Caricabatterie per batterie da 3,7 volt. MAX1555. Caricabatterie USB per batteria Li-Po. Come caricare correttamente le batterie agli ioni di litio

Pubblicato il 23 giugno 2012

La batteria agli ioni di litio non è nuova e molto è stato detto su come caricarla. Descriverò un esempio pratico di carica di una cella (3,7V) Li-Po batteria utilizzando l'alimentazione USB- connettore. Ricarica tramite USBÈ il modo più conveniente per dispositivi mobili ed elettrodomestici.

Ma, prima di descrivere il circuito del caricabatterie, considera le batterie stesse. Esistere batterie semplici, come questi:

E batterie con regolatore di carica integrato. Il controller è realizzato sotto forma di una piccola scheda saldata ai terminali della batteria. Si prega di notare che queste batterie di solito hanno contatti a filo.

In effetti, questo è logico: dotare la batteria di un controller di carica. Lascia che sia un po 'più costoso, ma quanto meno problemi. Ma cosa c'è dietro questo nome: "regolatore di carica"?

È solo un chip per proteggere la batteria da sovratensione, sovrascarica e cortocircuito. L'essenza della sua azione è semplice: a tensioni o correnti esorbitanti, il microcircuito spegne l'interruttore del transistor, scollegando la batteria dal circuito. A volte l'uscita di una tale batteria è 0V. Non allarmarti, questo non significa che la batteria sia scarica. È solo che la batteria si è scaricata al limite inferiore e il controller di carica l'ha spenta. È sufficiente caricarlo.

Come caricare tali batterie? Risposta: così come Li-Po batteria senza regolatore di carica. Li-Po una batteria con un controller di carica è solo una batteria con protezione aggiuntiva. Quale batteria è migliore: scegli tu. Ma devi ricordarlo Li-Po la batteria ha paura di sovraccaricarsi e scaricarsi eccessivamente. E se il problema con il sovraccarico viene risolto dal caricabatterie, allora la probabilità di scaricare la batteria al di sotto delle forze limite consentite da applicare Li-Po batteria con regolatore di carica.

Pertanto, abbiamo determinato che entrambe le opzioni Li-Po le batterie - con o senza regolatore di carica - richiedono un caricabatterie dedicato. Cosa succederà se Li-Po collegare stupidamente la batteria all'alimentatore 5V USB? Rimarrai sorpreso, ma la batteria si caricherà! Sebbene il processo di ricarica non possa essere definito normale e con tale carica, la batteria non durerà a lungo. inoltre Li-Po la batteria con un controller di carica si spegne quando è completamente carica (la protezione funzionerà). Anche se a quest'ora la batteria sarà piuttosto calda, potrebbe non andare bene. Ma senza un controller di carica, la batteria può terminare la sua vita in un lampo luminoso e bruciare il tuo computer, o ovunque tu lo attacchi, insieme a casa / ufficio / fabbrica.

C'è un modo "cinese" economico per caricare Li-Po batteria (ma solo con un regolatore di carica!) tramite un resistore limitatore di corrente. E accendi il LED in parallelo con il resistore. Il LED si spegne quando è completamente carico. Quelli. quando scatta la protezione. Questo metodo viene utilizzato nei giocattoli cinesi per bambini, quando il giocattolo in movimento / volante / galleggiante viene caricato dalle batterie del telecomando. Questo metodo è adatto se tuo zio lavora in una fabbrica di batterie e hai queste batterie "beh, solo un mucchio" (c). Lo rifiutiamo anche noi, anche se... no: lo rifiutiamo lo stesso. Non siamo cinesi e non abbiamo zii alla fabbrica di batterie! E amiamo gli utenti dei nostri dispositivi, quindi, carica Li-Po batteria saremo corretti.

Schema di ricarica semplice per batterie Llipo:

Per fare ciò, prendiamo un microcircuito speciale e lo accendiamo come indicato in. Si prega di notare che il microcircuito ha due ingressi - USB(3,7-6V) e DC(3,7-7V) per collegare l'alimentatore CC. Quelli. almeno raddrizzato.

Ho fatto un piccolo scialle di prova per. Il LED si accende durante la carica e si spegne quando la batteria è carica. Se la batteria non è collegata, il LED è spento.

Di conseguenza, abbiamo una miniatura Caricabatterie per Li-Po batterie. Tale circuito può essere integrato nella scheda del tuo dispositivo e caricarlo da USB... In combinazione con Li-Po batteria con un controller di carica, otteniamo un dispositivo con protezione completa Li-Po batteria e il caricabatterie corretto. Lunghi anni di servizio per te Li-Po!

Caricabatterie ultracompatto per batterie al litio sia 1S (3,7 V / 4,2 V) che 2 S (7,4 / 8,4 V) - principalmente per tutti i tipi di attrezzatura fotografica e video e varie torce elettriche che non hanno la propria ricarica "carcassa" incorporata (così come per caricare batterie aggiuntive). L'intervallo delle tensioni di funzionamento in ingresso è 5-18V (è necessario che la tensione in ingresso sia almeno 1V superiore alla tensione sulla batteria in carica).

Corrente di carica:

• per 3,7 V - 0,75 A
• per 7,4V - 1A

Queste correnti di carica sono ottimali e universali (e, soprattutto, sono sicure!!!) per la stragrande maggioranza delle batterie di qualsiasi fotocamera e videocamera.

Per stimare le dimensioni, nella foto c'è una moneta da un rublo :)

Design impermeabile. Protezione contro il cortocircuito e l'inversione di polarità (funziona davvero - l'ho verificato io stesso! :)

Per "strisciare" sui contatti della batteria, vengono utilizzati contatti di serraggio regolabili dal "ketai frog". È possibile (con difficile "strisciare" a causa del design della batteria) scambiare i contatti più e meno della "rana".

E, naturalmente, ci sono sempre opzioni per collegarsi ai contatti della batteria "in alternativa", ad esempio fissando i conduttori con un elastico o un nastro isolante :)

Per le batterie con contatti "realizzati in modo molto intelligente" (e queste sono, di regola, batterie Sony), è inoltre collegato un connettore con cablaggio per "aggiornare" leggermente il caricabatterie originale - saldare questo connettore ai contatti di uscita dell'originale ricarica.

La commutazione tra 3,7 V e 7,4 V avviene aprendo o chiudendo il cavo (vedi foto). Lo stato è chiuso - 7,4 V, aperto - 3,7 V (questa informazione è anche "disegnata" sulla lavagna, per gli smemorati :)

Il connettore di uscita dalla scheda (che va alla batteria) è da me realizzato compatibile con tutta la famiglia di caricabatterie universali come iMax (tipo di connettore maschio DEANS lui è Spina a T ) - cioè. può essere utilizzato a casa (e in macchina) iMax (con la stessa "rana" e altri contatti), e in quelli puramente da marcia - per leggerezza e compattezza, prendi questa sciarpa invece di iMax, un po 'più grande di una moneta da un rublo :)

Nota importante:

Questa scheda caricabatterie ha una particolarità (questo è più probabile che non sia un "bug", ma una "caratteristica" - ma devi comunque tenerne conto) - ha una parte finale di carica MOLTO lenta (CV - Constant Voltage). In parole povere, fino a circa il 98% della capacità della batteria, la carica è abbastanza veloce (entro le correnti indicate), ma il "finale" finale sta andando cosìoooooooooooooooooooooooooooooo! Quelli. dal momento in cui la batteria è di fatto già carica, e fino a quando l'indicatore LED non si accende, segnalando la fine della carica, può volerci molto tempo!

E in alcuni casi (principalmente, questo vale per le batterie da 7,4 V di foto-video), potresti anche non aspettare che il LED si accenda - come, ad esempio, nella batteria della mia Pentax DSLR ... Il fatto è che la sua batteria contiene una scheda di bilanciamento che "spurga »Tensione fino a 8,3 V - mentre la scheda di ricarica è in attesa di stabilire 8,4 V :) E alla fine, non lo aspetta mai ... :)

Come affrontare questo? Sì, molto facile!

In primo luogo, puoi semplicemente stimare il tempo di ricarica (e conosciamo la corrente di carica, su di essa è scritta anche la capacità della batteria). Ad esempio, carichiamo una batteria con una tensione di 7,4 V (le designazioni 7,2 V o 8,4 V sono tutte uguali :) e con una capacità di 1600 mAh. Di conseguenza, con una corrente di carica di circa 1A, la batteria può considerarsi carica in circa un'ora e mezza.

In secondo luogo, puoi semplicemente toccare l'acceleratore sulla scheda del caricatore con il dito (questa è una parte quadrata così grande sulla scheda, il più grande di tutti i dettagli :) Se è calda al tatto, significa che la ricarica attiva è ancora in corso. Ma se la sua temperatura non differisce molto dalla temperatura complessiva dell'intera scheda (ovviamente non puoi sentirla con il dito), la ricarica attiva è terminata e puoi scollegare la batteria in sicurezza.

La cosa principale da ricordare qui è una semplice verità: un piccolo sottocarico per le batterie agli ioni di litio non solo non è dannoso in alcun modo, ma tutto è esattamente il contrario, è molto utile per aumentare la loro durata !!! Quindi non abbiate minimamente paura batterie al litio sottocarica, attenzione solo al sovraccarico (fortunatamente, questa scheda di ricarica non ti consentirà di farlo :)

Le batterie al litio (Li-Io, Li-Po) sono attualmente le fonti di energia elettrica ricaricabili più diffuse. La batteria al litio ha una tensione nominale di 3,7 volt, indicata sulla custodia. Tuttavia, una batteria carica al 100% ha una tensione di 4,2 V e una scarica "a zero" - 2,5 V, non ha senso scaricare la batteria sotto i 3 V, in primo luogo, si deteriora da questo e, in secondo luogo, nell'intervallo da 3 a 2,5 Solo un paio di punti percentuali dell'energia viene trasferita alla batteria. Pertanto, l'intervallo di tensione di esercizio è preso come 3 - 4,2 Volt. Puoi guardare la mia selezione di suggerimenti per l'utilizzo e la conservazione delle batterie al litio in questo video.

Ci sono due opzioni per il collegamento delle batterie, seriale e parallela.

Con un collegamento in serie, si somma la tensione su tutte le batterie, quando il carico è collegato, da ciascuna batteria scorre una corrente pari alla corrente totale nel circuito, in generale la resistenza di carico imposta la corrente di scarica. Devi ricordarlo da scuola. Ora arriva la parte divertente, la capacità. La capacità dell'assieme con tale connessione è buona pari alla capacità della batteria con la capacità minima. Immagina che tutte le batterie siano cariche al 100%. Guarda, la corrente di scarica è la stessa ovunque e la batteria con la capacità più piccola verrà scaricata per prima, almeno questo è logico. E non appena sarà scaricato, non sarà più possibile caricare ulteriormente questo assieme. Sì, il resto delle batterie è ancora carico. Ma se continuiamo a rimuovere la corrente, la nostra batteria debole inizierà a scaricarsi eccessivamente e a guastarsi. Cioè, è corretto presumere che la capacità di un gruppo collegato in serie sia uguale alla capacità della batteria più piccola o più scarica. Da qui concludiamo: in primo luogo, è necessario raccogliere una batteria seriale da batterie della stessa capacità e, in secondo luogo, prima del montaggio, devono essere caricate tutte allo stesso modo, in altre parole, al 100%. Esiste una cosa del genere, chiamata BMS (Battery Monitoring System), che può monitorare ogni batteria nella batteria e, non appena una di esse viene scaricata, scollega l'intera batteria dal carico, questo verrà discusso di seguito. Ora per quanto riguarda la ricarica di una batteria del genere. È necessario caricarlo con una tensione pari alla somma delle tensioni massime su tutte le batterie. Per il litio, questo è 4,2 volt. Cioè, carichiamo una batteria di tre con una tensione di 12,6 V. Guarda cosa succede se le batterie non sono le stesse. La batteria con la capacità più piccola si caricherà più velocemente. Ma il resto non è ancora stato addebitato. E la nostra povera batteria friggerà e si ricaricherà finché il resto non sarà carico. Vi ricordo che sovrascarica, anche il litio non gradisce molto e si deteriora. Per evitare ciò, ricorda la conclusione precedente.

Passiamo al collegamento in parallelo. La capacità di tale batteria è pari alla somma delle capacità di tutte le batterie incluse in essa. La corrente di scarica per ogni cella è uguale alla corrente di carico totale divisa per il numero di celle. Cioè, più Akum è presente in tale assemblea, più corrente può fornire. Una cosa interessante accade con la tensione. Se raccogliamo batterie con tensioni diverse, cioè, approssimativamente, caricate a percentuali diverse, dopo la connessione inizieranno a scambiare energia fino a quando la tensione su tutte le celle non diventerà la stessa. Concludiamo: prima di assemblare Akum, devono essere nuovamente caricati allo stesso modo, altrimenti, quando collegati, scorreranno grandi correnti e l'Akum scaricato sarà danneggiato e molto probabilmente potrebbe persino prendere fuoco. Nel processo di scarica, le batterie scambiano anche energia, cioè se una delle lattine ha una capacità inferiore, il resto non le consentirà di scaricarsi più velocemente di loro, ovvero batterie con capacità diverse possono essere utilizzate in assemblaggio parallelo . L'unica eccezione è il lavoro a correnti elevate. Sul batterie diverse sotto il carico, la tensione si abbassa in modi diversi e tra Akum "forte" e "debole", la corrente inizierà a funzionare, ma non ne abbiamo affatto bisogno. E lo stesso vale per la ricarica. È possibile caricare in parallelo batterie di diverse capacità in modo assolutamente sicuro, ovvero non è necessario il bilanciamento, l'assieme si bilancerà da solo.

In entrambi i casi considerati, devono essere rispettate la corrente di carica e la corrente di scarica. La corrente di carica per Li-Io non deve superare la metà della capacità della batteria in ampere (batteria 1000 mAh - carica 0,5 A, batteria 2 Ah, carica 1 A). La massima corrente di scarica è solitamente indicata nel datasheet (TTX) della batteria. Ad esempio: laptop 18650 e batterie da smartphone non possono essere caricati con una corrente superiore a 2 capacità della batteria in Ampere (esempio: Akum per 2500 mAh, il che significa che è necessario prelevare un massimo di 2,5 * 2 = 5 Ampere). Ma ci sono batterie ad alta corrente, dove la corrente di scarica è chiaramente indicata nelle caratteristiche.

Caratteristiche della ricarica delle batterie con moduli cinesi

Modulo di ricarica e protezione standard disponibile in commercio per 20 rubli per batteria al litio ( collegamento a Aliexpress)
(posizionato dal venditore come modulo per una cella 18650) può e caricherà qualsiasi batteria al litio indipendentemente dalla forma, dalle dimensioni e dalla capacità alla corretta tensione di 4,2 volt (tensione di una batteria completamente carica, ai bulbi oculari). Anche se si tratta di un enorme pacchetto al litio da 8000 mAh (ovviamente, stiamo parlando di una cella da 3.6-3.7v). Il modulo fornisce una corrente di carica di 1 amp, questo significa che possono caricare in sicurezza qualsiasi batteria con una capacità di 2000 mAh e oltre (2Ah, il che significa che la corrente di carica è la metà della capacità, 1A) e, di conseguenza, il tempo di ricarica in ore sarà uguale alla capacità della batteria in ampere (anzi, poco più, un'ora e mezza o due per ogni 1000mah). A proposito, la batteria può essere collegata al carico già durante la ricarica.

Importante! Se si desidera caricare una batteria con una capacità inferiore (ad esempio, un vecchio barattolo da 900 mAh o una minuscola borsa al litio da 230 mAh), la corrente di carica di 1 A è elevata, dovrebbe essere ridotta. Ciò avviene sostituendo la resistenza R3 sul modulo secondo la tabella allegata. Il resistore è smd opzionale, il più comune lo farà. Lascia che ti ricordi che la corrente di carica dovrebbe essere la metà della capacità della batteria (o meno, niente di grave).

Ma se il venditore dice che questo modulo è per una lattina 18650, possono caricare due lattine? O tre? E se dovessi assemblare un capiente power bank da più batterie?
POTERE! Tutte le batterie al litio possono essere collegate in parallelo (tutti i vantaggi in più, tutti i meno in meno), INDIPENDENTEMENTE DELLA CAPACITÀ. Le batterie saldate in parallelo mantengono una tensione operativa di 4,2 V e la loro capacità viene aggiunta. Anche se prendi una lattina a 3400 mAh e la seconda a 900, ottieni 4300. Le batterie funzioneranno nel loro insieme e si scaricheranno in proporzione alla loro capacità.
La tensione in un assieme PARALLELO è SEMPRE LA STESSA SU TUTTE LE BATTERIE! E non una singola batteria può essere scaricata fisicamente in un assieme prima di altre, il principio dei vasi comunicanti funziona qui. Coloro che sostengono il contrario e affermano che le batterie con una capacità inferiore si scaricheranno più velocemente e moriranno - lo confondono con il montaggio SEQUENZIALE, gli sputano in faccia.
Importante! Prima di collegarsi tra loro, tutte le batterie devono avere approssimativamente la stessa tensione, in modo che al momento della saldatura, le correnti di equalizzazione non scorrano tra di loro, possono essere molto grandi. Pertanto, è meglio caricare semplicemente ciascuna batteria separatamente prima del montaggio. Naturalmente, il tempo di ricarica dell'intero gruppo aumenterà, poiché si utilizza lo stesso modulo 1A. Ma puoi parallelizzare due moduli, ricevendo una corrente di carica fino a 2A (se il tuo caricabatterie può dare così tanto). Per fare ciò, collegare con ponticelli tutti i morsetti simili dei moduli (tranne Out- e B+, sono duplicati sulle schede da altri dime, e saranno comunque già collegati). Oppure puoi acquistare un modulo ( collegamento a Aliexpress), su cui i microcircuiti sono già in parallelo. Questo modulo è in grado di caricare con una corrente di 3 Ampere.

Ci scusiamo per l'ovvio, ma le persone sono ancora confuse, quindi dobbiamo discutere la differenza tra parallelo e seriale.
PARALLELO la connessione (tutti i più con i più, tutti i meno con i meno) mantiene la tensione della batteria di 4,2 volt, ma aumenta la capacità sommando tutte le capacità. Tutti i power bank utilizzano un collegamento in parallelo di più batterie. Un tale assieme può ancora essere caricato da USB e la tensione sale all'uscita 5v con un convertitore step-up.
CONSECUTIVO la connessione (ogni più o meno della batteria successiva) dà un aumento multiplo della tensione di una lattina da 4,2 V carica (2s - 8,4 v, 3s - 12,6 v e così via), ma la capacità rimane la stessa. Se vengono utilizzate tre batterie da 2000 mAh, la capacità di assemblaggio è di 2000 mAh.
Importante! Si ritiene che per l'assemblaggio sequenziale sia sacro utilizzare solo batterie della stessa capacità. Infatti, questo non è il caso. Puoi usarne di diversi, ma poi la capacità della batteria sarà determinata dalla capacità PI BASSA nell'assieme. Aggiungi 3000 + 3000 + 800 - ottieni 800 mAh di assemblaggio. Quindi gli specialisti iniziano a cantare, che quindi la batteria meno capiente si scaricherà più velocemente e morirà. Non importa! La regola principale e veramente sacra è che per un montaggio coerente è sempre e assolutamente necessario utilizzare il pannello di protezione BMS per il numero richiesto di lattine. Determina la tensione su ciascuna cella e spegne l'intero gruppo se si scarica prima. Nel caso di un banco 800, verrà scaricato, il BMS scollegherà il carico dalla batteria, lo scarico si fermerà e la carica residua di 2200 mAh sui banchi rimanenti non avrà più importanza: è necessario caricare.

La scheda BMS, a differenza del singolo modulo di ricarica, NON È un CARICATORE per montaggio sequenziale. Per caricare è necessario sorgente configurata della tensione e della corrente richieste... Guyver ha realizzato un video su questo, quindi non perdere tempo, guardalo, è tutto il più completo possibile.

È possibile caricare una catena a margherita collegando più moduli di ricarica singoli?
In effetti, con alcune ipotesi, è possibile. Per alcuni prodotti casalinghi lo schema si è dimostrato valido utilizzando moduli singoli, anche collegati in serie, ma OGNI modulo necessita di una propria ALIMENTAZIONE SEPARATA. Se carichi 3 secondi, prendi tre caricabatterie del telefono e collega ciascuno a un modulo. Quando si utilizza un'unica fonte - cortocircuito di potenza, niente funziona. Tale sistema funziona anche come protezione per l'assieme (ma i moduli sono in grado di erogare non più di 3 ampere) oppure, semplicemente caricare l'assieme in batch, collegando il modulo a ciascuna batteria fino a quando non è completamente carico.

Indicatore di carica della batteria

È anche un problema urgente - almeno sapere approssimativamente quanta percento della carica rimane sulla batteria in modo che non si scarichi nel momento più cruciale.
Per gli assemblaggi in parallelo a 4,2 volt, la soluzione più ovvia sarebbe quella di acquistare subito una scheda powerbank già pronta, che ha già un display che mostra la percentuale di carica. Queste percentuali non sono super accurate, ma aiutano comunque. Il prezzo del problema è di circa 150-200 rubli, tutti sono presentati sul sito Web di Guyver. Anche se non stai collezionando un powerbank, ma qualcos'altro, questa scheda è abbastanza economica e piccola da inserire in un prodotto fatto in casa. Inoltre, ha già la funzione di caricare e proteggere le batterie.
Esistono indicatori in miniatura già pronti per una o più lattine, 90-100r
Bene, il metodo più economico e popolare è utilizzare un convertitore step-up MT3608 (30 rubli), sintonizzato su 5-5.1v. In realtà, se crei un power bank su un qualsiasi convertitore da 5 volt, non hai nemmeno bisogno di acquistare nulla. La revisione consiste nell'installare un LED rosso o verde (altri colori funzioneranno con una tensione di uscita diversa, da 6V e oltre) attraverso un resistore limitatore di corrente da 200-500 ohm tra il terminale positivo di uscita (questo sarà un plus) e il ingresso positivo (per il LED risulterà negativo). Non ti sbagli, tra due plus! Il fatto è che quando il convertitore è in funzione, si crea una differenza di tensione tra i più, +4,2 e + 5v danno una tensione di 0,8 v tra loro. Quando la batteria è scarica, la sua tensione diminuirà e l'uscita dal convertitore è sempre stabile, il che significa che la differenza aumenterà. E quando la tensione sulla banca è 3,2-3,4 v, la differenza raggiungerà il valore richiesto per accendere il LED: inizia a mostrare che è ora di caricare.

Come misurare la capacità delle batterie?

Siamo già abituati all'opinione che Aimax b6 sia necessario per la misurazione, ma costa denaro ed è ridondante per la maggior parte dei radioamatori. Ma c'è un modo per misurare la capacità di una batteria da 1-2-3 lattine con una precisione sufficiente ed economica: un semplice tester USB.

Valutare le caratteristiche di un particolare caricabatterie è difficile senza capire come dovrebbe effettivamente fluire una carica esemplare di una batteria agli ioni di litio. Pertanto, prima di procedere direttamente ai circuiti, ricordiamo un po' la teoria.

Cosa sono le batterie al litio

A seconda del materiale di cui è fatto l'elettrodo positivo di una batteria al litio, ne esistono diverse varietà:

• con catodo di litio cobalto;
• con catodo a base di fosfato di ferro litiato;
• a base di nichel-cobalto-alluminio;
• a base di nichel-cobalto-manganese.

Tutte queste batterie hanno le loro caratteristiche, ma poiché queste sfumature non sono di fondamentale importanza per il consumatore generale, non saranno prese in considerazione in questo articolo.

Inoltre, tutte le batterie agli ioni di litio sono prodotte in varie dimensioni standard e fattori di forma. Possono essere sia in un design della custodia (ad esempio, il popolare 18650 oggi) che in un design laminato o prismatico (batterie ai polimeri di gel). Questi ultimi sono sacchetti ermeticamente sigillati realizzati con un film speciale, in cui si trovano gli elettrodi e la massa degli elettrodi.

Le dimensioni più comuni delle batterie agli ioni di litio sono mostrate nella tabella seguente (hanno tutte una tensione nominale di 3,7 volt):

I processi elettrochimici interni procedono allo stesso modo e non dipendono dal fattore di forma e dal design della batteria, quindi tutto quanto detto di seguito vale ugualmente per tutte le batterie al litio.

Come caricare correttamente le batterie agli ioni di litio

Il modo più corretto per caricare le batterie al litio è caricare in due fasi. Questo è il metodo utilizzato da Sony in tutti i suoi caricabatterie. Nonostante il controller di carica più sofisticato, questo fornisce una carica più completa per le batterie agli ioni di litio senza comprometterne la durata.

Qui stiamo parlando di un profilo di carica a due stadi per batterie al litio, abbreviato in CC/CV (corrente costante, tensione costante). Esistono anche opzioni con correnti pulsate e a gradino, ma non sono considerate in questo articolo. Puoi leggere di più sulla ricarica con una corrente pulsata.

Quindi, consideriamo entrambe le fasi della ricarica in modo più dettagliato.

1. Nella prima fase deve essere garantita una corrente di carica costante. Il valore attuale è 0.2-0.5C. Per la ricarica accelerata, è consentito aumentare la corrente a 0,5-1,0 C (dove C è la capacità della batteria).

Ad esempio, per una batteria con una capacità di 3000 mA / h, la corrente di carica nominale nel primo stadio è 600-1500 mA e la corrente di carica accelerata può essere compresa tra 1,5 e 3 A.

Per fornire una corrente di carica costante di un determinato valore, il circuito di carica (caricabatterie) deve essere in grado di aumentare la tensione ai terminali della batteria. Infatti, nella prima fase, il caricabatterie funziona come un classico stabilizzatore di corrente.

Importante: se si prevede di caricare le batterie con una scheda di protezione integrata (PCB), quando si progetta il circuito di memoria, è necessario assicurarsi che la tensione mossa inattiva i circuiti non potranno mai superare i 6-7 volt. In caso contrario, la scheda di protezione potrebbe danneggiarsi.

Nel momento in cui la tensione sulla batteria sale a un valore di 4,2 volt, la batteria assorbirà circa il 70-80% della sua capacità (il valore specifico della capacità dipenderà dalla corrente di carica: con una carica accelerata sarà leggermente meno, con nominale - leggermente di più). Questo momento è la fine della prima fase di ricarica e funge da segnale per il passaggio alla seconda (e ultima) fase.

2. Seconda fase di ricaricaè la carica della batteria? tensione costante, ma gradualmente decrescente (decrescente) corrente.

In questa fase, il caricabatterie mantiene una tensione di 4,15-4,25 volt sulla batteria e controlla il valore della corrente.

All'aumentare della capacità, la corrente di carica diminuirà. Non appena il suo valore scende a 0,05-0,01 C, il processo di carica è considerato completo.

Una sfumatura importante del corretto funzionamento del caricabatterie è la sua completa disconnessione dalla batteria dopo la fine della carica. Ciò è dovuto al fatto che per le batterie al litio è estremamente indesiderabile che siano sotto tensione per lungo tempo, il che di solito fornisce un caricabatterie (cioè 4,18-4,24 volt). Ciò porta ad un accelerato degrado della composizione chimica della batteria e, di conseguenza, ad una diminuzione della sua capacità. Un soggiorno a lungo termine significa decine di ore o più.

Durante la seconda fase di carica, la batteria riesce a guadagnare circa un altro 0,1-0,15 della sua capacità. La carica totale della batteria raggiunge così il 90-95%, che è un ottimo indicatore.

Abbiamo coperto due fasi principali della ricarica. Tuttavia, la copertura del problema della ricarica delle batterie al litio sarebbe incompleta se non fosse menzionata un'altra fase di ricarica, la cosiddetta. precarica.

Fase di precarica (precarica)- questa fase viene utilizzata solo per batterie molto scariche (inferiori a 2,5 V) per riportarle alle normali condizioni di funzionamento.

In questa fase, la carica è fornita corrente continua valore ridotto fino a quando la tensione della batteria raggiunge i 2,8 V.

È necessaria una fase preliminare per prevenire il rigonfiamento e la depressurizzazione (o anche l'esplosione con incendio) di batterie danneggiate, ad esempio con un cortocircuito interno tra gli elettrodi. Se una grande corrente di carica viene immediatamente passata attraverso una batteria del genere, ciò porterà inevitabilmente al suo riscaldamento, e quindi quanto fortunato.

Un altro vantaggio della precarica è il preriscaldamento della batteria, che è importante durante la ricarica quando basse temperature ambiente (in una stanza non riscaldata durante la stagione fredda).

La ricarica intelligente dovrebbe essere in grado di monitorare la tensione sulla batteria durante la fase preliminare di ricarica e, se la tensione non aumenta per lungo tempo, concludere che la batteria è difettosa.

Tutte le fasi di carica di una batteria agli ioni di litio (inclusa la fase di precarica) sono rappresentate schematicamente in questo grafico:

Il superamento della tensione di carica nominale di 0,15 V può dimezzare la durata della batteria. L'abbassamento della tensione di carica di 0,1 volt riduce la capacità di una batteria carica di circa il 10%, ma ne prolunga notevolmente la durata. La tensione di una batteria completamente carica dopo averla rimossa dal caricabatterie è di 4,1-4,15 volt.

Per riassumere quanto sopra, delineeremo le tesi principali:

1. Quale corrente caricare una batteria agli ioni di litio (ad esempio 18650 o qualsiasi altra)?

La corrente dipenderà dalla velocità con cui si desidera caricarla e può variare da 0,2 C a 1 C.

Ad esempio, per una batteria di dimensioni 18650 con una capacità di 3400 mAh, la corrente di carica minima è 680 mA e la corrente massima è 3400 mA.

2. Quanto tempo ci vuole per caricare, ad esempio, le stesse batterie 18650 ricaricabili?

Il tempo di carica dipende direttamente dalla corrente di carica ed è calcolato dalla formula:

T = C/io addebito.

Ad esempio, il tempo di ricarica della nostra batteria da 3400 mAh con una corrente di 1A sarà di circa 3,5 ore.

3. Come caricare correttamente la batteria ai polimeri di litio?

Tutte le batterie al litio vengono caricate allo stesso modo. Non importa se si tratta di polimeri di litio o ioni di litio. Per noi consumatori non c'è differenza.

Che cos'è una scheda di protezione?

La scheda di protezione (o PCB - scheda di controllo dell'alimentazione) è progettata per proteggere da cortocircuito, sovraccarico e sovrascarica della batteria al litio. Di norma, nei moduli di protezione è integrata anche la protezione contro il surriscaldamento.

Per motivi di sicurezza, è vietato utilizzare batterie al litio in elettrodomestici se non hanno una scheda di protezione incorporata. Pertanto, tutte le batterie dei telefoni cellulari hanno sempre una scheda PCB. I terminali di uscita della batteria si trovano direttamente sulla scheda:

Queste schede utilizzano un controller di carica a sei gambe basato su mikruh specializzati (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600, ecc.). Il compito di questo controller è scollegare la batteria dal carico quando la batteria è completamente scarica e scollegare la batteria dalla carica quando raggiunge i 4,25 V.

Ad esempio, ecco uno schema della scheda di protezione della batteria BP-6M, fornita con i vecchi telefoni Nokia:

Se parliamo di 18650, possono essere prodotti con o senza scheda di protezione. Il modulo di protezione si trova nell'area del terminale negativo della batteria.

La scheda aumenta la lunghezza della batteria di 2-3 mm.

Le batterie senza PCB sono solitamente incluse in batterie con i propri circuiti di protezione.

Qualsiasi batteria protetta si trasforma facilmente in una batteria non protetta, basta smontarla.

Ad oggi, la capacità massima della batteria 18650 è di 3400mAh. Le batterie protette devono essere contrassegnate sulla custodia ("Protetto").

Non confondere il PCB con il modulo di carica dell'alimentazione (PCM). Se i primi servono solo a proteggere la batteria, i secondi sono progettati per controllare il processo di carica: limitano la corrente di carica a un determinato livello, controllano la temperatura e, in generale, forniscono l'intero processo. La scheda PCM è ciò che chiamiamo regolatore di carica.

Spero che ora non ci siano più domande, come caricare una batteria 18650 o qualsiasi altra batteria al litio? Quindi passiamo a una piccola selezione di soluzioni circuitali già pronte per i caricabatterie (quegli stessi controller di carica).

Schemi di ricarica per batterie agli ioni di litio

Tutti i circuiti sono adatti per caricare qualsiasi batteria al litio, resta solo da decidere la corrente di carica e la base dell'elemento.

LM317

Schema di un semplice caricabatterie basato sul microcircuito LM317 con un indicatore di carica:

Il circuito è semplice, l'intera configurazione si riduce all'impostazione della tensione di uscita di 4,2 volt utilizzando il trimmer R8 (senza batteria collegata!) e all'impostazione della corrente di carica selezionando i resistori R4, R6. La potenza del resistore R1 è di almeno 1 Watt.

Non appena il LED si spegne, il processo di carica può considerarsi completato (la corrente di carica non scenderà mai a zero). Non è consigliabile mantenere la batteria in questa carica per lungo tempo dopo che è stata completamente caricata.

Il microcircuito lm317 è ampiamente utilizzato in vari stabilizzatori di tensione e corrente (a seconda del circuito di commutazione). È venduto ad ogni angolo e costa solo un centesimo (puoi prendere 10 pezzi per soli 55 rubli).

LM317 è disponibile in diverse custodie:

Assegnazione pin (pinout):

Gli analoghi del microcircuito LM317 sono: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (gli ultimi due sono di produzione nazionale).

La corrente di carica può essere aumentata a 3A se si prende l'LM350 invece dell'LM317. È vero, sarà più costoso: 11 rubli / pezzo.

Il PCB e l'assemblaggio schematico sono mostrati di seguito:

Il vecchio transistor sovietico KT361 può essere sostituito con simile p-n-p transistor (ad esempio, KT3107, KT3108 o 2N5086 borghese, 2SA733, BC308A). Può essere rimosso del tutto se l'indicatore di carica non è necessario.

Svantaggio del circuito: la tensione di alimentazione deve essere compresa tra 8-12V. Ciò è dovuto al fatto che per il normale funzionamento del microcircuito LM317, la differenza tra la tensione sulla batteria e la tensione di alimentazione deve essere di almeno 4,25 volt. Pertanto, non funzionerà dalla porta USB.

MAX1555 o MAX1551

I MAX1551/MAX1555 sono caricabatterie dedicati Li+ che possono essere alimentati tramite USB o un adattatore di alimentazione separato (come un caricabatterie per telefono).

L'unica differenza tra questi microcircuiti è che il MAX1555 fornisce un segnale per l'indicatore del processo di carica e il MAX1551 fornisce un segnale che l'alimentazione è attiva. Quelli. Il 1555 nella maggior parte dei casi è ancora preferibile, quindi il 1551 è ormai difficile da trovare in vendita.

Una descrizione dettagliata di questi microcircuiti dal produttore -.

La tensione di ingresso massima dall'adattatore CC è 7 V, quando alimentato da USB - 6 V. Quando la tensione di alimentazione scende a 3,52 V, il microcircuito si spegne e la carica si interrompe.

Il microcircuito stesso rileva a quale ingresso è presente la tensione di alimentazione ed è collegato ad esso. Se l'alimentazione viene fornita tramite il bus YUSB, la corrente di carica massima è limitata a 100 mA: ciò consente di collegare il caricabatterie alla porta USB di qualsiasi computer senza temere di bruciare il ponte sud.

Quando alimentato da un alimentatore separato, la corrente di carica tipica è di 280 mA.

I microcircuiti hanno una protezione contro il surriscaldamento incorporata. Anche così, il circuito continua a funzionare, diminuendo la corrente di carica di 17 mA per ogni grado sopra i 110 °C.

Esiste una funzione di precarica (vedi sopra): finché la tensione sulla batteria è inferiore a 3V, il microcircuito limita la corrente di carica a 40 mA.

Il microcircuito ha 5 pin. Qui schema tipico inclusioni:

Se c'è la garanzia che la tensione all'uscita del tuo adattatore non supererà in nessun caso i 7 volt, allora puoi fare a meno dello stabilizzatore 7805.

L'opzione di ricarica USB può essere montata, ad esempio, su questo.

Il microcircuito non necessita di diodi esterni o transistor esterni. In generale, ovviamente, mikruhi stupendo! Solo che sono troppo piccoli, è scomodo da saldare. E sono anche costosi ().

LP2951

Lo stabilizzatore LP2951 è prodotto da National Semiconductors (). Fornisce l'implementazione della funzione di limitazione della corrente integrata e consente la formazione di un livello stabile della tensione di carica della batteria agli ioni di litio all'uscita del circuito.

Il valore della tensione di carica è 4,08 - 4,26 volt ed è impostato dalla resistenza R3 quando la batteria è scollegata. La tensione è tenuta molto precisamente.

La corrente di carica è 150 - 300 mA, questo valore è limitato dai circuiti interni del microcircuito LP2951 (a seconda del produttore).

Utilizzare un diodo con una piccola corrente inversa. Ad esempio, può essere una qualsiasi delle serie 1N400X che puoi acquistare. Il diodo viene utilizzato come diodo di blocco per impedire la corrente inversa dalla batteria nel microcircuito LP2951 quando la tensione di ingresso è scollegata.

Questa carica fornisce una corrente di carica abbastanza bassa, quindi qualsiasi batteria 18650 può essere caricata durante la notte.

Il microcircuito può essere acquistato sia in un pacchetto DIP che in un pacchetto SOIC (il costo è di circa 10 rubli per pezzo).

MCP73831

Il microcircuito ti consente di creare i caricabatterie giusti ed è anche più economico del pubblicizzato MAX1555.

Un tipico schema elettrico è tratto da:

Un importante vantaggio del circuito è l'assenza di resistori di potenza a bassa resistenza che limitano la corrente di carica. Qui la corrente è impostata da un resistore collegato al 5 ° pin del microcircuito. La sua resistenza dovrebbe essere nell'intervallo 2-10 kΩ.

Il gruppo di ricarica ha questo aspetto:

Il microcircuito si riscalda abbastanza bene durante il funzionamento, ma questo non sembra interferire con esso. Svolge la sua funzione.

Ecco un'altra opzione scheda a circuito stampato con LED smd e connettore micro USB:

LTC4054 (STC4054)

Molto circuito semplice, ottima opzione! Consente la ricarica con corrente fino a 800 mA (vedi). È vero, tende a diventare molto caldo, ma in questo caso la protezione contro il surriscaldamento integrata riduce la corrente.

Il circuito può essere notevolmente semplificato eliminando uno o anche entrambi i LED con un transistor. Quindi sarà simile a questo (devi ammettere che non è da nessuna parte più facile: un paio di resistori e un conder):

Una delle opzioni PCB è disponibile da. La scheda è progettata per elementi di dimensioni standard 0805.

io = 1000 / R... Non vale la pena impostare subito una grande corrente, prima guarda quanto si scalderà il microcircuito. Per i miei scopi, ho preso un resistore da 2,7 kOhm, mentre la corrente di carica si è rivelata di circa 360 mA.

È improbabile che un radiatore per questo microcircuito sia in grado di adattarsi e non è un dato di fatto che sarà efficace a causa dell'elevata resistenza termica della transizione del cristallo. Il produttore consiglia di realizzare il dissipatore di calore "attraverso i perni" - rendendo le tracce il più spesse possibile e lasciando la pellicola sotto la custodia del microcircuito. In generale, più la pellicola "terrosa" rimane, meglio è.

A proposito, la maggior parte il calore viene dissipato attraverso la terza gamba, quindi puoi rendere questa traccia molto ampia e spessa (riempila con la saldatura in eccesso).

Il corpo del chip LTC4054 può essere etichettato LTH7 o LTADY.

LTH7 differisce da LTADY in quanto il primo può sollevare una batteria molto scarica (su cui la tensione è inferiore a 2,9 volt) e il secondo no (è necessario farlo oscillare separatamente).

Il microcircuito ha avuto molto successo, quindi ha un sacco di analoghi: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, CX6001, EC49016, CYT5026, Q7051. Prima di utilizzare uno qualsiasi degli analoghi, controllare la scheda tecnica.

TP4056

Il microcircuito è realizzato nella custodia SOP-8 (vedi), ha un collettore di calore metallico sul ventre che non è collegato ai contatti, il che consente di rimuovere il calore in modo più efficiente. Consente di caricare la batteria con una corrente fino a 1A (la corrente dipende dalla resistenza di impostazione della corrente).

Lo schema elettrico richiede il minimo di elementi incernierati:

Il circuito implementa il classico processo di carica: prima, caricando con una corrente costante, poi con una tensione costante e una corrente decrescente. Tutto è scientifico. Se smontiamo la ricarica passo dopo passo, possiamo distinguere diverse fasi:

1. Monitoraggio della tensione della batteria collegata (questo accade costantemente).
2. Fase di precarica (se la batteria è scarica al di sotto di 2,9 V). Caricare con una corrente di 1/10 dal resistore programmato R prog (100 mA a R prog = 1,2 kOhm) al livello di 2,9 V.
3. Ricarica con corrente massima costante (1000mA a R prog = 1.2 kOhm);
4. Quando la batteria raggiunge i 4,2 V, la tensione sulla batteria è fissa a questo livello. Inizia una graduale diminuzione della corrente di carica.
5. Quando la corrente raggiunge 1/10 di quella programmata dalla resistenza R prog (100mA a R prog = 1.2kOhm), il caricabatterie si spegne.
6. Al termine della carica, il controller continua a monitorare la tensione della batteria (vedi punto 1). La corrente consumata dal circuito di monitoraggio è di 2-3 μA. Dopo che la tensione è scesa a 4,0 V, la ricarica si riaccende. E così in circolo.

La corrente di carica (in ampere) è calcolata dalla formula I = 1200 / R prog... Il massimo consentito è 1000 mA.

Nel grafico è mostrato un vero e proprio test di ricarica con una batteria 18650 a 3400 mAh:

Il vantaggio del microcircuito è che la corrente di carica è impostata da un solo resistore. Non sono necessarie potenti resistenze a bassa resistenza. Inoltre c'è un indicatore del processo di ricarica e un'indicazione della fine della ricarica. Quando la batteria non è collegata, l'indicatore lampeggia una volta ogni pochi secondi.

La tensione di alimentazione del circuito dovrebbe essere compresa tra 4,5 ... 8 volt. Più vicino a 4.5V, meglio è (in questo modo il chip si riscalda meno).

La prima gamba viene utilizzata per collegare il sensore di temperatura integrato nella batteria agli ioni di litio (di solito il cavo centrale di una batteria del telefono cellulare). Se la tensione di uscita è inferiore al 45% o superiore all'80% della tensione di alimentazione, la carica viene sospesa. Se non hai bisogno del controllo della temperatura, metti questo piede a terra.

Attenzione! Questo circuito ha un inconveniente significativo: l'assenza di un circuito di protezione contro l'inversione di polarità della batteria. In questo caso, è garantito che il controller si bruci a causa del superamento della corrente massima. In questo caso, la tensione di alimentazione del circuito va direttamente alla batteria, il che è molto pericoloso.

Il sigillo è semplice, fatto in un'ora sul ginocchio. Se il tempo stringe, puoi ordinare moduli già pronti. Alcuni produttori di moduli già pronti aggiungono protezione da sovracorrente e sovrascarica (ad esempio, puoi scegliere quale scheda ti serve, con o senza protezione e con quale connettore).

Puoi anche trovare schede già pronte con un contatto di uscita sotto termometro... O anche un modulo di ricarica con diversi chip TP4056 in parallelo per aumentare la corrente di carica e con protezione da inversione di polarità (esempio).

LTC1734

Anche questo è uno schema molto semplice. La corrente di carica è impostata dal resistore R prog (ad esempio, se si inserisce un resistore da 3 kΩ, la corrente sarà di 500 mA).

I microcircuiti sono solitamente contrassegnati sulla custodia: LTRG (si trovano spesso nei vecchi telefoni Samsung).

Il transistor andrà bene per niente qualsiasi p-n-p, la cosa principale è che è progettato per una determinata corrente di carica.

Non c'è un indicatore di carica sul diagramma indicato, ma l'LTC1734 dice che il pin "4" (Prog) ha due funzioni: impostare la corrente e monitorare la fine della carica della batteria. A titolo di esempio viene mostrato un circuito con controllo di fine carica tramite il comparatore LT1716.

Il comparatore LT1716 in questo caso può essere sostituito con un economico LM358.

TL431 + transistor

Probabilmente, è difficile trovare componenti più convenienti. La parte difficile qui è trovare il riferimento di tensione TL431. Ma sono così comuni che si trovano quasi ovunque (raramente qualsiasi alimentatore fa a meno di questo microcircuito).

Bene, il transistor TIP41 può essere sostituito con qualsiasi altro con una corrente di collettore adeguata. Anche il vecchio KT819, KT805 (o meno potente KT815, KT817) sovietico andrà bene.

La configurazione del circuito si riduce all'impostazione della tensione di uscita (senza batteria !!!) utilizzando una resistenza di taglio a 4,2 volt. Il resistore R1 imposta la corrente di carica massima.

Questo circuito implementa completamente un processo in due fasi di ricarica delle batterie al litio: prima, caricando con corrente continua, quindi passando alla fase di stabilizzazione della tensione e una graduale diminuzione della corrente quasi a zero. L'unico inconveniente è la scarsa ripetibilità del circuito (capriccioso nella messa a punto ed esigente sui componenti utilizzati).

MCP73812

C'è un altro microcircuito immeritatamente trascurato di Microchip - MCP73812 (vedi). Sulla base, risulta molto un'opzione economica ricarica (e poco costoso!). L'intero kit per il corpo è solo un resistore!

A proposito, il microcircuito è realizzato in una custodia comoda per la saldatura - SOT23-5.

L'unico aspetto negativo è che fa molto caldo e non c'è indicazione di addebito. Inoltre, in qualche modo non funziona in modo molto affidabile se si dispone di un alimentatore a bassa potenza (che provoca una caduta di tensione).

In generale, se l'indicazione di carica non è importante per te e la corrente di 500 mA è adatta a te, l'MCP73812 è un'ottima opzione.

NCP1835

Viene offerta una soluzione completamente integrata - NCP1835B, che fornisce un'elevata stabilità della tensione di carica (4,2 ± 0,05 V).

Forse l'unico inconveniente di questo microcircuito è la sua dimensione troppo piccola (custodia DFN-10, dimensioni 3x3 mm). Non tutti sono in grado di fornire saldature di alta qualità di tali elementi in miniatura.

Tra gli indiscutibili vantaggi, vorrei sottolineare quanto segue:

1. Il numero minimo di parti del kit carrozzeria.
2. La possibilità di caricare una batteria completamente scarica (precarica con una corrente di 30 mA);
3. Determinazione della fine della carica.
4. Corrente di carica programmabile - fino a 1000 mA.
5. Indicazione di carica ed errore (in grado di rilevare batterie non ricaricabili e segnalarlo).
6. Protezione contro la carica continua (modificando la capacità del condensatore C t è possibile impostare il tempo massimo di carica da 6,6 a 784 minuti).

Il costo del microcircuito non è così economico, ma nemmeno così alto (~ $ 1) da rifiutare di usarlo. Se sei amico di un saldatore, consiglierei di optare per questa opzione.

Di più descrizione dettagliataè dentro.

È possibile caricare una batteria agli ioni di litio senza un controller?

Si, puoi. Tuttavia, ciò richiederà uno stretto controllo sulla corrente e sulla tensione di carica.

In generale, caricare la batteria, ad esempio il nostro 18650 senza caricabatterie, non funzionerà. Tuttavia, è necessario limitare in qualche modo la corrente di carica massima, quindi è ancora necessario almeno il caricabatterie più primitivo.

Il caricabatterie più semplice per qualsiasi batteria al litio è un resistore in serie con la batteria:

La resistenza e la dissipazione di potenza del resistore dipendono dalla tensione dell'alimentatore che verrà utilizzato per la ricarica.

Calcoliamo come esempio la resistenza per un alimentatore da 5 volt. Caricheremo una batteria 18650 con una capacità di 2400 mAh.

Quindi, all'inizio della carica, la caduta di tensione attraverso il resistore sarà:

Ur = 5 - 2,8 = 2,2 Volt

Supponiamo che il nostro alimentatore a 5 volt sia valutato per una corrente massima di 1 A. Il circuito consumerà la corrente più grande all'inizio della carica, quando la tensione sulla batteria è minima ed è 2,7-2,8 Volt.

Attenzione: questi calcoli non tengono conto della possibilità che la batteria si possa scaricare molto profondamente e la tensione su di essa possa essere molto più bassa, fino a zero.

Pertanto, la resistenza del resistore necessaria per limitare la corrente all'inizio della carica a livello di 1 Ampere dovrebbe essere:

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohm

Potere di dissipazione del resistore:

Pr = I 2 R = 1 * 1 * 2,2 = 2,2 W

Alla fine della carica della batteria, quando la tensione su di essa si avvicina a 4,2 V, la corrente di carica sarà:

I carica = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A

Cioè, come possiamo vedere, tutti i valori non vanno oltre il consentito per una determinata batteria: la corrente iniziale non supera la corrente di carica massima consentita per una determinata batteria (2,4 A) e la corrente finale supera la corrente al quale la batteria non guadagna più capacità (0,24 A).

Il principale svantaggio di tale ricarica è la necessità di monitorare costantemente la tensione sulla batteria. E scollegare manualmente la carica non appena la tensione raggiunge i 4,2 Volt. Il fatto è che le batterie al litio non tollerano molto male nemmeno una sovratensione a breve termine: le masse degli elettrodi iniziano a degradarsi rapidamente, il che porta inevitabilmente a una perdita di capacità. Allo stesso tempo, vengono creati tutti i prerequisiti per il surriscaldamento e la depressurizzazione.

Se la tua batteria ha una scheda di protezione integrata, di cui è stato discusso un po 'sopra, allora tutto è semplificato. Al raggiungimento di un certo voltaggio sulla batteria, la scheda la scollegherà automaticamente dal caricabatteria. Tuttavia, questo metodo di ricarica presenta notevoli inconvenienti, di cui abbiamo parlato in.

La protezione incorporata nella batteria non consentirà in nessun caso di ricaricarla. Non ti resta che controllare la corrente di carica in modo che non superi i valori consentiti per la data batteria (purtroppo le schede di protezione non sanno limitare la corrente di carica).

Ricarica con un alimentatore da laboratorio

Se hai a disposizione un alimentatore a corrente limitata, sei salvo! Una tale fonte di alimentazione è già un caricabatterie a tutti gli effetti che implementa il profilo di carica corretto, di cui abbiamo scritto sopra (CC / CV).

Tutto quello che devi fare per caricare gli ioni di litio è impostare 4,2 volt sull'alimentatore e impostare il limite di corrente desiderato. E puoi collegare la batteria.

All'inizio, quando la batteria è ancora scarica, unità di laboratorio l'alimentatore funzionerà in modalità di protezione da sovracorrente (cioè, stabilizzerà la corrente di uscita ad un dato livello). Quindi, quando la tensione sul banco sale al valore impostato di 4,2 V, l'alimentatore entrerà nella modalità di stabilizzazione della tensione e la corrente inizierà a diminuire.

Quando la corrente scende a 0,05-0,1 C, la batteria può essere considerata completamente carica.

Come puoi vedere, un alimentatore da laboratorio è quasi un caricabatterie ideale! L'unica cosa che non sa come fare automaticamente è prendere la decisione di caricare completamente la batteria e spegnere. Ma questa è una sciocchezza a cui non vale nemmeno la pena prestare attenzione.

Come si caricano le batterie al litio?

E se stiamo parlando di una batteria usa e getta che non è destinata alla ricarica, la risposta corretta (e solo corretta) a questa domanda è NESSUNA.

Il fatto è che qualsiasi batteria al litio (ad esempio, la diffusa CR2032 sotto forma di tablet piatto) è caratterizzata dalla presenza di uno strato di passivazione interno che ricopre l'anodo di litio. Questo strato impedisce all'anodo di reagire chimicamente con l'elettrolita. E la fornitura di corrente esterna distrugge lo strato protettivo sopra, causando danni alla batteria.

A proposito, se parliamo di una batteria CR2032 non ricaricabile, cioè LIR2032, che è molto simile ad essa, è già una batteria a tutti gli effetti. Può e deve essere addebitato. Solo il suo voltaggio non è 3, ma 3.6V.

Come caricare le batterie al litio (che si tratti di una batteria del telefono, 18650 o qualsiasi altra batteria agli ioni di litio) è stato discusso all'inizio dell'articolo.

Oggi, uno dei formati di batteria più popolari per vari dispositivi elettronici è il 18650. Richiede un'adeguata gestione durante il funzionamento. La durata e la funzionalità di questa fonte di alimentazione dipendono da questo.

Come caricare una batteria 18650 dovrebbe essere considerato in dettaglio. I consigli degli esperti ti aiuteranno a capirlo.

caratteristiche generali

Oggi vengono utilizzate molte dimensioni standard e una delle più richieste è la batteria 18650. Ha una forma cilindrica. Esternamente, una tale batteria ricorda le batterie delle dita. Solo la vista presentata è leggermente più grande rispetto ai soliti dispositivi.

Durante il funzionamento, sorge sempre la domanda su come caricare la batteria 18650. Questa è una procedura semplice. Tuttavia, devi prenderlo in modo responsabile. La durata della batteria dipende dalla corretta carica.

Le batterie del tipo presentato vengono utilizzate oggi per alimentare laptop e sigarette elettroniche. Ciò ha reso popolare la dimensione standard presentata. Inoltre, tali batterie sono installate in torce elettriche e puntatori laser. Molto spesso, i dispositivi presentati sono del tipo agli ioni di litio. Questo tipo di batteria si è dimostrato efficace e facile da usare.

Peculiarità

Considerando come caricare una batteria 18650 per una torcia, una sigaretta elettronica e altri dispositivi, è necessario descrivere il principio del suo funzionamento. Questa dimensione è disponibile nella categoria delle batterie agli ioni di litio. Ha dimensioni ridotte. L'altezza è di soli 65 mm e il diametro è di 18 mm.

All'interno del dispositivo sono presenti elettrodi metallici tra i quali circolano ioni di litio. Ciò consente di generare corrente elettrica per alimentare le apparecchiature. Con una carica bassa o alta, si formano più ioni su uno degli elettrodi. Crescono sul materiale, modificandone il volume e le caratteristiche.

Affinché la batteria funzioni a lungo e completamente, è necessario prevenire la comparsa di una carica profonda o troppo alta. In caso contrario, il dispositivo si guasterà rapidamente. Vengono utilizzati tipi speciali di caricabatterie a seconda della potenza della batteria.

Protezione della batteria

Oggi, i tipi di batterie presentati sono disponibili completi di un controller speciale o contengono manganese. In precedenza, le batterie venivano prodotte senza protezione. Come caricare correttamente la batteria 18650 in questo caso, dovevi saperlo per la tua sicurezza.

Il fatto è che il dispositivo, privo di protezione speciale, potrebbe surriscaldarsi gravemente se è stato caricato in modo errato o troppo a lungo. In questo caso potrebbe verificarsi un cortocircuito e persino un incendio, oppure oggi l'uso di tali strutture è caduto nell'oblio.

Tutte le batterie agli ioni di litio sono progettate per essere protette da tali fenomeni negativi. Molto spesso viene utilizzato un controller speciale. Monitora il livello di capacità della batteria. Se necessario, scollega semplicemente la batteria. Alcuni tipi di strutture contengono manganese. Colpisce in modo significativo le reazioni chimiche all'interno. Pertanto, queste batterie non necessitano di un controller.

Funzioni di ricarica

Molti acquirenti si chiedono come caricare una batteria 18650 agli ioni di litio (3,7 V). È necessario acquisire familiarità con le caratteristiche di tale processo. È piuttosto semplice. I produttori moderni realizzano dispositivi speciali che controllano la ricarica della batteria.

Le batterie agli ioni di litio non hanno praticamente alcun effetto memoria. Questo fornisce una serie di linee guida per la ricarica e il funzionamento delle batterie. L'effetto memoria è la diminuzione graduale della capacità della batteria quando non è completamente scarica. Questa proprietà era caratteristica delle batterie al nichel-cadmio. Dovevano essere completamente dimessi.

Al contrario, non tollerano il rilassamento profondo. Devono essere caricati fino all'80% e scaricati al 14-20%. In tali condizioni, il dispositivo servirà il più a lungo e produttivo possibile. La presenza di schede speciali nel design semplifica questo processo. Quando il livello di capacità scende a un valore critico (il più delle volte a 2,4 V), il dispositivo scollega la batteria dal consumatore.

In carica

Molti acquirenti di vari tipi di ingegneria elettrica sono interessati a come caricare una batteria agli ioni di litio 18650 (3,7 V, 6800 mAh). Questo processo viene eseguito utilizzando un dispositivo speciale. Inizia a caricarsi a una tensione di 0,05 V e termina a un livello massimo di 4,2 V. Al di sopra di questo valore, la batteria del tipo presentato non può essere caricata.

Puoi caricare 18650 batterie con una corrente di 0,5-1 A. Più è grande, più veloce è il processo. Tuttavia, è preferibile una corrente più uniforme. È meglio non accelerare il processo di ricarica a meno che la batteria non debba essere utilizzata urgentemente.

La procedura non richiede più di 3 ore. Il dispositivo quindi scollegherà la batteria. Ciò impedisce il surriscaldamento e il guasto. Ci sono dispositivi in ​​vendita per la ricarica che non possono controllare il corso di questo processo. In questo caso, l'utente deve monitorare personalmente la sua attuazione. Gli esperti raccomandano l'acquisto di dispositivi che controllano il processo da soli. Questo è un metodo sicuro.

Parametri

Sono in vendita batterie con diversi indicatori di capacità. Ciò influisce sul tempo di funzionamento e sul processo di ricarica. Le batterie da 1100-2600 mAh hanno una capacità ridotta. I più popolari in questa categoria sono i prodotti UltraFire. Questo produttore produce torce di qualità. Pertanto, i consumatori hanno una domanda ragionevole su come caricare la batteria 18650 UltraFire.

In questo caso, va notato che i dispositivi con una capacità fino a 2600 mAh devono essere caricati con una corrente di 1,3-2,6 A. Questo processo viene eseguito in più fasi. All'inizio della carica, viene fornita una corrente alla batteria, che è 0,2-1 del valore della capacità della batteria. A questo punto la tensione viene mantenuta a circa 4,1 V. Questa fase dura circa un'ora.

Durante la seconda fase, la tensione viene mantenuta a un livello costante. Per alcuni produttori di caricabatterie, questa procedura può essere eseguita utilizzando la corrente alternata. Va inoltre notato che se è presente un elettrodo di grafite nel design della batteria, non può essere caricato con una corrente superiore a 4,1 V.

Varietà di caricabatterie

C'è un metodo semplice per caricare la batteria, per farlo dovrai acquistare un certo tipo di dispositivo. In vendita presentato grande scelta apparecchiature di ricarica per batterie di questo tipo. Il dispositivo più semplice ed economico è per una batteria. Il livello attuale in esso può raggiungere 1 A.

I dispositivi in ​​cui è possibile inserire più batterie contemporaneamente sono molto popolari. Molto spesso, tali progetti sono dotati di un indicatore. Alcuni modelli possono essere utilizzati con altri tipi di batterie agli ioni di litio. I loro sedili sono progettati di conseguenza. Tali dispositivi si distinguono per costi ragionevoli e alta funzionalità.

Sono in vendita anche caricabatterie universali. Possono caricare non solo batterie di tipo agli ioni di litio, ma anche altri tipi. Tali unità devono essere opportunamente configurate prima di eseguire la procedura.

Dispositivo fatto in casa

Alcuni utenti hanno una domanda su come caricare una batteria 18650 situazione di emergenza quando un dispositivo speciale non è a portata di mano. In questo caso, puoi farlo da solo. Un vecchio caricatore del telefono (ad esempio Nokia) funzionerà.

È necessario rimuovere la guaina del filo e scollegare i fili meno (nero) e più (rosso). Con l'aiuto della plastilina, puoi collegare i contatti nudi alla batteria. È necessario osservare la corretta polarità. Quindi il dispositivo è connesso alla rete.

Questa carica può richiedere circa un'ora. Questo sarà sufficiente per la batteria per garantire il corretto funzionamento dell'apparecchiatura.

Gli esperti raccomandano di assumere un atteggiamento responsabile nei confronti del processo di ricarica e la sua durata dipende da questo. Non vale la pena scaricare completamente la batteria e caricarla al 100%. Meglio limitare il processo di ricarica al 90%. Tuttavia, periodicamente (una volta ogni tre mesi), è possibile scaricare e caricare completamente la batteria. Questo è necessario per calibrare il controller.

La batteria può essere conservata a lungo. Per fare ciò, è necessario addebitarlo del 50%. Può rimanere in questo stato per circa un mese. Allo stesso tempo, la stanza non dovrebbe essere troppo calda o troppo fredda. Si considera che le condizioni ideali mantengano la temperatura al livello di 15 ºС.

Considerando come caricare una batteria 18650, è possibile mantenere e utilizzare correttamente la batteria. In questo caso, il periodo del suo utilizzo sarà molto più lungo.