Pozdravljam sve koji su svratili. Recenzija će se fokusirati, kao što ste vjerovatno već pretpostavili, na jednu zanimljivu modifikaciju “narodnog” modula za punjenje TP4056 za struju od 3A i malu upotrebu kao kućni punjač za litijum. Biće malo testiranja i jednostavnog primera pravljenja punjača od jeftinih komponenti, pa ako je neko zainteresovan, dobrodošao je pod mačku.

Dakle, evo iste modifikacije "narodnog" šala:

Primjena ove ploče:

• Punjenje Li-Ion baterija ugrađenih u krajnji uređaj. Čest slučaj je da uređaj ima nekoliko paralelnih limenki i da je 1A premali. Pa prosudite sami, postoje dvije-tri banke od po 2.6-3Ah, ukupni kapacitet je oko 6-7Ah. Punjenje takve baterije će trajati oko 7-8 sati, a sa ovim šalom - oko 3 sata. Kao primjer - domaće power banke, bežični odvijači i mini odvijači
• Sastavljanje vlastitog “brzog” punjača za jednu ili dvije baterije. Moderne baterije velikog kapaciteta od 3300-3500mah mogu lako da izdrže 3-4A, a još više dvije paralelne banke (prije punjenja bolje je približno izjednačiti potencijale). Sami proizvođači dopuštaju da se neke limenke pune strujom od 3-4A, to je napisano u tehničkim listovima za ove limenke.

• Ulazni konektor – DC port 5mm + dupli pinovi;
• Ulazni napon - 4.5V-5.5V
• Konačni napon punjenja - 4.2V (Li-Ion baterije);
• Maksimalna struja punjenja - 3A;
• Broj modula TP4056 - 4 (maks. struja ubrzanja 4A);
• Indikacija – diskretna dvobojna LED (crvena/zelena);
• Zaštita od obrnutog polariteta - ne;
• Dimenzije - 65mm*15mm.

• Charge board 4*TP4056 3A;
• Dvobojni trokraki LED (crveno/plavo svjetlo);
• DC konektor 5mm.

Šal se isporučuje u običnom malom pakovanju, stigao mi je za dve do tri nedelje. Unutar paketa nalazila se neka vrsta zaštite - dva zalijepljena lista polietilenske pjene, unutar kojih se nalazio šal:

Ploča za punjenje krupni plan:

Nema ničeg natprirodnog u dizajnu kola - samo smo uzeli i paralelno spojili 4 TP4056 kontrolera, dok smo istovremeno smanjili maksimalnu struju punjenja za svaki kontroler sa 1A na 750ma. U početku nisam mogao razumjeti zašto je maksimalna struja punjenja bila samo 3A, budući da su bila četiri kontrolera, ali gledajući bliže, vidio sam ne uobičajeni 1.2Khm SMD otpornik, već 1.6Khm. Štaviše, tu je 1.6K otpornik u svim krakovima:

Da vas podsjetim na tabelu maksimalne struje punjenja u zavisnosti od vrijednosti otpornika za podešavanje struje:

U našem slučaju postoje otpornici od 1,6 Kohm za svaki kontroler, 750 ma po ruci. Dakle, ukupna maksimalna struja punjenja je 3A. Ovo je nabolje, šal se manje zagrijava, a 4A je već previše. S druge strane, ako vam je potrebna struja punjenja od 4A, mijenjamo 4 otpornika.

Najvjerojatnije neće biti moguće regulirati ukupnu struju punjenja lemljenjem trimera/promjenjivog otpornika, jer se mora postaviti za svaki kontroler.

Ukratko, za one kojima je teško ili ne žele sami da leme narodne marame, ovo je dobro rješenje problema.

Veličine šalova:

Evo poređenja sa “narodnom” pločom TP4056 za 1A, 18650 bateriju i držač:

Ako je potrebno, možete odgristi prednji dio ploče na koji je zalemljen DC konektor i zalemiti na 5V+ ili 5V- kontakte, ili direktno na odgovarajuće staze:

Time će dužina šala biti 1 centimetar kraća. Već sam prepravljao narodnu maramu i evo šta se desilo:

U našem slučaju, sve je nevjerovatno jednostavno, jer tragovi na tiskanoj ploči ne trpe. Naravno, za one kojima je potreban DC konektor ostavljamo ga ili lemimo kroz žice na 5V+ ili 5V- kontakte. MicroUSB i miniUSB konektori su ovdje nepoželjni, jer će se jako zagrijati, jer nisu dizajnirani za takve struje. I nema potrebe za njima, jer većina adaptera ima ograničenje od 2,5 A. Ali s druge strane, ako se adapter ne isključi kada je preopterećen, onda štedimo na diskretnom napajanju, a struja će biti nešto manja. Stoga, na vama je...

Testiranje 4*TP4056 3A ploče:

Kao što vidite, punjenje zapravo teče sa konstantnom strujom od 3A (CC faza), sve dok napon na banci ne pređe 3,9V-3,95V, a zatim počinje postepeno da se smanjuje (počinje CV faza). Čim napon na banci bude 4,2V, LED boja se mijenja u zelenu, što ukazuje da je punjenje završeno. Iako zbog inercije struja i dalje teče:

Nakon toga, još 10-15 minuta struja se smanjuje, dok je napon na bateriji 4,21V. Čim struja padne na 150mA, kontroler potpuno isključuje punjenje, a napon na banci pada na 4.2V.

Modul je za 75-80 minuta napunio skoro “iscijeđenu” konzervu Sanyo UR18650ZY 2600mah. Pa, baš odlično!

Mali primjer sastavljanja vlastitog 3A punjača:

1) Sama ploča koja se pregleda je TP4056*:

Treba vam bakar, a ne bakar. Lako je odrediti - čistimo je nožem i ako žile počnu da sijaju i ne kalajišu se, znači da je žica bakrena (aluminijum presvučen bakrom). Preporučujem ili kvalitetnu akustičnu ili kućnu, kao što je SHVVP.

5) Jedinica za napajanje (PSU) 5V 5-6A (sa rezervom). Koristio sam PSU S-30-5 na 5V/6A*:

Možete koristiti uobičajeno napajanje od 12V 2-3A, koje dolazi s raznim uređajima, i 5A DC-DC step-down pretvarač (stabilno drže 3A). Ali ovdje postoji nekoliko nedostataka, jer krug postaje složeniji i cijena punjača se povećava. Stoga, ako nema odgovarajućeg napajanja, koristimo napajanje računara. Dodatno opterećenje od 15W za njega nije strašno, osim ako, naravno, već radi na granici svojih mogućnosti. Ako postoji besplatni Molex konektor, onda pričvršćivanje adaptera na njega neće biti teško. U ovom slučaju, potrebne su nam crvene (+) i crne (-) žice.

Dakle, shvatili smo komponente. Sada sama montaža:

Uzimamo držač baterije i izrezujemo plastiku na krajevima za žicu (donji utor na fotografiji):

Zatim lemimo žice za napajanje sa ili bez konektora, ovisno o tome koju opciju ste odabrali. Trokraku LED diodu savijamo po vlastitom nahođenju, ali kako ne bismo skratili njegove vodove, preko njih protežemo izolaciju od bilo koje žice:

Ploču prekrijemo plastičnim poklopcem od kablovskog kanala ili sličnog kućišta i omotamo je dobro poznatom izolacijskom trakom :-). Ispada prilično ručni rad, ali glavna stvar je da radi:

Kontrolna provjera, sve radi:

Nisam lemio konektore, već sam ih spojio direktno na napajanje. Preporučujem lemljenje odgovarajućeg konektora koji može izdržati dugotrajan protok struje od 3A. to je sve za mene...

Pros:

• Pouzdana, godinama testirana baza elemenata;
• Visoka struja punjenja;
• Mogućnost povećanja struje punjenja do 4A zamjenom otpornika za podešavanje struje;
• Mala velicina;
• Jednostavan za instalaciju i rad.

• Cijena je previsoka;
• Šal nije namijenjen za punjenje uzastopnih sklopova (2S, 3S, 4S i više ne mogu);
• Zahtijeva vanjsko napajanje;
• Strah od preokreta polariteta;
• Neka inhibicija posljednje faze punjenja (CV).

zaključak: korisna modifikacija

Procjena karakteristika određenog punjača je teška bez razumijevanja kako bi primjerno punjenje litijum-jonske baterije zapravo trebalo da se odvija. Stoga, prije nego što prijeđemo direktno na dijagrame, prisjetimo se malo teorije.

Šta su litijumske baterije?

U zavisnosti od materijala od kojeg je napravljena pozitivna elektroda litijumske baterije, postoji nekoliko varijanti:

• sa litijum-kobaltatnom katodom;
• sa katodom na bazi litijevog željeznog fosfata;
• na bazi nikl-kobalt-aluminijuma;
• na bazi nikl-kobalt-mangana.

Sve ove baterije imaju svoje karakteristike, ali budući da ove nijanse nisu od fundamentalnog značaja za općeg potrošača, neće se razmatrati u ovom članku.

Također, sve Li-ion baterije se proizvode u različitim veličinama i faktorima oblika. Mogu biti u kućištu (na primjer, danas popularni 18650) ili laminirani ili prizmatični (gel-polimer baterije). Potonje su hermetički zatvorene vrećice napravljene od posebnog filma, koje sadrže elektrode i elektrodnu masu.

Najčešće veličine litij-ionskih baterija prikazane su u donjoj tabeli (sve imaju nominalni napon od 3,7 volti):

Unutrašnji elektrohemijski procesi se odvijaju na isti način i ne ovise o faktoru forme i dizajnu baterije, tako da sve što je dole navedeno važi podjednako za sve litijumske baterije.

Kako pravilno puniti litijum-jonske baterije

Najispravniji način punjenja litijumskih baterija je punjenje u dvije faze. Ovo je metod koji Sony koristi u svim svojim punjačima. Unatoč složenijem kontroleru punjenja, ovo osigurava potpunije punjenje litij-ionskih baterija bez smanjenja njihovog vijeka trajanja.

Ovdje govorimo o dvostepenom profilu punjenja za litijumske baterije, skraćeno CC/CV (konstantna struja, konstantni napon). Postoje i opcije s impulsnim i koraknim strujama, ali o njima se ne govori u ovom članku. Više o punjenju pulsnom strujom možete pročitati.

Dakle, pogledajmo detaljnije obje faze punjenja.

1. U prvoj fazi Mora se osigurati stalna struja punjenja. Trenutna vrijednost je 0,2-0,5C. Za ubrzano punjenje, dozvoljeno je povećanje struje na 0,5-1,0C (gdje je C kapacitet baterije).

Na primjer, za bateriju kapaciteta 3000 mAh, nominalna struja punjenja u prvoj fazi je 600-1500 mA, a ubrzana struja punjenja može biti u rasponu od 1,5-3A.

Da bi se osigurala stalna struja punjenja određene vrijednosti, krug punjača mora biti u stanju povećati napon na terminalima baterije. Zapravo, u prvoj fazi punjač radi kao klasični stabilizator struje.

Bitan: Ako planirate puniti baterije s ugrađenom zaštitnom pločom (PCB), tada prilikom projektiranja kruga punjača morate osigurati da napon otvorenog kruga kruga nikada ne može prijeći 6-7 volti. U suprotnom, zaštitna ploča se može oštetiti.

U trenutku kada napon na bateriji poraste na 4,2 volta, baterija će dobiti otprilike 70-80% svog kapaciteta (konkretna vrijednost kapaciteta ovisit će o struji punjenja: s ubrzanim punjenjem bit će nešto manja, sa nominalna naplata - malo više). Ovaj trenutak označava kraj prve faze punjenja i služi kao signal za prelazak u drugu (i završnu) fazu.

2. Druga faza punjenja- ovo je punjenje baterije konstantnim naponom, ali postupno opadajućom (opadajućom) strujom.

U ovoj fazi, punjač održava napon od 4,15-4,25 volti na bateriji i kontrolira trenutnu vrijednost.

Kako se kapacitet povećava, struja punjenja će se smanjiti. Čim se njegova vrijednost smanji na 0,05-0,01C, proces punjenja se smatra završenim.

Važna nijansa ispravnog rada punjača je njegovo potpuno odvajanje od baterije nakon završetka punjenja. To je zbog činjenice da je za litijumske baterije krajnje nepoželjno da ostanu pod visokim naponom dugo vremena, što obično osigurava punjač (tj. 4,18-4,24 volta). To dovodi do ubrzane degradacije kemijskog sastava baterije i, kao posljedica, smanjenja njenog kapaciteta. Dugotrajan boravak znači desetine sati ili više.

Tokom druge faze punjenja, baterija uspeva da dobije otprilike 0,1-0,15 više od svog kapaciteta. Ukupna napunjenost baterije tako dostiže 90-95%, što je odličan pokazatelj.

Pogledali smo dvije glavne faze punjenja. Međutim, obrada pitanja punjenja litijumskih baterija bila bi nepotpuna da se ne spominje još jedna faza punjenja - tzv. precharge.

Preliminarna faza punjenja (prethodno punjenje)- ova faza se koristi samo za duboko ispražnjene baterije (ispod 2,5 V) kako bi se dovele u normalan način rada.

U ovoj fazi, punjenje je osigurano smanjenom konstantnom strujom sve dok napon baterije ne dostigne 2,8 V.

Preliminarna faza je neophodna kako bi se spriječilo bubrenje i smanjenje tlaka (ili čak eksplozija vatrom) oštećenih baterija koje imaju, na primjer, unutrašnji kratki spoj između elektroda. Ako se velika struja punjenja odmah prođe kroz takvu bateriju, to će neizbježno dovesti do njenog zagrijavanja, a onda ovisi.

Još jedna prednost prethodnog punjenja je prethodno zagrevanje baterije, što je važno kada se puni na niskim temperaturama okoline (u negrijanoj prostoriji tokom hladne sezone).

Inteligentno punjenje bi trebalo da bude u stanju da prati napon na bateriji tokom preliminarne faze punjenja i, ako napon ne raste duže vreme, zaključi da je baterija neispravna.

Sve faze punjenja litijum-jonske baterije (uključujući fazu prethodnog punjenja) shematski su prikazane na ovom grafikonu:

Prekoračenje nazivnog napona punjenja za 0,15 V može smanjiti vijek trajanja baterije za polovicu. Smanjenje napona punjenja za 0,1 volt smanjuje kapacitet napunjene baterije za oko 10%, ali značajno produžava njen vijek trajanja. Napon potpuno napunjene baterije nakon vađenja iz punjača je 4,1-4,15 volti.

Dozvolite mi da sumiram gore navedeno i iznesem glavne tačke:

1. Koju struju trebam koristiti za punjenje li-jonske baterije (na primjer, 18650 ili bilo koje druge)?

Struja će ovisiti o tome koliko brzo želite da ga punite i može se kretati od 0,2C do 1C.

Na primjer, za bateriju veličine 18650 s kapacitetom od 3400 mAh, minimalna struja punjenja je 680 mA, a maksimalna je 3400 mA.

2. Koliko dugo je potrebno da se pune, na primjer, iste 18650 baterije?

Vrijeme punjenja direktno ovisi o struji punjenja i izračunava se pomoću formule:

T = C / I punjenje.

Na primjer, vrijeme punjenja naše baterije od 3400 mAh sa strujom od 1A bit će oko 3,5 sata.

3. Kako pravilno napuniti litijum-polimersku bateriju?

Sve litijumske baterije pune se na isti način. Nije bitno da li je litijum polimer ili litijum jonski. Za nas potrošače nema razlike.

Šta je zaštitna ploča?

Zaštitna ploča (ili PCB - ploča za kontrolu napajanja) je dizajnirana da zaštiti od kratkog spoja, prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja litijumske baterije. Zaštita od pregrijavanja je po pravilu ugrađena i u module zaštite.

Iz sigurnosnih razloga, zabranjeno je koristiti litijumske baterije u kućanskim aparatima osim ako nemaju ugrađenu zaštitnu ploču. Zato sve baterije mobilnih telefona uvijek imaju PCB ploču. Izlazni terminali baterije nalaze se direktno na ploči:

Ove ploče koriste šestokraki kontroler punjenja na specijalizovanom uređaju (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 i drugi analozi). Zadatak ovog kontrolera je da odvoji bateriju od opterećenja kada je baterija potpuno ispražnjena i isključi bateriju iz punjenja kada dostigne 4,25V.

Evo, na primjer, dijagrama ploče za zaštitu baterije BP-6M koja je bila isporučena sa starim Nokia telefonima:

Ako govorimo o 18650, mogu se proizvoditi sa ili bez zaštitne ploče. Zaštitni modul se nalazi u blizini negativnog terminala baterije.

Ploča povećava dužinu baterije za 2-3 mm.

Baterije bez PCB modula obično su uključene u baterije koje dolaze s vlastitim zaštitnim krugovima.

Svaka baterija sa zaštitom može se lako pretvoriti u bateriju bez zaštite;

Danas je maksimalni kapacitet baterije 18650 3400 mAh. Baterije sa zaštitom moraju imati odgovarajuću oznaku na kućištu ("Protected").

Nemojte brkati PCB ploču sa PCM modulom (PCM - modul napajanja). Ako prvi služe samo u svrhu zaštite baterije, onda su drugi dizajnirani za kontrolu procesa punjenja - ograničavaju struju punjenja na datom nivou, kontroliraju temperaturu i općenito osiguravaju cijeli proces. PCM ploča je ono što zovemo kontroler punjenja.

Nadam se da sada više nema pitanja, kako napuniti 18650 bateriju ili bilo koju drugu litijumsku bateriju? Zatim prelazimo na mali izbor gotovih rješenja sklopova za punjače (isti kontroleri punjenja).

Šeme punjenja za Li-ion baterije

Svi krugovi su prikladni za punjenje bilo koje litijumske baterije, ostaje samo odlučiti o struji punjenja i bazi elemenata.

LM317

Dijagram jednostavnog punjača na bazi LM317 čipa s indikatorom napunjenosti:

Krug je najjednostavniji, cijela postavka se svodi na postavljanje izlaznog napona na 4,2 volta pomoću trim otpornika R8 (bez priključene baterije!) i podešavanje struje punjenja odabirom otpornika R4, R6. Snaga otpornika R1 je najmanje 1 W.

Čim se LED ugasi, proces punjenja se može smatrati završenim (struja punjenja se nikada neće smanjiti na nulu). Nije preporučljivo držati bateriju na ovom punjenju dugo vremena nakon što je potpuno napunjena.

Mikrokrug lm317 se široko koristi u raznim stabilizatorima napona i struje (ovisno o strujnom krugu). Prodaje se na svakom uglu i općenito košta peni (možete uzeti 10 komada ukupno za 55 rubalja).

LM317 dolazi u različitim kućištima:

Dodjela pinova (pinout):

Analozi LM317 čipa su: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (posljednja dva su domaće proizvodnje).

Struja punjenja se može povećati na 3A ako uzmete LM350 umjesto LM317. Biće, međutim, skuplje - 11 rub/komad.

Štampana ploča i sklop kola su prikazani u nastavku:

Stari sovjetski tranzistor KT361 može se zamijeniti sličnim pnp tranzistorom (na primjer, KT3107, KT3108 ili buržujski 2N5086, 2SA733, BC308A). Može se potpuno ukloniti ako indikator punjenja nije potreban.

Nedostatak kola: napon napajanja mora biti u rasponu od 8-12V. To je zbog činjenice da za normalan rad LM317 čipa razlika između napona baterije i napona napajanja mora biti najmanje 4,25 volti. Stoga ga neće biti moguće napajati iz USB porta.

MAX1555 ili MAX1551

MAX1551/MAX1555 su specijalizovani punjači za Li+ baterije, koji mogu da rade sa USB-a ili sa zasebnog adaptera za napajanje (na primer, punjač za telefon).

Jedina razlika između ovih mikro krugova je u tome što MAX1555 proizvodi signal koji ukazuje na proces punjenja, a MAX1551 proizvodi signal da je napajanje uključeno. One. 1555 je i dalje poželjniji u većini slučajeva, tako da je 1551 sada teško naći u prodaji.

Detaljan opis ovih mikro krugova od proizvođača je.

Maksimalni ulazni napon iz DC adaptera je 7 V, kada se napaja preko USB-a - 6 V. Kada napon napajanja padne na 3,52 V, mikrokolo se isključuje i punjenje prestaje.

Mikrokrug sam detektuje na kom je ulazu prisutan napon napajanja i povezuje se na njega. Ako se napajanje napaja preko USB magistrale, tada je maksimalna struja punjenja ograničena na 100 mA - to vam omogućava da uključite punjač u USB priključak bilo kojeg računala bez straha od spaljivanja južnog mosta.

Kada se napaja odvojenim napajanjem, tipična struja punjenja je 280 mA.

Čipovi imaju ugrađenu zaštitu od pregrijavanja. Ali čak i u ovom slučaju, krug nastavlja da radi, smanjujući struju punjenja za 17 mA za svaki stepen iznad 110°C.

Postoji funkcija prethodnog punjenja (vidi gore): sve dok je napon baterije ispod 3V, mikrokolo ograničava struju punjenja na 40 mA.

Mikrokolo ima 5 pinova. Evo tipičnog dijagrama povezivanja:

Ako postoji garancija da napon na izlazu vašeg adaptera ni pod kojim okolnostima ne može prijeći 7 volti, onda možete bez stabilizatora 7805.

Opcija USB punjenja se može sklopiti, na primjer, na ovom.

Mikrokrug ne zahtijeva ni vanjske diode ni eksterne tranzistori. Općenito, naravno, prekrasne male stvari! Samo što su premalene i nezgodne za lemljenje. A i skupi su ().

LP2951

Stabilizator LP2951 proizvodi National Semiconductors (). Omogućava implementaciju ugrađene funkcije ograničavanja struje i omogućava vam da generišete stabilan nivo napona punjenja za litijum-jonsku bateriju na izlazu kola.

Napon punjenja je 4,08 - 4,26 volti i postavlja se otpornikom R3 kada je baterija isključena. Napon se održava vrlo precizno.

Struja punjenja je 150 - 300mA, ova vrijednost je ograničena unutarnjim krugovima LP2951 čipa (ovisno o proizvođaču).

Koristite diodu s malom obrnutom strujom. Na primjer, to može biti bilo koja serija 1N400X koju možete kupiti. Dioda se koristi kao dioda za blokiranje kako bi se spriječila povratna struja iz baterije u LP2951 čip kada je ulazni napon isključen.

Ovaj punjač proizvodi prilično nisku struju punjenja, tako da se svaka 18650 baterija može puniti preko noći.

Mikrokolo se može kupiti na DIP paket, iu telu SOIC(košta oko 10 rubalja po komadu).

MCP73831

Čip vam omogućava da kreirate prave punjače, a takođe je jeftiniji od popularnog MAX1555.

Tipičan dijagram povezivanja je preuzet iz:

Važna prednost kruga je odsustvo snažnih otpornika niskog otpora koji ograničavaju struju punjenja. Ovdje se struja postavlja otpornikom spojenim na 5. pin mikrokola. Njegov otpor bi trebao biti u rasponu od 2-10 kOhm.

Sastavljen punjač izgleda ovako:

Mikrokrug se prilično dobro zagrijava tokom rada, ali čini se da mu to ne smeta. Ispunjava svoju funkciju.

Evo još jedne verzije štampane ploče sa SMD LED i mikro-USB konektorom:

LTC4054 (STC4054)

Vrlo jednostavna shema, odlična opcija! Omogućava punjenje strujom do 800 mA (vidi). Istina, ima tendenciju da se jako zagrije, ali u ovom slučaju ugrađena zaštita od pregrijavanja smanjuje struju.

Krug se može značajno pojednostaviti izbacivanjem jedne ili čak obje LED diode s tranzistorom. Tada će to izgledati ovako (morate priznati, ne može biti jednostavnije: par otpornika i jedan kondenzator):

Jedna od opcija štampanih ploča dostupna je na . Ploča je dizajnirana za elemente standardne veličine 0805.

I=1000/R. Ne biste trebali odmah postaviti visoku struju; prvo vidite koliko će se mikrokolo zagrijati. Za svoje potrebe uzeo sam otpornik od 2,7 kOhm, a struja punjenja je bila oko 360 mA.

Malo je vjerovatno da će biti moguće prilagoditi radijator ovom mikrokrugu, a nije činjenica da će biti efikasan zbog visoke toplinske otpornosti spoja kristalnog kućišta. Proizvođač preporučuje da se hladnjak napravi “kroz provodnike” – da tragovi budu što deblji i da se folija ostavi ispod tijela čipa. Općenito, što je više "zemljane" folije ostalo, to bolje.

Inače, najveći dio topline se odvodi kroz 3. krak, tako da ovaj trag možete učiniti vrlo širokim i debelim (napunite ga viškom lema).

LTC4054 paket čipa može biti označen kao LTH7 ili LTADY.

LTH7 se razlikuje od LTADY-a po tome što prvi može podići vrlo praznu bateriju (na kojoj je napon manji od 2,9 volti), dok drugi ne može (treba ga ljuljati zasebno).

Čip se pokazao vrlo uspješnim, tako da ima gomilu analoga: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4080, YPM4054 1, VS6102 , HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Prije upotrebe bilo kojeg od analoga, provjerite tehničke listove.

TP4056

Mikrokolo je napravljeno u kućištu SOP-8 (vidi), na trbuhu ima metalni hladnjak koji nije spojen na kontakte, što omogućava efikasnije odvođenje topline. Omogućava punjenje baterije strujom do 1A (struja ovisi o otporniku za podešavanje struje).

Za dijagram povezivanja potreban je minimum visećih elemenata:

Kolo provodi klasični proces punjenja - prvo punjenje konstantnom strujom, zatim konstantnim naponom i opadajućom strujom. Sve je naučno. Ako pogledate punjenje korak po korak, možete razlikovati nekoliko faza:

1. Praćenje napona priključene baterije (ovo se stalno dešava).
2. Faza predpunjenja (ako je baterija prazna ispod 2,9 V). Napunite strujom od 1/10 od one koju je programirao otpornik R prog (100 mA na R prog = 1,2 kOhm) do nivoa od 2,9 V.
3. Punjenje maksimalnom konstantnom strujom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
4. Kada baterija dostigne 4,2 V, napon na bateriji je fiksiran na ovom nivou. Počinje postepeno smanjenje struje punjenja.
5. Kada struja dostigne 1/10 one koju je programirao otpornik R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), punjač se isključuje.
6. Nakon što je punjenje završeno, kontroler nastavlja pratiti napon baterije (vidi točku 1). Struja koju troši strujni krug je 2-3 µA. Nakon što napon padne na 4.0V, punjenje počinje ponovo. I tako u krug.

Struja punjenja (u amperima) se izračunava po formuli I=1200/R prog. Dozvoljeni maksimum je 1000 mA.

Pravi test punjenja sa baterijom od 3400 mAh 18650 prikazan je na grafikonu:

Prednost mikrokola je u tome što struju punjenja postavlja samo jedan otpornik. Snažni otpornici niskog otpora nisu potrebni. Plus tu je indikator procesa punjenja, kao i indikacija kraja punjenja. Kada baterija nije priključena, indikator treperi svakih nekoliko sekundi.

Napon napajanja kruga treba biti unutar 4,5...8 volti. Što je bliže 4,5V, to bolje (tako da se čip manje zagrijava).

Prva noga se koristi za povezivanje temperaturnog senzora ugrađenog u litijum-jonsku bateriju (obično srednji terminal baterije mobilnog telefona). Ako je izlazni napon ispod 45% ili iznad 80% napona napajanja, punjenje se prekida. Ako vam nije potrebna kontrola temperature, samo stavite tu nogu na tlo.

Pažnja! Ovaj krug ima jedan značajan nedostatak: nepostojanje zaštitnog kruga od obrnutog polariteta baterije. U ovom slučaju, kontroler će zajamčeno izgorjeti zbog prekoračenja maksimalne struje. U ovom slučaju, napon napajanja kruga direktno ide na bateriju, što je vrlo opasno.

Pečat je jednostavan i može se napraviti za sat vremena na kolenu. Ako je vrijeme bitno, možete naručiti gotove module. Neki proizvođači gotovih modula dodaju zaštitu od prekomjerne struje i prekomjernog pražnjenja (na primjer, možete odabrati koju ploču trebate - sa ili bez zaštite i s kojim konektorom).

Možete pronaći i gotove ploče sa kontaktom za senzor temperature. Ili čak modul za punjenje s nekoliko paralelnih TP4056 čipova za povećanje struje punjenja i sa zaštitom od obrnutog polariteta ( primjer).

LTC1734

Također vrlo jednostavna shema. Struja punjenja je podešena otpornikom R prog (na primjer, ako instalirate otpornik od 3 kOhm, struja će biti 500 mA).

Mikro kola su obično označena na kućištu: LTRG (često se mogu naći u starim Samsung telefonima).

Bilo koji pnp tranzistor je prikladan, glavna stvar je da je dizajniran za datu struju punjenja.

Na prikazanom dijagramu nema indikatora napunjenosti, ali na LTC1734 se kaže da pin “4” (Prog) ima dvije funkcije - podešavanje struje i praćenje kraja punjenja baterije. Na primjer, prikazano je kolo s kontrolom kraja punjenja pomoću komparatora LT1716.

LT1716 komparator u ovom slučaju može se zamijeniti jeftinim LM358.

TL431 + tranzistor

Vjerojatno je teško smisliti sklop koji koristi pristupačnije komponente. Najteže je ovdje pronaći izvor referentnog napona TL431. Ali oni su toliko česti da se nalaze gotovo posvuda (rijetko kada izvor napajanja radi bez ovog mikrokruga).

Pa, TIP41 tranzistor se može zamijeniti bilo kojim drugim s odgovarajućom strujom kolektora. Čak će i stari sovjetski KT819, KT805 (ili manje moćni KT815, KT817) moći.

Postavljanje kola se svodi na postavljanje izlaznog napona (bez baterije!!!) pomoću trim otpornika na 4,2 volta. Otpornik R1 postavlja maksimalnu vrijednost struje punjenja.

Ovaj krug u potpunosti implementira dvostepeni proces punjenja litijumskih baterija - prvo punjenje jednosmjernom strujom, zatim prelazak na fazu stabilizacije napona i glatko smanjenje struje na gotovo nulu. Jedini nedostatak je loša ponovljivost kola (kapriciozna je u postavljanju i zahtjevna za komponente koje se koriste).

MCP73812

Postoji još jedno nezasluženo zanemareno mikrokolo iz Microchipa - MCP73812 (vidi). Na osnovu toga dobija se vrlo jeftina opcija punjenja (i jeftina!). Cijeli body kit je samo jedan otpornik!

Inače, mikrokolo je napravljeno u paketu pogodnom za lemljenje - SOT23-5.

Jedini nedostatak je što se jako zagrije i nema indikacije napunjenosti. Također nekako ne radi vrlo pouzdano ako imate izvor napajanja male snage (što uzrokuje pad napona).

Općenito, ako vam indikacija punjenja nije važna, a struja od 500 mA vam odgovara, onda je MCP73812 vrlo dobra opcija.

NCP1835

Nudi se potpuno integrisano rešenje - NCP1835B, koje obezbeđuje visoku stabilnost napona punjenja (4,2 ±0,05 V).

Možda je jedini nedostatak ovog mikrokola njegova suviše minijaturna veličina (futrola DFN-10, veličine 3x3 mm). Ne može svatko osigurati kvalitetno lemljenje takvih minijaturnih elemenata.

Među neospornim prednostima želim napomenuti sljedeće:

1. Minimalni broj dijelova tijela.
2. Mogućnost punjenja potpuno ispražnjene baterije (struja predpunjenja 30 mA);
3. Određivanje kraja punjenja.
4. Programabilna struja punjenja - do 1000 mA.
5. Indikacija punjenja i greške (može detektovati baterije koje se ne mogu puniti i to signalizirati).
6. Zaštita od dugotrajnog punjenja (promjenom kapacitivnosti kondenzatora C t možete podesiti maksimalno vrijeme punjenja od 6,6 do 784 minuta).

Cijena mikrokola nije baš jeftina, ali nije ni toliko visoka (~1$) da biste mogli odbiti da ga koristite. Ako vam odgovara lemilica, preporučio bih da odaberete ovu opciju.

Detaljniji opis je u.

Mogu li puniti litijum-jonsku bateriju bez kontrolera?

Da, možeš. Međutim, to će zahtijevati blisku kontrolu struje i napona punjenja.

Općenito, neće biti moguće napuniti bateriju, na primjer, naš 18650, bez punjača. Još uvijek morate nekako ograničiti maksimalnu struju punjenja, tako da će i dalje biti potrebna barem najprimitivnija memorija.

Najjednostavniji punjač za bilo koju litijumsku bateriju je otpornik povezan serijski sa baterijom:

Otpor i disipacija snage otpornika zavise od napona izvora napajanja koji će se koristiti za punjenje.

Kao primjer, izračunajmo otpornik za napajanje od 5 volti. Punićemo bateriju 18650 kapaciteta 2400 mAh.

Dakle, na samom početku punjenja, pad napona na otporniku će biti:

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

Recimo da je naše napajanje od 5V predviđeno za maksimalnu struju od 1A. Krug će potrošiti najveću struju na samom početku punjenja, kada je napon na bateriji minimalan i iznosi 2,7-2,8 volti.

Pažnja: ovi proračuni ne uzimaju u obzir mogućnost da baterija bude jako duboko ispražnjena i da napon na njoj može biti mnogo niži, čak i na nulu.

Dakle, otpor otpornika potreban za ograničavanje struje na samom početku punjenja na 1 Amper bi trebao biti:

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

Rasipanje snage otpornika:

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

Na samom kraju punjenja baterije, kada se napon na njoj približi 4,2 V, struja punjenja će biti:

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

Odnosno, kao što vidimo, sve vrijednosti ne prelaze dozvoljene granice za datu bateriju: početna struja ne prelazi maksimalnu dozvoljenu struju punjenja za datu bateriju (2,4 A), a konačna struja premašuje struju kada baterija više ne dobija kapacitet (0,24 A).

Glavni nedostatak takvog punjenja je potreba za stalnim praćenjem napona na bateriji. I ručno isključite punjenje čim napon dostigne 4,2 volta. Činjenica je da litijumske baterije vrlo loše podnose čak i kratkotrajni prenapon - mase elektroda počinju brzo degradirati, što neizbježno dovodi do gubitka kapaciteta. Istovremeno se stvaraju svi preduslovi za pregrijavanje i smanjenje pritiska.

Ako vaša baterija ima ugrađenu zaštitnu ploču, o čemu je bilo riječi gore, onda sve postaje jednostavnije. Kada se dostigne određeni napon na bateriji, sama ploča će je odvojiti od punjača. Međutim, ovaj način punjenja ima značajne nedostatke, o kojima smo govorili u.

Zaštita ugrađena u bateriju neće dozvoliti njeno prepunjavanje ni pod kojim okolnostima. Sve što treba da uradite je da kontrolišete struju punjenja tako da ne prelazi dozvoljene vrednosti za datu bateriju (nažalost, zaštitne ploče ne mogu ograničiti struju punjenja).

Punjenje pomoću laboratorijskog napajanja

Ako imate napajanje sa strujnom zaštitom (ograničenjem), onda ste spašeni! Takav izvor napajanja je već punopravni punjač koji implementira ispravan profil punjenja, o čemu smo pisali gore (CC/CV).

Sve što treba da uradite da biste napunili li-ion je da podesite napajanje na 4,2 volta i podesite željeno ograničenje struje. I možete spojiti bateriju.

U početku, kada je baterija još uvijek prazna, laboratorijsko napajanje će raditi u režimu strujne zaštite (tj. stabiliziraće izlaznu struju na datom nivou). Zatim, kada napon na banci poraste na postavljenih 4,2V, napajanje će se prebaciti u režim stabilizacije napona, a struja će početi opadati.

Kada struja padne na 0,05-0,1C, baterija se može smatrati potpuno napunjenom.

Kao što vidite, laboratorijsko napajanje je gotovo idealan punjač! Jedina stvar koju ne može učiniti automatski je donijeti odluku da potpuno napuni bateriju i isključi se. Ali ovo je sitnica na koju ne treba ni obraćati pažnju.

Kako napuniti litijumske baterije?

A ako govorimo o bateriji za jednokratnu upotrebu koja nije namijenjena za punjenje, onda je tačan (i jedini ispravan) odgovor na ovo pitanje NE.

Činjenica je da bilo koju litijumsku bateriju (na primjer, uobičajeni CR2032 u obliku ravne tablete) karakterizira prisutnost unutarnjeg pasivizirajućeg sloja koji pokriva litijsku anodu. Ovaj sloj sprečava hemijsku reakciju između anode i elektrolita. A dovod vanjske struje uništava gornji zaštitni sloj, što dovodi do oštećenja baterije.

Usput, ako govorimo o nepunjivoj CR2032 bateriji, onda je LIR2032, koja je vrlo slična njoj, već punopravna baterija. Može se i treba naplatiti. Samo njegov napon nije 3, već 3,6V.

O tome kako puniti litijumske baterije (bilo da se radi o bateriji telefona, 18650 ili bilo kojoj drugoj li-ion bateriji) raspravljalo se na početku članka.

Litijumske baterije se sve više koriste u raznim mobilnim uređajima i, donekle sa zakašnjenjem, elektronskim igračkama. Ono što je ranije dobijalo energiju iz 3 AA baterije sada se može napajati jednom Li-Ion, formata (ili veličine) 18650. U stvari, ovo je skoro kopija AA. Samo je malo komplikovanija od stare baterije (nikl). Predlažemo korištenje gotovih Li-Po USB blokova punjača koji su prikladni za LiPo/LiIon ćelije.

Imaju samo dvije LED diode - crvena ako se puni, zelena ako je potpuno napunjena. Mali, praktični i jeftini uređaji bazirani na TP4056 čipu.

USB punjač za TP4056

Većina ovih kontrolera punjenja ima jedan otpornik koji postavlja struju punjenja, tako da nakon proučavanja tablice podataka o mikrokrugu postaje jasno kako ga promijeniti u širokim granicama. Struja punjenja je podešena otpornikom R4, zalemljen je otpornik od 1,2 kOhm, što odgovara struji punjenja od približno 1 A. Proveli smo eksperimente, a evo vrijednosti koje smo dobili s drugim vrijednostima:

Na osnovu dobijenih vrijednosti, možete napraviti graf struje u odnosu na otpor za punjač TP4056.

Ova shema se ne može koristiti za druge vrste baterija, ali litijumske baterije svih vrsta savršeno rade s njom. Nudimo odličnu opciju: limenka iz baterije starog neispravnog mobilnog telefona ili laptopa, plus ovaj uređaj. A sada imate veliki, stabilan izvor napona od 4 V koji može zamijeniti konvencionalne baterije u velikom broju slučajeva. A punit će se sa standardnog USB izlaza od 5 volti. Ali prema tehničkom listu za mikro krug, on uspješno radi u rasponu ulaznog napona od 1-8 V.