Kuidas liitiumioonakut õigesti laadida ja miks seda üldse vaja on? Meie kaasaegsed seadmed töötavad tänu autonoomsete toiteallikate olemasolule. Ja pole vahet, millised seadmed need on: elektrilised nutitelefonid või sülearvutid. Seetõttu on nii oluline teada vastust küsimusele, kuidas liitiumioonakut õigesti laadida.

Natuke sellest, mis on liitiumioonaku

Kaasaegsetes nutitelefonides ja muudes seadmetes kasutatavad autonoomsed toiteallikad jagunevad tavaliselt mitmesse erinevasse rühma. Neid on päris palju. Võtke samad, kuid just kaasaskantavatesse seadmetesse, see tähendab nutitelefonidesse ja sülearvutitesse, paigaldatakse liitiumioonakud (ingliskeelne tähis Li-Ion). Põhjused, mis selleni viisid, on erineva iseloomuga.

Seda tüüpi akude eelised

Kõigepealt tuleb märkida, kui lihtne ja odav on neid energiaallikaid toota. Nende lisaeelisteks on suurepärased tööomadused. Isetühjenemise kaod on väga väike näitaja ja sellel oli ka oma roll. Kuid laadimise ja tühjendamise tsüklite varu on väga-väga suur. Kõik see kokku teeb liitiumioonakudest liidrid teiste sarnaste seadmete seas nende nutitelefonides ja sülearvutites kasutamise valdkonnas. Kuigi reeglist on erandeid, moodustavad need umbes 10 protsenti juhtumite koguarvust. Seetõttu küsivad paljud kasutajad küsimust, kuidas liitiumioonakut õigesti laadida.

Olulised ja huvitavad faktid

Nutitelefoni akul on oma eripärad. Seetõttu peate enne sundlaadimise või tühjenemise alustamist teadma teatud reegleid ja tutvuma asjakohaste juhistega. Kõigepealt tuleb märkida, et enamik seda tüüpi akusid on spetsiaalselt varustatud täiendava jälgimisseadmega. Selle kasutamise määrab vajadus hoida laengut teatud tasemel (nimetatakse ka kriitiliseks). Seega ei lase muuhulgas nutitelefoni aku sisseehitatud juhtseade ületada seda saatuslikku piiri, mille järel aku lihtsalt "sureb", nagu teenindusspetsialistid armastavad öelda. Füüsika seisukohalt näeb kõik välja nii: pöördprotsessi (kriitilise tühjenemise) käigus langeb liitiumioonaku pinge lihtsalt nulli. Samal ajal on voolu vool blokeeritud.

Kuidas selle aku kasutusea allika põhjal digitaalseid seadmeid õigesti laadida

Kui teie nutitelefoni toiteallikaks on liitium-ioonaku, tuleb seade ise laadida, kui aku indikaator näitab ligikaudu järgmisi numbreid: 10-20 protsenti. Sama kehtib ka phabletite ja tahvelarvutite kohta. See on lühike vastus küsimusele, kuidas liitiumioonakut õigesti laadida. Olgu lisatud, et ka 100-protsendilise nimilaetuse saavutamisel tuleb seadet elektrivõrku ühendatuna hoida veel üks kuni kaks tundi. Fakt on see, et seadmed tõlgendavad laadimist valesti ja 100 protsenti, mille nutitelefon või tahvelarvuti annab, ei ole tegelikult suurem kui 70-80 protsenti.

Kui teie seade on varustatud liitiumioonakuga, peaksite teadma selle töö mõningaid nõtkusi. See on tulevikus väga kasulik, sest neid järgides saate pikendada mitte ainult selle elemendi, vaid kogu seadme eluiga. Nii et pidage meeles, et iga kolme kuu tagant peate seadme täielikult tühjendama. Seda tehakse ennetuslikel eesmärkidel.

Kuid sellest, kuidas tühja akut laadida, räägime hiljem. Praegu juhime tähelepanu sellele, et laua- ja sülearvuti ei suuda pakkuda piisavalt kõrget pinget, kui ühendate mobiilseadme nende tehnoloogiliste imedega USB-standardse pordi kaudu. Seetõttu kulub seadme täielikuks laadimiseks nendest allikatest rohkem aega. Huvitav on see, et üks tehnika võib liitiumioonaku eluiga pikendada. See koosneb vahelduvatest laadimistsüklitest. See tähendab, et kui laadite seadme täielikult, 100 protsenti, teist korda - mitte täielikult (80–90 protsenti). Ja need kaks võimalust vahelduvad. Sel juhul saab seda kasutada liitiumioonakude jaoks.

Kasutustingimused

Üldiselt võib liitiumioontoiteallikaid nimetada tagasihoidlikeks. Oleme sellel teemal juba rääkinud ja avastasime, et see omadus on koos teistega saanud nende arvutustehnikas laialdase kasutamise põhjuseks. Kuid isegi selline nutikas aku arhitektuur ei taga täielikult nende pikaajalist jõudlust. See periood sõltub eelkõige inimesest. Kuid meilt ei nõuta midagi ebatavalist. Kui on viis lihtsat reeglit, mida mäletame igavesti, rakendage neid edukalt. Sel juhul teenib liitiumioontoiteallikas teid väga-väga pikka aega.

Reegel üks

See seisneb selles, et see pole täielikult vajalik. On juba öeldud, et sellist protseduuri tuleks läbi viia ainult üks kord kolme kuu jooksul. Nende toiteallikate kaasaegsetel kujundustel pole "mäluefekti". Tegelikult on see põhjus, miks seade on parem laadida enne, kui see täielikult tühjaks saab. Muide, on üsna tähelepanuväärne, et mõned asjakohaste toodete tootjad mõõdavad toodete kasutusiga tsüklite arvus. Kõrgekvaliteedilised tooted suudavad "ellu jääda" umbes kuussada tsüklit.

Reegel kaks

See ütleb, et mobiilseade tuleb täielikult tühjendada. Ennetuslikel eesmärkidel tuleks seda teha kord kolme kuu jooksul. Vastupidi, ebaregulaarne ja ebastabiilne laadimine võib nominaalset minimaalset ja maksimaalset laadimismärki nihutada. Seega hakkab seade, millesse see autonoomse töö allikas on ehitatud, saama valeteavet selle kohta, kui palju energiat tegelikult alles on. Ja see omakorda toob kaasa valesid energiatarbimise arvutusi.

Selle vältimiseks on ette nähtud profülaktiline tühjenemine. Kui see juhtub, lähtestab juhtahel automaatselt minimaalse laengu väärtuse. Siiski on siin mõned nipid. Näiteks pärast täielikku tühjenemist on vaja toiteallikat "täita", hoides seda veel 12 tundi. Peale tavalise elektrivõrgu ja juhtme ei vaja me selles asjas laadimiseks midagi muud. Kuid aku töö pärast ennetavat tühjenemist muutub stabiilsemaks ja saate seda kohe märgata.

Kolmas reegel

Kui te akut ei kasuta, peate selle seisukorda siiski jälgima. Samal ajal ei tohiks temperatuur ruumis, kus seda hoida, eelistatavalt olla kõrgem ega vähem kui 15 kraadi. On selge, et alati pole võimalik täpselt seda näitajat saavutada, kuid siiski, mida väiksem on kõrvalekalle sellest väärtusest, seda parem see on. Tuleb märkida, et aku ise peab olema laetud 30-50 protsenti. Sellised tingimused võimaldavad teil toiteallikat pikka aega säilitada ilma tõsiste kahjustusteta. Miks ei võiks see olla täielikult laetud? Aga sellepärast, et “täis võimsusega” aku kaotab füüsiliste protsesside tõttu päris suure osa oma mahust. Kui toiteallikat hoitakse pikka aega tühjaks, muutub see praktiliselt kasutuks. Ja ainus koht, kus see tõesti kasulik on, on prügikast. Ainus viis, kuigi ebatõenäoline, on liitiumioonakude ümbertöötlemine.

Reegel neli

Mille hind jääb vahemikku mitusada kuni mitu tuhat rubla, tuleks tasuda ainult originaalseadmetega. See kehtib vähemal määral mobiilseadmete kohta, kuna adapterid on juba nende pakendis (kui ostate need ametlikust poest). Kuid sel juhul stabiliseerivad nad ainult tarnitud pinget ja laadija on tegelikult juba teie seadmesse sisse ehitatud. Mida, muide, ei saa öelda videokaamerate ja kaamerate kohta. See on täpselt see, millest me räägime, siin võib kolmandate osapoolte seadmete kasutamine akude laadimisel põhjustada märgatavat kahju.

Viies reegel

Jälgige temperatuuri. Liitiumioonakud taluvad kuumastressi, kuid ülekuumenemine on neile kahjulik. Ja toiteallika madalad temperatuurid pole parim, mis juhtuda saab. Kuigi suurim oht ​​tuleneb just ülekuumenemise protsessist. Pidage meeles, et aku ei tohi olla otsese päikesevalguse käes. Temperatuuride vahemik ja nende lubatud väärtused algavad -40 kraadist ja lõppevad +50 kraadi Celsiuse järgi.

Avastasin, et mul on surnud mobiiltelefonide, sülearvutite jm vahel vedelemas hulk üsna töökorras liitiumakusid, mida saab kasutada erinevates käsitöödes. Neid tuleb milleski süüdistada. Maardlates leiti sobivad osad ja läheme minema...

Laadija vooluring

Joonistame skeemi, jälgides lauasahtlis olevate osade olemasolu. Olen liiga laisk, et nii lihtsa toote järele poodi joosta.

piirab voolu, TL431+IRF piirab pinget. Ei midagi erilist, ilmselt on täpselt samasuguseid skeeme juba kümneid joonistatud. Voolupiirang on seatud 125 mA-le, lähtudes kasutatava trafo võimalustest ja soojuse hajumise piirangust väikeses plastkorpuses. Tegelikult hoiavad isegi väikesed mobiiltelefoniakud palju suuremat laadimisvoolu ilma ülekuumenemiseta.
Tahvel tehti piisavalt kompaktseks, et mahtuda olemasolevasse plastkorpusesse.

--
Täname tähelepanu eest!
Igor Kotov, ajakirja Datagor peatoimetaja

Täname tähelepanu eest!

Erineva võimsusega 18650 tüüpi liitiumioonakud on nüüdseks väga levinud. Nende soetamisega tekib laadimise probleem ja see peab olema kooskõlas laadimisprotsessi tehniliste nõuetega. Siin on mõned neist nõuetest.
- stabiilse vooluga laadimine;
- pinge stabiliseerimise režiim;
- laadimise lõpu märge;
- mitte ületada aku laadimise ajal lubatud temperatuuri.

Tutvustame teie tähelepanu Li-ion akulaadija vooluringile, mida on lihtne valmistada ja seadistada ning mis on end töökorras tõestanud.

Ahel on voolu ja pinge stabilisaator. Kuni pinge akul laadimise ajal jõuab tasemeni Ustabil.=(R7/R5+1)*Uref (Uref-reference pinge TL431=2.5V), on TL431 suletud olekus ning vooluahel töötab voolu stabilisaatorina. Ist.=0,6/R2 (0,6 on KT816V transistori avanemispinge). Niipea, kui aku pinge jõuab Ustabil.-ni, läheb vooluahel pinge stabiliseerimisrežiimi. Liitiumioonaku puhul on see väärtus 4,2 V. Kui aku pinge jõuab 4,2V-ni, hakkab põlema kollane LED, mis näitab, et aku on 80-90% laetud Laadimisvool väheneb 7...8mA-ni. Jätke aku sellesse olekusse 10-15 tunniks, kuni see saavutab täisvõimsuse.

Veidi vooluringi elementide eesmärgist.
LED1 - sinine, süttib, kui aku (AC) on laadimiskasti paigaldatud ja laadija toiteallikas pole ühendatud. Kui aku pinge on alla 3 V, LED1 ei sütti.
LED2 - kollane. Näitab aku laadimisprotsessi lõppu. Kui kasti asetatakse laadimata AK, siis LED2 ei sütti. Kui see süttib, näitab see, et karpi on sisestatud laetud AK (laadija toide pole ühendatud).
R2 - piirab AK laadimisvoolu.
R5, R7 - enne aku paigaldamist laadimiskarbi kontaktidel pinge seadmiseks 4,2 V (võib kasutada ükskõik millist).

Kõik laadija osad, välja arvatud transistor, on paigaldatud trükkplaadile trükitud juhtmete küljele:

Tahvlivalik neile, kes pole laisad klaaskiust auke puurima:

Transistor on varustatud väikese jahutusradiaatoriga. Laadimise ajal soojeneb transistor temperatuurini 40°C. Takisti R2 soojeneb ka, nii et kütte vähendamiseks on parem paigaldada paralleelselt kaks 10 oomi takistit.
Toitepinge ühe aku laadimiseks on ligikaudu 5 V DC. Kui on vaja laadida mitut akut korraga, valitakse toitepinge nii, et see oleks igal seadmel 4,2V. Toiteallika võimsus valitakse iga aku laadimisvoolu hulgast. Võite kasutada lülitustoiteallikat. Laadija mõõtmed on väiksemad.
Laadija seadistamise protsess on lihtne. Akut sisestamata anname vooluahelale toite. Mõlemad LED-id peaksid põlema. Järgmisena mõõdame pinget laadimiskarbi kontaktidelt. Kui see on 4,2 V, on teil õnne ja seadistus on peaaegu valmis. Kui pinge on üle 4,2V, lülitage toide välja, takisti R5 või R7 asemel jootke muutuva mitme pöördega takisti 10k sisse ja seadke karbi kontaktidel pinge täpselt 4,2V peale. Olles mõõtnud reguleeritava takisti takistuse väärtuse, valime sama konstanti ja jootme selle ahelasse. Veel kord kontrollige pinget laadimiskarbi kontaktidel. Laadimisvoolu suurust kontrollime ampermeetriga laadimiskarbi kontaktidelt ilma akut sisestamata. Valides takisti R2 väärtuse, saate määrata soovitud laadimisvoolu. Me ei lase end suurest voolust endast välja viia; aku võib kuumeneda, mis on täiesti vastuvõetamatu. Ülekuumenemise tõttu väheneb liitiumioonakude võimsus ja see ei taastu.
Parim on laadida akusid ükshaaval. Kui teil on vaja korraga laadida mitut akut, saate selle skeemi järgi ühendada plokid järjestikku.

Selles skeemis laaditakse iga akut eraldi. Iga aku pinge laadimise lõpus on 4,2 V ja laadimisvool 0,5 A. Laadides korraga näiteks seitset akut, peaks toiteallika pinge olema 4,2V*7=29,5V. Toiteallika võimsuse määrab iga aku laadimisvool 0,5A ehk ligikaudu 40W.

Foto valmis seadmest.

Kaotasin tööreisil oma originaalse digikaamera laadija. Osta uus "konna" tüüp. Kärnkonn muserdas mind, kuna olen raadioamatöör ja seetõttu saan liitiumakude laadimist oma kätega joota ja pealegi on seda väga lihtne teha. Absoluutselt iga liitiumaku laadija on 5-voldine konstantse pinge allikas, mis annab laadimisvoolu, mis on võrdne 0,5-1,0 aku mahutavusega. Näiteks kui aku mahutavus 1000 mAh, peab laadija tootma vähemalt 500 mA voolu.

Kui te mind ei usu, proovige seda ja me aitame.

Laadimisprotsess on näidatud graafikul. Algmomendil on laadimisvool konstantne, kui akul on saavutatud pingetase Umax, lülitub laadija režiimi, kus pinge on konstantne ja vool kipub asümptootiliselt nulli.

Liitiumakude laadimise protsessi diagramm

Liitiumakude väljundpinge on tavaliselt 4,2 V ja nimipinge umbes 3,7 V. Neid akusid ei ole soovitatav laadida 4,2 V täis, kuna see vähendab nende eluiga. Kui vähendada väljundpinget 4,1V-ni, langeb võimsus ligi 10%, kuid samal ajal peaaegu kahekordistub laadimis-tühjenemise tsüklite arv. Nende akude kasutamisel on äärmiselt ebasoovitav viia nimipinge alla 3,4...3,3V taseme.

Liitiumakude laadimisahel LM317-l

Nagu näete, on skeem üsna lihtne. Ehitatud stabilisaatoritele LM317 ja TL431. Teine raadiokomponent sisaldab paari dioode, takisteid ja kondensaatoreid. Seade ei vaja peaaegu mingit reguleerimist, kasutage lihtsalt trimmeri takistust R8, et seada seadme väljundi pinge nimiväärtusele 4,2 volti ilma ühendatud akuta. Laadimisvoolu määrame takistustega R4 ja R6. Konstruktsiooni toimimise märkimiseks on "laadimise" LED, mis süttib tühja aku ühendamisel ja kustub laadimise ajal.

Alustame liitiumakude laadimise konstruktsiooni kokkupanemist. Leiame sobiva korpuse, mis mahutab lihtsa viievoldise trafo toiteallika ja ülalkirjeldatud ahela.

Laetava aku ühendamiseks lõikasin välja kaks messingist riba ja paigaldasin need pistikupesadele. Mutter reguleerib laetava akuga ühendatud kontaktide vahelist kaugust.

Tegin midagi pesulõksu taolist. Laadija pesadele saab paigaldada ka lüliti polaarsuse muutmiseks – mõnel juhul võib sellest palju abi olla. Teen ettepaneku teha trükkplaat LUT meetodil, joonise saame Sprint Layout formaadis ülaltoodud lingilt.

Vaatamata tohutule hulgale positiivsetele omadustele on liitiumakudel ka olulisi puudusi, nagu kõrge tundlikkus liigse laadimispinge suhtes, mis võib põhjustada kuumenemist ja intensiivset gaasi moodustumist. Ja kuna aku on suletud konstruktsiooniga, võib liigne gaasi eraldumine põhjustada turset või plahvatust. Lisaks ei talu liitiumakud ülelaadimist.

Tänu spetsialiseeritud mikroskeemide kasutamisele kaubamärgiga laadijates, mis juhivad pinget, pole see probleem paljudele kasutajatele tuttav, kuid see ei tähenda, et seda pole olemas. Seetõttu vajame liitiumakude laadimiseks just sellist seadet ja ülalkirjeldatud vooluahel on vaid selle prototüüp.

Liitiumakude laadimise universaalne ahel

Seade võimaldab laadida liitiumakusid pingega 3,6V või 3,7V. Esimeses etapis toimub laadimine stabiilse vooluga 245 mA või 490 mA (seadistatud käsitsi), kui akude pinge tõuseb 4,1 V või 4,2 V tasemele, jätkub laadimine, säilitades samal ajal stabiilse pinge ja aku. laadimisvoolu väärtus väheneb, niipea kui viimane langeb läviväärtuseni (seadistatud käsitsi 20mA-lt 350mA-le), peatub aku laadimine automaatselt.

Stabilisaator LM317 hoiab pinget takistuse R9 juures umbes 1,25 V tasemel, säilitades seeläbi seda läbiva ja seega ka laetava aku läbiva voolu stabiilse väärtuse. Väljundpinget piirab TL431 regulaator, mis on ühendatud LM317 juhtsisendiga. Piirpinge väärtus valitakse takistuste R12…R14 jaoturi abil. Takistus R11 piirab toitevoolu TL431-ga.

Voolu-pinge muundur on ehitatud operatiivvõimendi DA2.2 LM358, takistuste R5...R8 ja bipolaarse transistori VT2 abil. Pinge selle väljundis on võrdeline takistuse R9 läbiva vooluga ja arvutatakse järgmise valemiga:

Diagrammil näidatud väärtuste korral on voolu-pinge teisendustegur 10, s.o. vooluga läbi takistuse R9 on 245 mA, on R5 pinge 2,45 V.

R5-st läheb pinge op-amp DA2.1 mitteinverteerivasse sisendisse. Komparaatori inverteeriv sisend saab pinget reguleeritavast jagurist takistuste R2…R4 vahel. Jagaja toitepinget stabiliseerib LM78L05. Komparaatori lülituslävi määratakse muutuva takistuse R3 nimiväärtusega.

Liitiumpatareide laadimise ahela seadistamine.

Lülituslüliti SB1 asemel asetage hüppaja ja rakendage vooluahelale pinget, valides takistused R12...R14, et muuta lüliti SA2 avatud ja suletud oleku jaoks väljundpingeks 4,1 V ja 4,2 V.

Lüliti SA1 abil määrame laadimisvoolu väärtuse (245mA või 490mA). Lüliti SA2 abil valige 3,6 V patareide jaoks 4,1 V, 4,2 V; Muutuva takistusega mootoriga R3 määrame voolu väärtuse, mille juures aku laadimine peaks lõppema (umbes 0,07...0,1 C), ühendame aku ja vajutame lülituslülitit SB1. Liitiumaku laadimise protsess peaks algama ja VD2 LED-i indikaator süttib. Kui laadimisvool langeb alla läve, muutub väljundi DA2.1 kõrge tase madalaks, väljatransistor VT1 sulgub ja relee mähis K1 lülitub välja, katkestades aku laadija küljest selle esikontaktiga K1.

Kaasan laadija trükkplaadi joonise ja soovitan ise kasutada

Mobiiltelefonidest ja nutitelefonidest liitiumakude laadimise võimaldamiseks valmistati universaalne adapter:

Kõiki seda tüüpi patareisid tuleb kasutada vastavalt teatud soovitustele. Need reeglid võib jagada kahte rühma: kasutajast sõltumatud ja kasutajast sõltuvad.

Esimesse rühma kuuluvad akude laadimise ja tühjendamise põhireeglid, mida juhib spetsiaalne laadija kontroller:

Liitiumaku peab olema seisukorras, kus selle pinge ei tohiks olla suurem kui 4,2 volti ega langeda alla 2,7 Volt. Need piirangud on maksimaalne ja minimaalne laadimistase. Koksielektroodidega akude puhul kehtib miinimumtase 2,7 volti, kuid tänapäevased liitiumakud on valmistatud grafiitelektroodidega. Nende jaoks on miinimumpiir 3 volti.
Aku poolt antav energiahulk, kui laadimine muutub 100%-lt 0%-le Aku mahutavus. Paljud tootjad piiravad maksimaalset pinget 4,1 voldini, samas kui liitiumaku kestab palju kauem, kuid kaotab umbes 10% mahutavust. Mõnikord tõuseb alumine piir 3,0 ja isegi 3,3 volti, aga ka mahtuvustaseme langusega.
Akude pikim kasutusiga saavutatakse 45% laadimisel ning pikenedes või vähenedes kasutusiga väheneb. Kui tasu jääb ülaltoodud vahemikku, ei ole kasutusea muutus oluline.
Kui aku pinge ületab ülaltoodud piire kasvõi lühikeseks ajaks, väheneb selle kasutusiga järsult.
Akulaadija kontrollerid ei lase laadimise ajal kunagi aku pingel tõusta üle 4,2 volti, kuid võivad tühjenemisel minimaalset taset erineval viisil piirata.

Teine kasutajast sõltuvate reeglite rühm sisaldab järgmisi reegleid.

Püüdke mitte tühjendada akut minimaalse laadimistasemeni ja eriti olekusse, kus seade lülitub ise välja, kuid kui see juhtub, on soovitatav aku võimalikult kiiresti laadida.
Ärge kartke sagedast laadimist, sealhulgas osalist laadimist, liitiumaku ei hooli üldse.
Aku mahutavus sõltub temperatuurist. Seega langeb toatemperatuuril 100% laetuse tasemel külma kätte minnes aku laetus 80% peale, mis põhimõtteliselt pole ohtlik ega kriitiline. Kuid võib olla ka vastupidi: kui akule asetada 100% laetud aku, tõuseb selle laetuse tase 110%-ni ja see on talle väga ohtlik ja võib järsult lühendada eluiga.
Ideaalne tingimus aku pikaajaliseks säilitamiseks on olla väljaspool seadet umbes 50% laetusega
Kui pärast suure mahutavusega aku ostmist, pärast mõnepäevast kasutamist. Kui akuga seade hakkab tõmblema ja külmuma või aku laadimine lülitub välja, siis tõenäoliselt ei suuda teie vana akuga ideaalselt töötanud laadija lihtsalt suure mahutavuse jaoks vajalikku laadimisvoolu pakkuda.

Valik originaalseid telefonilaadijaid, mis koosneb vaid lihtsatest ja huvitavatest raadioamatöörideedest ja -arendustest

See amatöörraadio disain on mõeldud mobiiltelefonide ja 18650 tüüpi liitiumakude laadimiseks ning mis kõige tähtsam, tagab aku korraliku laetuse. Seadmel on LED-laadimise indikaator. Punane näitab, et aku laeb, roheline näitab, et aku on täielikult laetud. Nutikas laadimine saavutatakse spetsiaalse laadimiskontrolleri kasutamisega kiibil BQ2057CSN.

Kaasaegsed liitiumakud ei kasuta puhast liitiumi. Seetõttu on laialt levinud kolm peamist tüüpi liitiumakusid: Liitiumioon (liitiumioon) Unom. - 3,6 V; Liitiumpolümeer(Li-Po, Li-polümeer või "lipo"). Unom. - 3,7 V; Liitium raudfosfaat(Li-Fe või LFP). Unom - 3,3V.

Puudused

Li-ion akude peamiseks puuduseks tooksin need esile tuleohtülepinge või ülekuumenemise tõttu. Kuid liitiumraudfosfaatpatareidel pole nii suurt puudust - need on täiesti tulekindlad.
Liitiumakud on väga tundlik külma suhtes ja kaotavad kiiresti oma võimsuse ja lõpetavad laadimise.
Vajab laadimiskontrollerit
Kell sügav tühjenemine liitiumakud kaotavad oma esialgsed omadused.
Kui aku ei "tööta" pikka aega, siis kõigepealt langeb sellel olev pinge lävitasemeni ja seejärel algab sügav tühjenemine niipea, kui pinge langeb 2,5 V-ni, mis põhjustab selle rikke. Seetõttu laadime aeg-ajalt sülearvutite, mobiiltelefonide ja mp3-mängijate akusid.

Konkreetse laadija omaduste hindamine on keeruline, mõistmata, kuidas liitiumioonaku eeskujulik laadimine tegelikult kulgema peaks. Seetõttu meenutagem enne otse diagrammide juurde liikumist pisut teooriat.

Mis on liitiumakud?

Sõltuvalt sellest, millisest materjalist liitiumaku positiivne elektrood on valmistatud, on mitut tüüpi:

• liitiumkobaltaatkatoodiga;
• liitiumraudfosfaadil põhineva katoodiga;
• nikkel-koobalt-alumiiniumi baasil;
• nikkel-koobalt-mangaani baasil.

Kõigil neil akudel on oma omadused, kuid kuna need nüansid ei ole tavatarbija jaoks põhimõttelise tähtsusega, siis neid käesolevas artiklis ei käsitleta.

Samuti toodetakse kõiki liitium-ioonakusid erineva suuruse ja kujuga. Need võivad olla kas ümbrisega (näiteks tänapäeval populaarne 18650) või lamineeritud või prismaatilised (geelpolümeerakud). Viimased on spetsiaalsest kilest hermeetiliselt suletud kotid, mis sisaldavad elektroode ja elektroodimassi.

Kõige tavalisemad liitiumioonakude suurused on toodud allolevas tabelis (kõigi nende nimipinge on 3,7 volti):

Määramine	Standardne suurus	Sarnane suurus
XXYY0, Kus XX- läbimõõt millimeetrites, YY- pikkuse väärtus millimeetrites, 0 - peegeldab kujundust silindri kujul	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø vastab AAA-le, kuid pool pikkusest)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, pikkus CR2
	14430	Ø 14 mm (sama, mis AA), kuid lühem pikkus
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (või 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (või 150A/300P)
	18650	2xCR123 (või 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	KOOS
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Sisemised elektrokeemilised protsessid kulgevad samamoodi ega sõltu aku vormitegurist ja konstruktsioonist, seega kehtib kõik alljärgnev kõigi liitiumakude kohta võrdselt.

Kuidas liitium-ioonakusid õigesti laadida

Kõige õigem viis liitiumakude laadimiseks on kaheastmeline laadimine. Seda meetodit kasutab Sony kõigis oma laadijates. Vaatamata keerukamale laadimiskontrollerile tagab see liitiumioonakude täielikuma laadimise ilma nende kasutusiga vähendamata.

Siin räägime liitiumakude kaheastmelisest laadimisprofiilist, lühendatult CC/CV (konstantne vool, konstantne pinge). Samuti on valikud impulsi ja astmevooluga, kuid neid selles artiklis ei käsitleta. Impulssvooluga laadimise kohta saate täpsemalt lugeda.

Niisiis, vaatame mõlemat laadimisetappi üksikasjalikumalt.

1. Esimesel etapil Tuleb tagada pidev laadimisvool. Praegune väärtus on 0,2-0,5C. Kiirendatud laadimisel on lubatud suurendada voolu 0,5-1,0C-ni (kus C on aku mahutavus).

Näiteks 3000 mAh mahuga aku puhul on nimilaadimisvool esimesel etapil 600-1500 mA ja kiirendatud laadimisvool võib olla vahemikus 1,5-3A.

Et tagada etteantud väärtusega pidev laadimisvool, peab laadija vooluring suutma tõsta aku klemmide pinget. Tegelikult töötab laadija esimeses etapis klassikalise voolu stabilisaatorina.

Tähtis: Kui plaanite akusid laadida sisseehitatud kaitseplaadiga (PCB), siis laadimisahela projekteerimisel tuleb jälgida, et vooluahela avatud voolupinge ei tohi kunagi ületada 6-7 volti. Vastasel juhul võib kaitseplaat kahjustuda.

Hetkel, kui aku pinge tõuseb 4,2 voldini, võidab aku ligikaudu 70-80% oma mahust (mahutavuse eriväärtus sõltub laadimisvoolust: kiirendatud laadimisel on see veidi väiksem, nominaallaeng - natuke rohkem). See hetk tähistab laadimise esimese etapi lõppu ja on signaaliks üleminekuks teisele (ja viimasele) etapile.

2. Teine laadimise etapp- see on aku laadimine pideva pingega, kuid järk-järgult väheneva (langeva) vooluga.

Selles etapis hoiab laadija aku pinget 4,15-4,25 volti ja juhib voolu väärtust.

Võimsuse kasvades laadimisvool väheneb. Niipea kui selle väärtus langeb 0,05–0,01 C-ni, loetakse laadimisprotsess lõppenuks.

Laadija õige töö oluline nüanss on selle täielik lahtiühendamine akust pärast laadimise lõppemist. Selle põhjuseks on asjaolu, et liitiumakude puhul on äärmiselt ebasoovitav, et need jääksid pikaks ajaks kõrgepinge alla, mille annab tavaliselt laadija (s.o. 4,18-4,24 volti). See toob kaasa aku keemilise koostise kiirema halvenemise ja selle tulemusena selle mahu vähenemise. Pikaajaline viibimine tähendab kümneid tunde või rohkemgi.

Laadimise teises etapis õnnestub aku mahutavust juurde võtta umbes 0,1-0,15 võrra. Kogu aku laetus ulatub seega 90-95%-ni, mis on suurepärane näitaja.

Vaatasime kahte laadimise peamist etappi. Liitiumakude laadimise teema käsitlemine jääks aga puudulikuks, kui ei mainitaks teist laadimisetappi - nn. eellaadimine.

Eellaadimise etapp (eellaadimine)- seda etappi kasutatakse ainult sügavalt tühjenenud akude puhul (alla 2,5 V), et viia need normaalsesse töörežiimi.

Selles etapis toimub laadimine vähendatud konstantse vooluga, kuni aku pinge jõuab 2,8 V-ni.

Esialgne etapp on vajalik, et vältida kahjustatud akude paisumist ja rõhu langust (või isegi plahvatust tulega), mille elektroodide vahel on näiteks sisemine lühis. Kui sellisest akust lastakse kohe läbi suur laadimisvool, viib see paratamatult selle kuumenemiseni ja siis see sõltub.

Eellaadimise eeliseks on ka aku eelsoojendus, mis on oluline madalal ümbritseval temperatuuril laadimisel (külmal aastaajal kütmata ruumis).

Intelligentne laadimine peaks suutma eellaadimise etapis jälgida aku pinget ja kui pinge pikka aega ei tõuse, siis teha järelduse, et aku on vigane.

Kõik liitiumioonaku laadimise etapid (kaasa arvatud eellaadimise etapp) on skemaatiliselt kujutatud sellel graafikul:

Laadimispinge nimipinge ületamine 0,15 V võrra võib aku eluiga poole võrra vähendada. Laadimispinge alandamine 0,1 volti võrra vähendab laetud aku mahtuvust umbes 10%, kuid pikendab oluliselt selle kasutusiga. Täislaetud aku pinge pärast laadijast eemaldamist on 4,1-4,15 volti.

Lubage mul teha ülaltoodu kokkuvõte ja tuua välja peamised punktid:

1. Millist voolu peaksin kasutama liitiumioonaku laadimiseks (näiteks 18650 või mõni muu)?

Voolutugevus sõltub sellest, kui kiiresti soovite seda laadida, ja see võib olla vahemikus 0,2 C kuni 1 C.

Näiteks 3400 mAh mahutavusega 18650 aku puhul on minimaalne laadimisvool 680 mA ja maksimaalne 3400 mA.

2. Kui kaua võtab aega näiteks samade 18650 akude laadimine?

Laadimisaeg sõltub otseselt laadimisvoolust ja arvutatakse järgmise valemi abil:

T = C / I laadimine.

Näiteks meie 1A vooluga 3400 mAh aku laadimisaeg on umbes 3,5 tundi.

3. Kuidas liitiumpolümeerakut õigesti laadida?

Kõik liitiumakud laevad ühtemoodi. Pole vahet, kas tegemist on liitiumpolümeeri või liitiumioonidega. Meie, tarbijate jaoks pole vahet.

Mis on kaitseplaat?

Kaitseplaat (või PCB - toitejuhtplaat) on loodud kaitsma liitiumaku lühise, ülelaadimise ja tühjenemise eest. Kaitsemoodulitesse on reeglina sisse ehitatud ka ülekuumenemiskaitse.

Ohutuse kaalutlustel on liitiumpatareide kasutamine kodumasinates keelatud, välja arvatud juhul, kui neil on sisseehitatud kaitseplaat. Seetõttu on kõigil mobiiltelefonide akudel alati PCB-plaat. Aku väljundklemmid asuvad otse plaadil:

Need plaadid kasutavad kuue jalaga laadimiskontrollerit spetsiaalsel seadmel (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 ja muud analoogid). Selle kontrolleri ülesandeks on aku lahtiühendamine koormusest, kui aku on täielikult tühjenenud ja aku laadimisest lahti, kui see jõuab 4,25 V.

Siin on näiteks skeem BP-6M aku kaitseplaadist, mis oli kaasas vanade Nokia telefonidega:

Kui rääkida 18650-st, siis neid saab toota kas kaitseplaadiga või ilma. Kaitsemoodul asub aku negatiivse klemmi lähedal.

Tahvel suurendab aku pikkust 2-3 mm.

Ilma PCB-moodulita patareid on tavaliselt kaasas akudega, millel on oma kaitseahelad.

Iga kaitsega aku võib kergesti muutuda ilma kaitseta akuks, peate selle lihtsalt välja tõmbama.

Tänapäeval on 18650 aku maksimaalne maht 3400 mAh. Kaitsega akudel peab korpusel olema vastav tähis ("Kaitstud").

Ärge ajage PCB-plaati segi PCM-mooduliga (PCM - toitelaadimismoodul). Kui esimesed teenivad ainult aku kaitsmise eesmärki, siis teised on mõeldud laadimisprotsessi juhtimiseks - need piiravad laadimisvoolu teatud tasemel, kontrollivad temperatuuri ja üldiselt tagavad kogu protsessi. PCM-plaati nimetatakse laadimiskontrolleriks.

Loodan, et nüüd ei jää enam küsimusi, kuidas laadida 18650 akut või mõnda muud liitiumakut? Seejärel liigume väikese valiku valmis vooluringilahenduste juurde laadijatele (sama laadimiskontrollerid).

Liitiumioonakude laadimisskeemid

Kõik ahelad sobivad iga liitiumaku laadimiseks, jääb üle vaid otsustada laadimisvoolu ja elemendi aluse üle.

LM317

LM317 kiibil põhineva lihtsa laadija skeem koos laadimisnäidikuga:

Ahel on kõige lihtsam, kogu seadistamine taandub trimmitakisti R8 (ilma ühendatud akuta!) väljundpinge seadmisele 4,2 voltile ja laadimisvoolu seadistamisele, valides takistid R4, R6. Takisti R1 võimsus on vähemalt 1 vatt.

Niipea kui LED kustub, võib laadimisprotsessi lugeda lõppenuks (laadimisvool ei vähene kunagi nullini). Pärast täielikku laadimist ei ole soovitatav akut pikka aega sellel laadimisel hoida.

Mikrolülitust lm317 kasutatakse laialdaselt erinevates pinge- ja voolustabilisaatorites (olenevalt ühendusahelast). Seda müüakse iga nurga peal ja see maksab sente (võite võtta 10 tükki ainult 55 rubla eest).

LM317 on saadaval erinevates korpustes:

Kinnituse määramine (pinout):

LM317 kiibi analoogid on: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (kaks viimast on toodetud kodumaal).

Laadimisvoolu saab suurendada 3A-ni, kui võtta LM317 asemel LM350. See tuleb aga kallim - 11 rubla/tk.

Trükkplaat ja vooluringi koost on näidatud allpool:

Vana nõukogude transistori KT361 saab asendada sarnase pnp-transistoriga (näiteks KT3107, KT3108 või bourgeois 2N5086, 2SA733, BC308A). Kui laadimisindikaatorit pole vaja, saab selle täielikult eemaldada.

Ahela miinus: toitepinge peab jääma vahemikku 8-12V. See on tingitud asjaolust, et LM317 kiibi normaalseks tööks peab aku pinge ja toitepinge vahe olema vähemalt 4,25 volti. Seega ei saa seda USB-pordist toita.

MAX1555 või MAX1551

MAX1551/MAX1555 on spetsiaalsed laadijad Li+ akude jaoks, mis on võimelised töötama USB-st või eraldi toiteadapterist (näiteks telefonilaadijast).

Ainus erinevus nende mikroskeemide vahel on see, et MAX1555 annab signaali, mis näitab laadimisprotsessi, ja MAX1551 annab signaali, et toide on sisse lülitatud. Need. 1555 on endiselt eelistatav enamikul juhtudel, nii et 1551 on nüüd müügil raske leida.

Nende mikroskeemide üksikasjalik kirjeldus tootjalt on.

Alalisvooluadapteri maksimaalne sisendpinge on 7 V, kui toiteallikaks on USB - 6 V. Kui toitepinge langeb 3,52 V-ni, lülitub mikroskeem välja ja laadimine peatub.

Mikroskeem ise tuvastab, millisel sisendil on toitepinge ja ühendub sellega. Kui toide antakse USB-siini kaudu, on maksimaalne laadimisvool piiratud 100 mA-ga - see võimaldab ühendada laadija mis tahes arvuti USB-porti, kartmata lõunasilla põletamist.

Eraldi toiteallika toitel on tüüpiline laadimisvool 280 mA.

Laastudel on sisseehitatud ülekuumenemiskaitse. Kuid isegi sel juhul jätkab vooluahel tööd, vähendades laadimisvoolu 17 mA võrra iga kraadi võrra üle 110 ° C.

Seal on eellaadimise funktsioon (vt ülalt): seni, kuni aku pinge on alla 3 V, piirab mikroskeem laadimisvoolu 40 mA-ni.

Mikroskeemil on 5 kontakti. Siin on tüüpiline ühendusskeem:

Kui on garantii, et teie adapteri väljundi pinge ei saa mingil juhul ületada 7 volti, saate ilma 7805 stabilisaatorita hakkama.

Sellele saab kokku panna näiteks USB-laadimisvõimaluse.

Mikroskeem ei vaja väliseid dioode ega väliseid transistore. Üldiselt muidugi uhked pisiasjad! Ainult need on liiga väikesed ja ebamugavad jootmiseks. Ja need on ka kallid ().

LP2951

Stabilisaatorit LP2951 toodab National Semiconductors (). See tagab sisseehitatud voolu piiramise funktsiooni ja võimaldab genereerida liitiumioonaku stabiilse laadimispinge taseme vooluahela väljundis.

Laadimispinge on 4,08–4,26 volti ja selle määrab takisti R3, kui aku on lahti ühendatud. Pinge hoitakse väga täpselt.

Laadimisvool on 150 - 300mA, seda väärtust piiravad LP2951 kiibi sisemised ahelad (olenevalt tootjast).

Kasutage väikese pöördvooluga dioodi. Näiteks võib see olla mis tahes 1N400X seeria, mida saate osta. Dioodi kasutatakse blokeeriva dioodina, et vältida sisendpinge väljalülitamisel akust LP2951 kiipi pöördvoolu.

See laadija toodab üsna madalat laadimisvoolu, nii et iga 18650 aku saab laadida üleöö.

Mikrolülitust saab osta nii DIP-pakendis kui ka SOIC-pakendis (maksab umbes 10 rubla tükk).

MCP73831

Kiip võimaldab teil luua õigeid laadijaid ja see on ka odavam kui palju kiidetud MAX1555.

Tüüpiline ühendusskeem on võetud:

Ahela oluliseks eeliseks on madala takistusega võimsate takistite puudumine, mis piiravad laadimisvoolu. Siin määrab voolu takisti, mis on ühendatud mikrolülituse 5. kontaktiga. Selle takistus peaks olema vahemikus 2-10 kOhm.

Kokkupandud laadija näeb välja selline:

Mikroskeem soojeneb töö ajal päris hästi, aga see ei paista häirivat. See täidab oma funktsiooni.

Siin on veel üks versioon SMD LED-i ja mikro-USB-pistikuga trükkplaadist:

LTC4054 (STC4054)

Väga lihtne skeem, suurepärane võimalus! Võimaldab laadida kuni 800 mA vooluga (vt.). Tõsi, see kipub väga kuumaks minema, kuid sel juhul vähendab sisseehitatud ülekuumenemiskaitse voolu.

Ahelat saab oluliselt lihtsustada, visates transistoriga välja ühe või isegi mõlemad LED-id. Siis näeb see välja selline (peate tunnistama, et see ei saaks olla lihtsam: paar takistit ja üks kondensaator):

Üks trükkplaadi valikutest on saadaval aadressil . Tahvel on mõeldud standardsuurusega 0805 elementidele.

I=1000/R. Te ei tohiks kohe kõrget voolu seada; kõigepealt vaadake, kui kuumaks mikroskeem läheb. Oma eesmärkidel võtsin 2,7 kOhm takisti ja laadimisvool osutus umbes 360 mA.

On ebatõenäoline, et sellele mikroskeemile on võimalik radiaatorit kohandada, ja pole tõsi, et see on kristallkorpuse ristmiku kõrge soojustakistuse tõttu tõhus. Tootja soovitab teha jahutusradiaatori "läbi juhtmete" - teha jäljed võimalikult paksuks ja jätta kile kiibi korpuse alla. Üldiselt, mida rohkem “maa” fooliumi jääb, seda parem.

Muide, suurem osa soojusest hajub läbi 3. jala, nii et saate selle jälje teha väga laiaks ja paksuks (täitke see üleliigse joodisega).

LTC4054 kiibipakett võib olla märgistatud LTH7 või LTADY.

LTH7 erineb LTADY-st selle poolest, et esimene suudab tõsta väga tühja akut (millel on pinge alla 2,9 volti), teine ​​aga mitte (seda tuleb eraldi kiigutada).

Kiip osutus väga edukaks, nii et sellel on hunnik analooge: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, 6PT401, 8PT , 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Enne analoogide kasutamist kontrollige andmelehti.

TP4056

Mikroskeem on valmistatud SOP-8 korpuses (vt), selle kõhul on kontaktidega ühendamata metallist jahutusradiaator, mis võimaldab tõhusamalt soojust eemaldada. Võimaldab laadida akut kuni 1A vooluga (vool sõltub voolu seadistustakistist).

Ühendusskeem nõuab minimaalselt rippuvaid elemente:

Ahel rakendab klassikalist laadimisprotsessi – esmalt laaditakse konstantse vooluga, seejärel konstantse pinge ja langeva vooluga. Kõik on teaduslik. Kui vaatate laadimist samm-sammult, saate eristada mitut etappi:

1. Ühendatud aku pinge jälgimine (seda juhtub kogu aeg).
2. Eellaadimise faas (kui aku tühjeneb alla 2,9 V). Laadige vooluga 1/10 takisti R prog programmeeritud voolust (100 mA R prog = 1,2 kOhm) kuni 2,9 V tasemeni.
3. Laadimine maksimaalse konstantse vooluga (1000 mA R prog = 1,2 kOhm);
4. Kui aku pinge jõuab 4,2 V, fikseeritakse aku pinge sellel tasemel. Algab laadimisvoolu järkjärguline vähenemine.
5. Kui vool saavutab 1/10 takisti R prog programmeeritud voolust (100 mA R prog = 1,2 kOhm), lülitub laadija välja.
6. Pärast laadimise lõppemist jätkab kontroller aku pinge jälgimist (vt punkt 1). Seireahela tarbitav vool on 2-3 µA. Kui pinge langeb 4,0 V-ni, algab laadimine uuesti. Ja nii ringiga.

Laadimisvool (amprites) arvutatakse valemiga I=1200/R prog. Lubatud maksimum on 1000 mA.

Tõeline laadimiskatse 3400 mAh 18650 akuga on näidatud graafikul:

Mikroskeemi eeliseks on see, et laadimisvoolu määrab ainult üks takisti. Võimsaid madala takistusega takisteid pole vaja. Lisaks on laadimisprotsessi indikaator, samuti laadimise lõpu indikaator. Kui aku pole ühendatud, vilgub indikaator iga paari sekundi järel.

Ahela toitepinge peaks jääma vahemikku 4,5...8 volti. Mida lähemal 4,5 V-le, seda parem (nii soojeneb kiip vähem).

Esimest jalga kasutatakse liitiumioonaku sisseehitatud temperatuurianduri ühendamiseks (tavaliselt mobiiltelefoni aku keskmine klemm). Kui väljundpinge on alla 45% või üle 80% toitepingest, siis laadimine peatatakse. Kui te ei vaja temperatuuri reguleerimist, istutage see jalg lihtsalt maapinnale.

Tähelepanu! Sellel vooluahelal on üks oluline puudus: aku vastupidise polaarsusega kaitseahela puudumine. Sellisel juhul põleb kontroller maksimaalse voolu ületamise tõttu läbi. Sel juhul läheb vooluahela toitepinge otse akule, mis on väga ohtlik.

Signett on lihtne ja seda saab teha põlvel tunniga. Kui aeg on ülioluline, saate tellida valmis mooduleid. Mõned valmismoodulite tootjad lisavad kaitset liigvoolu ja tühjenemise eest (näiteks saate valida, millist plaati vajate - kaitsega või ilma ja millise pistikuga).

Samuti võite leida valmis plaate, millel on kontakt temperatuurianduri jaoks. Või isegi mitme paralleelse TP4056 mikroskeemiga laadimismoodul laadimisvoolu suurendamiseks ja polaarsuse vastupidise kaitsega (näide).

LTC1734

Samuti väga lihtne skeem. Laadimisvoolu määrab takisti R prog (näiteks kui paigaldate 3 kOhm takisti, on vool 500 mA).

Korpusele on tavaliselt märgitud mikroskeemid: LTRG (neid võib sageli leida vanadest Samsungi telefonidest).

Iga pnp-transistor sobib, peaasi, et see on mõeldud etteantud laadimisvoolu jaoks.

Näidatud diagrammil pole laadimisnäidikut, kuid LTC1734-l on öeldud, et kontaktil “4” (Prog) on ​​kaks funktsiooni - voolu seadistamine ja aku laetuse lõppemise jälgimine. Näiteks on näidatud vooluahel, mis kontrollib laadimise lõppu, kasutades komparaatorit LT1716.

LT1716 komparaatori saab sel juhul asendada odava LM358-ga.

TL431 + transistor

Soodsamaid komponente kasutades on ilmselt raske vooluringi välja mõelda. Kõige keerulisem on siin TL431 etalonpingeallika leidmine. Kuid need on nii levinud, et neid leidub peaaegu kõikjal (harva saab toiteallikas ilma selle mikrolülituseta hakkama).

Noh, TIP41 transistori saab asendada mis tahes muu sobiva kollektorivooluga. Isegi vanad nõukogude KT819, KT805 (või vähem võimsad KT815, KT817) sobivad.

Ahela seadistamine taandub väljundpinge seadistamisele (ilma akuta!!!) trimmitakisti abil 4,2 volti. Takisti R1 määrab laadimisvoolu maksimaalse väärtuse.

See vooluahel rakendab täielikult liitiumakude laadimise kaheetapilise protsessi – esmalt laaditakse alalisvooluga, seejärel liigutakse pinge stabiliseerimise faasi ja vähendatakse sujuvalt voolu peaaegu nullini. Ainsaks puuduseks on vooluringi halb korratavus (see on seadistamisel kapriisne ja nõudlik kasutatud komponentide suhtes).

MCP73812

Microchipilt on veel üks teenimatult tähelepanuta jäetud mikroskeem - MCP73812 (vt.). Selle põhjal saadakse väga eelarveline laadimisvõimalus (ja odav!). Kogu korpuse komplekt on vaid üks takisti!

Muide, mikroskeem on valmistatud jootesõbralikus pakendis - SOT23-5.

Ainus negatiivne on see, et see läheb väga kuumaks ja laengu indikaatorit pole. Samuti ei tööta see kuidagi väga usaldusväärselt, kui teil on madala võimsusega toiteallikas (mis põhjustab pingelanguse).

Üldiselt, kui laadimisnäit pole teie jaoks oluline ja teile sobib 500 mA vool, on MCP73812 väga hea valik.

NCP1835

Pakutakse täisintegreeritud lahendust - NCP1835B, mis tagab laadimispinge kõrge stabiilsuse (4,2 ±0,05 V).

Võib-olla on selle mikroskeemi ainus puudus selle liiga miniatuurne suurus (DFN-10 korpus, suurus 3x3 mm). Mitte igaüks ei suuda pakkuda selliste miniatuursete elementide kvaliteetset jootmist.

Vaieldamatute eeliste hulgas tahaksin märkida järgmist:

1. Minimaalne kehaosade arv.
2. Täiesti tühjenenud aku laadimise võimalus (eellaadimisvool 30 mA);
3. Laadimise lõpu määramine.
4. Programmeeritav laadimisvool - kuni 1000 mA.
5. Laadimise ja vea indikaator (võimeline tuvastama mittelaetavaid akusid ja sellest märku andma).
6. Kaitse pikaajalise laadimise eest (kondensaatori C t mahtuvuse muutmisega saab määrata maksimaalseks laadimisajaks 6,6-784 minutit).

Mikrolülituse maksumus ei ole just odav, aga ka mitte nii kõrge (~1 dollar), et saaksite selle kasutamisest keelduda. Kui teile jootekolb sobib, siis soovitan valida selle variandi.

Täpsem kirjeldus on sees.

Kas ma saan laadida liitiumioonakut ilma kontrollerita?

Jah, sa saad. See nõuab aga laadimisvoolu ja -pinge hoolikat kontrolli.

Üldiselt pole akut, näiteks meie 18650, ilma laadijata võimalik laadida. Peate ikkagi kuidagi piirama maksimaalset laadimisvoolu, nii et vähemalt kõige primitiivsem mälu on endiselt vajalik.

Lihtsaim laadija mis tahes liitiumaku jaoks on akuga järjestikku ühendatud takisti:

Takisti takistus ja võimsuse hajumine sõltuvad laadimiseks kasutatava toiteallika pingest.

Näitena arvutame 5-voldise toiteallika takisti. Laadime 18650 akut mahutavusega 2400 mAh.

Seega on laadimise alguses takisti pingelangus järgmine:

U r = 5 - 2,8 = 2,2 volti

Oletame, et meie 5 V toiteallika maksimaalne voolutugevus on 1 A. Ahel tarbib suurimat voolu laadimise alguses, kui aku pinge on minimaalne ja ulatub 2,7–2,8 volti.

Tähelepanu: need arvutused ei võta arvesse võimalust, et aku võib olla väga sügavalt tühjenenud ja selle pinge võib olla palju madalam, isegi nullini.

Seega peaks takisti takistus, mis on vajalik voolu piiramiseks laadimise alguses 1 ampri juures, olema:

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

Takisti võimsuse hajumine:

P r = I 2 R = 1 * 1 * 2,2 = 2,2 W

Aku laadimise lõpus, kui selle pinge läheneb 4,2 V-le, on laadimisvool:

I laadimine = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

See tähendab, et nagu näeme, ei ületa kõik väärtused antud aku lubatud piire: algvool ei ületa antud aku maksimaalset lubatud laadimisvoolu (2,4 A) ja lõppvool ületab voolu. mille puhul aku võimsus ei suurene ( 0,24 A).

Sellise laadimise peamine puudus on vajadus pidevalt jälgida aku pinget. Ja lülitage laadimine käsitsi välja niipea, kui pinge jõuab 4,2 volti. Fakt on see, et liitiumakud taluvad isegi lühiajalist ülepinget väga halvasti - elektroodide massid hakkavad kiiresti lagunema, mis paratamatult viib võimsuse vähenemiseni. Samal ajal luuakse kõik eeldused ülekuumenemiseks ja rõhu vähendamiseks.

Kui teie akul on sisseehitatud kaitseplaat, millest eespool räägiti, muutub kõik lihtsamaks. Kui akul on saavutatud teatud pinge, ühendab plaat ise selle laadija küljest lahti. Sellel laadimismeetodil on aga olulisi puudusi, mida arutasime.

Aku sisseehitatud kaitse ei võimalda seda mingil juhul üle laadida. Kõik, mida pead tegema, on reguleerida laadimisvoolu nii, et see ei ületaks antud aku lubatud väärtusi (kaitseplaadid ei saa kahjuks laadimisvoolu piirata).

Laadimine labori toiteallika abil

Kui teil on voolukaitsega toiteplokk (piirang), siis olete päästetud! Selline toiteallikas on juba täisväärtuslik laadija, mis rakendab õiget laadimisprofiili, millest eespool kirjutasime (CC/CV).

Liitium-iooni laadimiseks pole vaja muud teha, kui seada toiteallika pingele 4,2 volti ja seada soovitud voolupiirang. Ja saate aku ühendada.

Algselt, kui aku on endiselt tühi, töötab labori toiteallikas voolukaitserežiimis (st stabiliseerib väljundvoolu teatud tasemel). Seejärel, kui panga pinge tõuseb seatud 4,2 V-ni, lülitub toiteallikas pinge stabiliseerimisrežiimi ja vool hakkab langema.

Kui vool langeb 0,05-0,1C-ni, võib akut lugeda täielikult laetuks.

Nagu näete, on labori toiteallikas peaaegu ideaalne laadija! Ainus, mida see automaatselt teha ei saa, on aku täislaadimise ja väljalülitamise otsus. Kuid see on väike asi, millele ei tohiks isegi tähelepanu pöörata.

Kuidas liitiumakusid laadida?

Ja kui me räägime ühekordsest akust, mis pole mõeldud laadimiseks, siis õige (ja ainuõige) vastus sellele küsimusele on EI.

Fakt on see, et mis tahes liitiumakut (näiteks tavalist CR2032 lameda tahvelarvuti kujul) iseloomustab liitiumanoodi katva sisemise passiveeriva kihi olemasolu. See kiht takistab keemilist reaktsiooni anoodi ja elektrolüüdi vahel. Ja välisvoolu toide hävitab ülaltoodud kaitsekihi, mis põhjustab aku kahjustamist.

Muide, kui räägime mittelaetavast CR2032 akust, siis sellega väga sarnane LIR2032 on juba täisväärtuslik aku. Seda saab ja tuleb laadida. Ainult selle pinge ei ole 3, vaid 3,6 V.

Kuidas laadida liitiumakusid (olgu see siis telefoni aku, 18650 või mõni muu liitium-ioon aku) oli juttu artikli alguses.

Kust osta mikrokiipe?

Muidugi saate seda osta Chipe-Dipist, kuid see on seal kallis. Seetõttu ostan alati ühest väga salajasest poest)) Kõige tähtsam on valida õige müüja, siis jõuab tellimus kiiresti ja kindlalt kohale.

Teie mugavuse huvides kogusin ühte tabelisse kõige usaldusväärsemad müüjad, kasutage seda oma tervise huvides:

Nimi	andmeleht	hind
LM317		5,5 hõõruda / tk	Osta
LM350
LTC1734		42 RUR/tk.	Osta
TL431		85 kopikat/tk	Osta
MCP73812		65 RUR/tk.	Osta
NCP1835		83 RUR/tk.	Osta
*Kõik kiibid tasuta kohaletoimetamisega