Hoe laad je een lithium-ionbatterij op de juiste manier op en waarom is dit eigenlijk nodig? Onze moderne apparaten werken dankzij de aanwezigheid van autonome stroombronnen. En het maakt niet uit wat voor soort apparaten het zijn: elektrische smartphones of laptops. Daarom is het zo belangrijk om het antwoord te weten op de vraag hoe je een lithium-ionbatterij op de juiste manier oplaadt.

Iets over wat een lithium-ionbatterij is

Autonome voedingen, die worden gebruikt in moderne smartphones en andere apparaten, zijn meestal onderverdeeld in verschillende groepen. Het zijn er behoorlijk veel. Neem dezelfde. Maar in draagbare apparatuur, dat wil zeggen in smartphones en laptops, worden lithium-ionbatterijen (Engelse aanduiding Li-Ion) het vaakst geïnstalleerd. De redenen die daartoe hebben geleid zijn van verschillende aard.

De voordelen van dit soort batterijen

Het eerste dat opvalt is hoe eenvoudig en goedkoop het is om deze energiebronnen te produceren. Hun extra voordelen zijn uitstekende bedrijfseigenschappen. Zelfontladingsverliezen zijn een zeer kleine indicator, en dit speelde ook een rol. Maar het aanbod aan fietsen voor opladen en ontladen is heel erg groot. Dit alles samen maakt lithium-ionbatterijen toonaangevend onder andere soortgelijke apparaten op het gebied van gebruik in smartphones en laptops. Hoewel er uitzonderingen op de regel bestaan, vertegenwoordigen deze ongeveer 10 procent van het totale aantal gevallen. Daarom stellen veel gebruikers de vraag hoe ze een lithium-ionbatterij op de juiste manier kunnen opladen.

Belangrijke en interessante feiten

Een smartphonebatterij heeft zijn eigen specifieke kenmerken. Daarom moet u bepaalde regels kennen en bekend zijn met de relevante instructies, zelfs voordat u begint met het proces van geforceerd opladen of ontladen. Allereerst moet worden opgemerkt dat de meeste batterijen van dit type speciaal zijn uitgerust met een extra bewakingsapparaat. Het gebruik ervan wordt bepaald door de noodzaak om de lading op een bepaald niveau te houden (ook wel kritisch genoemd). Het besturingsapparaat, ingebouwd in onder meer de batterij van een smartphone, zorgt er dus niet voor dat we die fatale grens overschrijden, waarna de batterij simpelweg ‘doodgaat’, zoals servicespecialisten graag zeggen. Vanuit natuurkundig oogpunt ziet alles er zo uit: tijdens het omgekeerde proces (kritische ontlading) daalt de spanning van de lithium-ionbatterij eenvoudigweg naar nul. Tegelijkertijd wordt de stroomstroom geblokkeerd.

Hoe u digitale apparatuur op de juiste manier kunt opladen op basis van deze bron van batterijduur

Als uw smartphone wordt gevoed door een lithium-ionbatterij, moet het apparaat zelf worden opgeladen wanneer de batterij-indicator ongeveer de volgende cijfers weergeeft: 10-20 procent. Hetzelfde geldt voor phablets en tabletcomputers. Dit is een kort antwoord op de vraag hoe je een lithium-ionbatterij op de juiste manier oplaadt. Hieraan moet worden toegevoegd dat zelfs wanneer de nominale lading van 100 procent wordt bereikt, het apparaat nog een tot twee uur aangesloten moet blijven op het elektriciteitsnet. Feit is dat de toestellen het opladen verkeerd interpreteren, en de 100 procent die een smartphone of tablet geeft bedraagt ​​feitelijk niet meer dan 70-80 procent.

Als uw apparaat is uitgerust met een lithium-ionbatterij, moet u enkele fijne kneepjes van de werking ervan kennen. Dit zal in de toekomst erg handig zijn, omdat je door ze te volgen de levensduur van niet alleen dit element, maar van het hele apparaat als geheel kunt verlengen. Houd er dus rekening mee dat u het apparaat eens in de drie maanden volledig moet ontladen. Dit wordt gedaan voor preventieve doeleinden.

Maar we zullen het later hebben over het opladen van een lege batterij. Voor nu wijzen we er alleen op dat een desktopcomputer en laptop niet in staat zijn een voldoende hoge spanning te leveren wanneer een mobiel apparaat via een USB-standaardpoort op deze technologische wonderen wordt aangesloten. Dienovereenkomstig zal het meer tijd kosten om het apparaat volledig op te laden via deze bronnen. Interessant genoeg kan één techniek de levensduur van een lithium-ionbatterij verlengen. Het bestaat uit afwisselende laadcycli. Dat wil zeggen, zodra u het apparaat voor de tweede keer volledig oplaadt, 100 procent, niet volledig (80 - 90 procent). En deze twee opties wisselen elkaar beurtelings af. In dit geval kan het worden gebruikt voor lithium-ionbatterijen.

Gebruiksvoorwaarden

Over het algemeen zijn lithium-ion-voedingen pretentieloos te noemen. We hebben al over dit onderwerp gesproken en ontdekten dat dit kenmerk, samen met andere, de reden is geworden voor hun wijdverbreide gebruik in de computer. Maar zelfs een dergelijke slimme batterijarchitectuur garandeert hun prestaties op de lange termijn niet volledig. Deze periode hangt vooral af van de persoon. Maar we zijn niet verplicht om iets ongewoons te doen. Als er vijf eenvoudige regels zijn die we voor altijd kunnen onthouden, pas ze dan met succes toe. In dit geval zal de lithium-ion-voeding u heel, heel lang van dienst zijn.

Regel één

Het ligt in het feit dat het niet helemaal nodig is. Er is al gezegd dat een dergelijke procedure slechts eens in de drie maanden mag worden uitgevoerd. Moderne ontwerpen van deze voedingen hebben geen “geheugeneffect”. Daarom is het eigenlijk beter om tijd te hebben om het apparaat op te laden voordat het helemaal leeg is. Het is trouwens opmerkelijk dat sommige fabrikanten van relevante producten de levensduur van producten meten in het aantal cycli. Hoogwaardige producten kunnen ongeveer zeshonderd cycli ‘overleven’.

Regel twee

Er staat dat het mobiele apparaat volledig moet worden ontladen. Het moet eens in de drie maanden worden uitgevoerd voor preventieve doeleinden. Integendeel, onregelmatig en onstabiel opladen kan de nominale minimum- en maximumlaadmarkeringen verschuiven. Het apparaat waarin deze bron van autonome werking is ingebouwd, begint dus valse informatie te ontvangen over hoeveel energie er feitelijk overblijft. En dit leidt op zijn beurt tot onjuiste berekeningen van het energieverbruik.

Profylactische afscheiding is ontworpen om dit te voorkomen. Wanneer dit gebeurt, zal het regelcircuit automatisch de minimale laadwaarde resetten. Er zijn hier echter enkele trucjes. Na een volledige ontlading is het bijvoorbeeld nodig om de stroombron te "invullen" en deze nog eens 12 uur te bewaren. Behalve een gewoon elektriciteitsnetwerk en een draad hebben we hiervoor niets anders nodig om op te laden. Maar de werking van de batterij na een preventieve ontlading zal stabieler worden, en u zult dit onmiddellijk merken.

Regel drie

Als u uw batterij niet gebruikt, moet u nog steeds de staat ervan controleren. Tegelijkertijd mag de temperatuur in de ruimte waar je hem bewaart bij voorkeur niet meer en niet minder dan 15 graden zijn. Het is duidelijk dat het niet altijd mogelijk is om precies dit cijfer te bereiken, maar toch: hoe kleiner de afwijking van deze waarde, hoe beter het zal zijn. Opgemerkt moet worden dat de batterij zelf 30-50 procent moet worden opgeladen. Dergelijke omstandigheden zorgen ervoor dat u de stroombron lange tijd kunt behouden zonder ernstige schade. Waarom zou hij niet volledig opgeladen moeten zijn? Maar omdat een “volle” batterij door fysieke processen een behoorlijk groot deel van zijn capaciteit verliest. Als de stroombron lange tijd in ontladen toestand wordt opgeslagen, wordt deze praktisch nutteloos. En de enige plek waar het echt nuttig zal zijn, is in de prullenbak. De enige manier, hoewel onwaarschijnlijk, is het herfabriceren van lithium-ionbatterijen.

Regel vier

De prijs hiervan varieert van enkele honderden tot enkele duizenden roebels en mag alleen met originele apparaten in rekening worden gebracht. Dit geldt in mindere mate voor mobiele apparaten, aangezien adapters al in hun pakket zitten (als je ze in de officiële winkel koopt). Maar in dit geval stabiliseren ze alleen de geleverde spanning en is de oplader feitelijk al in uw apparaat ingebouwd. Wat overigens niet gezegd kan worden over videocamera's en camera's. Dit is precies waar we het over hebben, hier kan het gebruik van apparaten van derden bij het opladen van batterijen merkbare schade veroorzaken.

Regel vijf

Houd de temperatuur in de gaten. Lithium-ionbatterijen zijn bestand tegen hittestress, maar oververhitting is schadelijk voor hen. En lage temperaturen voor een stroombron zijn niet het beste wat kan gebeuren. Hoewel het grootste gevaar juist voortkomt uit het proces van oververhitting. Houd er rekening mee dat de batterij niet aan direct zonlicht mag worden blootgesteld. Het temperatuurbereik en de toegestane waarden beginnen bij - 40 graden en eindigen bij + 50 graden Celsius.

Ik ontdekte dat ik een aantal behoorlijk bruikbare lithiumbatterijen heb liggen uit dode mobiele telefoons, laptops, enz., die in verschillende ambachten kunnen worden gebruikt. Ze moeten ergens van beschuldigd worden. Er werden geschikte onderdelen gevonden in de afzettingen, en daar gaan we...

Laadcircuit

We tekenen een diagram en houden de aanwezigheid van onderdelen in de bureaula in de gaten. Ik ben te lui om voor zo’n eenvoudig product naar de winkel te rennen.

beperkt de stroom, TL431+IRF beperkt de spanning. Niets bijzonders, waarschijnlijk zijn er al tientallen exact dezelfde diagrammen getekend. De stroomlimiet is ingesteld op 125 mA op basis van de mogelijkheden van de gebruikte transformator en de beperking van de warmtedissipatie in de kleine plastic behuizing. Zelfs kleine batterijen voor mobiele telefoons kunnen zelfs een veel hogere laadstroom vasthouden zonder oververhitting.
Het bord is compact genoeg gemaakt om in de bestaande plastic behuizing te passen.

--
Bedankt voor uw aandacht!
Igor Kotov, hoofdredacteur van het tijdschrift Datagor

Bedankt voor uw aandacht!

Li-ionbatterijen van het type 18650 met verschillende capaciteiten zijn nu zeer wijdverspreid. Met hun aanschaf ontstaat het probleem van het opladen en moeten ze voldoen aan de technische eisen voor het laadproces. Hier zijn enkele van deze vereisten:
- opladen met stabiele stroom;
- spanningsstabilisatiemodus;
- indicatie van het einde van het opladen;
- het niet overschrijden van de toegestane temperatuur tijdens het opladen van de batterij.

Wij presenteren onder uw aandacht een Li-ion batterijlaadcircuit dat eenvoudig te vervaardigen en in te stellen is en zich in gebruik heeft bewezen.

De schakeling is een stroom- en spanningsstabilisator. Totdat de spanning op de accu tijdens het opladen het niveau Ustabil.=(R7/R5+1)*Uref (Uref-referentiespanning TL431=2,5V) bereikt, bevindt TL431 zich in de gesloten toestand en werkt het circuit als stroomstabilisator. Ist.=0,6/R2 (0,6 is de openingsspanning van de KT816V-transistor). Zodra de spanning op de accu Ustabil. bereikt, gaat de schakeling in de spanningsstabilisatiemodus. Voor een Li-ion accu is deze waarde 4,2V. Wanneer de accuspanning 4,2V bereikt, begint de gele LED te branden, wat aangeeft dat de accu voor 80-90% is opgeladen. De laadstroom neemt af tot 7...8mA. Laat de batterij 10-15 uur in deze toestand staan ​​totdat deze zijn volledige capaciteit heeft bereikt.

Een beetje over het doel van de circuitelementen.
LED1 - blauw, licht op wanneer de batterij (AC) in de oplaadbox is geïnstalleerd en de lader niet is aangesloten. Wanneer de spanning over de accu minder dan 3V bedraagt, licht LED1 niet op.
LED2 - geel. Dient om het einde van het laadproces van de batterij aan te geven. Wanneer er een ongeladen AK in de doos wordt geplaatst, licht LED2 niet op. Als het oplicht, betekent dit dat er een opgeladen AK in de box is geplaatst (terwijl de lader niet is aangesloten).
R2 - beperkt de laadstroom van de AK.
R5, R7 - dienen om de spanning op de contacten van de oplaadbox in te stellen op 4,2 V voordat de batterij erin wordt geïnstalleerd (elke kan worden gebruikt).

Alle onderdelen van de lader, behalve de transistor, zijn op de printplaat aan de zijkant van de gedrukte geleiders geïnstalleerd:

Bordoptie voor degenen die niet lui zijn om gaten in glasvezel te boren:

De transistor is voorzien van een klein koellichaam. Tijdens het opladen warmt de transistor op tot 40°C. Weerstand R2 wordt ook warm, dus het is beter om twee weerstanden van 10 Ohm parallel te installeren om de verwarming te verminderen.
De voedingsspanning voor het opladen van één accu bedraagt ​​ongeveer 5V DC. Als het nodig is om meerdere batterijen tegelijk op te laden, wordt de voedingsspanning zo gekozen dat deze op elke unit 4,2 V bedraagt. Het vermogen van de voeding wordt geselecteerd uit de laadstroom voor elke accu. Je kunt een schakelende voeding gebruiken. De afmetingen van de oplader zullen kleiner zijn.
Het installatieproces van de oplader is eenvoudig. Zonder de batterij te plaatsen, leveren we stroom aan het circuit. Beide LED's moeten oplichten. Vervolgens meten we de spanning op de contacten van de laadbox. Als het 4,2V is, heb je geluk en is de installatie bijna voltooid. Als de spanning meer of minder is dan 4,2 V, schakel dan de stroom uit, in plaats van weerstand R5 of R7, soldeer een variabele multi-turn weerstand 10k in en stel de spanning nauwkeurig in op 4,2 V op de contacten van de doos. Nadat we de waarde van de resulterende weerstand van de instelbare weerstand hebben gemeten, selecteren we dezelfde constante en solderen deze in het circuit. Controleer nogmaals de spanning op de contacten van de oplaadbox. De hoeveelheid laadstroom controleren we met een ampèremeter aan de contacten van de laadbox zonder de batterij te plaatsen. Door de waarde van weerstand R2 te selecteren, kunt u de gewenste laadstroom instellen. We laten ons niet meeslepen door hoge stromen; de batterij kan warm worden, wat absoluut onaanvaardbaar is. Oververhitting zorgt ervoor dat de capaciteit van Li-ion-batterijen afneemt en niet wordt hersteld.
Het is het beste om de batterijen één voor één op te laden. Als u meerdere batterijen tegelijkertijd moet opladen, kunt u de blokken volgens dit schema in serie aansluiten.

In dit schema wordt elke batterij afzonderlijk opgeladen. De spanning aan het einde van het opladen van elke batterij zal 4,2 V zijn en de laadstroom zal 0,5 A zijn. Wanneer u bijvoorbeeld zeven accu's tegelijkertijd oplaadt, moet de spanning van de stroombron 4,2V*7=29,5V zijn. Het vermogen van de stroombron wordt bepaald door de laadstroom van 0,5A per accu, oftewel ongeveer 40W.

Foto van het voltooide apparaat.

Ik ben mijn originele digitale camera-oplader kwijtgeraakt tijdens een zakenreis. Koop een nieuw type "kikker". De pad verpletterde me, omdat ik een radioamateur ben en daarom het opladen van lithiumbatterijen met mijn eigen handen kan solderen, en bovendien is het heel gemakkelijk om te doen. De lader van absoluut elke lithiumbatterij is een constante spanningsbron van 5 volt, die een laadstroom levert die gelijk is aan 0,5-1,0 van de batterijcapaciteit. Bijvoorbeeld als de batterijcapaciteit 1000mAh moet de lader een stroom van minimaal 500 mA produceren.

Als je me niet gelooft, probeer het dan en wij zullen je helpen.

Het laadproces wordt weergegeven in de grafiek. Op het eerste moment is de laadstroom constant; wanneer het spanningsniveau Umax op de accu wordt bereikt, schakelt de lader over naar een modus waarin de spanning constant is en de stroom asymptotisch naar nul neigt.

Procesdiagram voor het opladen van lithiumbatterijen

De uitgangsspanning van lithiumbatterijen is doorgaans 4,2 V en de nominale spanning is ongeveer 3,7 V. Het wordt niet aanbevolen om deze batterijen tot de volledige 4,2 V op te laden, omdat dit de levensduur ervan verkort. Als je de uitgangsspanning verlaagt naar 4,1 V, daalt de capaciteit met bijna 10%, maar tegelijkertijd zal het aantal laad-ontlaadcycli bijna verdubbelen. Bij het gebruik van deze batterijen is het uiterst onwenselijk om de nominale spanning onder het niveau van 3,4...3,3V te brengen.

Circuit voor lithiumbatterijen opladen op LM317

Zoals u kunt zien, is het schema vrij eenvoudig. Gebouwd op stabilisatoren LM317 en TL431. Een ander radiocomponent omvat een paar diodes, weerstanden en condensatoren. Het apparaat vereist vrijwel geen aanpassing; gebruik gewoon de trimmerweerstand R8 om de spanning aan de apparaatuitgang in te stellen op een nominale waarde van 4,2 volt zonder aangesloten accu. Met behulp van de weerstanden R4 en R6 stellen we de laadstroom in. Om de werking van het bouwwerk aan te geven, is er een “charge”-LED, die oplicht als er een lege batterij wordt aangesloten, en uitgaat als deze wordt opgeladen.

Laten we beginnen met het samenstellen van de structuur voor het opladen van lithiumbatterijen. We vinden een geschikte behuizing; deze biedt plaats aan een eenvoudige vijf-volt transformatorvoeding en het hierboven besproken circuit.

Om de oplaadbare batterij aan te sluiten, heb ik twee koperen strips uitgeknipt en op de aansluitingen gemonteerd. De moer regelt de afstand tussen de contacten die verbonden zijn met de batterij die wordt opgeladen.

Ik heb zoiets als een wasknijper gemaakt. Je kunt ook een schakelaar installeren om de polariteit van de oplaadaansluitingen te veranderen - in sommige gevallen kan dit een grote hulp zijn. Ik stel voor om een ​​printplaat te maken met behulp van de LUT-methode; we kunnen de tekening in Sprint Layout-formaat verkrijgen via de bovenstaande link.

Ondanks een groot aantal positieve eigenschappen hebben lithiumbatterijen ook aanzienlijke nadelen, zoals een hoge gevoeligheid voor te hoge laadspanning, wat kan leiden tot verwarming en intense gasvorming. En omdat de batterij een afgedicht ontwerp heeft, kan overmatige gasuitstoot leiden tot zwelling of explosie. Bovendien tolereren lithiumbatterijen geen overladen.

Dankzij het gebruik van gespecialiseerde microcircuits in merkladers die de spanning regelen, is dit probleem bij veel gebruikers niet bekend, maar dit betekent niet dat het niet bestaat. Daarom hebben we voor het opladen van lithiumbatterijen precies zo'n apparaat nodig, en het hierboven besproken circuit is slechts het prototype.

Opladen van lithiumbatterijen universeel circuit

Met het apparaat kunt u lithiumbatterijen opladen met een spanning van 3,6V of 3,7V. In de eerste fase wordt het opladen uitgevoerd met een stabiele stroom van 245 mA of 490 mA (handmatig ingesteld), wanneer de spanning op de batterijen stijgt naar het niveau van 4,1 V of 4,2 V, gaat het opladen door met behoud van een stabiele spanning en een afnemende waarde van de laadstroom, zodra deze daalt tot een drempelwaarde (handmatig ingesteld van 20mA tot 350mA) stopt het opladen van de batterij automatisch.

De LM317-stabilisator houdt de spanning over weerstand R9 op een niveau van ongeveer 1,25 V, waardoor een stabiele waarde wordt gehandhaafd van de stroom die er doorheen vloeit, en dus door de batterij die wordt opgeladen. De uitgangsspanning wordt begrensd door de TL431-regelaar die is aangesloten op de stuuringang van LM317. De grensspanningswaarde wordt geselecteerd met behulp van een deler over de weerstanden R12…R14. Weerstand R11 beperkt de voedingsstroom naar de TL431.

Een stroom-spanningsomzetter wordt gebouwd met behulp van een operationele versterker DA2.2 LM358, weerstanden R5...R8 en een bipolaire transistor VT2. De spanning aan de uitgang is evenredig met de stroom die door weerstand R9 vloeit en wordt berekend met de formule:

Met de waarden weergegeven in het diagram is de conversiecoëfficiënt van stroom naar spanning 10, d.w.z. bij een stroom door weerstand R9 van 245 mA bedraagt ​​de spanning over R5 2,45 V.

Vanaf R5 gaat de spanning naar de niet-inverterende ingang van op-amp DA2.1. De inverterende ingang van de comparator ontvangt spanning van een instelbare deler over de weerstanden R2...R4. De voedingsspanning van de deler wordt gestabiliseerd door LM78L05. De schakeldrempel van de comparator wordt ingesteld door de nominale waarde van de variabele weerstand R3.

Opladen van lithiumbatterijen circuitopstelling.

In plaats van tuimelschakelaar SB1 plaatst u een jumper en legt u spanning op het circuit, waarbij u de weerstanden R12...R14 selecteert om de uitgangsspanning 4,1 V en 4,2 V te maken voor de open en gesloten toestand van tuimelschakelaar SA2.

Met behulp van tuimelschakelaar SA1 stellen we de waarde van de laadstroom in (245mA of 490mA). Selecteer met behulp van de SA2-tuimelschakelaar de maximale spanningswaarde; selecteer 4,1 V; voor 3,7 V-batterijen selecteert u 4,2 V. Met behulp van de motor met variabele weerstand R3 stellen we de huidige waarde in waarop de batterij moet worden opgeladen (ongeveer 0,07...0,1 C), sluiten we de batterij aan en drukken we op de SB1-tuimelschakelaar. Het proces van het opladen van de lithiumbatterij zou moeten starten en de indicator op de VD2-LED gaat branden. Wanneer de laadstroom onder de drempel daalt, verandert het hoge niveau aan uitgang DA2.1 naar laag, veldeffecttransistor VT1 sluit en relaisspoel K1 wordt uitgeschakeld, waardoor de batterij met zijn voorste contact K1 van de lader wordt verbroken.

Ik geef een tekening van de printplaat voor de oplader en raad aan om deze zelf te maken

Om lithiumbatterijen van mobiele telefoons en smartphones op te kunnen laden, is er een universele adapter gemaakt:

Alle batterijen van dit type moeten worden gebruikt in overeenstemming met bepaalde aanbevelingen. Deze regels kunnen in twee groepen worden verdeeld: gebruikeronafhankelijk en gebruikerafhankelijk.

De eerste groep omvat de fundamentele regels voor het opladen en ontladen van batterijen, die worden bestuurd door een speciale ladercontroller:

De lithiumbatterij moet zich in een toestand bevinden waarin de spanning mag niet meer dan 4,2 volt bedragen en niet onder de 2,7 komen Volt. Deze limieten zijn de maximale en minimale laadniveaus. Het minimumniveau van 2,7 volt is relevant voor batterijen met cokeselektroden, maar moderne lithiumbatterijen zijn gemaakt met grafietelektroden. Voor hen is de minimumlimiet 3 volt.
De hoeveelheid energie die door de accu wordt geleverd wanneer de lading verandert van 100% naar 0% is batterij capaciteit. Een aantal fabrikanten beperken de maximale spanning tot 4,1 volt, terwijl een lithiumbatterij veel langer meegaat, maar zo'n 10% aan capaciteit verliest. Soms stijgt de ondergrens naar 3,0 en zelfs 3,3 volt, maar ook bij een afname van het capaciteitsniveau.
De langste levensduur van batterijen treedt op bij een lading van 45%, en bij toename of afname wordt de levensduur verkort. Als de lading binnen het bovenstaande bereik ligt, is de verandering in de levensduur niet significant.
Als de accuspanning de hierboven gespecificeerde limieten overschrijdt, zelfs voor een korte tijd, zal de levensduur ervan sterk afnemen.
Acculadercontrollers laten tijdens het opladen nooit toe dat de accuspanning boven de 4,2 volt komt, maar kunnen tijdens het ontladen het minimumniveau op verschillende manieren beperken.

De tweede groep gebruikersafhankelijke regels omvat de volgende regels:

Probeer de batterij niet te ontladen tot een minimaal laadniveau en vooral niet tot een toestand waarin het apparaat zichzelf uitschakelt, maar als dit gebeurt, is het raadzaam om de batterij zo snel mogelijk op te laden.
Wees niet bang voor veelvuldig opladen, zelfs gedeeltelijk opladen; een lithiumbatterij maakt het helemaal niet uit.
De batterijcapaciteit is afhankelijk van de temperatuur. Dus bij een oplaadniveau van 100% bij kamertemperatuur zal de batterijlading bij het betreden van de kou dalen tot 80%, wat in principe niet gevaarlijk of kritisch is. Maar het kan ook andersom zijn: als een 100% opgeladen batterij op een batterij wordt geplaatst, zal het laadniveau toenemen tot 110%, en dit is zeer gevaarlijk voor de batterij en kan de levensduur ervan aanzienlijk verkorten.
De ideale voorwaarde voor langdurige opslag van de batterij is om zich buiten het apparaat te bevinden met een lading van ongeveer 50%
Indien na aanschaf van een batterij met hoge capaciteit, na een paar dagen gebruik. Als het apparaat met de batterij begint te haperen en vastloopt, of het opladen van de batterij wordt uitgeschakeld, dan is uw oplader, die perfect werkte op de oude batterij, hoogstwaarschijnlijk eenvoudigweg niet in staat om de benodigde laadstroom te leveren voor een grote capaciteit.

Een selectie originele telefoonopladers die uitsluitend bestaat uit eenvoudige en interessante amateurradio-ideeën en -ontwikkelingen

Dit amateurradio-ontwerp is ontworpen om lithiumbatterijen van mobiele telefoons en het type 18650 op te laden, en zorgt er vooral voor dat de batterij goed wordt opgeladen. Het apparaat beschikt over een LED-laadindicator. Rood geeft aan dat de batterij wordt opgeladen, groen geeft aan dat de batterij volledig is opgeladen. Slim opladen wordt bereikt door het gebruik van een gespecialiseerde laadcontroller op de BQ2057CSN-chip.

Moderne lithiumbatterijen gebruiken geen puur lithium. Daarom zijn er drie hoofdtypen lithiumbatterijen wijdverspreid geworden: Lithium-ion (Li-ion) Unom. - 3,6V; Lithium-polymeer(Li-Po, Li-polymeer of "lipo"). Unom. - 3,7 V; Lithium-ijzerfosfaat(Li-Fe of LFP). Unom - 3,3V.

Gebreken

Het grootste nadeel van Li-ion-batterijen zou ik willen benadrukken brandgevaar door overspanning of oververhitting. Maar lithium-ijzerfosfaatbatterijen hebben niet zo'n groot nadeel: ze zijn volledig brandveilig.
Lithiumbatterijen zijn erg gevoelig voor kou en verliezen snel hun capaciteit en stoppen met opladen.
Vereist een laadregelaar
Bij diepe ontlading lithiumbatterijen verliezen hun oorspronkelijke eigenschappen.
Als de batterij lange tijd niet "werkt", zal eerst de spanning erop dalen tot een drempelniveau, en dan zal een diepe ontlading beginnen zodra de spanning daalt tot 2,5V, dit zal tot falen leiden. Daarom laden we van tijd tot tijd de batterijen van laptops, mobiele telefoons en mp3-spelers op.

Het beoordelen van de kenmerken van een bepaalde lader is moeilijk zonder te begrijpen hoe een voorbeeldige lading van een li-ionbatterij eigenlijk zou moeten verlopen. Laten we daarom, voordat we direct naar de diagrammen gaan, een beetje theorie onthouden.

Wat zijn lithiumbatterijen?

Afhankelijk van het materiaal waaruit de positieve elektrode van een lithiumbatterij is gemaakt, zijn er verschillende varianten:

• met lithiumkobaltaatkathode;
• met een kathode op basis van gelithieerd ijzerfosfaat;
• op basis van nikkel-kobalt-aluminium;
• op basis van nikkel-kobalt-mangaan.

Al deze batterijen hebben hun eigen kenmerken, maar aangezien deze nuances niet van fundamenteel belang zijn voor de algemene consument, zullen ze in dit artikel niet worden behandeld.

Bovendien worden alle li-ionbatterijen in verschillende maten en vormfactoren geproduceerd. Ze kunnen een behuizing hebben (bijvoorbeeld de populaire 18650 van vandaag) of gelamineerd of prismatisch (gel-polymeerbatterijen). Deze laatste zijn hermetisch afgesloten zakken gemaakt van een speciale film, waarin elektroden en elektrodemassa zitten.

De meest voorkomende maten li-ionbatterijen worden weergegeven in de onderstaande tabel (ze hebben allemaal een nominale spanning van 3,7 volt):

Aanduiding	Standaard maat	Soortgelijke maat
XXYY0, Waar XX- indicatie van diameter in mm, JJ- lengtewaarde in mm, 0 - weerspiegelt het ontwerp in de vorm van een cilinder	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø komt overeen met AAA, maar halve lengte)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, lengte CR2
	14430	Ø 14 mm (zelfde als AA), maar kortere lengte
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (of 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (of 150A/300P)
	18650	2xCR123 (of 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	MET
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Interne elektrochemische processen verlopen op dezelfde manier en zijn niet afhankelijk van de vormfactor en het ontwerp van de batterij, dus alles wat hieronder wordt gezegd, is in gelijke mate van toepassing op alle lithiumbatterijen.

Hoe lithium-ionbatterijen op de juiste manier op te laden

De meest correcte manier om lithiumbatterijen op te laden is door ze in twee fasen op te laden. Dit is de methode die Sony in al zijn opladers gebruikt. Ondanks de complexere laadregelaar zorgt dit voor een completere lading van li-ion-accu’s zonder de levensduur ervan te verkorten.

We hebben het hier over een tweetraps laadprofiel voor lithiumbatterijen, afgekort als CC/CV (constante stroom, constante spanning). Er zijn ook opties met puls- en stapstromen, maar deze worden in dit artikel niet besproken. U kunt meer lezen over opladen met gepulseerde stroom.

Laten we dus beide fasen van het opladen in meer detail bekijken.

1. In de eerste fase Er moet voor een constante laadstroom worden gezorgd. De huidige waarde is 0,2-0,5C. Voor versneld opladen is het toegestaan ​​om de stroom te verhogen tot 0,5-1,0C (waarbij C de batterijcapaciteit is).

Voor een batterij met een capaciteit van 3000 mAh is de nominale laadstroom in de eerste fase bijvoorbeeld 600-1500 mA en kan de versnelde laadstroom in het bereik van 1,5-3A liggen.

Om een ​​constante laadstroom van een bepaalde waarde te garanderen, moet het laadcircuit de spanning op de accupolen kunnen verhogen. In feite werkt de lader in de eerste fase als een klassieke stroomstabilisator.

Belangrijk: Als u van plan bent batterijen op te laden met een ingebouwde beveiligingskaart (PCB), moet u er bij het ontwerpen van het laadcircuit voor zorgen dat de nullastspanning van het circuit nooit hoger kan zijn dan 6-7 volt. Anders kan de beschermplaat beschadigd raken.

Op het moment dat de spanning op de accu stijgt naar 4,2 volt, zal de accu ongeveer 70-80% van zijn capaciteit winnen (de specifieke capaciteitswaarde zal afhangen van de laadstroom: bij versneld laden zal dit iets minder zijn, bij een nominale kosten - een beetje meer). Dit moment markeert het einde van de eerste fase van het opladen en dient als signaal voor de overgang naar de tweede (en laatste) fase.

2. Tweede oplaadfase- dit is het opladen van de accu met een constante spanning, maar een geleidelijk afnemende (dalende) stroom.

In dit stadium handhaaft de lader een spanning van 4,15-4,25 volt op de accu en regelt de huidige waarde.

Naarmate de capaciteit toeneemt, zal de laadstroom afnemen. Zodra de waarde ervan daalt tot 0,05-0,01C, wordt het laadproces als voltooid beschouwd.

Een belangrijke nuance bij de werking van een goede oplader is de volledige ontkoppeling van de accu nadat het opladen is voltooid. Dit komt doordat het voor lithiumbatterijen uiterst onwenselijk is dat ze lange tijd onder een hoge spanning blijven staan, die doorgaans wordt geleverd door de lader (d.w.z. 4,18-4,24 volt). Dit leidt tot een versnelde afbraak van de chemische samenstelling van de batterij en als gevolg daarvan tot een afname van de capaciteit. Onder langdurig verblijf wordt verstaan ​​tientallen uren of meer.

Tijdens de tweede oplaadfase weet de batterij ongeveer 0,1-0,15 extra capaciteit te winnen. De totale batterijlading bereikt dus 90-95%, wat een uitstekende indicator is.

We hebben gekeken naar twee hoofdfasen van het opladen. De berichtgeving over de kwestie van het opladen van lithiumbatterijen zou echter onvolledig zijn als er geen melding zou worden gemaakt van een andere oplaadfase, de zogenaamde. voorladen.

Voorlopige laadfase (voorladen)- deze fase wordt alleen gebruikt voor diep ontladen accu's (onder 2,5 V) om ze in de normale bedrijfsmodus te brengen.

In dit stadium wordt de lading voorzien van een verminderde constante stroom totdat de accuspanning 2,8 V bereikt.

De voorbereidende fase is nodig om het opzwellen en drukverlaging (of zelfs explosie met vuur) van beschadigde batterijen, die bijvoorbeeld een interne kortsluiting tussen de elektroden hebben, te voorkomen. Als er onmiddellijk een grote laadstroom door zo'n batterij wordt geleid, zal dit onvermijdelijk leiden tot opwarming, en dan afhankelijk van je geluk.

Een ander voordeel van voorladen is het voorverwarmen van de accu, wat belangrijk is bij het opladen bij lage omgevingstemperaturen (in een onverwarmde ruimte tijdens het koude seizoen).

Intelligent opladen moet de spanning op de accu tijdens de voorbereidende laadfase kunnen monitoren en, als de spanning gedurende lange tijd niet stijgt, de conclusie kunnen trekken dat de accu defect is.

In deze grafiek worden alle stadia van het opladen van een lithium-ionbatterij (inclusief de voorlaadfase) schematisch weergegeven:

Als u de nominale laadspanning met 0,15 V overschrijdt, kan de levensduur van de batterij met de helft worden verkort. Het verlagen van de laadspanning met 0,1 volt vermindert de capaciteit van een opgeladen accu met ongeveer 10%, maar verlengt de levensduur aanzienlijk. De spanning van een volledig opgeladen accu nadat deze uit de lader is gehaald, bedraagt ​​4,1-4,15 volt.

Ik vat het bovenstaande samen en schets de belangrijkste punten:

1. Welke stroom moet ik gebruiken om een ​​li-ionbatterij op te laden (bijvoorbeeld 18650 of een andere)?

De stroomsterkte is afhankelijk van hoe snel je hem wilt opladen en kan variëren van 0,2C tot 1C.

Voor een batterijgrootte 18650 met een capaciteit van 3400 mAh is de minimale laadstroom bijvoorbeeld 680 mA en de maximale laadstroom 3400 mA.

2. Hoe lang duurt het om bijvoorbeeld dezelfde 18650-batterijen op te laden?

De laadtijd is rechtstreeks afhankelijk van de laadstroom en wordt berekend met behulp van de formule:

T = C / Ik laad.

De oplaadtijd van onze 3400 mAh-batterij met een stroomsterkte van 1A zal bijvoorbeeld ongeveer 3,5 uur zijn.

3. Hoe laad ik een lithium-polymeerbatterij op de juiste manier op?

Alle lithiumbatterijen laden op dezelfde manier op. Het maakt niet uit of het lithiumpolymeer of lithiumion is. Voor ons, consumenten, is er geen verschil.

Wat is een beschermingsbord?

De beveiligingskaart (of PCB - vermogensbesturingskaart) is ontworpen om te beschermen tegen kortsluiting, overbelasting en overmatige ontlading van de lithiumbatterij. In de regel is ook een oververhittingsbeveiliging in de beveiligingsmodules ingebouwd.

Om veiligheidsredenen is het verboden om lithiumbatterijen in huishoudelijke apparaten te gebruiken, tenzij deze een ingebouwde beveiligingsplaat hebben. Daarom hebben alle mobiele telefoonbatterijen altijd een printplaat. De batterij-uitgangsklemmen bevinden zich direct op het bord:

Deze borden gebruiken een zespotige laadregelaar op een gespecialiseerd apparaat (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 en andere analogen). De taak van deze controller is om de accu los te koppelen van de belasting wanneer de accu volledig ontladen is en de accu los te koppelen van het opladen wanneer deze 4,25 V bereikt.

Hier is bijvoorbeeld een diagram van de BP-6M batterijbeschermingskaart die werd meegeleverd met oude Nokia-telefoons:

Als we het over 18650 hebben, kunnen ze met of zonder beschermplaat worden geproduceerd. De beveiligingsmodule bevindt zich vlakbij de negatieve pool van de batterij.

Het bord vergroot de lengte van de batterij met 2-3 mm.

Batterijen zonder PCB-module worden meestal meegeleverd in batterijen die zijn voorzien van hun eigen beveiligingscircuits.

Elke batterij met bescherming kan gemakkelijk veranderen in een batterij zonder bescherming; u hoeft hem alleen maar te verwijderen.

Tegenwoordig is de maximale capaciteit van de 18650-batterij 3400 mAh. Batterijen met bescherming moeten een overeenkomstige aanduiding op de behuizing hebben ("Protected").

Verwar de printplaat niet met de PCM-module (PCM - power charge module). Als de eerste alleen dienen om de batterij te beschermen, dan zijn de laatste ontworpen om het laadproces te controleren - ze beperken de laadstroom op een bepaald niveau, regelen de temperatuur en zorgen in het algemeen voor het hele proces. Het PCM-bord is wat wij een laadregelaar noemen.

Ik hoop dat er nu geen vragen meer zijn: hoe laad ik een 18650-batterij of een andere lithiumbatterij op? Vervolgens gaan we verder met een kleine selectie kant-en-klare schakeloplossingen voor laders (dezelfde laadregelaars).

Oplaadschema's voor li-ionbatterijen

Alle circuits zijn geschikt voor het opladen van elke lithiumbatterij; het enige dat overblijft is het bepalen van de laadstroom en de basis van het element.

LM317

Diagram van een eenvoudige oplader op basis van de LM317-chip met een laadindicator:

De schakeling is het eenvoudigst, de hele opzet komt neer op het instellen van de uitgangsspanning op 4,2 volt met behulp van trimweerstand R8 (zonder aangesloten batterij!) en het instellen van de laadstroom door weerstanden R4, R6 te selecteren. Het vermogen van weerstand R1 bedraagt ​​minimaal 1 Watt.

Zodra de LED uitgaat, kan het laadproces als voltooid worden beschouwd (de laadstroom zal nooit tot nul afnemen). Het wordt niet aanbevolen om de batterij lange tijd op deze lading te laten staan ​​nadat deze volledig is opgeladen.

De lm317-microschakeling wordt veel gebruikt in verschillende spannings- en stroomstabilisatoren (afhankelijk van het aansluitcircuit). Het wordt op elke hoek verkocht en kost slechts een cent (je kunt 10 stuks krijgen voor slechts 55 roebel).

LM317 wordt geleverd in verschillende behuizingen:

Pinbezetting (pinout):

Analogen van de LM317-chip zijn: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (de laatste twee worden in eigen land geproduceerd).

De laadstroom kan worden verhoogd naar 3A als u de LM350 neemt in plaats van de LM317. Het zal echter duurder zijn - 11 roebel/stuk.

De printplaat en het circuitsamenstel worden hieronder weergegeven:

De oude Sovjet-transistor KT361 kan worden vervangen door een soortgelijke pnp-transistor (bijvoorbeeld KT3107, KT3108 of burgerlijke 2N5086, 2SA733, BC308A). Als de oplaadindicator niet nodig is, kan deze geheel worden verwijderd.

Nadeel van het circuit: de voedingsspanning moet in het bereik van 8-12V liggen. Dit komt doordat voor normale werking van de LM317-chip het verschil tussen de batterijspanning en de voedingsspanning minimaal 4,25 Volt moet zijn. Het is dus niet mogelijk om hem van stroom te voorzien via de USB-poort.

MAX1555 of MAX1551

MAX1551/MAX1555 zijn gespecialiseerde laders voor Li+-batterijen, die kunnen werken vanaf USB of vanaf een afzonderlijke voedingsadapter (bijvoorbeeld een telefoonoplader).

Het enige verschil tussen deze microcircuits is dat MAX1555 een signaal produceert om het laadproces aan te geven, en MAX1551 een signaal produceert dat de stroom is ingeschakeld. Die. 1555 heeft in de meeste gevallen nog steeds de voorkeur, dus 1551 is nu moeilijk te vinden in de uitverkoop.

Een gedetailleerde beschrijving van deze microschakelingen van de fabrikant is.

De maximale ingangsspanning van de DC-adapter is 7 V, indien gevoed via USB - 6 V. Wanneer de voedingsspanning daalt tot 3,52 V, wordt de microschakeling uitgeschakeld en stopt het opladen.

De microschakeling detecteert zelf op welke ingang de voedingsspanning aanwezig is en maakt hierop verbinding. Als de stroom via de USB-bus wordt geleverd, is de maximale laadstroom beperkt tot 100 mA. Hierdoor kunt u de oplader in de USB-poort van elke computer aansluiten zonder bang te hoeven zijn dat u de South Bridge verbrandt.

Bij voeding via een afzonderlijke voeding bedraagt ​​de typische laadstroom 280 mA.

De chips hebben een ingebouwde oververhittingsbeveiliging. Maar zelfs in dit geval blijft het circuit werken, waardoor de laadstroom met 17 mA wordt verminderd voor elke graad boven 110°C.

Er is een voorlaadfunctie (zie hierboven): zolang de accuspanning lager is dan 3V, beperkt de microschakeling de laadstroom tot 40 mA.

De microschakeling heeft 5 pinnen. Hier is een typisch aansluitschema:

Als er een garantie bestaat dat de spanning aan de uitgang van uw adapter in geen geval hoger mag zijn dan 7 volt, dan kunt u het zonder de 7805-stabilisator stellen.

Hierop kan bijvoorbeeld de USB-oplaadmogelijkheid worden gemonteerd.

De microschakeling vereist geen externe diodes of externe transistors. Over het algemeen natuurlijk prachtige kleine dingen! Alleen zijn ze te klein en lastig om te solderen. En ze zijn ook duur ().

LP2951

De LP2951-stabilisator is vervaardigd door National Semiconductors (). Het biedt de implementatie van een ingebouwde stroombegrenzingsfunctie en stelt u in staat een stabiel laadspanningsniveau te genereren voor een lithium-ionbatterij aan de uitgang van het circuit.

De laadspanning bedraagt ​​4,08 - 4,26 volt en wordt ingesteld door weerstand R3 wanneer de accu wordt losgekoppeld. De spanning wordt zeer nauwkeurig bijgehouden.

De laadstroom is 150 - 300 mA, deze waarde wordt beperkt door de interne circuits van de LP2951-chip (afhankelijk van de fabrikant).

Gebruik de diode met een kleine sperstroom. Het kan bijvoorbeeld een van de 1N400X-series zijn die u kunt kopen. De diode wordt gebruikt als blokkeerdiode om tegenstroom van de batterij naar de LP2951-chip te voorkomen wanneer de ingangsspanning wordt uitgeschakeld.

Deze lader produceert een vrij lage laadstroom, zodat elke 18650-batterij 's nachts kan worden opgeladen.

De microschakeling kan zowel in een DIP-pakket als in een SOIC-pakket worden gekocht (kost ongeveer 10 roebel per stuk).

MCP73831

Met de chip kun je de juiste opladers maken, en hij is ook goedkoper dan de gehypte MAX1555.

Een typisch aansluitschema is afkomstig van:

Een belangrijk voordeel van de schakeling is de afwezigheid van krachtige weerstanden met lage weerstand die de laadstroom beperken. Hier wordt de stroom ingesteld door een weerstand die is aangesloten op de 5e pin van de microschakeling. De weerstand moet in het bereik van 2-10 kOhm liggen.

De gemonteerde oplader ziet er als volgt uit:

De microschakeling warmt tijdens bedrijf behoorlijk goed op, maar dit lijkt er geen last van te hebben. Het vervult zijn functie.

Hier is nog een versie van een printplaat met een SMD-LED en een micro-USB-connector:

LTC4054 (STC4054)

Zeer eenvoudig schema, geweldige optie! Maakt opladen mogelijk met een stroomsterkte tot 800 mA (zie). Toegegeven, het kan erg heet worden, maar in dit geval vermindert de ingebouwde oververhittingsbeveiliging de stroom.

Het circuit kan aanzienlijk worden vereenvoudigd door één of zelfs beide LED's met een transistor weg te gooien. Dan ziet het er zo uit (je moet toegeven dat het niet eenvoudiger kan: een paar weerstanden en een condensor):

Eén van de printplaatopties is verkrijgbaar bij . Het bord is ontworpen voor elementen van standaardformaat 0805.

I=1000/R. Je moet niet meteen een hoge stroom instellen; kijk eerst hoe heet de microschakeling wordt. Voor mijn doeleinden nam ik een weerstand van 2,7 kOhm en de laadstroom bleek ongeveer 360 mA te zijn.

Het is onwaarschijnlijk dat het mogelijk zal zijn om een ​​radiator aan deze microschakeling aan te passen, en het is geen feit dat deze effectief zal zijn vanwege de hoge thermische weerstand van de kristal-kastovergang. De fabrikant raadt aan om het koellichaam "door de kabels" te maken - de sporen zo dik mogelijk te maken en de folie onder het chiplichaam te laten. Over het algemeen geldt: hoe meer ‘aarde’-folie er overblijft, hoe beter.

Overigens wordt de meeste warmte afgevoerd via het derde been, dus je kunt dit spoor heel breed en dik maken (vul het met overtollig soldeer).

Het LTC4054-chippakket kan het label LTH7 of LTADY hebben.

LTH7 verschilt van LTADY doordat de eerste een zeer lege batterij kan optillen (waarop de spanning minder dan 2,9 volt is), terwijl de tweede dat niet kan (je moet hem apart zwaaien).

De chip bleek zeer succesvol, dus hij heeft een aantal analogen: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Controleer de gegevensbladen voordat u een van de analogen gebruikt.

TP4056

De microschakeling is gemaakt in een SOP-8-behuizing (zie), en heeft een metalen koellichaam op de buik dat niet is verbonden met contacten, wat een efficiëntere warmteafvoer mogelijk maakt. Hiermee kunt u de batterij opladen met een stroomsterkte van maximaal 1A (de stroom is afhankelijk van de stroominstelweerstand).

Het aansluitschema vereist het absolute minimum aan ophangelementen:

Het circuit implementeert het klassieke laadproces: eerst opladen met een constante stroom, daarna met een constante spanning en een dalende stroom. Alles is wetenschappelijk. Als je stap voor stap naar het opladen kijkt, kun je verschillende fases onderscheiden:

1. Bewaken van de spanning van de aangesloten accu (dit gebeurt voortdurend).
2. Voorlaadfase (als de accu ontladen is tot minder dan 2,9 V). Laad op met een stroom van 1/10 van de stroom die is geprogrammeerd door de weerstand R prog (100 mA bij R prog = 1,2 kOhm) tot een niveau van 2,9 V.
3. Laden met een maximale constante stroom (1000 mA bij R prog = 1,2 kOhm);
4. Wanneer de accu 4,2 V bereikt, wordt de spanning op de accu op dit niveau vastgelegd. Er begint een geleidelijke afname van de laadstroom.
5. Wanneer de stroom 1/10 bereikt van de stroom die is geprogrammeerd door de weerstand R prog (100 mA bij R prog = 1,2 kOhm), wordt de lader uitgeschakeld.
6. Nadat het opladen is voltooid, blijft de controller de accuspanning controleren (zie punt 1). De stroom die door het bewakingscircuit wordt verbruikt, is 2-3 µA. Nadat de spanning is gedaald tot 4,0 V, begint het opladen opnieuw. En zo verder in een cirkel.

De laadstroom (in ampère) wordt berekend met de formule I=1200/R prog. Het toegestane maximum is 1000 mA.

Een echte oplaadtest met een 3400 mAh 18650-batterij wordt weergegeven in de grafiek:

Het voordeel van de microschakeling is dat de laadstroom door slechts één weerstand wordt ingesteld. Krachtige weerstanden met lage weerstand zijn niet vereist. Bovendien is er een indicator van het laadproces, evenals een indicatie van het einde van het opladen. Als de batterij niet is aangesloten, knippert de indicator om de paar seconden.

De voedingsspanning van het circuit moet binnen 4,5...8 volt liggen. Hoe dichter bij 4,5V, hoe beter (dus de chip warmt minder op).

De eerste etappe wordt gebruikt om een ​​temperatuursensor aan te sluiten die is ingebouwd in de lithium-ionbatterij (meestal de middelste aansluiting van de batterij van een mobiele telefoon). Als de spanning aan de uitgang lager is dan 45% of hoger dan 80% van de voedingsspanning, wordt het laden onderbroken. Als je geen temperatuurregeling nodig hebt, zet dan gewoon je voet op de grond.

Aandacht! Dit circuit heeft één belangrijk nadeel: de afwezigheid van een beveiligingscircuit tegen omgekeerde polariteit van de batterij. In dit geval zal de controller gegarandeerd doorbranden als de maximale stroom wordt overschreden. In dit geval gaat de voedingsspanning van het circuit rechtstreeks naar de accu, wat erg gevaarlijk is.

De zegel is eenvoudig en kan binnen een uur op uw knie worden gedaan. Als tijd van essentieel belang is, kunt u kant-en-klare modules bestellen. Sommige fabrikanten van kant-en-klare modules voegen bescherming toe tegen overstroom en overontlading (u kunt bijvoorbeeld kiezen welk bord u nodig heeft - met of zonder bescherming, en met welke connector).

Je kunt ook kant-en-klare printplaten vinden met een contact voor een temperatuursensor. Of zelfs een laadmodule met meerdere parallelle TP4056-microcircuits om de laadstroom te verhogen en met beveiliging tegen omgekeerde polariteit (voorbeeld).

LTC1734

Verder een heel simpel schema. De laadstroom wordt ingesteld door weerstand R prog (als u bijvoorbeeld een weerstand van 3 kOhm installeert, zal de stroom 500 mA zijn).

Microcircuits zijn meestal op de behuizing gemarkeerd: LTRG (ze zijn vaak te vinden in oude Samsung-telefoons).

Elke pnp-transistor is geschikt, het belangrijkste is dat deze is ontworpen voor een bepaalde laadstroom.

Er staat geen laadindicator op het aangegeven diagram, maar op de LTC1734 wordt gezegd dat pin “4” (Prog) twee functies heeft: de stroom instellen en het einde van de batterijlading controleren. Er wordt bijvoorbeeld een circuit getoond waarbij het einde van de lading wordt geregeld met behulp van de LT1716-comparator.

De LT1716-comparator kan in dit geval worden vervangen door een goedkope LM358.

TL431 + transistor

Het is waarschijnlijk moeilijk om een ​​schakeling te bedenken die gebruik maakt van goedkopere componenten. Het moeilijkste deel hier is het vinden van de TL431-referentiespanningsbron. Maar ze zijn zo gewoon dat ze bijna overal worden aangetroffen (zelden doet een stroombron het zonder deze microschakeling).

Welnu, de TIP41-transistor kan worden vervangen door een andere met een geschikte collectorstroom. Zelfs de oude Sovjet-KT819, KT805 (of de minder krachtige KT815, KT817) zullen het doen.

Het opzetten van de schakeling komt neer op het instellen van de uitgangsspanning (zonder batterij!!!) met behulp van een trimweerstand op 4,2 volt. Weerstand R1 stelt de maximale waarde van de laadstroom in.

Dit circuit implementeert volledig het tweefasige proces van het opladen van lithiumbatterijen: eerst opladen met gelijkstroom, vervolgens overgaan naar de spanningsstabilisatiefase en de stroom soepel terugbrengen tot bijna nul. Het enige nadeel is de slechte herhaalbaarheid van het circuit (het is grillig qua opzet en veeleisend voor de gebruikte componenten).

MCP73812

Er is nog een onverdiend verwaarloosde microschakeling van Microchip - MCP73812 (zie). Op basis hiervan wordt een zeer voordelige oplaadoptie verkregen (en goedkoop!). De hele bodykit bestaat uit slechts één weerstand!

Overigens is de microschakeling gemaakt in een soldeervriendelijke verpakking - SOT23-5.

Het enige negatieve is dat het erg heet wordt en dat er geen oplaadindicatie is. Het werkt op de een of andere manier ook niet erg betrouwbaar als je een stroombron met laag vermogen hebt (wat een spanningsval veroorzaakt).

Als de laadindicatie voor u niet belangrijk is en een stroomsterkte van 500 mA u bevalt, dan is de MCP73812 over het algemeen een zeer goede optie.

NCP1835

Er wordt een volledig geïntegreerde oplossing aangeboden: NCP1835B, die een hoge stabiliteit van de laadspanning biedt (4,2 ±0,05 V).

Misschien is het enige nadeel van deze microschakeling het te kleine formaat (DFN-10-behuizing, maat 3x3 mm). Niet iedereen kan dergelijke miniatuurelementen van hoge kwaliteit solderen.

Onder de onmiskenbare voordelen zou ik het volgende willen opmerken:

1. Minimum aantal lichaamsdelen.
2. Mogelijkheid tot opladen van een volledig ontladen accu (voorlaadstroom 30 mA);
3. Het einde van het opladen bepalen.
4. Programmeerbare laadstroom - tot 1000 mA.
5. Indicatie van lading en fouten (kan niet-oplaadbare batterijen detecteren en signaleren).
6. Bescherming tegen langdurig opladen (door de capaciteit van de condensator C t te wijzigen, kunt u de maximale oplaadtijd instellen van 6,6 tot 784 minuten).

De kosten van de microschakeling zijn niet bepaald goedkoop, maar ook niet zo hoog (~ $ 1) dat je kunt weigeren deze te gebruiken. Als u vertrouwd bent met een soldeerbout, raad ik u aan deze optie te kiezen.

Een uitgebreidere beschrijving staat in.

Kan ik een lithium-ionbatterij opladen zonder controller?

Ja, dat kan. Dit vereist echter een nauwkeurige controle van de laadstroom en -spanning.

Over het algemeen zal het niet mogelijk zijn om een ​​batterij, bijvoorbeeld onze 18650, op te laden zonder oplader. Je moet nog steeds op de een of andere manier de maximale laadstroom beperken, zodat in ieder geval nog steeds het meest primitieve geheugen nodig is.

De eenvoudigste oplader voor elke lithiumbatterij is een weerstand die in serie is geschakeld met de batterij:

De weerstand en het vermogensverlies van de weerstand zijn afhankelijk van de spanning van de stroombron die voor het opladen wordt gebruikt.

Laten we als voorbeeld een weerstand berekenen voor een voeding van 5 volt. We laden een 18650-batterij op met een capaciteit van 2400 mAh.

Dus helemaal aan het begin van het opladen zal de spanningsval over de weerstand zijn:

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

Laten we zeggen dat onze 5V-voeding geschikt is voor een maximale stroomsterkte van 1A. Het circuit verbruikt de hoogste stroom helemaal aan het begin van het opladen, wanneer de spanning op de batterij minimaal is en 2,7-2,8 volt bedraagt.

Let op: deze berekeningen houden geen rekening met de mogelijkheid dat de accu zeer diep ontladen is en de spanning erop veel lager kan zijn, zelfs tot nul.

De weerstandsweerstand die nodig is om de stroom aan het begin van het opladen te beperken tot 1 Ampere zou dus moeten zijn:

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

Vermogensdissipatie weerstand:

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

Helemaal aan het einde van het opladen van de batterij, wanneer de spanning erop 4,2 V nadert, zal de laadstroom zijn:

Ik laad = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

Dat wil zeggen dat, zoals we zien, alle waarden niet verder gaan dan de toegestane limieten voor een bepaalde batterij: de initiële stroom overschrijdt de maximaal toegestane laadstroom voor een bepaalde batterij (2,4 A) niet, en de eindstroom overschrijdt de stroom. waarbij de accu geen capaciteit meer krijgt (0,24 A).

Het grootste nadeel van dergelijk opladen is de noodzaak om constant de spanning op de batterij te controleren. En schakel de lading handmatig uit zodra de spanning 4,2 volt bereikt. Feit is dat lithiumbatterijen zelfs kortstondige overspanning zeer slecht verdragen - de elektrodemassa's beginnen snel af te breken, wat onvermijdelijk tot capaciteitsverlies leidt. Tegelijkertijd worden alle voorwaarden voor oververhitting en drukverlaging gecreëerd.

Als uw batterij een ingebouwde beveiligingskaart heeft, zoals hierboven besproken, wordt alles eenvoudiger. Wanneer een bepaalde spanning op de accu wordt bereikt, zal het bord deze zelf loskoppelen van de lader. Deze oplaadmethode heeft echter aanzienlijke nadelen, die we in hebben besproken.

Dankzij de ingebouwde bescherming in de batterij kan deze onder geen enkele omstandigheid worden overladen. Het enige wat u hoeft te doen is de laadstroom zo te regelen dat deze de toegestane waarden voor een bepaalde batterij niet overschrijdt (beveiligingsborden kunnen de laadstroom helaas niet beperken).

Opladen met behulp van een laboratoriumvoeding

Als u een voeding met stroombeveiliging (begrenzing) heeft, dan bent u gered! Zo’n stroombron is al een volwaardige lader die het juiste laadprofiel implementeert, waarover we hierboven schreven (CC/CV).

Het enige wat je hoeft te doen om li-ion op te laden is de voeding op 4,2 volt zetten en de gewenste stroomlimiet instellen. En u kunt de batterij aansluiten.

In eerste instantie, wanneer de batterij nog steeds ontladen is, zal de laboratoriumvoeding in de stroombeveiligingsmodus werken (d.w.z. de uitgangsstroom zal op een bepaald niveau worden gestabiliseerd). Wanneer de spanning op de oever vervolgens stijgt naar de ingestelde 4,2 V, schakelt de voeding over naar de spanningsstabilisatiemodus en begint de stroom te dalen.

Wanneer de stroom daalt tot 0,05-0,1C, kan de batterij als volledig opgeladen worden beschouwd.

Zoals u ziet is de laboratoriumvoeding een bijna ideale oplader! Het enige dat het niet automatisch kan doen, is een beslissing nemen om de batterij volledig op te laden en uit te schakelen. Maar dit is een klein ding waar je niet eens op moet letten.

Hoe lithiumbatterijen opladen?

En als we het hebben over een wegwerpbatterij die niet bedoeld is om op te laden, dan is het juiste (en enige juiste) antwoord op deze vraag NEE.

Feit is dat elke lithiumbatterij (bijvoorbeeld de gewone CR2032 in de vorm van een platte tablet) wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een interne passivatielaag die de lithiumanode bedekt. Deze laag voorkomt een chemische reactie tussen de anode en de elektrolyt. En de toevoer van externe stroom vernietigt de bovenstaande beschermlaag, wat leidt tot schade aan de batterij.

Trouwens, als we het hebben over de niet-oplaadbare CR2032-batterij, dan is de LIR2032, die er erg op lijkt, al een volwaardige batterij. Het kan en moet worden opgeladen. Alleen de spanning is niet 3, maar 3,6V.

Hoe u lithiumbatterijen kunt opladen (of het nu een telefoonbatterij, 18650 of een andere li-ionbatterij is), werd aan het begin van het artikel besproken.

Waar microchips kopen?

Je kunt het natuurlijk in Chipe-Dip kopen, maar daar is het duur. Daarom koop ik altijd bij een heel geheime winkel)) Het belangrijkste is om de juiste verkoper te kiezen, dan komt de bestelling snel en zeker aan.

Voor uw gemak heb ik de meest betrouwbare verkopers in één tabel verzameld, gebruik deze voor uw gezondheid:

Naam	gegevensblad	prijs
LM317		5,5 wrijven/stuk	Kopen
LM350
LTC1734		42 RUR/st.	Kopen
TL431		85 kopeken/st.	Kopen
MCP73812		65 RUR/st.	Kopen
NCP1835		83 RUR/st.	Kopen
*Alle chips met gratis verzending