Saya menyambut semua orang yang mampir. Ulasan ini akan fokus, seperti yang mungkin sudah Anda duga, pada satu modifikasi menarik dari modul pengisian daya “rakyat”. TP4056 untuk arus 3A dan penggunaan kecil sebagai pengisi daya litium buatan sendiri. Akan ada sedikit pengujian dan contoh sederhana pembuatan charger dari komponen murah, jadi jika ada yang berminat silahkan.

Nah, inilah modifikasi syal “folk” yang sama:

Penerapan papan ini:

• Mengisi daya baterai Li-Ion yang terpasang di perangkat akhir. Kasus yang umum terjadi adalah perangkat memiliki beberapa kaleng paralel dan 1A terlalu kecil. Nah nilai sendiri, ada dua atau tiga bank masing-masing 2,6-3Ah, total kapasitasnya sekitar 6-7Ah. Mengisi daya baterai seperti itu akan memakan waktu sekitar 7-8 jam, dan dengan syal ini – sekitar 3 jam. Contohnya adalah bank daya buatan sendiri, obeng nirkabel, dan obeng mini
• Merakit pengisi daya "cepat" Anda sendiri untuk satu atau dua baterai. Baterai modern berkapasitas tinggi pada 3300-3500mah dapat dengan mudah mengambil 3-4A, dan terlebih lagi dua bank paralel (sebelum mengisi daya, lebih baik menyamakan potensinya). Pabrikan sendiri mengizinkan beberapa kaleng untuk diisi dengan arus 3-4A, hal ini tertulis di lembar data kaleng tersebut.

• Konektor input – Port DC 5mm + pin duplikat;
• Tegangan masukan - 4.5V-5.5V
• Tegangan pengisian akhir - 4.2V (baterai Li-Ion);
• Arus pengisian maksimum - 3A;
• Jumlah modul TP4056 - 4 (maks. arus percepatan 4A);
• Indikasi – LED dua warna terpisah (merah/hijau);
• Perlindungan polaritas terbalik - tidak;
• Dimensi - 65mm*15mm.

• Papan pengisi daya 4*TP4056 3A;
• LED berkaki tiga dua warna (lampu merah/biru);
• Konektor DC 5mm.

Syal dikirimkan dalam paket kecil biasa, tiba di saya dalam dua hingga tiga minggu. Di dalam paket ada semacam perlindungan - dua lembar busa polietilen yang direkatkan, di dalamnya ada syal:

Tampilan dekat papan pengisi daya:

Tidak ada yang supernatural dalam desain sirkuit - kami hanya mengambil dan memparalelkan 4 pengontrol TP4056, sekaligus mengurangi arus pengisian maksimum untuk setiap pengontrol dari 1A menjadi 750mA. Pada awalnya saya tidak mengerti mengapa arus pengisian maksimum hanya 3A, karena ada empat pengontrol, tetapi melihat lebih dekat, saya tidak melihat resistor SMD 1,2Khm seperti biasanya, tetapi yang 1,6Khm. Selain itu, ada resistor 1,6K di semua lengan:

Izinkan saya mengingatkan Anda tentang tabel arus pengisian maksimum tergantung pada nilai resistor pengatur arus:

Dalam kasus kami, ada resistor 1,6Kohm untuk setiap pengontrol, 750mA per lengan. Oleh karena itu, total arus pengisian maksimum adalah 3A. Ini menjadi lebih baik, syal menjadi lebih panas, dan 4A sudah terlalu banyak. Sebaliknya jika membutuhkan arus pengisian 4A, kita ganti 4 resistor.

Kemungkinan besar, tidak mungkin mengatur arus pengisian total dengan menyolder resistor pemangkas/variabel, karena harus diatur untuk setiap pengontrol.

Singkatnya, bagi mereka yang merasa kesulitan atau tidak ingin menyolder sendiri syal rakyat, ini adalah solusi yang baik untuk masalah tersebut.

Ukuran syal:

Berikut perbandingannya dengan papan “rakyat” TP4056 untuk baterai dan dudukan 1A, 18650:

Jika perlu, Anda dapat menggigit bagian depan papan tempat konektor DC disolder dan menyolder ke kontak 5V+ atau 5V-, atau langsung ke trek yang sesuai:

Ini akan membuat panjang syal menjadi lebih pendek 1 sentimeter. Saya sudah membuat ulang syal rakyat sebelumnya, dan inilah yang terjadi:

Dalam kasus kami, semuanya sangat sederhana, karena trek pada papan sirkuit tercetak tidak rusak. Tentunya bagi yang membutuhkan konektor DC, kita tinggalkan atau solder melalui kabel ke kontak 5V+ atau 5V-. Konektor MicroUSB dan miniUSB tidak diinginkan di sini; konektor tersebut akan menjadi sangat panas karena tidak dirancang untuk arus seperti itu. Dan tidak diperlukan, karena sebagian besar adaptor memiliki batas 2,5A. Namun di sisi lain, jika adaptor tidak mati saat kelebihan beban, maka kita menghemat catu daya diskrit, dan arusnya akan sedikit berkurang. Oleh karena itu, terserah Anda...

Pengujian papan 4*TP4056 3A:

Seperti yang Anda lihat, muatan sebenarnya mengalir dengan arus konstan 3A (fase CC), hingga tegangan pada bank melebihi 3,9V-3,95V, kemudian mulai menurun secara bertahap (fase CV dimulai). Segera setelah tegangan pada bank menjadi 4.2V, warna LED berubah menjadi hijau, menandakan bahwa pengisian daya telah selesai. Walaupun karena inersia arus masih terus mengalir:

Setelah itu, selama 10-15 menit lagi arusnya berkurang, sedangkan tegangan pada baterai adalah 4,21V. Segera setelah arus turun menjadi 150mA, pengontrol mematikan muatan sepenuhnya, dan tegangan pada bank turun menjadi 4,2V.

Modul ini mengisi daya kaleng Sanyo UR18650ZY 2600mah yang hampir “diperas” dalam 75-80 menit. Yah, bagus sekali!

Contoh kecil merakit charger 3A sendiri:

1) Papan itu sendiri yang ditinjau adalah TP4056*:

Anda membutuhkan tembaga, bukan berlapis tembaga. Cara menentukannya mudah - kita bersihkan dengan pisau dan jika uratnya mulai mengkilat dan tidak timah, berarti kawat tersebut berlapis tembaga (aluminium dilapisi tembaga). Saya merekomendasikan akustik berkualitas tinggi atau rumah tangga, seperti SHVVP.

5) Unit catu daya (PSU) 5V 5-6A (dengan cadangan). Saya menggunakan PSU S-30-5 pada 5V/6A*:

Anda dapat menggunakan catu daya 12V 2-3A yang umum ditemukan, yang disertakan dengan berbagai perangkat, dan konverter step-down 5A DC-DC (dapat menampung 3A dengan stabil). Namun ada beberapa kelemahan di sini, karena rangkaian menjadi lebih rumit dan biaya pengisi daya meningkat. Oleh karena itu, jika tidak tersedia catu daya yang sesuai, maka kita menggunakan catu daya komputer. Beban tambahan sebesar 15W tidak menakutkan baginya, kecuali, tentu saja, dia sudah bekerja pada batas kemampuannya. Jika tersedia konektor Molex gratis, maka memasang adaptor ke konektor tersebut tidak akan sulit. Dalam hal ini kita membutuhkan kabel berwarna merah (+) dan hitam (-).

Jadi, kami menemukan komponennya. Sekarang perakitan itu sendiri:

Kami mengambil tempat baterai dan memotong plastik di ujung kawat (alur bawah di foto):

Kemudian kami menyolder kabel daya dengan atau tanpa konektor, tergantung opsi mana yang Anda pilih. Kami membengkokkan LED berkaki tiga sesuai kebijaksanaan kami, tetapi agar tidak memperpendek ujungnya, kami meregangkan insulasi dari kawat apa pun di atasnya:

Kami menutupi papan dengan penutup plastik dari saluran kabel atau casing serupa dan membungkusnya dengan pita listrik terkenal :-). Ternyata cukup buatan tangan, tetapi yang utama berhasil:

Periksa kontrol, semuanya berfungsi:

Saya tidak menyolder konektornya, tetapi menghubungkannya langsung ke catu daya. Saya sarankan menyolder konektor yang sesuai yang dapat menahan aliran arus 3A jangka panjang. Itu saja untukku...

Kelebihan:

• Basis elemen yang andal dan telah teruji selama bertahun-tahun;
• Arus muatan tinggi;
• Kemungkinan meningkatkan arus pengisian hingga 4A dengan mengganti resistor pengatur arus;
• Ukuran kecil;
• Mudah dipasang dan dioperasikan.

• Harganya terlalu tinggi;
• Syal tidak dimaksudkan untuk mengisi daya rakitan berurutan (2S, 3S, 4S, dan lainnya tidak bisa);
• Memerlukan daya eksternal;
• Takut akan pembalikan polaritas;
• Beberapa penghambatan fase pengisian terakhir (CV).

Kesimpulan: modifikasi yang berguna

Sulit untuk menilai karakteristik pengisi daya tertentu tanpa memahami bagaimana seharusnya pengisian baterai li-ion dilakukan. Oleh karena itu, sebelum langsung ke diagram, mari kita ingat sedikit teorinya.

Apa itu baterai litium?

Tergantung pada bahan apa elektroda positif baterai litium dibuat, ada beberapa jenisnya:

• dengan katoda litium kobaltat;
• dengan katoda berdasarkan besi fosfat litium;
• berdasarkan nikel-kobalt-aluminium;
• berdasarkan nikel-kobalt-mangan.

Semua baterai ini memiliki karakteristiknya masing-masing, tetapi karena nuansa ini tidak terlalu penting bagi konsumen umum, maka nuansa tersebut tidak akan dibahas dalam artikel ini.

Selain itu, semua baterai li-ion diproduksi dalam berbagai ukuran dan faktor bentuk. Baterai tersebut dapat berbentuk casing (misalnya, 18650 yang populer saat ini) atau dilaminasi atau prismatik (baterai gel-polimer). Yang terakhir adalah kantong tertutup rapat yang terbuat dari film khusus, yang berisi elektroda dan massa elektroda.

Ukuran baterai li-ion yang paling umum ditunjukkan pada tabel di bawah ini (semuanya memiliki tegangan nominal 3,7 volt):

Proses elektrokimia internal berlangsung dengan cara yang sama dan tidak bergantung pada faktor bentuk dan desain baterai, jadi semua hal di bawah ini berlaku sama untuk semua baterai litium.

Cara mengisi baterai lithium-ion dengan benar

Cara mengisi baterai litium yang paling benar adalah dengan mengisi daya dalam dua tahap. Ini adalah metode yang digunakan Sony di semua pengisi dayanya. Meskipun pengontrol pengisian daya lebih kompleks, hal ini memastikan pengisian baterai li-ion lebih lengkap tanpa mengurangi masa pakainya.

Di sini kita berbicara tentang profil pengisian dua tahap untuk baterai litium, disingkat CC/CV (arus konstan, tegangan konstan). Ada juga opsi dengan arus pulsa dan langkah, tetapi tidak dibahas dalam artikel ini. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang pengisian daya dengan arus berdenyut.

Jadi, mari kita lihat kedua tahap pengisian daya secara lebih detail.

1. Pada tahap pertama Arus pengisian yang konstan harus dipastikan. Nilai saat ini adalah 0,2-0,5C. Untuk pengisian yang dipercepat, diperbolehkan untuk meningkatkan arus menjadi 0,5-1,0C (di mana C adalah kapasitas baterai).

Misalnya untuk baterai berkapasitas 3000 mAh, arus pengisian nominal pada tahap pertama adalah 600-1500 mA, dan arus pengisian yang dipercepat dapat berada pada kisaran 1,5-3A.

Untuk memastikan arus pengisian yang konstan dengan nilai tertentu, rangkaian pengisi daya harus mampu meningkatkan tegangan pada terminal baterai. Faktanya, pada tahap pertama pengisi daya berfungsi sebagai penstabil arus klasik.

Penting: Jika Anda berencana untuk mengisi daya baterai dengan papan pelindung internal (PCB), maka saat merancang rangkaian pengisi daya, Anda perlu memastikan bahwa tegangan rangkaian terbuka tidak boleh melebihi 6-7 volt. Jika tidak, papan pelindung mungkin rusak.

Pada saat tegangan pada baterai naik menjadi 4,2 volt, baterai akan memperoleh sekitar 70-80% dari kapasitasnya (nilai kapasitas spesifik akan tergantung pada arus pengisian: dengan pengisian yang dipercepat akan menjadi sedikit lebih sedikit, dengan a biaya nominal - sedikit lebih). Momen ini menandai berakhirnya pengisian tahap pertama dan berfungsi sebagai sinyal peralihan ke tahap kedua (dan terakhir).

2. Tahap pengisian kedua- ini mengisi baterai dengan tegangan konstan, tetapi arusnya berkurang (turun) secara bertahap.

Pada tahap ini, pengisi daya mempertahankan tegangan 4,15-4,25 volt pada baterai dan mengontrol nilai arus.

Ketika kapasitas meningkat, arus pengisian akan berkurang. Begitu nilainya turun menjadi 0,05-0,01C, proses pengisian dianggap selesai.

Nuansa penting dari pengoperasian pengisi daya yang benar adalah pemutusan total dari baterai setelah pengisian daya selesai. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa untuk baterai lithium sangat tidak diinginkan untuk tetap berada di bawah tegangan tinggi untuk waktu yang lama, yang biasanya disediakan oleh pengisi daya (yaitu 4,18-4,24 volt). Hal ini menyebabkan percepatan degradasi komposisi kimia baterai dan, sebagai akibatnya, penurunan kapasitasnya. Tinggal jangka panjang berarti puluhan jam atau lebih.

Selama pengisian tahap kedua, baterai berhasil memperoleh sekitar 0,1-0,15 lebih banyak dari kapasitasnya. Total daya baterai mencapai 90-95%, yang merupakan indikator yang sangat baik.

Kami melihat dua tahap utama pengisian daya. Namun, liputan masalah pengisian baterai litium tidak akan lengkap jika tidak disebutkan tahap pengisian lainnya - yang disebut. biaya awal.

Tahap pengisian awal (precharge)- tahap ini hanya digunakan untuk baterai yang sangat kosong (di bawah 2,5 V) untuk membawanya ke mode pengoperasian normal.

Pada tahap ini, muatan diberikan dengan arus searah yang dikurangi hingga tegangan baterai mencapai 2,8 V.

Tahap awal diperlukan untuk mencegah pembengkakan dan depresurisasi (atau bahkan ledakan dengan api) pada baterai rusak yang, misalnya, mengalami korsleting internal antar elektroda. Jika arus muatan yang besar segera dilewatkan melalui baterai seperti itu, ini pasti akan menyebabkan pemanasannya, dan kemudian tergantung.

Manfaat lain dari pengisian daya terlebih dahulu adalah pemanasan awal baterai, yang penting saat mengisi daya pada suhu sekitar yang rendah (di ruangan yang tidak berpemanas selama musim dingin).

Pengisian daya cerdas harus dapat memantau voltase baterai selama tahap pengisian awal dan, jika voltase tidak naik dalam waktu lama, menarik kesimpulan bahwa baterai rusak.

Semua tahapan pengisian baterai lithium-ion (termasuk tahap pra-pengisian) digambarkan secara skematis dalam grafik ini:

Melebihi tegangan pengisian terukur sebesar 0,15V dapat mengurangi masa pakai baterai hingga setengahnya. Menurunkan tegangan pengisian sebesar 0,1 volt akan mengurangi kapasitas baterai yang terisi sekitar 10%, namun secara signifikan memperpanjang masa pakainya. Tegangan baterai yang terisi penuh setelah dikeluarkan dari charger adalah 4,1-4,15 volt.

Izinkan saya meringkas hal di atas dan menguraikan poin-poin utamanya:

1. Arus apa yang harus saya gunakan untuk mengisi baterai li-ion (misalnya 18650 atau lainnya)?

Arusnya akan bergantung pada seberapa cepat Anda ingin mengisi dayanya dan dapat berkisar dari 0,2C hingga 1C.

Misalnya untuk baterai ukuran 18650 berkapasitas 3400 mAh, arus pengisian minimumnya adalah 680 mA, dan maksimumnya adalah 3400 mA.

2. Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengisi, misalnya baterai 18650 yang sama?

Waktu pengisian secara langsung bergantung pada arus pengisian dan dihitung menggunakan rumus:

T = C / saya menagih.

Misalnya, waktu pengisian baterai 3400 mAh dengan arus 1A adalah sekitar 3,5 jam.

3. Bagaimana cara mengisi baterai lithium-polimer dengan benar?

Semua baterai lithium diisi dengan cara yang sama. Tidak masalah apakah itu polimer litium atau ion litium. Bagi kami konsumen, tidak ada perbedaan.

Apa itu papan perlindungan?

Papan pelindung (atau PCB - papan kontrol daya) dirancang untuk melindungi terhadap korsleting, pengisian daya berlebih, dan pengosongan baterai litium secara berlebihan. Biasanya, perlindungan terhadap panas berlebih juga disertakan dalam modul perlindungan.

Demi alasan keamanan, dilarang menggunakan baterai litium pada peralatan rumah tangga kecuali jika memiliki papan pelindung internal. Itu sebabnya semua baterai ponsel selalu memiliki papan PCB. Terminal keluaran baterai terletak langsung di papan:

Papan ini menggunakan pengontrol muatan berkaki enam pada perangkat khusus (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 dan analog lainnya). Tugas pengontrol ini adalah memutuskan baterai dari beban ketika baterai sudah benar-benar habis dan memutuskan baterai dari pengisian ketika sudah mencapai 4,25V.

Berikut ini, misalnya, diagram papan pelindung baterai BP-6M yang disertakan dengan ponsel Nokia lama:

Jika kita berbicara tentang 18650, mereka dapat diproduksi dengan atau tanpa papan pelindung. Modul proteksi terletak di dekat terminal negatif baterai.

Papan menambah panjang baterai sebesar 2-3 mm.

Baterai tanpa modul PCB biasanya disertakan dalam baterai yang dilengkapi dengan sirkuit pelindungnya sendiri.

Baterai apa pun yang dilindungi dapat dengan mudah berubah menjadi baterai tanpa perlindungan;

Saat ini kapasitas maksimal baterai 18650 adalah 3400 mAh. Baterai dengan pelindung harus memiliki sebutan yang sesuai pada casingnya ("Dilindungi").

Jangan bingung antara papan PCB dengan modul PCM (PCM - modul pengisian daya). Jika yang pertama hanya berfungsi untuk melindungi baterai, maka yang kedua dirancang untuk mengontrol proses pengisian - membatasi arus pengisian pada tingkat tertentu, mengontrol suhu dan, secara umum, memastikan seluruh proses. Papan PCM adalah apa yang kami sebut pengontrol muatan.

Saya harap sekarang tidak ada pertanyaan lagi, bagaimana cara mengisi baterai 18650 atau baterai lithium lainnya? Kemudian kita beralih ke pilihan kecil solusi sirkuit siap pakai untuk pengisi daya (pengontrol muatan yang sama).

Skema pengisian baterai li-ion

Semua sirkuit cocok untuk mengisi daya baterai litium apa pun; yang tersisa hanyalah menentukan arus pengisian dan basis elemen.

LM317

Diagram pengisi daya sederhana berdasarkan chip LM317 dengan indikator pengisian daya:

Rangkaian ini adalah yang paling sederhana, keseluruhan pengaturannya adalah mengatur tegangan keluaran menjadi 4,2 volt menggunakan resistor pemangkas R8 (tanpa baterai yang terhubung!) dan mengatur arus pengisian dengan memilih resistor R4, R6. Kekuatan resistor R1 minimal 1 Watt.

Segera setelah LED padam, proses pengisian dianggap selesai (arus pengisian tidak akan pernah turun hingga nol). Tidak disarankan untuk membiarkan baterai tetap terisi daya dalam waktu lama setelah terisi penuh.

Sirkuit mikro lm317 banyak digunakan di berbagai stabilisator tegangan dan arus (tergantung rangkaian koneksi). Dijual di setiap sudut dan biasanya berharga satu sen (Anda dapat mengambil total 10 buah untuk 55 rubel).

LM317 hadir dalam rumah yang berbeda:

Penetapan pin (pinout):

Analog dari chip LM317 adalah: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (dua yang terakhir diproduksi di dalam negeri).

Arus pengisian dapat ditingkatkan menjadi 3A jika Anda menggunakan LM350, bukan LM317. Namun, biayanya akan lebih mahal - 11 gosok/potong.

Papan sirkuit tercetak dan rakitan sirkuit ditunjukkan di bawah ini:

Transistor Soviet lama KT361 dapat diganti dengan transistor pnp serupa (misalnya, KT3107, KT3108 atau borjuis 2N5086, 2SA733, BC308A). Itu dapat dilepas seluruhnya jika indikator pengisian daya tidak diperlukan.

Kerugian dari rangkaian: tegangan suplai harus berada pada kisaran 8-12V. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa untuk pengoperasian normal chip LM317, perbedaan antara tegangan baterai dan tegangan suplai harus minimal 4,25 Volt. Oleh karena itu, tidak mungkin untuk menyalakannya dari port USB.

MAX1555 atau MAX1551

MAX1551/MAX1555 adalah pengisi daya khusus untuk baterai Li+, yang mampu beroperasi dari USB atau dari adaptor daya terpisah (misalnya, pengisi daya telepon).

Satu-satunya perbedaan antara sirkuit mikro ini adalah MAX1555 menghasilkan sinyal yang menunjukkan proses pengisian daya, dan MAX1551 menghasilkan sinyal bahwa daya menyala. Itu. 1555 masih lebih disukai dalam banyak kasus, jadi 1551 sekarang sulit ditemukan untuk dijual.

Penjelasan rinci tentang sirkuit mikro ini dari pabrikan adalah.

Tegangan input maksimum dari adaptor DC adalah 7 V, ketika ditenagai oleh USB - 6 V. Ketika tegangan suplai turun menjadi 3,52 V, sirkuit mikro mati dan pengisian daya berhenti.

Sirkuit mikro itu sendiri mendeteksi input mana yang memiliki tegangan suplai dan menghubungkannya. Jika daya disuplai melalui bus USB, maka arus pengisian maksimum dibatasi hingga 100 mA - ini memungkinkan Anda menyambungkan pengisi daya ke port USB komputer mana pun tanpa takut jembatan selatan terbakar.

Saat ditenagai oleh catu daya terpisah, arus pengisian tipikal adalah 280 mA.

Chip ini memiliki perlindungan panas berlebih bawaan. Namun bahkan dalam kasus ini, rangkaian terus beroperasi, mengurangi arus muatan sebesar 17 mA untuk setiap derajat di atas 110°C.

Ada fungsi pra-pengisian (lihat di atas): selama tegangan baterai di bawah 3V, sirkuit mikro membatasi arus pengisian hingga 40 mA.

Sirkuit mikro memiliki 5 pin. Berikut adalah diagram koneksi yang khas:

Jika ada jaminan bahwa tegangan pada output adaptor Anda dalam keadaan apa pun tidak boleh melebihi 7 volt, maka Anda dapat melakukannya tanpa stabilizer 7805.

Opsi pengisian daya USB dapat dipasang, misalnya, yang satu ini.

Sirkuit mikro tidak memerlukan dioda eksternal atau transistor eksternal. Secara umum, tentu saja, hal-hal kecil yang indah! Hanya saja ukurannya terlalu kecil dan tidak nyaman untuk disolder. Dan harganya juga mahal ().

LP2951

Stabilizer LP2951 diproduksi oleh National Semiconductors (). Ini menyediakan penerapan fungsi pembatas arus bawaan dan memungkinkan Anda menghasilkan tingkat tegangan pengisian yang stabil untuk baterai lithium-ion pada output rangkaian.

Tegangan pengisiannya adalah 4,08 - 4,26 volt dan diatur oleh resistor R3 saat baterai dilepas. Tegangan dijaga dengan sangat tepat.

Arus pengisian adalah 150 - 300mA, nilai ini dibatasi oleh sirkuit internal chip LP2951 (tergantung pabrikan).

Gunakan dioda dengan arus balik kecil. Misalnya, seri 1N400X mana pun yang dapat Anda beli. Dioda digunakan sebagai dioda pemblokiran untuk mencegah arus balik dari baterai ke chip LP2951 ketika tegangan input dimatikan.

Pengisi daya ini menghasilkan arus pengisian yang cukup rendah, sehingga baterai 18650 mana pun dapat diisi dalam semalam.

Sirkuit mikro dapat dibeli di paket celup, dan di dalam tubuh SOIK(harganya sekitar 10 rubel per potong).

MCP73831

Chip ini memungkinkan Anda membuat pengisi daya yang tepat, dan juga lebih murah daripada MAX1555 yang banyak digemari.

Diagram koneksi tipikal diambil dari:

Keuntungan penting dari rangkaian ini adalah tidak adanya resistor kuat dengan resistansi rendah yang membatasi arus muatan. Di sini arus diatur oleh resistor yang terhubung ke pin ke-5 dari rangkaian mikro. Resistensinya harus berada di kisaran 2-10 kOhm.

Pengisi daya yang dirakit terlihat seperti ini:

Sirkuit mikro memanas dengan cukup baik selama pengoperasian, tetapi hal ini tampaknya tidak mengganggunya. Itu memenuhi fungsinya.

Berikut adalah versi lain dari papan sirkuit tercetak dengan LED SMD dan konektor micro-USB:

LTC4054 (STC4054)

Skema yang sangat sederhana, pilihan bagus! Memungkinkan pengisian daya dengan arus hingga 800 mA (lihat). Benar, ini cenderung menjadi sangat panas, tetapi dalam kasus ini, perlindungan panas berlebih yang ada di dalamnya mengurangi arus.

Rangkaian ini dapat disederhanakan secara signifikan dengan membuang satu atau bahkan kedua LED dengan transistor. Maka akan terlihat seperti ini (harus Anda akui, ini sangat sederhana: beberapa resistor dan satu kondensor):

Salah satu opsi papan sirkuit tercetak tersedia di . Papan dirancang untuk elemen ukuran standar 0805.

Saya=1000/R. Anda tidak boleh langsung menyetel arus tinggi; lihat dulu seberapa panas sirkuit mikro. Untuk keperluan saya, saya mengambil resistor 2,7 kOhm, dan arus pengisian ternyata sekitar 360 mA.

Kecil kemungkinannya untuk mengadaptasi radiator ke sirkuit mikro ini, dan bukan fakta bahwa ini akan efektif karena ketahanan termal yang tinggi dari sambungan kotak kristal. Pabrikan merekomendasikan untuk membuat heat sink “melalui kabel” - membuat jejak setebal mungkin dan meninggalkan foil di bawah badan chip. Secara umum, semakin banyak lapisan “bumi” yang tersisa, semakin baik.

Omong-omong, sebagian besar panas dibuang melalui kaki ke-3, sehingga Anda dapat membuat jejak ini sangat lebar dan tebal (isi dengan solder berlebih).

Paket chip LTC4054 mungkin diberi label LTH7 atau LTADY.

LTH7 berbeda dari LTADY karena yang pertama dapat mengangkat baterai yang sangat lemah (yang tegangannya kurang dari 2,9 volt), sedangkan yang kedua tidak bisa (Anda harus mengayunkannya secara terpisah).

Chip tersebut ternyata sangat sukses, sehingga memiliki banyak analog: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, , HX600 1, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Sebelum menggunakan analog apa pun, periksa lembar data.

TP4056

Sirkuit mikro dibuat dalam wadah SOP-8 (lihat), ia memiliki heat sink logam di perutnya yang tidak terhubung ke kontak, yang memungkinkan pembuangan panas lebih efisien. Memungkinkan Anda mengisi baterai dengan arus hingga 1A (arusnya tergantung pada resistor pengatur arus).

Diagram koneksi memerlukan elemen gantung minimal:

Sirkuit ini menerapkan proses pengisian klasik - pertama mengisi daya dengan arus konstan, kemudian dengan tegangan konstan dan arus turun. Semuanya ilmiah. Jika kita melihat pengisian langkah demi langkah, kita dapat membedakan beberapa tahapan:

1. Memantau tegangan baterai yang terhubung (ini terjadi setiap saat).
2. Fase pra-pengisian (jika baterai habis di bawah 2,9 V). Isi daya dengan arus 1/10 dari yang diprogram oleh resistor R prog (100 mA pada R prog = 1,2 kOhm) hingga level 2,9 V.
3. Mengisi daya dengan arus konstan maksimum (1000 mA pada R prog = 1,2 kOhm);
4. Ketika baterai mencapai 4,2 V, tegangan pada baterai ditetapkan pada level ini. Penurunan arus pengisian secara bertahap dimulai.
5. Ketika arus mencapai 1/10 dari arus yang diprogram oleh resistor R prog (100 mA pada R prog = 1,2 kOhm), pengisi daya mati.
6. Setelah pengisian selesai, pengontrol terus memantau tegangan baterai (lihat poin 1). Arus yang dikonsumsi oleh rangkaian pemantauan adalah 2-3 µA. Setelah tegangan turun menjadi 4.0V, pengisian daya dimulai kembali. Begitu seterusnya dalam lingkaran.

Arus muatan (dalam ampere) dihitung dengan rumus I=1200/R program. Maksimum yang diizinkan adalah 1000 mA.

Tes pengisian sebenarnya dengan baterai 3400 mAh 18650 ditunjukkan pada grafik:

Keuntungan dari rangkaian mikro adalah arus muatan diatur hanya oleh satu resistor. Resistor resistansi rendah yang kuat tidak diperlukan. Ditambah lagi terdapat indikator proses pengisian daya, serta indikasi selesainya pengisian daya. Bila baterai tidak tersambung, indikator berkedip setiap beberapa detik.

Tegangan suplai rangkaian harus berada dalam 4,5...8 volt. Semakin mendekati 4,5V, semakin baik (sehingga pemanasan chip lebih sedikit).

Kaki pertama digunakan untuk menghubungkan sensor suhu yang terpasang pada baterai lithium-ion (biasanya terminal tengah baterai ponsel). Jika tegangan keluaran di bawah 45% atau di atas 80% tegangan suplai, pengisian daya dihentikan. Jika Anda tidak memerlukan pengatur suhu, cukup tanamkan kaki itu di tanah.

Perhatian! Sirkuit ini memiliki satu kelemahan signifikan: tidak adanya sirkuit perlindungan polaritas terbalik baterai. Dalam hal ini, pengontrol dijamin akan terbakar karena melebihi arus maksimum. Dalam hal ini, tegangan suplai rangkaian langsung menuju ke baterai, yang sangat berbahaya.

Stempelnya sederhana dan dapat dilakukan dalam waktu satu jam dengan berlutut. Jika waktu sangat penting, Anda dapat memesan modul yang sudah jadi. Beberapa produsen modul siap pakai menambahkan perlindungan terhadap arus berlebih dan pelepasan berlebih (misalnya, Anda dapat memilih papan mana yang Anda perlukan - dengan atau tanpa perlindungan, dan dengan konektor yang mana).

Anda juga dapat menemukan papan siap pakai dengan kontak untuk sensor suhu. Atau bahkan modul pengisian daya dengan beberapa chip TP4056 paralel untuk meningkatkan arus pengisian dan dengan perlindungan polaritas terbalik ( contoh).

LTC1734

Juga skema yang sangat sederhana. Arus pengisian diatur oleh resistor R prog (misalnya, jika Anda memasang resistor 3 kOhm, arusnya akan menjadi 500 mA).

Sirkuit mikro biasanya ditandai pada casing: LTRG (sering ditemukan di ponsel Samsung lama).

Transistor pnp apa pun bisa digunakan, asalkan dirancang untuk arus pengisian tertentu.

Tidak ada indikator pengisian daya pada diagram yang ditunjukkan, tetapi pada LTC1734 dikatakan bahwa pin "4" (Prog) memiliki dua fungsi - mengatur arus dan memantau akhir pengisian daya baterai. Misalnya, rangkaian dengan kontrol akhir muatan menggunakan komparator LT1716 ditampilkan.

Komparator LT1716 dalam hal ini dapat diganti dengan LM358 yang murah.

TL431 + transistor

Mungkin sulit untuk membuat sirkuit yang menggunakan komponen yang lebih terjangkau. Hal tersulit di sini adalah menemukan sumber tegangan referensi TL431. Namun mereka sangat umum sehingga dapat ditemukan hampir di mana-mana (jarang sumber listrik dapat berfungsi tanpa sirkuit mikro ini).

Nah, transistor TIP41 bisa diganti dengan transistor lain yang arus kolektornya sesuai. Bahkan KT819 Soviet lama, KT805 (atau KT815, KT817 yang kurang bertenaga) bisa digunakan.

Pengaturan rangkaian turun ke pengaturan tegangan output (tanpa baterai!!!) menggunakan resistor trim pada 4,2 volt. Resistor R1 menetapkan nilai maksimum arus pengisian.

Sirkuit ini sepenuhnya menerapkan proses dua tahap pengisian baterai litium - pertama mengisi daya dengan arus searah, kemudian beralih ke fase stabilisasi tegangan dan dengan lancar mengurangi arus hingga hampir nol. Satu-satunya kelemahan adalah pengulangan sirkuit yang buruk (pengaturannya berubah-ubah dan menuntut komponen yang digunakan).

MCP73812

Ada sirkuit mikro lain yang diabaikan dari Microchip - MCP73812 (lihat). Berdasarkan itu, diperoleh opsi pengisian yang sangat hemat (dan murah!). Seluruh body kit hanyalah satu resistor!

Omong-omong, sirkuit mikro dibuat dalam paket ramah solder - SOT23-5.

Satu-satunya negatif adalah menjadi sangat panas dan tidak ada indikasi pengisian daya. Ini juga tidak berfungsi dengan baik jika Anda memiliki sumber daya berdaya rendah (yang menyebabkan penurunan tegangan).

Secara umum, jika indikasi pengisian daya tidak penting bagi Anda, dan arus 500 mA cocok untuk Anda, maka MCP73812 adalah pilihan yang sangat baik.

NCP1835

Solusi terintegrasi penuh ditawarkan - NCP1835B, memberikan stabilitas tegangan pengisian yang tinggi (4,2 ±0,05 V).

Mungkin satu-satunya kelemahan dari sirkuit mikro ini adalah ukurannya yang terlalu mini (casing DFN-10, ukuran 3x3 mm). Tidak semua orang dapat melakukan penyolderan berkualitas tinggi untuk elemen miniatur tersebut.

Di antara keuntungan yang tidak dapat disangkal, saya ingin mencatat hal-hal berikut:

1. Jumlah minimum bagian tubuh.
2. Kemungkinan mengisi baterai yang benar-benar kosong (arus pra-pengisian 30 mA);
3. Menentukan akhir pengisian.
4. Arus pengisian yang dapat diprogram - hingga 1000 mA.
5. Indikasi pengisian daya dan kesalahan (mampu mendeteksi baterai yang tidak dapat diisi ulang dan menandakan hal ini).
6. Perlindungan terhadap pengisian daya jangka panjang (dengan mengubah kapasitansi kapasitor C t, Anda dapat mengatur waktu pengisian maksimum dari 6,6 hingga 784 menit).

Biaya sirkuit mikro tidak bisa dibilang murah, tetapi juga tidak terlalu mahal (~$1) sehingga Anda dapat menolak untuk menggunakannya. Jika Anda merasa nyaman dengan besi solder, saya sarankan memilih opsi ini.

Penjelasan lebih detail ada di.

Bisakah saya mengisi baterai lithium-ion tanpa pengontrol?

Ya kamu bisa. Namun, hal ini memerlukan kontrol yang ketat terhadap arus dan tegangan pengisian.

Secara umum, tidak mungkin mengisi daya baterai, misalnya 18650 kami, tanpa pengisi daya. Anda masih perlu membatasi arus pengisian maksimum, jadi setidaknya memori paling primitif masih diperlukan.

Pengisi daya paling sederhana untuk baterai lithium apa pun adalah resistor yang dihubungkan secara seri dengan baterai:

Resistansi dan disipasi daya pada resistor bergantung pada tegangan sumber listrik yang akan digunakan untuk pengisian.

Sebagai contoh, mari kita hitung resistor untuk catu daya 5 Volt. Kami akan mengisi baterai 18650 dengan kapasitas 2400 mAh.

Jadi, pada awal pengisian, penurunan tegangan pada resistor adalah:

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

Katakanlah catu daya 5V kita memiliki arus maksimum 1A. Rangkaian akan mengkonsumsi arus tertinggi pada awal pengisian, ketika tegangan pada baterai minimal yaitu sebesar 2,7-2,8 Volt.

Perhatian: perhitungan ini tidak memperhitungkan kemungkinan bahwa daya baterai akan sangat habis dan tegangan pada baterai mungkin jauh lebih rendah, bahkan hingga nol.

Jadi, resistansi resistor yang diperlukan untuk membatasi arus pada awal pengisian sebesar 1 Ampere adalah:

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

Disipasi daya resistor:

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

Pada akhir pengisian baterai, ketika tegangan melewatinya mendekati 4,2 V, arus pengisian akan menjadi:

Saya mengisi daya = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A

Artinya, seperti yang bisa kita lihat, semua nilai tidak melampaui batas yang diizinkan untuk baterai tertentu: arus awal tidak melebihi arus pengisian maksimum yang diizinkan untuk baterai tertentu (2,4 A), dan arus akhir melebihi arus di mana baterai tidak lagi memperoleh kapasitas (0,24 A).

Kerugian utama dari pengisian daya tersebut adalah kebutuhan untuk terus memantau tegangan baterai. Dan matikan charge secara manual segera setelah tegangan mencapai 4,2 Volt. Faktanya adalah bahwa baterai litium tidak dapat mentolerir tegangan berlebih dalam jangka pendek dengan sangat buruk - massa elektroda mulai terdegradasi dengan cepat, yang pasti menyebabkan hilangnya kapasitas. Pada saat yang sama, semua prasyarat untuk panas berlebih dan depresurisasi telah tercipta.

Jika baterai Anda memiliki papan pelindung internal, seperti yang telah dibahas di atas, semuanya menjadi lebih sederhana. Ketika tegangan tertentu pada baterai tercapai, papan itu sendiri akan melepaskannya dari pengisi daya. Namun, metode pengisian daya ini memiliki kelemahan signifikan, yang telah kita bahas.

Perlindungan yang terpasang pada baterai tidak akan membiarkannya terisi daya secara berlebihan dalam keadaan apa pun. Yang harus Anda lakukan adalah mengontrol arus pengisian daya agar tidak melebihi nilai yang diizinkan untuk baterai tertentu (sayangnya, papan pelindung tidak dapat membatasi arus pengisian daya).

Mengisi daya menggunakan catu daya laboratorium

Jika Anda memiliki catu daya dengan proteksi arus (batasan), maka Anda selamat! Sumber listrik seperti itu sudah merupakan pengisi daya lengkap yang menerapkan profil pengisian daya yang benar, seperti yang kami tulis di atas (CC/CV).

Yang perlu Anda lakukan untuk mengisi daya li-ion adalah mengatur catu daya ke 4,2 volt dan mengatur batas arus yang diinginkan. Dan Anda dapat menghubungkan baterai.

Awalnya, ketika baterai masih kosong, catu daya laboratorium akan beroperasi dalam mode proteksi arus (yaitu, akan menstabilkan arus keluaran pada tingkat tertentu). Kemudian, ketika tegangan pada bank naik ke set 4.2V, catu daya akan beralih ke mode stabilisasi tegangan, dan arus akan mulai turun.

Ketika arus turun menjadi 0,05-0,1C, baterai dianggap terisi penuh.

Seperti yang Anda lihat, catu daya laboratorium hampir merupakan pengisi daya yang ideal! Satu-satunya hal yang tidak dapat dilakukan secara otomatis adalah membuat keputusan untuk mengisi penuh baterai dan mematikannya. Tapi ini adalah hal kecil yang bahkan tidak boleh Anda perhatikan.

Bagaimana cara mengisi baterai litium?

Dan jika kita berbicara tentang baterai sekali pakai yang tidak dimaksudkan untuk diisi ulang, maka jawaban yang benar (dan satu-satunya yang benar) untuk pertanyaan ini adalah TIDAK.

Faktanya adalah bahwa setiap baterai litium (misalnya, CR2032 biasa dalam bentuk tablet datar) dicirikan oleh adanya lapisan pasif internal yang menutupi anoda litium. Lapisan ini mencegah reaksi kimia antara anoda dan elektrolit. Dan pasokan arus eksternal merusak lapisan pelindung di atas, menyebabkan kerusakan pada baterai.

Ngomong-ngomong, jika kita berbicara tentang baterai CR2032 yang tidak dapat diisi ulang, maka LIR2032, yang sangat mirip dengannya, sudah merupakan baterai yang lengkap. Itu dapat dan harus diisi. Hanya tegangannya bukan 3, tapi 3,6V.

Cara mengisi baterai lithium (baik itu baterai ponsel, 18650 atau baterai li-ion lainnya) telah dibahas di awal artikel.

Baterai litium semakin banyak digunakan di berbagai perangkat seluler dan, agak terlambat, di mainan elektronik. Apa yang sebelumnya menerima energi dari 3 baterai AA kini dapat ditenagai oleh satu Li-Ion, format (atau ukuran) 18650. Sebenarnya, ini hampir seperti salinan AA. Hanya saja sedikit lebih rumit dibandingkan baterai tipe lama (nikel). Kami menyarankan untuk menggunakan blok pengisi daya USB Li-Po siap pakai yang cocok untuk sel LiPo/LiIon.

Mereka hanya memiliki dua LED - merah jika sedang diisi, hijau jika terisi penuh. Perangkat kecil, nyaman dan murah berdasarkan chip TP4056.

Pengisi daya USB untuk TP4056

Sebagian besar pengontrol muatan ini memiliki satu resistor yang mengatur arus muatan, jadi setelah mempelajari lembar data pada sirkuit mikro, menjadi jelas bagaimana mengubahnya dalam batas yang luas. Arus pengisian diatur oleh resistor R4; secara default, resistor 1,2 kOhm disolder, yang sesuai dengan arus pengisian sekitar 1 A. Kami melakukan percobaan, dan berikut adalah nilai yang kami dapatkan dengan nilai lain:

Berdasarkan nilai yang diperoleh, Anda dapat membuat grafik arus versus hambatan untuk pengisi daya TP4056.

Skema ini tidak dapat digunakan untuk jenis baterai lain, tetapi semua jenis baterai litium berfungsi sempurna dengannya. Kami menawarkan pilihan yang sangat baik: satu kaleng dari baterai ponsel lama yang tidak berfungsi atau ponsel laptop, ditambah perangkat ini. Dan sekarang Anda memiliki sumber tegangan 4 V yang luas dan stabil yang dapat menggantikan baterai konvensional dalam berbagai kasus. Dan itu akan diisi dari output USB standar 5 volt. Namun menurut lembar data untuk sirkuit mikro, ia berhasil bekerja pada kisaran tegangan input 1-8 V.