении положительного электрода. Всего существует несколько видов литиевых аккумуляторов:

С катодом из кобальта лития
С катодом созданным на основе сплава литированного фосфата железа
Сделанный на основе никель-кобальт-алюминия
Созданный на основе никель-кобальт-марганца

Чаще всего можно встретить корпусное исполнение, однако существуют также ламинированные, полимерные или призматические аккумуляторы. Последние выглядят как электродная масса, которая плотно запаяна в специальную пленку. Обычно такие батареи широко применяются в мобильных устройствах и строительной технике.

Большой популярностью сегодня пользуются батарейки 18650. Они завоевали любовь покупателей из-за своей увеличенной емкости и средним уровнем заряда. Однако при покупке не стоит забывать, что находясь в нерабочем состоянии такие батарейки очень быстро теряют свою емкость. Если постоянно не заряжать аккумуляторы, они в скором времени испортятся, и ремонт уже будет невозможен. Поэтому они должны постоянно заряжаться. Поставляются они всего в корпусном исполнении, уход за ними не составляет особого труда, а зарядка литий ионных аккумуляторов 18650 своими руками не будет сложной даже для новичка.

Где используются

Аккумулятора типа Li-on активно применяются в гражданской технике и изделиях специального назначения. Среди гражданских самым большим спросом литиевые аккумуляторы пользуются для мобильных телефонов. Также они могут применяться в ноутбуках, рациях, видеокамерах, цифровой технике, фонарях, строительной технике и т.д.

Как заряжать литий-ионные аккумуляторы 18650, правила

Для того чтобы провести правильную зарядку этого типа батареек не нужно обладать специальными навыками. Однако, в отличие от других батарей, при зарядке аккумуляторов 18650 необходимо придерживаться следующих правил:

Изначально рекомендуется подача максимум 0,05В. При завершении зарядки параметр повышают до 4,2В. Такая процедура обусловлена тем, что данный диапазон безопасен для 18650.
Настоятельно рекомендуется подавать силу тока до 1А. Оптимальным будет диапазон от 0,5 до 1А. При подаче тока более 1А батареи будут быстрее заряжаться, но также быстрее будут расходовать свой запас прочности, что в скором времени приведет аккумулятор к неисправности.
Зарядка не должна продолжаться более 3 часов. Избыточный заряд приведет к деформации фрагментов аккумулятора. Это будет понятно по перегреву блока

При соблюдении простых правил можно надолго сохранить работоспособность вашей батареи. Правильное обращение не только сохранит работоспособность, но и увеличит срок службы.

Когда надо заряжать батарею

Для хороших аккумуляторов нормой является 400-600 циклов. Лучше всего будет, если вы не будете давать вашей батарее разряжаться до 0%. Когда уровень заряда падает ниже отметки в 10%, рекомендуется ставить батарейку на зарядку. Такой прием поможет продлить срок службы до 1000 циклов.

Допустимый ток заряда

Любая схема зарядки литий ионных аккумуляторов предполагает, что допустимым для сохранности батареи является ток от 0.5 до 1 ампера в зависимости от номинальной емкости батареи. Например, аккумулятор на 2600мАч необходимо заряжать током от 1,3 до 2,6 ампера.

Время зарядки

Здесь самое главное – не держать АКБ дольше 3 часов. В противном случае из-за перегрева вы повредите химический состав батареи, после чего та придет в негодность.

Как измерить вольтаж

Обычно производители указывают емкость на самом элементе аккумулятора. Однако если вы желаете более точно измерить вольтаж и проверить работоспособность – существует большое количество разнообразных приборов для этого. Можно приобрести IMAX и делать точные замеры, что хорошо подойдет людям, которые каждый день подзаряжают батареи. Можно прибегнуть к более бюджетным вариантам, например мультиметру или проверки зарядки при помощи USB тестера. Последний вариант более опасный, так как подавляющее большинство бюджетных версий 18650 не имеют защиты. Резкая зарядка крайне негативно скажутся на работоспособности вашего АКБ, так что необходимо быть максимально осторожным.

Характеристики зарядного устройства для Li-on аккумуляторов

Номинальное напряжение указывается производителем на корпусе АКБ. Максимальным для 1860 является 4,2В, минимальным – 2.4.

Так же возможно наличие платы защиты. Основным назначением является обеспечение работы в рамках заданных параметров. Такая плата не позволит аккумулятору сесть до критических пределов или случиться переразряду.

Возможно подключение разнообразных индикаторов заряда, которые будут показывать вольтаж и емкость батареи. Такой умный подход позволит сэкономить деньги и поддерживать ваш аккумулятор в рабочем состоянии еще долгое время.

Как сделать зарядник своими руками

Ниже будет приведена инструкция и схема зарядки литий ионных аккумуляторов своими руками:

Удалить штекер с зарядного устройства мобильного телефона. Это можно сделать при помощи ножа или ножниц. Нужно быть очень внимательным, так как есть возможность повреждения самого провода.
Освободить провод от изоляции, разделить на положительный и отрицательный.
Очищенные заряды прикрепить к полюсам батареи. Лучше всего использовать изоленту или пластилин
Можно заряжать батарейку, но необходимо следить за процессом. Настоятельно рекомендуется не держать аккумулятор на зарядке более часа.

Если вы хотите более безопасный для вас и вашей батареи вариант, можно сделать более продвинутую версию зарядного устройства к которому будет присоединена плата защиты. Схема зарядки аккумулятора 18650 станет более продвинутой и понадобится больше компонентов, но сборка не составит особо труда.

Поместить плату в пластиковую коробку. Это может быть как корпус от сотового зарядника, так и любой пластиковый контейнер или игрушка.
Опираясь на разметку на плате припаиваются провода. Сама плата крепится к пластиковому контейнеру, после чего соблюдая полярность подключаются провода. Крайне важно здесь проявить внимательность. В противном случае можно вывести аккумулятор из строя.

Таким образом, можно сделать более качественную и безопасную зарядку. Плата защиты не даст батарее перегреться, поэтому можно быть спокойным за сохранность АКБ и своего здоровья. Из всего вышеописанного можно сделать вывод, что любой может собрать зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками.

Какие ошибки чаще всего случаются при сборке ЗУ для аккумулятора и способы их предотвращения

Хоть сама сборка не составляет особого труда, многие делают ошибки. Ниже будут представлены самые распространенные из них

Нарушение техники безопасности
Одной из самых главных ошибок при сборке является нарушение техники безопасности. Чаще всего люди бьются током, прикоснувшись к неизолированным проводам, получают ожоги при пайке или же деформируют сам корпус батареи. Во время сборки нужно быть максимально внимательным, иначе вы мало того что не получите нужный вам результат, так еще и создадите угрозу для своего здоровья
Путают полюса
Еще одной распространенной ошибкой является невнимательность. Паять полюса нужно четко по разметкам на схеме, соблюдать полярность и постоянно её проверять. В противном случае можно просто не добиться нужного результата или спалить плату.

Соблюдая все правила безопасности и проявляя максимальную внимательность можно сделать самодельное зарядное устройство своими руками. Такая зарядка является более дешевым аналогом разнообразных покупных зарядных устройств для аккумуляторов 18650, качественно производит зарядку батарейки и при наличии платы защиты безопасна как для батареи, так и для владельца.

Источник

Зарядное устройство батарей из трёх литий-ионных аккумуляторов

Параметр	Значение
Способ зарядки	Ток — Напряжение
Зарядный ток	1,5 A
Конечное напряжение	12,6 В
Тип преобразования	Импульсный

Точка «1» подключается к минусу блока питания;
«2» — к выходному выводу токоизмерительного шунта;
«3» — к входному выводу шунта;
«4» — к оптрону обратной связи;
«5» — к светодиоду индикации зарядки.

Вид печатной платы со стороны расположения радиоэлементов

Вид печатной платы со стороны проводников

Источник