Зарядний пристрій для li ion: принцип і виготовлення самому

Li ion акумулятори встановлюються в ноутбуки, мобільні апарати та іншу побутову техніку. Вони називаються джерелом енергії, від якого працює вся електроніка. Під час експлуатації їм потрібно зарядка від спеціальних пристроїв, для забезпечення роботи електротехніки. Чи можна використовувати акумулятори для зарядки, зроблені своїми руками? Звіт на це питання розглянемо нижче.

Як правильно заряджати li ion

Вперше купивши мобільний телефон, багато хто замислюється як зарядити його перший раз. Існує думка, що для хорошої і довгої експлуатації, слід 3 рази повністю розрядити і зарядити пристрій. Але сучасні технології спростовують дане твердження. Процес повного розряду li ion шкодить пристрою, саме тому купуючи стільниковий телефон, ми часто бачимо заряджену техніку на 2/3 від ємності.

Щоб уникнути поломки не допускайте повної розрядки. Чим більше іонів літію знаходиться на електроді, тим менше термін експлуатації і швидше зношується li ion блок.

Розглянемо деякі правила зарядки li ion, для довгострокового використання.

  1. Слідкуйте за відсотком заряду. Повна розрядка може привести до збою роботи, аж до повного виведення з ладу.
  2. Літієвим накопичувачів енергії необхідно більш високу напругу на елемент, підзаряджатися за принципом “постійний струм / постійна напруга”.
  3. Підключення до зарядного пристрою повинно здійснюватися при температурі від 0 до +60 градусів. Якщо температура знизитися до негативної, то блок автоматично перестане заряджатися.
  4. Відрізняється високою чутливістю до стрибка напруги, буде U більше 4,2 В, то пристрій може вийти з ладу. Сучасні інженери вставляють в накопичувач енергії електронну плату, яка оберігає li ion від перегріву. Так само можна використовувати спеціальні зарядні пристрої акб, які при повному заряді припиняють подачу струму.
  5. Правильною вибирайте подачу максимального струму, який відповідає за час повного заряду. Чим більше прохідний струм, тим швидше заряджається пристрій.
  6. Якщо блок живлення не вимагає постійної експлуатації, то заряджайте його на 60-70 відсотків. Інакше, можна швидко знизити потужність приладу, що приведе до швидкого розряду.
  7. Після закінчення заряду треба визначати відсоток ємності і слід відключити від блоку живлення.

Контролер і його функції

Контролер – апарат, який регулює рівень струму і напруги від джерела, захищаючи блок живлення від передчасного пошкодження.

Контролер складається з друкованої плати захисту BMS і невеликого акумуляторного елемента. У конструкції основою служить мікросхема. Для управління над захистом при зарядці або розрядки використовуються польові мікротранзісторов.

Схема контролера для зарядки li ion блоків живлення представлена ​​на малюнку

Основними функціями контролера є:

  • Функція контролера полягає в захисті акумуляторного елемента в зарядці не вище 4,2 В. Інакше станеться перезаряд і перевищення може вивести елемент з ладу.
  • Контролер заряду і розряду li ion акумуляторів справляється із захистом від короткого замикання. Для захисту від перенапруги встановлюється терморезистор (T). Контролер відповідає за функцію розрядки акумуляторного елемента. При зниженні напруги відключається блок від струму.
  • Своєчасно зупиняйте витрата енергії, щоб не допускати розряд до критичного рівня. Контролер врятує від загибелі блок енергії, і застереже від покупки нової. Хороша нова модель для постійного використання обійдеться в 15-20 тисяч гривень. Тому варто задуматися про установку контролера в схему.
  • Фіксується показники тиску і температури при зупинці заряду.

Але не всі види контролерів мають абсолютно всіма перерахованими вище функціями.

Маючи спеціальну освіту, то в схемі можна обійтися і без контролера, але треба вміти користуватися амперметром і вольтметром. На клемах напруга повинна бути не менше максимуму заряду, то блок заряджений на 70%.

Захищені та незахищені li ion батареї

Захищений акумулятор – це накопичувач харчування в оболонці з маленькою платою. Відрізняється тим, що є захист від програвав і перенапруги, а так само короткого замикання.

До корпусу незахищеного li ion приварюється захисна електро плата. Після цього упаковується в оболонку. Всі параметри мають бути вказані на оболонці.

Купуючи захищену модель акумулятора враховуйте те, що через наявність зовнішньої оболонки розміри трохи збільшені в порівнянні раніше згаданих. Висота більше на 3-5 мм, а діаметр до 1 мм.

Переваги li ion блоків:

  • Якщо, правильно експлуатувати, то енергія знижується повільно.
  • Висока енерго щільність, в незначних обсягах ховається велика енергоємність.
  • Висока напруга, повинен приймати значення не менше 3,6 В.
  • Зберігає працездатність при збільшеній кількості циклу заряді і розряді.
  • Невелика втрата ємності після великої кількості циклів розрядки.

Незахищений акумулятор – накопичувач енергії, що ховається під оболонкою незахищеного. Якщо зняти зовнішню оболонку, то під не буде незахищений акумулятор. На зовнішній упаковці повинні бути вказані параметри акумулятора, прихованого під оболонкою.

Схема пристрою для зарядки

У будь-якій схемі повинен застосовуватися балансир і плата контролера для заряду li ion акумуляторів. Вони застерігають його від псування зарядного пристрою.

Робота даної схеми грунтується на роботі T1 середньої потужності і регульованому стабілізаторі напруги. Розглянемо:

При виборі транзистора враховується потрібний зарядний струм. Для зарядки батареї невеликої ємності можна використовувати іноземні чи вітчизняні NPN. Встановіть його на радіатор, якщо у вас високий вхідний напруга.

Регулюючим елементом є T1. Струм заряду обмежується резистором (R2). Використовуйте потужність R2 рівним 1 Вт. Решта можуть мати потужність менше.

LED1 – це світлодіод, який відповідає за сигналізацію про заряд li ion. При включенні акумулятора, і діод індикатора загоряється яскраво, сигналізуючи про розрядженому стані. А після повного заряджання припиняє світитися індикатор розряду. Незважаючи на припинення світіння лампочки, батарея продовжує заряджатися струмом менш 50мА. Для попередження перезарядження, після закінчення зарядки слід відключати акумулятор від заряду.

LED2 – другий світлодіод, який використовується в схемі для більш точного контролю.

Вибір конструкції залежить від того для якої мети використовуються блоки. Для самостійного збору конструкції слід мати під рукою такі деталі:

  1. Обмежувач струму.
  2. Захист від підключення різних полюсів.
  3. Автоматика. Пристрій починає працювати, коли насправді потрібно потреба в цьому.

Схема призначена для підзарядки одного накопичувача енергії, щоб використовувати її для іншого типу зарядки слід поміняти вихід і ток зарядки.

Слід пам’ятати, що все li ion блоки живлення відрізняються за своїми типоразмерам. Найпопулярнішою є 18650. Балансир незамінний помічник в ланцюзі. Він справляється з таким завданням, щоб не допустити підвищення напруга вище допустимого рівня.

Чи можливо зробити зарядний пристрій самому і наскільки це безпечно?

Зібрати зарядку для li ion пристрою можна своїми руками. Для того, щоб зібрати просту зарядний пристрій li ion потрібно мати певний досвід і навички. Теоретично саморобку можна зробити в домашніх умовах. Практично це майже неможливе завдання. Не завжди пристрій правильно заряджається від зарядки, і тоді прилад буде марним. Але перед тим як робити його, прочитайте кілька правил:

  1. Літієві акумулятори не терплять перезарядки. Максимальна заряджене напруга повинна бути не більше 4,2 В. Для кожного виду є свій встановлений поріг, який не варто перевищувати.
  2. Перевірте всі деталі, якими будете користуватися. А головне перевірити точність вимірювання потужності, наприклад вольтметром, щоб не припуститися помилки. Перевірте: походження банок, максимально допустиму потужність, заряд. Тому слід знизити поріг, щоб експлуатувати пристрій безпечно.

Якщо не дотримуватися деяких правил, то може статися перегрів, здуття деталей, виділення газу з неприємним запахом, вибух пристрою або стати причиною пожежі.

Фірмові АКБ комплектуються спеціальними схемку, що забезпечують захист від перенапруги, яка не допускає перевищення раніше заявленого межі.

Схема зарядного пристрою представлена ​​на малюнку:

Для правильного використання задається вихідна напруга зарядного пристрою U = 4,2 В без підключення батареї для зарядки.

Індикатором роботи буде діод, він підсвічується якщо розряджений підключений акумулятор, і згасає коли акумулятор заряджений.

Збір зарядки:

  • підберіть корпус відповідного розміру;
  • закріпіть блок живлення і елементи, як на вище зазначеній схеме.вирежьте латунні смужки і прикріпіть їх на гнізда;
  • встановіть відстань між контактами і АКБ;
  • прикріпіть перемикач, який надалі зможе змінювати полярність на гніздах;
  • але якщо необхідності в ньому немає, то можна виключити цей пункт;
  • перевірте літій-іонний акумулятор при відсутності напруга, то вольтметр стане нормальним значення. Це означає схема зібрана неправильно, тому якщо у вас немає спеціальної освіти, то краще не експериментувати з самостійним збором акумулятора.
Ссылка на основную публикацию