Li-ionli batareyalar uchun zaryad nazorat qilish chiplari. Dizaynlarimizda Li-ion va Li-polimer batareyalar

ON Semiconductor (ONS) dan quvvatni boshqarishning o'rnatilgan sxemalari allaqachon mahalliy ishlab chiqaruvchilarga yaxshi ma'lum. Bular AC/DC konvertorlari va PWM kontrollerlari, quvvat omili tuzatuvchilari, DC/DC konvertorlari va, albatta, chiziqli regulyatorlar. Biroq, deyarli hech qanday portativ qurilma batareyasiz va shunga mos ravishda uni zaryad qilish va himoya qilish uchun mikrosxemalarsiz ishlay olmaydi. ONS kompaniyasi o'z mahsulot qatorida batareya zaryadini boshqarish bo'yicha bir qator echimlarga ega bo'lib, ular an'anaviy ravishda ONS uchun etarli funksionallikni arzon narx va foydalanish qulayligi bilan birlashtiradi.

Amaldagi batareyalarning asosiy turlari

Zamonaviy elektronikada eng keng tarqalgan NiCd / NiMH va Li-Ion / Li-Pol batareyalari. Ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Nikel-kadmiy (NiCd) batareyalari arzon va shuningdek, eng ko'p tushirish/zaryadlash davrlari va yuqori yuk oqimiga ega. Asosiy kamchiliklar quyidagilardir: yuqori o'z-o'zidan zaryadsizlanish, shuningdek, to'liq zaryadsizlangan batareyani tez-tez zaryad qilishda quvvatning qisman yo'qolishiga olib keladigan "xotira effekti".

Nikel metall gidridli (NiMH) batareyalar NiCd ning kamchiliklarini, xususan, "xotira effekti" ni bartaraf etishga urinishdir. Ushbu batareyalar to'liq zaryadsizlangandan keyin zaryadlash uchun kamroq ahamiyatga ega va o'ziga xos quvvati jihatidan NiCd dan deyarli ikki baravar yuqori. Bundan tashqari, NiMH batareyalari NiCd bilan solishtirganda kamroq zaryadsizlanish/zaryadlash davrlariga ega;

Lityum-ion (Li-Ion) batareyalar eng yuqori energiya zichligiga ega, bu ularga bir vaqtning o'zida quvvati bo'yicha boshqa turdagi batareyalardan o'zib ketish imkonini beradi. umumiy o'lchamlar. O'z-o'zidan kam zaryadsizlanishi va "xotira effekti" ning yo'qligi ushbu turdagi batareyani ishlatishni oddiy qiladi. Biroq, xavfsiz foydalanishni ta'minlash uchun lityum-ion batareyalar texnologiyalar va dizayn echimlaridan foydalanishni talab qiladi (musbat va salbiy elektrodlarni izolyatsiya qilish uchun poliolefin plyonkalari, ortiqcha bosimni bartaraf etish uchun termistor va xavfsizlik klapanining mavjudligi), bu esa o'sishiga olib keladi. boshqa quvvat elementlariga nisbatan lityum asosidagi batareyalar narxida.

Lityum polimer (Li-Pol) batareyalar Li-Ion tarkibidagi gel elektrolit o'rniga qattiq quruq elektrolitdan foydalanish orqali lityum asosidagi batareyalarning xavfsizlik muammosini hal qilishga urinishdir. Ushbu yechim Li-Ion batareyalariga o'xshash xususiyatlarni arzonroq narxda olish imkonini beradi. Xavfsizlikni oshirishdan tashqari, qattiq elektrolitlardan foydalanish batareyaning qalinligini (1,5 mm gacha) kamaytirishga imkon beradi. Li-Ion batareyalari bilan solishtirganda yagona kamchilik - bu kichikroq ish harorati oralig'i, xususan, Li-Pol batareyalarini noldan past haroratlarda zaryad qilish tavsiya etilmaydi;

MC33340/42 - NiCd va NiMH batareyalarini zaryadlashni nazorat qilish

Bugungi ko'chma ilovalar batareyani haddan tashqari zaryadlashdan qochish, batareyaning ishlash muddatini maksimal darajada oshirish va quvvatni yo'qotishning oldini olish uchun imkon qadar tezroq batareya zaryadlashni talab qiladi. MC33340 Va MC33342- NiCd va NiMH batareyalarini tezda zaryad qilish va himoya qilish uchun kerak bo'lgan hamma narsani o'zida birlashtirgan ON Semiconductor zaryad regulyatorlari.

MC33340/42 kontrollerlari amalga oshiriladi:

• tez zaryadlash va to'lqinli zaryadlash;
• kuchlanish va haroratning o'zgarishi asosida zaryadlashning tugashi;
• bir martalik batareyalarni aniqlash va ularni zaryad qilishni rad etish;
• dasturlashtiriladigan vaqt tez zaryadlash bir soatdan to'rt soatgacha;
• batareyaning haddan tashqari zaryadlanishi va kam zaryadlanishi, qizib ketishi va kirishning haddan tashqari kuchlanishini aniqlash;
• kuchlanish o'zgarishini aniqlashda zaryadlashni o'chirishdan oldin pauza qiling (MC33340 uchun 177 s va MC33342 uchun 708 s).

Ushbu kontrollerlar tashqi chiziqli yoki impulsli konvertor bilan birgalikda batareyani to'liq zaryad qilish tizimini tashkil qiladi. Bunga misol qilib keltirish mumkin zaryadlash davri klassik stabilizator yordamida LM317 shaklda ko'rsatilgan. 1.

Guruch. 1.

Ushbu kontaktlarning zanglashiga olib keladigan LM317 R7 rezistori tomonidan o'rnatilgan zaryadlovchi oqim bilan barqarorlashtirilgan oqim manbai sifatida ishlaydi:

I chg(tez) = (V ref + I adjR8)/R7. Damlamali zaryadlash oqimi R5 rezistori tomonidan o'rnatiladi:

I chg(damlama) = (V in - V f(D3) - V batt)/R5. R2/R1 ajratgich batareya to'liq zaryadlanganda Vsen kirishi 2 V dan kam bo'ladigan tarzda ishlab chiqilishi kerak:

R2 = R1 (V batt / V sen - 1).

t1, t2, t3 pinlari yordamida uch bitli mantiq (diagrammadagi kalitlar) yoki zaryadlash vaqtini 71...283 daqiqaga yoki haroratni aniqlashning yuqori va pastki chegaralarini o'rnatadi.

Taqdim etilgan sxemaga asoslanib, ON Semiconductor ishlab chiqish platalarini taklif qiladi MC33340EVB Va MC33342EVB.

NCP1835B - Li-Ion va Li-Pol batareyalarini zaryad qilish uchun mikrosxema

Lityum batareyalar zaryadlash kuchlanishining yuqori barqarorligini talab qiladi, masalan, EEMB dan LIR14500 batareyasi uchun zaryadlash kuchlanishi 4,2±0,05 V oralig'ida bo'lishi kerak. Lityum batareyalarni zaryad qilish uchun ONS to'liq integratsiyalashgan echimni taklif qiladi - NCP1835B. Bu zaryadlovchi chipidir chiziqli regulyator, CCCV (doimiy oqim, doimiy kuchlanish) zaryadlash rejimi va zaryadlash oqimi 30…300 mA. Oziqlanish NCP1835B standart AC/DC adapteri yoki USB portidan amalga oshirilishi mumkin. Ulanish sxemasining bir varianti rasmda ko'rsatilgan. 2.

Guruch. 2.

Asosiy xususiyatlar:

• o'rnatilgan oqim va kuchlanish stabilizatori;
• to'liq zaryadsizlangan batareyani zaryad qilish qobiliyati (joriy 30mA);
• zaryadlashning tugashini aniqlash;
• dasturlashtiriladigan zaryadlash oqimi;
• holat va zaryadlash xatosi chiqishlari;
• Kirishda adapter mavjudligini aniqlash yoki mikrokontrollerni 2mA gacha bo'lgan oqim bilan quvvatlantirish uchun 2,8V chiqish;
• kirish kuchlanishi 2,8 dan 6,5 V gacha;
• uzoq muddatli zaryaddan himoya qilish (dasturlashtiriladigan maksimal zaryadlash vaqti 6,6...784 min).

NCP349 va NCP360 - himoya
o'rnatilgan ortiqcha kuchlanishdan himoya qilish
MOSFET tranzistori

Batareyani zaryad qilish tizimlarida yana bir muhim nuqta - ruxsat etilgan kirish kuchlanishidan oshib ketishdan himoya qilish. ONS yechimlari kirishda qabul qilib bo'lmaydigan kuchlanish mavjud bo'lganda chiqishni maqsadli zanjirdan uzib qo'yadi.

NCP349- 28 V gacha bo'lgan kirish kuchlanishidan himoya qiluvchi ONS yangi mahsuloti. Kirish kuchlanishi yuqori chegaradan oshib ketganda yoki pastki chegaraga erishilmaganda mikrosxema chiqishni o'chiradi. Kirish haddan tashqari kuchlanishini ko'rsatish uchun FLAG# chiqishi ham taqdim etiladi. Oddiy dastur diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 3.

Guruch. 3.

Ushbu mikrosxema turli xil pastki (2,95 va 3,25 V) va yuqori (5,68; 6,02; 6,4; 6,85 V) javob chegaralari bilan mavjud bo'lib, ular nomda kodlangan. NCP360 NCP349 bilan bir xil funksionallikka ega, maksimal kirish kuchlanishidan tashqari: 20 V.

Xulosa

ON Semiconductor, raqobatchilar bilan solishtirganda, batareyalarni zaryad qilish uchun juda keng mikrosxemalar mavjud emas. Biroq, ularning segmentida taqdim etilgan echimlar raqobatbardosh xususiyatlar va narx, shuningdek, foydalanish qulayligi bilan ajralib turadi.

Barcha radio havaskorlari bir banka litofon uchun zaryadlovchi platalarni juda yaxshi bilishadi. ion batareyalar. U past narx va yaxshi chiqish parametrlari tufayli katta talabga ega.

Oldin aytib o'tilgan batareyalarni 5 volt kuchlanishda zaryad qilish uchun ishlatiladi. Bunday sharflar lityum-ionli batareyalar ko'rinishidagi avtonom quvvat manbai bilan uy qurilishi dizaynlarida keng qo'llaniladi.

Ushbu kontrollerlar ikkita versiyada ishlab chiqariladi - himoyalangan va himoyasiz. Himoyaga ega bo'lganlar biroz qimmat.

Himoya bir nechta funktsiyalarni bajaradi

1) Batareyani chuqur zaryadsizlanish, haddan tashqari zaryadlash, ortiqcha yuk va qisqa tutashuv vaqtida uzib qo'yadi.

Bugun biz ushbu sharfni batafsil tekshirib ko'ramiz va ishlab chiqaruvchi tomonidan va'da qilingan parametrlar haqiqiyga mos keladimi yoki yo'qligini tushunamiz, shuningdek, boshqa testlarni ham o'tkazamiz, keling.
Kengash parametrlari quyida ko'rsatilgan

Va bu sxemalar, yuqori qismi himoyalangan, pastki qismi esa yo'q

Mikroskop ostida taxtaning juda sifatli ekanligi seziladi. Ikki tomonlama shisha tolali laminat, "juftlar" yo'q, ipak ekranli bosma mavjud, barcha kirish va chiqishlar belgilangan, agar ehtiyot bo'lsangiz, ulanishni aralashtirish mumkin emas.

Mikrosxema 1 Amper atrofida maksimal zaryad oqimini ta'minlashi mumkin, bu oqim Rx rezistorini tanlash orqali o'zgartirilishi mumkin (qizil rang bilan belgilangan).

Va bu ilgari ko'rsatilgan rezistorning qarshiligiga qarab chiqish oqimining plitasi.

Mikrosxema oxirgi zaryadlash kuchlanishini (taxminan 4,2 volt) o'rnatadi va zaryadlash oqimini cheklaydi. Doskada ikkita LED bor, qizil va ko'k (ranglar har xil bo'lishi mumkin), birinchisi zaryadlash vaqtida yonadi, ikkinchisi batareya to'liq zaryadlanganda.

Mavjud Mikro USB 5 volt bilan ta'minlangan ulagich.

Birinchi sinov.
Keling, tekshiramiz chiqish kuchlanishi, batareya zaryadlanadigan bo'lsa, u 4,1 dan 4,2 V gacha bo'lishi kerak

To'g'ri, hech qanday shikoyat yo'q.

Ikkinchi sinov
Keling, chiqish oqimini tekshirib ko'raylik, ushbu platalarda maksimal oqim sukut bo'yicha o'rnatiladi va bu taxminan 1A.
Himoya ishlamaguncha biz taxtaning chiqishini yuklaymiz, shu bilan kirishda yoki zaryadsizlangan batareyada yuqori iste'molni taqlid qilamiz.

Maksimal oqim e'lon qilinganiga yaqin, keling, davom etamiz.

Test 3
Batareya joyiga ulangan laboratoriya bloki kuchlanish 4 volt atrofida oldindan o'rnatilgan quvvat manbai. Himoya batareyani o'chirmaguncha kuchlanishni kamaytiramiz, multimetr chiqish kuchlanishini ko'rsatadi.

Ko'rib turganingizdek, 2,4-2,5 voltsda chiqish kuchlanishi yo'qoldi, ya'ni himoya ishlaydi. Ammo bu kuchlanish kritik darajadan past, menimcha, 2,8 volt to'g'ri bo'lar edi, umuman olganda, batareyani himoya qilish ishlay oladigan darajada zaryadsizlantirishni maslahat bermayman.

Test 4
Himoya oqimini tekshirish.
Ushbu maqsadlar uchun elektron yuk ishlatildi, biz oqimni asta-sekin oshirdik.

Himoya taxminan 3,5 amperlik oqimlarda ishlaydi (videoda aniq ko'rinadi)

Kamchiliklar orasida men shuni ta'kidlaymanki, mikrosxema xudosiz ravishda qiziydi va hatto issiqlikni talab qiladigan taxta ham yordam bermaydi Aytgancha, mikrosxemaning o'zi samarali issiqlik uzatish uchun substratga ega va bu substrat taxtaga lehimlangan. issiqlik qabul qiluvchi rolini o'ynaydi.

Menimcha, qo'shadigan hech narsa yo'q, biz hamma narsani a'lo darajada ko'rdik, bitta kichik sig'imli Li-Ion batareyasi uchun zaryad boshqaruvchisi haqida gap ketganda, taxta ajoyib byudjet variantidir.
Menimcha, bu xitoylik muhandislarning eng muvaffaqiyatli ishlanmalaridan biri bo'lib, u o'zining ahamiyatsiz narxi tufayli hamma uchun mavjud.
Baxtli turar joy!

Ushbu maqolada biz MCP73833-dagi Li-Ion zaryad boshqaruvchisi haqida gapiramiz.

1-rasm.

Oldingi tajriba

Shu paytgacha men LT4054 kontrollerlaridan foydalandim va rostini aytsam, men ulardan mamnun bo'ldim:

Bu 3000 mA / soatgacha bo'lgan ixcham Li-Pol batareyalarini zaryad qilish imkonini berdi.

Juda ixcham edi: sot23-5

Batareyani zaryadlash indikatori bor edi

U ko'plab himoya vositalariga ega, bu esa uni amalda buzilmaydigan chipga aylantiradi

2-rasm.

Qo'shimcha afzallik shundaki, men u bilan biror narsa qilishni boshlashdan oldin, men ulardan 50 tasini juda oddiy narxda sotib oldim.

Men ishdagi kamchiliklarni aniqladim va ochig'ini aytganda, ular meni qisman ahmoqlikka solib qo'yishdi:

Maksimal e'lon qilingan oqim 1A, deb o'yladim. Ammo zaryadlash vaqtida allaqachon 300 mA, chip katta radiator poligonlari va chipning plastik yuzasiga biriktirilgan radiator mavjud bo'lganda ham, 110 * C gacha qiziydi.

Termal himoya yoqilganda, taqqoslash moslamasi ishga tushadi, bu esa oqimni tezda qayta tiklaydi. Natijada, mikrosxema batareyani o'ldiradigan generatorga aylanadi. Shunday qilib, osiloskopda nima noto'g'ri ekanligini tushunmagunimcha, men 2 ta batareyani o'ldirdim.

Yuqoridagilarni hisobga olgan holda, men qurilmaning taxminan 10 soat zaryadlash vaqti bilan bog'liq muammoga duch keldim. Albatta, bu meni va mening elektronikam iste'molchilarini juda norozi qildi, lekin men nima qila olaman: hamma bir xil qurilma parametrlari bilan xizmat muddatini ko'paytirishni xohlardi va ba'zida ular meni juda ko'p iste'mol qiladilar.

Shu munosabat bilan men bo'lishi mumkin bo'lgan nazoratchi izlay boshladim eng yaxshi parametrlar va issiqlikni tarqatish qobiliyati va mening tanlovim hozirgacha MCP73833-ga mos keldi, asosan do'stimda ushbu kontrollerlar mavjud edi va men bir nechta bo'laklarni tezda (undan tezroq) hushtak chalib, prototipni lehimladim va Menga kerak bo'lgan testlar.

Tekshirgichning o'zi haqida bir oz.

Menga ma'lumotlar jadvalini to'liq va puxta tarjima qilish bilan shug'ullanmay (bu foydali bo'lsa-da), lekin men ushbu kontrollerda birinchi bo'lib nima ko'rganimni va menga yoqdimi yoki yo'qligini tez va sodda qilib aytaman.

1. Umumiy kommutatsiya diagrammasi boshidanoq ko'zingizni tortadi. Ko'rsatkichdan tashqari (siz buni qilishingiz shart emas) jabduqlar faqat 4 qismdan iborat ekanligini payqash oson. Ular ikkita filtrli kondansatkich, batareyaning zaryad oqimini dasturlash uchun rezistor va Li-Ion batareyasining qizib ketishini nazorat qilish uchun 10k termistorni o'z ichiga oladi. Ushbu sxema shaklda ko'rsatilgan 3. Bu, albatta, salqin.

3-rasm. MCP73833 ulanish diagrammasi

2. U issiqlik bilan ancha yaxshi. Buni hatto ulanish diagrammasidan ham ko'rish mumkin, chunki issiqlikni olib tashlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan bir xil oyoqlar ko'rinadi. Bunga qo'shimcha ravishda, chip msop-10 va DFN-10 paketlarida mavjud bo'lib, ular sirt maydoni sot23-5 dan kattaroqdir. Bundan tashqari, DFN-10 holatida maxsus ko'pburchak mavjud bo'lib, u katta sirt uchun issiqlik qabul qiluvchi sifatida ishlatilishi mumkin va kerak. Agar menga ishonmasangiz, unda 4-rasmga qarang, unda DFN-10 korpusining oyoqlari pinoutlari va ishlab chiqaruvchi tomonidan tavsiya etilgan marshrut ko'rsatilgan. bosilgan elektron plata, ko'pburchak yordamida issiqlikni olib tashlash bilan.

4-rasm.

3. 10k termistorning mavjudligi. Albatta, ko'p hollarda men uni ishlatmayman, chunki men batareyani haddan tashqari qizib ketmasligimga ishonchim komil, lekin: men elektr ta'minotidan atigi 30 daqiqa ishlaganda batareyani to'liq zaryadlashni nazarda tutadigan vazifalar mavjud. Bunday hollarda batareyaning o'zi qizib ketishi mumkin.

4. Batareyani zaryadlashning ancha murakkab ko'rsatkich tizimi. Men tushunganim va sinab ko'rganimdek: zaryadlovchi quvvat manbaidan quvvat ta'minlanganligi uchun mas'ul bo'lgan 1 ta LED mavjud. Nazariy jihatdan, bu juda zarur emas, lekin: men ulagichni sindirib tashlagan holatlarim bo'lgan va boshqaruvchi kirishda 5V ni olmagan. Bunday hollarda, nima noto'g'ri ekanligi darhol aniq bo'ldi. Ajoyib foydali xususiyat ishlab chiquvchilar uchun. Iste'molchilar uchun u 5V kirish liniyasi bo'ylab oddiygina LED bilan osongina almashtiriladi, oqim cheklovchi qarshilik bilan o'rnatiladi.

5. Qolgan ikkita LED zaryadlash bosqichida buziladi. Bu MK ni (agar kerak bo'lmasa, masalan, displeyda batareya zaryadini ko'rsatish uchun) zaryadlash vaqtida batareyadagi zaryadni qayta ishlash nuqtai nazaridan tushirishga imkon beradi (uning zaryadlangan yoki yo'qligini ko'rsatish).

6. Zaryadlash oqimini keng diapazonda dasturlash. Shaxsan men 1-rasmda ko'rsatilgan taxtada zaryadlash oqimini 1A ga o'rnatishga harakat qildim va taxminan 890 mA da taxta barqaror rejimda termal himoyaga o'tdi. Atrofdagi odamlar aytganidek, katta diapazonlar bilan ular ushbu kontrollerdan 2A ni mukammal tarzda chiqarib olishdi va texnik tavsifga ko'ra, maksimal zaryad oqimi 3A ni tashkil qiladi, ammo menda chipdagi termal yuk bilan bog'liq bir qator shubhalar bor.

7. Agar siz ma'lumotlar varag'iga ishonsangiz, u holda ushbu mikrosxemada quyidagilar mavjud: Past-Dropout Lineer Regulator Mode - pasaytirilgan kirish kuchlanish rejimi. Ushbu rejimlarda DC-DC konvertoridan foydalanib, siz zaryadlashni boshlash paytida mikrosxemaning kirish qismidagi kuchlanishni uning issiqlik hosil bo'lishini kamaytirish uchun ehtiyotkorlik bilan kamaytirishingiz mumkin. Shaxsan men kuchlanishni kamaytirishga harakat qildim va issiqlik mantiqan kamroq bo'ldi, lekin batareyani qulay zaryadlashi uchun ushbu mikrosxemada kamida 0,3-0,4V tushishi kerak. Sof texnik jihatdan, men buni avtomatik ravishda bajaradigan kichik modul yaratmoqchiman, lekin buning uchun pulim yoki vaqtim yo'q, shuning uchun men qiziqqan har bir kishidan menga elektron pochta orqali xabar yuborishlarini so'rayman. Agar yana bir nechta odam bo'lsa, biz veb-saytimizda shunday narsalarni chiqaramiz.

8. Tananing juda kichikligi menga yoqmadi. Soch quritgichsiz (DFN-10) lehimlash qiyin va u qanday qaramang, yaxshi ishlamaydi. Msop-10 bilan yaxshiroq, lekin yangi boshlanuvchilar uni lehimlashni o'rganish uchun ko'p vaqt talab etadi.

9. Menga bu kontrollerda o'rnatilgan BMS (batareyani tez zaryadlash/bo'shatishdan himoya qilish va boshqa bir qator muammolar) yo'qligi yoqmadi. Ammo TI dan qimmatroq kontrollerlarda bunday narsalar mavjud.

10. Menga narx yoqdi. Bunday boshqaruvchilar qimmat emas.

Keyingi nima?

Va keyin men ushbu chipni turli xil qurilma g'oyalarimga kiritmoqchiman. Masalan, u allaqachon zavodda ishlab chiqarilgan sinov versiyasi STM32F103RCT6 va 18650 batareyalari asosida ishlab chiqish platasi. Menda allaqachon o'zini juda yaxshi isbotlagan ushbu kontroller uchun ishlab chiqish platasi bor va men uni portativ versiya bilan to'ldirmoqchiman, shunda men o'z ish loyihamni o'zim bilan olib ketishim va quvvat va rozetkani qidirish haqida o'ylamasligim uchun. quvvat manbaini joylashtiring.

Men uni 300 mA dan ortiq zaryadlovchi oqimlarni talab qiladigan barcha echimlarda ham ishlataman.

Umid qilamanki, siz ushbu foydali va oddiy chipdan qurilmalaringizda foydalana olasiz.

Agar siz umuman batareya quvvatiga qiziqsangiz, bu yerda qurilmalarning batareya quvvati haqidagi shaxsiy videom.

Lityum-ion batareyasi uchun miniatyura zaryad nazorat qilish platalari keldi. Aliexpress-dagi buyurtmalar va sharhlar soniga ko'ra, bu narsa juda mashhur. Men ham qarshilik qila olmadim va 3 dona buyurtma berdim. jami $1. Bundan tashqari, qarindoshlar uzoq vaqtdan beri noto'g'ri kislota batareyasi bo'lgan LED chiroqni ta'mirlashni so'rashgan. Men buni keyinroq tuzataman, lekin hozir men uni sinab ko'rdim va biroz o'yladim.

Aslida, batafsil tavsif Siz taxtaning o'zini ko'rishingiz mumkin. Shuningdek, boshqaruvchi uchun ma'lumotlar varag'i mavjud. Shuning uchun men o'zimni takrorlamayman. O'z nomimdan shuni qo'shimcha qilamanki, 1 A zaryad oqimida boshqaruvchi mikrosxema sezilarli darajada qiziydi, shu sababli men R3 sozlash rezistorini 2,4 kOm ga qayta lehimladim, oqim 550 mA ga tushdi. O'zgartirishdan so'ng, taxta taxminan 60 darajaga qadar qiziydi, bu juda bardoshli.

Men himoya rejimlarini yukdagi qisqa tutashuvdan va batareyaning chuqur zaryadsizlanishidan tekshirdim. Hammasi aytilganidek ishlaydi. Batareyaning kuchlanishi 2,5 V dan past bo'lsa, yuk xavfsiz tarzda o'chiriladi.

Kuchli zaryadsizlangan batareyani zaryad qilish (U< 3 В), происходит малым током и только при достижении напряжения 3 В, включается зарядка номинальным током. На аккумуляторе с заявленной ёмкостью 3 А*ч bu jarayon taxminan 1 daqiqa davom etadi. Ushbu rejimda yukni uzish kerak, aks holda batareya zaryadlanmaydi. Agar siz to'satdan past quvvatli past kuchlanish manbasini yig'moqchi bo'lsangiz, bu xususiyatni hisobga olish kerak uzluksiz quvvat manbai. Shu bilan birga, batareyaning chuqur zaryadsizlanishi bo'lsa, plata avtomatik ravishda iste'molchini o'chiradi, lekin uning keyingi yoqilishi faqat U > 3,6 V ga yetganda ta'minlanishi kerak, ammo siz hali ham oqimni hisoblashingiz kerak normal zaryadlash sharoitlarini yaratish uchun iste'mol qilish. Ehtimol, birinchi qarashda ko'rinmaydigan boshqa tuzoqlar ham bor. Misol uchun, batareya doimiy qo'llaniladigan kuchlanish va / yoki surunkali zaryadsizlanish rejimida o'zini qanday tutadi?

Chiqish qisqa tutashuvi bo'lsa, himoya ishga tushadi va hatto qisqa tutashuvni bartaraf etgandan keyin ham yukni uzish kerak, shundan keyingina himoya qayta o'rnatiladi. Batareya harorati sensorini ulash uchun platada pin ham yo'q, garchi kontroller bu imkoniyatni ta'minlaydi. Agar chindan ham xohlasangiz, uni lehimlashingiz mumkin, lekin oddiy kontakt yostig'i bo'lsa va rezistiv ajratgichni lehimlash uchun joy qolsa, yaxshi bo'lar edi.

Lirik chekinish. Bir necha yil oldin, men kichik o'lchamdagi past kuchlanishli cho'g'lanma lampalarning etishmasligiga duch keldim, vaziyat yomonlashishini kutgan holda, men ularni tasodifan sotuvda ko'rdim va darhol ularni ommaviy ravishda sotib oldim. Fotosuratda Xitoyda ishlab chiqarilgan lampochka 3,8 V, 0,3 A. Qisqa porlashdan so'ng, lampochkaning ichidan dudlanganligini payqadim! Men buni hech qachon ko'rmaganman

Li-ion batareyasining namunaviy zaryadi aslida qanday davom etishi kerakligini tushunmasdan, ma'lum bir zaryadlovchining xususiyatlarini baholash qiyin. Shuning uchun, to'g'ridan-to'g'ri diagrammalarga o'tishdan oldin, bir oz nazariyani eslaylik.

Lityum batareyalar nima?

Lityum batareyaning musbat elektrodi qaysi materialdan tayyorlanganiga qarab, bir nechta navlar mavjud:

• lityum kobaltat katod bilan;
• litiylangan temir fosfatga asoslangan katod bilan;
• nikel-kobalt-alyuminiyga asoslangan;
• nikel-kobalt-marganetsga asoslangan.

Ushbu batareyalarning barchasi o'ziga xos xususiyatlarga ega, ammo bu nuanslar umumiy iste'molchi uchun fundamental ahamiyatga ega emasligi sababli, ular ushbu maqolada ko'rib chiqilmaydi.

Bundan tashqari, barcha lityum-ion batareyalar turli o'lchamlarda va shakl omillarida ishlab chiqariladi. Ular korpusli (masalan, bugungi kunda mashhur 18650) yoki laminatlangan yoki prizmatik (gel-polimer batareyalar) bo'lishi mumkin. Ikkinchisi elektrodlar va elektrod massasini o'z ichiga olgan maxsus plyonkadan tayyorlangan germetik yopiq sumkalardir.

Li-ion batareyalarining eng keng tarqalgan o'lchamlari quyidagi jadvalda ko'rsatilgan (ularning barchasi 3,7 volt nominal kuchlanishga ega):

Ichki elektrokimyoviy jarayonlar xuddi shu tarzda davom etadi va batareyaning shakl faktoriga va dizayniga bog'liq emas, shuning uchun quyida aytilganlarning barchasi barcha lityum batareyalarga teng darajada qo'llaniladi.

Lityum-ion batareyalarni qanday to'g'ri zaryad qilish kerak

Ko'pchilik to'g'ri yo'l Lityum batareyalar ikki bosqichda zaryadlanadi. Bu Sony o'zining barcha zaryadlovchi qurilmalarida foydalanadigan usul. Zaryadlashni boshqarish moslamasining murakkabligiga qaramay, bu lityum-ion batareyalarning ishlash muddatini qisqartirmasdan to'liq zaryadlashni ta'minlaydi.

Bu erda biz CC / CV (doimiy oqim, doimiy kuchlanish) sifatida qisqartirilgan lityum batareyalar uchun ikki bosqichli zaryadlash profili haqida gapiramiz. Pulse va qadam oqimlari bilan variantlar ham mavjud, ammo ular ushbu maqolada muhokama qilinmaydi. Impulsli oqim bilan zaryadlash haqida ko'proq o'qishingiz mumkin.

Shunday qilib, keling, zaryadlashning ikkala bosqichini batafsil ko'rib chiqaylik.

1. Birinchi bosqichda Doimiy zaryadlash oqimi ta'minlanishi kerak. Joriy qiymat 0,2-0,5C ni tashkil qiladi. Tezlashtirilgan zaryadlash uchun oqimni 0,5-1,0C ga oshirishga ruxsat beriladi (bu erda C - batareya quvvati).

Masalan, 3000 mA / soat quvvatga ega batareya uchun birinchi bosqichda nominal zaryad oqimi 600-1500 mA, tezlashtirilgan zaryad oqimi esa 1,5-3A oralig'ida bo'lishi mumkin.

Berilgan qiymatning doimiy zaryadlash oqimini ta'minlash uchun zaryadlovchi pallasida batareya terminallaridagi kuchlanishni oshirishi kerak. Aslida, birinchi bosqichda zaryadlovchi klassik oqim stabilizatori sifatida ishlaydi.

Muhim: Agar siz batareyalarni o'rnatilgan himoya plitasi (PCB) bilan zaryadlashni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz, unda zaryadlash pallasini loyihalashda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishi hech qachon 6-7 voltdan oshmasligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Aks holda, himoya taxtasi shikastlanishi mumkin.

Batareyadagi kuchlanish 4,2 voltgacha ko'tarilganda, batareya quvvatining taxminan 70-80 foizini oladi (o'ziga xos quvvat qiymati zaryadlash oqimiga bog'liq bo'ladi: tezlashtirilgan zaryadlash bilan u biroz kamroq bo'ladi. nominal to'lov - bir oz ko'proq). Bu moment zaryadlashning birinchi bosqichining tugashini anglatadi va ikkinchi (va yakuniy) bosqichga o'tish uchun signal bo'lib xizmat qiladi.

2. Ikkinchi zaryad bosqichi- bu batareya zaryadi doimiy kuchlanish, lekin asta-sekin kamayib borayotgan (tushgan) oqim bilan.

Ushbu bosqichda zaryadlovchi batareyada 4,15-4,25 volt kuchlanishni saqlab turadi va oqim qiymatini nazorat qiladi.

Imkoniyatlar ortishi bilan zaryadlash oqimi kamayadi. Uning qiymati 0,05-0,01C gacha pasayishi bilan zaryadlash jarayoni tugallangan hisoblanadi.

To'g'ri zaryadlovchining ishlashining muhim nuansi bu to'liq o'chirish zaryadlash tugagandan so'ng batareyadan. Buning sababi shundaki, lityum batareyalar uchun ular odatda zaryadlovchi tomonidan ta'minlangan (ya'ni 4,18-4,24 volts) uzoq vaqt davomida yuqori kuchlanish ostida qolishlari juda istalmagan. Bu batareyaning kimyoviy tarkibining tez buzilishiga va natijada uning quvvatining pasayishiga olib keladi. Uzoq muddatli qolish o'nlab soat yoki undan ko'proq narsani anglatadi.

Zaryadlashning ikkinchi bosqichida batareya quvvati taxminan 0,1-0,15 ga ko'proq bo'ladi. Shunday qilib, batareyaning umumiy zaryadi 90-95% ga etadi, bu juda yaxshi ko'rsatkichdir.

Biz zaryadlashning ikkita asosiy bosqichini ko'rib chiqdik. Biroq, lityum batareyalarni zaryadlash masalasini yoritish, agar boshqa zaryadlash bosqichi - deb ataladigan bo'lmasa, to'liq bo'lmaydi. oldindan to'lash.

Dastlabki zaryadlash bosqichi (oldindan zaryadlash)- bu bosqich faqat chuqur zaryadsizlangan batareyalar uchun (2,5 V dan past) ularni normal ish rejimiga keltirish uchun ishlatiladi.

Ushbu bosqichda zaryad akkumulyatorning kuchlanishi 2,8 V ga yetguncha kamaytirilgan doimiy oqim bilan ta'minlanadi.

Dastlabki bosqich, masalan, elektrodlar orasidagi ichki qisqa tutashuvga ega bo'lgan shikastlangan batareyalarning shishishi va bosimsizlanishi (yoki hatto olov bilan portlash) oldini olish uchun zarur. Agar bunday batareyadan darhol katta zaryad oqimi o'tkazilsa, bu muqarrar ravishda uning isishiga olib keladi va keyin bu bog'liqdir.

Oldindan zaryadlashning yana bir foydasi batareyani oldindan isitishdir, bu past muhit haroratida (sovuq mavsumda isitilmaydigan xonada) zaryad olayotganda muhim ahamiyatga ega.

Intellektual zaryadlash dastlabki zaryadlash bosqichida akkumulyatordagi kuchlanishni kuzatishi va agar kuchlanish uzoq vaqt davomida ko'tarilmasa, batareyaning noto'g'ri ekanligi haqida xulosa chiqarishi kerak.

Lityum-ion batareyani zaryadlashning barcha bosqichlari (shu jumladan, oldindan zaryadlash bosqichi) ushbu grafikda sxematik tarzda tasvirlangan:

Nominal zaryadlash kuchlanishidan 0,15V ga oshib ketish batareyaning ishlash muddatini ikki baravar qisqartirishi mumkin. Zaryadlash kuchlanishini 0,1 voltga tushirish zaryadlangan batareyaning quvvatini taxminan 10% ga kamaytiradi, lekin uning ishlash muddatini sezilarli darajada uzaytiradi. To'liq zaryadlangan batareyani zaryadlovchidan olib tashlangandan keyin kuchlanish 4,1-4,15 voltni tashkil qiladi.

Yuqoridagilarni umumlashtirib, asosiy fikrlarni sanab o'taman:

1. Li-ion batareyasini (masalan, 18650 yoki boshqa) zaryadlash uchun qanday oqimdan foydalanishim kerak?

Oqim uni qanchalik tez zaryad qilishni xohlayotganingizga bog'liq va 0,2C dan 1C gacha bo'lishi mumkin.

Masalan, 3400 mA / soat quvvatga ega 18650 akkumulyator batareyasi uchun minimal zaryad oqimi 680 mA, maksimali esa 3400 mA.

2. Zaryad qilish uchun qancha vaqt ketadi, masalan, xuddi shunday qayta zaryadlanuvchi batareyalar 18650?

Zaryadlash vaqti to'g'ridan-to'g'ri zaryadlash oqimiga bog'liq va quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

T = C / zaryad qilaman.

Misol uchun, 1A oqim bilan 3400 mA / soat batareyamiz uchun zaryadlash vaqti taxminan 3,5 soatni tashkil qiladi.

3. Lityum polimer batareyani qanday to'g'ri zaryad qilish kerak?

Barcha lityum batareyalar bir xil tarzda zaryadlanadi. Bu litiy polimer yoki litiy ion bo'ladimi, muhim emas. Biz, iste'molchilar uchun hech qanday farq yo'q.

Himoya paneli nima?

Himoya paneli (yoki PCB - quvvatni boshqarish paneli) himoya qilish uchun mo'ljallangan qisqa tutashuv, lityum batareyaning haddan tashqari zaryadlanishi va zaryadsizlanishi. Qoidaga ko'ra, haddan tashqari issiqlik himoyasi ham himoya modullariga o'rnatilgan.

Xavfsizlik nuqtai nazaridan, lityum batareyalarni maishiy texnikada ishlatish taqiqlanadi, agar ular o'rnatilgan himoya paneli bo'lmasa. Shuning uchun barcha uyali telefon batareyalarida har doim PCB platasi mavjud. Batareyaning chiqish terminallari to'g'ridan-to'g'ri platada joylashgan:

Ushbu platalar ixtisoslashtirilgan qurilmada (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 va boshqa analoglar) olti oyoqli zaryad boshqaruvchisidan foydalanadi. Ushbu kontrollerning vazifasi batareya to'liq zaryadsizlanganda batareyani yukdan ajratish va 4,25V ga yetganda batareyani zaryadlashdan ajratishdir.

Bu erda, masalan, eski Nokia telefonlari bilan ta'minlangan BP-6M batareyasini himoya qilish platasining diagrammasi:

Agar biz 18650 haqida gapiradigan bo'lsak, ular himoya taxtasi bilan yoki bo'lmasdan ishlab chiqarilishi mumkin. Himoya moduli batareyaning salbiy terminali yaqinida joylashgan.

Kengash batareyaning uzunligini 2-3 mm ga oshiradi.

PCB moduli bo'lmagan batareyalar odatda o'z himoya davrlari bilan birga keladigan batareyalarga kiradi.

Himoyaga ega har qanday batareya osongina himoyasiz batareyaga aylanishi mumkin;

Bugungi kunda 18650 batareyaning maksimal quvvati 3400 mA / soatni tashkil qiladi. Himoyaga ega batareyalar korpusda tegishli belgiga ega bo'lishi kerak ("Himoyalangan").

PCB platasini PCM moduli (PCM - quvvat zaryadlash moduli) bilan aralashtirib yubormang. Agar birinchisi faqat batareyani himoya qilish maqsadiga xizmat qilsa, ikkinchisi zaryadlash jarayonini boshqarish uchun mo'ljallangan - ular ma'lum darajada zaryad oqimini cheklaydi, haroratni nazorat qiladi va umuman butun jarayonni ta'minlaydi. PCM platasi - bu biz zaryad boshqaruvchisi deb ataydigan narsadir.

Umid qilamanki, endi hech qanday savol qolmaydi, 18650 batareyani yoki boshqa lityum batareyani qanday zaryad qilish kerak? Keyin biz zaryadlovchi qurilmalar uchun tayyor sxema echimlarining kichik tanloviga o'tamiz (xuddi shu zaryadlash regulyatorlari).

Li-ionli batareyalarni zaryadlash sxemalari

Barcha sxemalar har qanday lityum batareyani zaryad qilish uchun javob beradi, faqat zaryadlovchi oqimi va element bazasini tanlash qoladi.

LM317

Zaryadlovchi indikatorli LM317 chipiga asoslangan oddiy zaryadlovchining diagrammasi:

O'chirish eng oddiy, butun o'rnatish yordamida chiqish kuchlanishini 4,2 voltga o'rnatish uchun tushadi trim rezistori R8 (ulangan batareyasiz!) Va R4, R6 rezistorlarini tanlash orqali zaryadlash oqimini o'rnating. R1 rezistorining kuchi kamida 1 vatt.

LED o'chgandan so'ng, zaryadlash jarayoni tugallangan deb hisoblanishi mumkin (zaryadlash oqimi hech qachon nolga kamaymaydi). Batareyani to'liq zaryadlangandan keyin uzoq vaqt davomida bunday zaryadda ushlab turish tavsiya etilmaydi.

Lm317 mikrosxemasi turli kuchlanish va oqim stabilizatorlarida (ulanish sxemasiga qarab) keng qo'llaniladi. U har bir burchakda sotiladi va faqat bir tiyin turadi (siz atigi 55 rubl uchun 10 dona olishingiz mumkin).

LM317 turli korpuslarda keladi:

PIN belgilash (pinout):

LM317 chipining analoglari: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (oxirgi ikkitasi mahalliy ishlab chiqarilgan).

LM317 o'rniga LM350 ni olsangiz, zaryadlash oqimi 3A ga oshirilishi mumkin. Biroq, u qimmatroq bo'ladi - 11 rubl / dona.

Bosilgan elektron plata va elektron yig'ish quyida ko'rsatilgan:

Eski sovet tranzistori KT361 bilan almashtirilishi mumkin p-n-p ga o'xshash tranzistor (masalan, KT3107, KT3108 yoki burjua 2N5086, 2SA733, BC308A). Zaryadlash ko'rsatkichi kerak bo'lmasa, uni butunlay olib tashlash mumkin.

Devrenning noqulayligi: besleme zo'riqishida 8-12V oralig'ida bo'lishi kerak. Buning sababi, LM317 chipining normal ishlashi uchun batareya kuchlanishi va besleme zo'riqishida o'rtasidagi farq kamida 4,25 volt bo'lishi kerak. Shunday qilib, uni USB portidan quvvatlantirish mumkin bo'lmaydi.

MAX1555 yoki MAX1551

MAX1551/MAX1555 Li+ batareyalari uchun ixtisoslashtirilgan zaryadlovchi qurilmalar bo'lib, USB dan yoki alohida quvvat adapteridan (masalan, telefon zaryadlovchi qurilmasi) ishlashga qodir.

Ushbu mikrosxemalar orasidagi yagona farq shundaki, MAX1555 zaryadlash jarayonini ko'rsatish uchun signal ishlab chiqaradi va MAX1551 quvvat yoqilganligini bildiradi. Bular. 1555 hali ham ko'p hollarda afzalroq, shuning uchun 1551 ni sotuvda topish qiyin.

Ishlab chiqaruvchidan ushbu mikrosxemalarning batafsil tavsifi.

DC adapterdan maksimal kirish kuchlanishi 7 V, USB orqali quvvatlanganda - 6 V. Besleme zo'riqishida 3,52 V ga tushganda, mikrosxema o'chadi va zaryadlash to'xtaydi.

Mikrosxemaning o'zi qaysi kirishda besleme zo'riqishida mavjudligini aniqlaydi va unga ulanadi. Agar quvvat USB avtobusi orqali ta'minlansa, u holda maksimal zaryadlash oqimi 100 mA bilan cheklangan - bu janubiy ko'prikni yoqishdan qo'rqmasdan zaryadlovchini har qanday kompyuterning USB portiga ulash imkonini beradi.

Alohida quvvat manbai bilan quvvatlanganda, odatdagi zaryadlash oqimi 280 mA ni tashkil qiladi.

Chiplar o'rnatilgan qizib ketishdan himoyalangan. Ammo bu holatda ham, sxema 110 ° C dan yuqori bo'lgan har bir daraja uchun zaryad oqimini 17 mA ga kamaytiradigan ishlashni davom ettiradi.

Oldindan zaryadlash funktsiyasi mavjud (yuqoriga qarang): batareyaning kuchlanishi 3V dan past bo'lsa, mikrosxema zaryad oqimini 40 mA ga cheklaydi.

Mikrosxemada 5 ta pin mavjud. Bu erda odatiy ulanish diagrammasi:

Agar adapteringiz chiqishidagi kuchlanish hech qanday sharoitda 7 voltdan oshmasligiga kafolat bo'lsa, siz 7805 stabilizatorisiz ham qilishingiz mumkin.

USB zaryadlash opsiyasi, masalan, bu qurilmada yig'ilishi mumkin.

Mikrosxema tashqi diodlarni ham, tashqi tranzistorlarni ham talab qilmaydi. Umuman olganda, albatta, ajoyib kichik narsalar! Faqat ular juda kichik va lehimlash uchun noqulay. Va ular ham qimmat ().

LP2951

LP2951 stabilizatori National Semiconductors () tomonidan ishlab chiqarilgan. Bu o'rnatilgan oqimni cheklash funktsiyasini amalga oshirishni ta'minlaydi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan lityum-ion batareyasi uchun barqaror zaryad kuchlanish darajasini yaratishga imkon beradi.

Zaryadlash kuchlanishi 4,08 - 4,26 voltni tashkil qiladi va batareya uzilganida R3 rezistori tomonidan o'rnatiladi. Voltaj juda aniq saqlanadi.

Zaryadlash oqimi 150 - 300 mA ni tashkil qiladi, bu qiymat LP2951 chipining ichki davrlari bilan cheklangan (ishlab chiqaruvchiga qarab).

Diyotni kichik teskari oqim bilan ishlating. Masalan, siz sotib olishingiz mumkin bo'lgan har qanday 1N400X seriyasi bo'lishi mumkin. Kirish kuchlanishi o'chirilganda batareyadan LP2951 chipiga teskari oqimning oldini olish uchun diod blokirovka qiluvchi diyot sifatida ishlatiladi.

Ushbu zaryadlovchi juda past zaryadlash oqimini ishlab chiqaradi, shuning uchun har qanday 18650 batareya bir kechada zaryadlashi mumkin.

Mikrosxemani DIP to'plamida ham, SOIC to'plamida ham sotib olish mumkin (bir dona uchun taxminan 10 rubl turadi).

MCP73831

Chip sizga to'g'ri zaryadlovchilarni yaratishga imkon beradi va u ham hayratlanarli MAX1555 dan arzonroqdir.

Oddiy ulanish diagrammasi quyidagilardan olingan:

Devrenning muhim afzalligi - zaryad oqimini cheklaydigan past qarshilikli kuchli rezistorlarning yo'qligi. Bu erda oqim mikrosxemaning 5-piniga ulangan rezistor tomonidan o'rnatiladi. Uning qarshiligi 2-10 kOhm oralig'ida bo'lishi kerak.

Yig'ilgan zaryadlovchi quyidagicha ko'rinadi:

Mikrosxema ish paytida juda yaxshi qiziydi, ammo bu uni bezovta qilmaydi. U o'z vazifasini bajaradi.

SMD LED va mikro-USB ulagichi bo'lgan bosilgan elektron plataning yana bir versiyasi:

LTC4054 (STC4054)

Juda oddiy sxema, ajoyib variant! 800 mA gacha bo'lgan oqim bilan zaryadlash imkonini beradi (qarang). To'g'ri, u juda qizib ketishga intiladi, lekin bu holda o'rnatilgan qizib ketishdan himoya qilish oqimni kamaytiradi.

Sxemani tranzistorli bitta yoki hatto ikkita LEDni tashlash orqali sezilarli darajada soddalashtirish mumkin. Keyin u shunday ko'rinadi (tan olish kerak, bu oddiyroq bo'lishi mumkin emas: bir juft rezistor va bitta kondanser):

Bosilgan elektron plata variantlaridan biri quyidagi manzilda mavjud. Kengash 0805 standart o'lchamdagi elementlar uchun mo'ljallangan.

I=1000/R. Siz darhol yuqori oqim o'rnatmasligingiz kerak, avval mikrosxema qanchalik qizib ketishini ko'ring. Mening maqsadlarim uchun men 2,7 kOm rezistorni oldim va zaryad oqimi taxminan 360 mA bo'lib chiqdi.

Radiatorni ushbu mikrosxemaga moslashtirish mumkin bo'lishi dargumon va u kristall korpusli birikmaning yuqori issiqlik qarshiligi tufayli samarali bo'lishi haqiqat emas. Ishlab chiqaruvchi issiqlik qabul qilgichni "o'tkazgichlar orqali" qilishni tavsiya qiladi - izlarni iloji boricha qalinroq qilish va folga chip tanasi ostida qoldirish. Umuman olganda, qancha ko'p "tuproq" folga qolsa, shuncha yaxshi bo'ladi.

Aytgancha, issiqlikning katta qismi 3-oyoq orqali tarqaladi, shuning uchun siz bu izni juda keng va qalin qilib qo'yishingiz mumkin (uni ortiqcha lehim bilan to'ldiring).

LTC4054 chip to'plami LTH7 yoki LTADY deb etiketlanishi mumkin.

LTH7 LTADY dan farq qiladi, chunki birinchisi juda past batareyani (kuchlanish 2,9 voltdan kam) ko'tara oladi, ikkinchisi esa olmaydi (uni alohida tebranish kerak).

Chip juda muvaffaqiyatli bo'lib chiqdi, shuning uchun uning bir qator analoglari bor: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, YPM4884, YPM405 81, 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Analoglardan birini ishlatishdan oldin, ma'lumotlar varaqlarini tekshiring.

TP4056

Mikrosxema SOP-8 korpusida ishlab chiqarilgan (qarang), uning qornida kontaktlarga ulanmagan metall issiqlik qabul qiluvchisi bor, bu esa issiqlikni yanada samarali olib tashlash imkonini beradi. Batareyani 1A gacha bo'lgan oqim bilan zaryad qilish imkonini beradi (oqim oqimni sozlash qarshiligiga bog'liq).

Ulanish diagrammasi minimal osilgan elementlarni talab qiladi:

O'chirish klassik zaryadlash jarayonini amalga oshiradi - birinchi navbatda doimiy oqim bilan, so'ngra doimiy kuchlanish va tushadigan oqim bilan zaryadlash. Hammasi ilmiy. Agar siz zaryadlashni bosqichma-bosqich ko'rib chiqsangiz, bir necha bosqichlarni ajratib ko'rsatishingiz mumkin:

1. Ulangan batareyaning kuchlanishini kuzatish (bu har doim sodir bo'ladi).
2. Oldindan zaryadlash bosqichi (agar batareya 2,9 V dan past bo'lsa). R prog rezistori tomonidan dasturlashtirilgan oqimdan (R prog = 1,2 kOm da 100 mA) 2,9 V darajasiga qadar 1/10 oqim bilan zaryadlang.
3. Maksimal doimiy oqim bilan zaryadlash (R prog da 1000 mA = 1,2 kOm);
4. Batareya 4,2 V ga yetganda, batareyadagi kuchlanish shu darajada o'rnatiladi. Zaryadlash oqimining asta-sekin kamayishi boshlanadi.
5. Oqim R prog rezistori tomonidan dasturlashtirilganning 1/10 qismiga yetganda (R prog da 100 mA = 1,2 kOhm) zaryadlovchi o'chadi.
6. Zaryadlash tugallangandan so'ng, kontroller batareya kuchlanishini kuzatishda davom etadi (1-bandga qarang). Monitoring pallasida iste'mol qilinadigan oqim 2-3 mkA ni tashkil qiladi. Voltaj 4,0V ga tushgandan so'ng, zaryadlash yana boshlanadi. Va hokazo doira ichida.

Zaryad oqimi (amperda) formula bo'yicha hisoblanadi I=1200/R prog. Ruxsat etilgan maksimal 1000 mA.

3400 mA / soat 18650 batareya bilan haqiqiy zaryadlash sinovi grafikda ko'rsatilgan:

Mikrosxemaning afzalligi shundaki, zaryad oqimi faqat bitta rezistor tomonidan o'rnatiladi. Kuchli past qarshilikli rezistorlar talab qilinmaydi. Bundan tashqari, zaryadlash jarayonining ko'rsatkichi, shuningdek zaryadlashning tugashi ko'rsatkichi mavjud. Batareya ulanmagan bo'lsa, indikator har bir necha soniyada miltillaydi.

Devrenning besleme zo'riqishida 4,5...8 volt bo'lishi kerak. 4,5 V ga qanchalik yaqin bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi (shuning uchun chip kamroq qiziydi).

Birinchi oyoq lityum-ion batareyaga o'rnatilgan harorat sensorini ulash uchun ishlatiladi (odatda batareyaning o'rta terminali). Mobil telefon). Chiqish kuchlanishi ta'minot kuchlanishining 45% dan past yoki 80% dan yuqori bo'lsa, zaryadlash to'xtatiladi. Agar haroratni nazorat qilish kerak bo'lmasa, bu oyog'ingizni erga qo'ying.

Diqqat! Ushbu sxema bitta muhim kamchilikka ega: batareyani teskari polaritdan himoya qilish sxemasining yo'qligi. Bunday holda, kontroller maksimal oqimdan oshib ketganligi sababli yonib ketishi kafolatlanadi. Bunday holda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishi to'g'ridan-to'g'ri batareyaga o'tadi, bu juda xavflidir.

Signet oddiy va tizzangizda bir soat ichida bajarilishi mumkin. Vaqt muhim bo'lsa, siz tayyor modullarga buyurtma berishingiz mumkin. Ba'zi tayyor modul ishlab chiqaruvchilari haddan tashqari oqim va haddan tashqari zaryadsizlanishdan himoya qo'shadilar (masalan, siz qaysi plataga kerakligini tanlashingiz mumkin - himoya bilan yoki himoyasiz va qaysi ulagich bilan).

Bundan tashqari, harorat sensori uchun kontaktli tayyor taxtalarni topishingiz mumkin. Yoki zaryadlash oqimini oshirish uchun bir nechta parallel TP4056 mikrosxemalari bo'lgan zaryadlash moduli va teskari polaritdan himoyalangan (misol).

LTC1734

Bundan tashqari, juda oddiy sxema. Zaryadlash oqimi qarshilik R prog tomonidan o'rnatiladi (masalan, agar siz 3 kOhm qarshilik o'rnatsangiz, oqim 500 mA bo'ladi).

Mikrosxemalar odatda korpusda belgilanadi: LTRG (ularni ko'pincha eski Samsung telefonlarida topish mumkin).

Transistor juda yaxshi ishlaydi har qanday p-n-p, asosiysi, u berilgan zaryad oqimi uchun mo'ljallangan.

Ko'rsatilgan diagrammada zaryadlash ko'rsatkichi yo'q, ammo LTC1734 da aytilishicha, "4" pin (Prog) ikkita funktsiyaga ega - oqimni sozlash va batareya zaryadining tugashini kuzatish. Misol sifatida, LT1716 komparatori yordamida zaryadning tugashini nazorat qiluvchi sxema ko'rsatilgan.

Bu holda LT1716 komparatorini arzon LM358 bilan almashtirish mumkin.

TL431 + tranzistor

Qulayroq komponentlardan foydalangan holda sxemani o'ylab topish qiyin. Bu erda eng qiyin narsa TL431 mos yozuvlar kuchlanish manbasini topishdir. Ammo ular shunchalik keng tarqalganki, ular deyarli hamma joyda topiladi (kamdan-kam hollarda quvvat manbai bu mikrosxemasiz ishlaydi).

Xo'sh, TIP41 tranzistorini mos keladigan kollektor oqimi bo'lgan har qanday boshqasiga almashtirish mumkin. Hatto eski Sovet KT819, KT805 (yoki kamroq kuchli KT815, KT817) ham ishlaydi.

Sxemani o'rnatish 4,2 voltsli trim qarshiligi yordamida chiqish kuchlanishini (batareyasiz !!!) o'rnatishga tushadi. Rezistor R1 zaryadlash oqimining maksimal qiymatini belgilaydi.

Ushbu sxema lityum batareyalarni zaryadlashning ikki bosqichli jarayonini to'liq amalga oshiradi - birinchi navbatda to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan zaryadlash, so'ngra kuchlanishni barqarorlashtirish bosqichiga o'tish va oqimni deyarli nolga teng ravishda kamaytirish. Yagona kamchilik - kontaktlarning zanglashiga olib keluvchi takrorlanuvchanligi (u o'rnatishda injiq va ishlatilgan komponentlarga talabchan).

MCP73812

Microchip-dan yana bir beparvo qilingan mikrosxema bor - MCP73812 (qarang). Unga asoslanib, biz juda byudjetli zaryadlash variantini olamiz (va arzon!). Butun tana to'plami faqat bitta rezistordir!

Aytgancha, mikrosxema lehimga mos keladigan paketda ishlab chiqariladi - SOT23-5.

Yagona salbiy tomoni shundaki, u juda qizib ketadi va hech qanday zaryad ko'rsatmaydi. Agar sizda kam quvvatli quvvat manbai bo'lsa (bu kuchlanishning pasayishiga olib keladi) bo'lsa, u qandaydir tarzda juda ishonchli ishlamaydi.

Umuman olganda, agar zaryad ko'rsatkichi siz uchun muhim bo'lmasa va 500 mA oqim sizga mos keladigan bo'lsa, MCP73812 juda yaxshi variant.

NCP1835

To'liq integratsiyalashgan yechim taklif etiladi - NCP1835B, zaryadlash kuchlanishining yuqori barqarorligini ta'minlaydi (4,2 ± 0,05 V).

Ehtimol, ushbu mikrosxemaning yagona kamchiliklari uning juda miniatyura o'lchamidir (DFN-10 qutisi, o'lchami 3x3 mm). Bunday miniatyura elementlarini yuqori sifatli lehimlashni hamma ham ta'minlay olmaydi.

Shubhasiz afzalliklar orasida men quyidagilarni ta'kidlashni istardim:

1. Tana qismlarining minimal soni.
2. To'liq zaryadsizlangan batareyani zaryad qilish imkoniyati (oldindan zaryadlash oqimi 30 mA);
3. Zaryadlashning tugashini aniqlash.
4. Dasturlashtiriladigan zaryadlash oqimi - 1000 mA gacha.
5. Zaryad va xatolarni ko'rsatish (zaryadlanmagan batareyalarni aniqlash va bu haqda signal berish).
6. Uzoq muddatli zaryaddan himoya qilish (C t kondansatkichning sig'imini o'zgartirish orqali siz maksimal zaryadlash vaqtini 6,6 dan 784 minutgacha belgilashingiz mumkin).

Mikrosxemaning narxi unchalik arzon emas, lekin unchalik yuqori emas (~ $1), undan foydalanish kerak emas. Agar siz lehimli temir bilan qulay bo'lsangiz, men ushbu variantni tanlashni tavsiya qilaman.

Batafsil tavsifda keltirilgan.

Lityum-ion batareyani boshqaruvchisiz zaryad qilsam bo'ladimi?

Ha, mumkin. Biroq, bu zaryadlash oqimi va kuchlanishni yaqindan nazorat qilishni talab qiladi.

Umuman olganda, batareyani, masalan, bizning 18650-ni zaryadlovchisiz zaryad qilish mumkin bo'lmaydi. Siz hali ham maksimal zaryad oqimini qandaydir tarzda cheklashingiz kerak, shuning uchun hech bo'lmaganda eng ibtidoiy xotira hali ham talab qilinadi.

Har qanday lityum batareya uchun eng oddiy zaryadlovchi bu batareyaga ketma-ket ulangan rezistor:

Rezistorning qarshiligi va quvvat sarfi zaryadlash uchun ishlatiladigan quvvat manbai kuchlanishiga bog'liq.

Misol sifatida, keling, 5 voltlik quvvat manbai uchun qarshilikni hisoblaylik. Biz 2400 mA / soat quvvatga ega 18650 batareyani zaryad qilamiz.

Shunday qilib, zaryadlashning boshida rezistordagi kuchlanishning pasayishi quyidagicha bo'ladi:

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

Aytaylik, bizning 5V quvvat manbai maksimal 1A oqim uchun mo'ljallangan. Batareyadagi kuchlanish minimal bo'lganda va 2,7-2,8 voltni tashkil qilganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan eng yuqori oqimi zaryadning boshida iste'mol qilinadi.

Diqqat: bu hisob-kitoblar batareyaning juda chuqur zaryadsizlanishi va undagi kuchlanish ancha past, hatto nolga teng bo'lishi mumkinligini hisobga olmaydi.

Shunday qilib, 1 Amperda zaryadning eng boshida oqimni cheklash uchun zarur bo'lgan qarshilik qarshiligi quyidagicha bo'lishi kerak:

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

Rezistor quvvatining tarqalishi:

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

Batareyani zaryad qilishning eng oxirida, undagi kuchlanish 4,2 V ga yaqinlashganda, zaryad oqimi quyidagicha bo'ladi:

Men zaryad olaman = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

Ya'ni, biz ko'rib turganimizdek, barcha qiymatlar ma'lum bir batareya uchun ruxsat etilgan chegaralardan tashqariga chiqmaydi: boshlang'ich oqim ma'lum batareya uchun ruxsat etilgan maksimal zaryadlash oqimidan (2,4 A) oshmaydi va oxirgi oqim oqimdan oshadi. bunda batareya quvvatiga ega bo'lmaydi (0,24 A).

Bunday zaryadlashning asosiy kamchiliklari batareyadagi kuchlanishni doimiy ravishda kuzatib borish zarurati hisoblanadi. Va kuchlanish 4,2 voltga yetishi bilanoq zaryadni qo'lda o'chiring. Gap shundaki, lityum batareyalar hatto qisqa muddatli ortiqcha kuchlanishga ham juda yomon toqat qiladilar - elektrod massalari tezda pasayishni boshlaydi, bu muqarrar ravishda quvvatni yo'qotishiga olib keladi. Shu bilan birga, haddan tashqari issiqlik va bosimni yo'qotish uchun barcha zarur shart-sharoitlar yaratilgan.

Agar batareyangizda yuqorida muhokama qilingan o'rnatilgan himoya plitasi bo'lsa, unda hamma narsa osonroq bo'ladi. Batareyada ma'lum bir kuchlanishga erishilganda, plataning o'zi uni zaryadlovchidan uzib qo'yadi. Biroq, ushbu zaryadlash usuli biz muhokama qilgan muhim kamchiliklarga ega.

Batareyaga o'rnatilgan himoya hech qanday sharoitda uni ortiqcha zaryadlashga yo'l qo'ymaydi. Siz qilishingiz kerak bo'lgan yagona narsa zaryad oqimini ma'lum bir batareya uchun ruxsat etilgan qiymatlardan oshmasligi uchun nazorat qilishdir (himoya taxtalari, afsuski, zaryad oqimini cheklay olmaydi).

Laboratoriya quvvat manbai yordamida zaryadlash

Agar sizda oqim muhofazasi (cheklov) bilan quvvat manbai bo'lsa, unda siz saqlanib qolasiz! Bunday quvvat manbai allaqachon to'liq zaryadlovchi bo'lib, biz yuqorida yozgan to'g'ri zaryadlash rejimini amalga oshiradi (CC / CV).

Li-ionni zaryad qilish uchun sizga kerak bo'lgan yagona narsa quvvat manbaini 4,2 voltga o'rnatish va kerakli oqim chegarasini o'rnatishdir. Va siz batareyani ulashingiz mumkin.

Dastlab, batareya hali ham zaryadsizlanganda, laboratoriya quvvat manbai joriy himoya rejimida ishlaydi (ya'ni, chiqish oqimini ma'lum darajada barqarorlashtiradi). Keyin, bankdagi kuchlanish belgilangan 4,2V ga ko'tarilganda, quvvat manbai kuchlanishni barqarorlashtirish rejimiga o'tadi va oqim pasayishni boshlaydi.

Oqim 0,05-0,1C ga tushganda, batareyani to'liq zaryadlangan deb hisoblash mumkin.

Ko'rib turganingizdek, laboratoriya quvvat manbai deyarli ideal zaryadlovchidir! Avtomatik ravishda qila olmaydigan yagona narsa batareyani to'liq zaryad qilish va o'chirish to'g'risida qaror qabul qilishdir. Ammo bu siz hatto e'tibor bermasligingiz kerak bo'lgan kichik narsa.

Lityum batareyalarni qanday zaryad qilish kerak?

Va agar biz zaryadlash uchun mo'ljallanmagan bir martalik batareya haqida gapiradigan bo'lsak, unda bu savolga to'g'ri (va faqat to'g'ri) javob YO'Q.

Gap shundaki, har qanday lityum batareya (masalan, tekis planshet ko'rinishidagi umumiy CR2032) lityum anodni qoplaydigan ichki passivlashtiruvchi qatlam mavjudligi bilan tavsiflanadi. Ushbu qatlam anod va elektrolitlar o'rtasidagi kimyoviy reaktsiyani oldini oladi. Va tashqi oqimning ta'minoti yuqoridagi himoya qatlamini yo'q qiladi, bu esa batareyaning shikastlanishiga olib keladi.

Aytgancha, agar qayta zaryadlanmaydigan CR2032 batareyasi haqida gapiradigan bo'lsak, unda unga juda o'xshash LIR2032 allaqachon to'liq batareyadir. U zaryadlanishi mumkin va kerak. Faqat uning kuchlanishi 3 emas, balki 3,6V.

Lityum batareyalarni qanday zaryad qilish kerak (u telefon batareyasi, 18650 yoki boshqa lityum-ion batareyasi) maqolaning boshida muhokama qilingan.