Każdy może znaleźć się w sytuacji, w której naładowanie telefonu komórkowego w zwykły sposób nie jest możliwe. W takich sytuacjach z pomocą mogą przyjść zwykłe baterie, które znacznie łatwiej znaleźć, zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych.
Aby naładować telefon komórkowy z konwencjonalnych baterii, potrzebujemy:
- 4 baterie palcowe;
- rezystor 2 omy;
- dioda prostownicza;
- gniazdo ładowania i pojemnik na akumulator.
Autor wykorzystuje lampkę nocną jako podstawę przyszłej ładowarki. W lampie, której używa autor, wszystkie baterie są połączone po kolei. Zatem całkowite napięcie wynosi 6 woltów. Większość telefonów komórkowych używa do ładowania 5-woltowych ładowarek, dlatego musimy użyć rezystora ograniczającego, aby bateria telefonu nie została uszkodzona przez otrzymane napięcie.
Jeśli chodzi o diodę prostowniczą, prawie każda się nada. Jest to konieczne, aby zapobiec odwróceniu baterii, gdy są całkowicie rozładowane. Tej diody nie można używać tylko wtedy, gdy nie wyciska się całego ładunku z akumulatorów do samego końca. Autor na przykład go nie używa.
Przede wszystkim demontujemy lampę. Urządzenie, z którego korzysta autor pomysłu, posiada przełącznik, który również jest opcjonalny.
Możesz użyć połączenia USB jako złącza. Z kabla USB potrzebujemy tylko dwóch przewodów - czerwonego i czarnego, które są odpowiednio przewodami dodatnim i ujemnym.
Rezystor jest podłączony do dodatniego bieguna akumulatora.
Podłączamy drugi koniec rezystora do diody, jeśli występuje.
Podłączamy minus z akumulatora, a także drugi koniec rezystora do gniazda USB, przestrzegając biegunowości.
Z boku obudowy wykonujemy przegrodę na USB. W razie potrzeby dodatkowo przymocuj złącze za pomocą pistoletu do klejenia.
Zbieramy wszystko z powrotem. Nasza przenośna ładowarka jest gotowa. Pozostaje tylko włożyć baterie i wypróbować w akcji.
Trudno ocenić charakterystykę konkretnej ładowarki bez zrozumienia, jak w rzeczywistości powinien przebiegać przykładowy ładunek akumulatora litowo-jonowego. Dlatego zanim przejdziemy bezpośrednio do obwodów, przypomnijmy sobie trochę teorii.
Czym są baterie litowe
W zależności od materiału, z którego wykonana jest elektroda dodatnia baterii litowej, istnieje kilka ich odmian:
- z katodą litowo-kobaltanową;
- z katodą na bazie litowanego fosforanu żelaza;
- na bazie niklu-kobaltu-aluminium;
- na bazie niklu-kobaltu-manganu.
Wszystkie te baterie mają swoje własne cechy, ale ponieważ te niuanse nie mają fundamentalnego znaczenia dla ogólnego konsumenta, nie zostaną omówione w tym artykule.
Ponadto wszystkie akumulatory litowo-jonowe są produkowane w różnych rozmiarach i kształtach. Mogą być w wersji w obudowie (np. popularne dziś akumulatory 18650) lub w wersji laminowanej lub pryzmatycznej (akumulatory żelowo-polimerowe). Te ostatnie to hermetycznie zamykane worki wykonane ze specjalnej folii, w których umieszczone są elektrody oraz masa elektrodowa.
Najpopularniejsze rozmiary akumulatorów litowo-jonowych pokazano w poniższej tabeli (wszystkie mają napięcie nominalne 3,7 wolta):
| Przeznaczenie | Rozmiar | Podobny rozmiar |
|---|---|---|
| XXYY0, Gdzie XX- oznaczenie średnicy w mm, YY- wartość długości w mm, 0 - odzwierciedla wykonanie w formie walca |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø odpowiada AAA, ale połowa długości) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2AA | |
| 14270 | ŘAA, długość CR2 | |
| 14430 | Ø 14 mm (jak AA), ale krótsze | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (lub 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (lub 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (lub 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | Z | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Wewnętrzne procesy elektrochemiczne przebiegają w ten sam sposób i nie zależą od kształtu ani wydajności baterii, więc wszystko, co powiedziano poniżej, dotyczy w równym stopniu wszystkich baterii litowych.
Jak prawidłowo ładować akumulatory litowo-jonowe
Najbardziej prawidłowym sposobem ładowania akumulatorów litowych jest ładowanie w dwóch etapach. Tę metodę stosuje Sony we wszystkich swoich ładowarkach. Pomimo bardziej złożonego kontrolera ładowania zapewnia to pełniejsze ładowanie akumulatorów litowo-jonowych bez skracania ich żywotności.
Tutaj mówimy o dwustopniowym profilu ładowania baterii litowych, w skrócie CC / CV (stały prąd, stałe napięcie). Istnieją również opcje z prądami pulsacyjnymi i schodkowymi, ale nie są one uwzględnione w tym artykule. Możesz przeczytać więcej o ładowaniu prądem pulsującym.
Rozważmy więc bardziej szczegółowo oba etapy ładowania.
1. Na pierwszym etapie musi być zapewniony stały prąd ładowania. Obecna wartość to 0,2-0,5C. W przypadku przyspieszonego ładowania dozwolone jest zwiększenie prądu do 0,5-1,0 C (gdzie C to pojemność akumulatora).
Na przykład dla akumulatora o pojemności 3000 mAh nominalny prąd ładowania w pierwszym etapie wynosi 600-1500 mA, a przyspieszony prąd ładowania może mieścić się w zakresie 1,5-3A.
Aby zapewnić stały prąd ładowania o zadanej wartości, obwód ładowarki (ładowarka) musi mieć możliwość podniesienia napięcia na zaciskach akumulatora. W rzeczywistości w pierwszym etapie pamięć działa jak klasyczny stabilizator prądu.
Ważny: jeśli planujesz ładować akumulatory za pomocą wbudowanej płytki zabezpieczającej (PCB), to projektując obwód ładowarki, musisz upewnić się, że napięcie obwodu otwartego obwodu nigdy nie może przekroczyć 6-7 woltów. W przeciwnym razie płyta ochronna może ulec awarii.
W momencie, gdy napięcie na akumulatorze wzrośnie do wartości 4,2 V, akumulator zyska około 70-80% swojej pojemności (konkretna wartość pojemności będzie zależała od prądu ładowania: przy przyspieszonym ładowaniu będzie nieco mniej , za symboliczną opłatą - trochę więcej). Ten moment jest końcem pierwszego etapu ładowania i służy jako sygnał do przejścia do drugiego (i ostatniego) etapu.
2. Drugi etap ładowania- jest to ładowanie akumulatora stałym napięciem, ale stopniowo malejącym (spadającym) prądem.
Na tym etapie ładowarka utrzymuje napięcie 4,15-4,25 woltów na akumulatorze i kontroluje wartość prądu.
Wraz ze wzrostem pojemności prąd ładowania będzie się zmniejszał. Gdy tylko jego wartość spadnie do 0,05-0,01С, proces ładowania uważa się za zakończony.
Ważnym niuansem w działaniu prawidłowej ładowarki jest jej całkowite odłączenie od akumulatora po zakończeniu ładowania. Wynika to z faktu, że bardzo niepożądane jest, aby akumulatory litowe były przez długi czas pod wysokim napięciem, które zwykle zapewnia ładowarka (tj. 4,18-4,24 woltów). Prowadzi to do przyspieszonej degradacji składu chemicznego akumulatora i w efekcie do zmniejszenia jego pojemności. Długi pobyt oznacza kilkadziesiąt godzin lub więcej.
Podczas drugiego etapu ładowania akumulatorowi udaje się zyskać około 0,1-0,15 więcej swojej pojemności. Całkowite naładowanie baterii osiąga zatem 90-95%, co jest doskonałym wskaźnikiem.
Rozważaliśmy dwa główne etapy ładowania. Omówienie problematyki ładowania akumulatorów litowych byłoby jednak niepełne, gdyby nie wspomniano o jeszcze jednym etapie ładowania – tzw. wstępne ładowanie.
Faza wstępnego ładowania (wstępnego ładowania)- ten etap jest stosowany tylko w przypadku akumulatorów głęboko rozładowanych (poniżej 2,5 V) w celu doprowadzenia ich do normalnego trybu pracy.
Na tym etapie ładowanie zapewnia zmniejszony prąd stały, aż napięcie akumulatora osiągnie 2,8 V.
Etap wstępny jest niezbędny, aby zapobiec spęcznieniu i rozhermetyzowaniu (a nawet wybuchowi z ogniem) uszkodzonych akumulatorów, które np. mają wewnętrzne zwarcie między elektrodami. Jeśli przez taką baterię natychmiast przepłynie duży prąd ładowania, nieuchronnie doprowadzi to do jej nagrzania, a potem szczęścia.
Kolejną zaletą ładowania wstępnego jest wstępne nagrzanie akumulatora, co jest ważne przy ładowaniu w niskich temperaturach otoczenia (w nieogrzewanym pomieszczeniu w okresie zimowym).
Inteligentne ładowanie powinno być w stanie monitorować napięcie na akumulatorze podczas wstępnej fazy ładowania i jeśli napięcie nie rośnie przez dłuższy czas, stwierdzić, że akumulator jest uszkodzony.
Wszystkie etapy ładowania akumulatora litowo-jonowego (w tym etap wstępnego ładowania) są schematycznie pokazane na tym wykresie: 
Przekroczenie znamionowego napięcia ładowania o 0,15 V może skrócić żywotność baterii o połowę. Zmniejszenie napięcia ładowania o 0,1 V zmniejsza pojemność naładowanego akumulatora o około 10%, ale znacznie wydłuża jego żywotność. Napięcie w pełni naładowanego akumulatora po wyjęciu go z ładowarki wynosi 4,1-4,15 woltów.
Podsumowując powyższe, zarysowujemy główne tezy:
1. Jakim prądem ładować akumulator litowo-jonowy (na przykład 18650 lub inny)?
Prąd będzie zależał od tego, jak szybko chcesz go naładować i może wynosić od 0,2 C do 1 C.
Na przykład dla akumulatora 18650 o pojemności 3400 mAh minimalny prąd ładowania wynosi 680 mA, a maksymalny 3400 mA.
2. Jak długo trwa ładowanie np. tych samych akumulatorów 18650?
Czas ładowania zależy bezpośrednio od prądu ładowania i jest obliczany według wzoru:
T \u003d C / I ładuję.
Przykładowo czas ładowania naszego akumulatora o pojemności 3400 mAh prądem 1A wyniesie około 3,5 godziny.
3. Jak prawidłowo ładować baterię litowo-polimerową?
Wszystkie baterie litowe są ładowane w ten sam sposób. Nie ma znaczenia, czy jest to litowo-polimerowy, czy litowo-jonowy. Dla nas konsumentów nie ma różnicy.
Co to jest tablica ochronna?
Płytka zabezpieczająca (lub PCB - płytka sterująca zasilaniem) ma na celu ochronę przed zwarciem, przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem baterii litowej. Z reguły w moduły zabezpieczające wbudowane jest również zabezpieczenie przed przegrzaniem.
Ze względów bezpieczeństwa zabronione jest używanie baterii litowych w urządzeniach gospodarstwa domowego, które nie mają wbudowanej płytki zabezpieczającej. Dlatego wszystkie baterie do telefonów komórkowych zawsze mają płytkę PCB. Zaciski wyjściowe akumulatora znajdują się bezpośrednio na płytce: 
Płyty te wykorzystują sześcionożny kontroler ładowania na wyspecjalizowanym mikrukhu (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 itp. Analogi). Zadaniem tego sterownika jest odłączenie akumulatora od obciążenia, gdy akumulator jest całkowicie rozładowany oraz odłączenie akumulatora od ładowania, gdy osiągnie ono 4,25V.
Oto na przykład schemat płytki zabezpieczającej baterię BP-6M, która była dostarczana ze starymi telefonami Nokia: 
Jeśli mówimy o 18650, to można je produkować zarówno z płytą ochronną, jak i bez niej. Moduł zabezpieczający znajduje się w obszarze ujemnego bieguna akumulatora. 
Płytka zwiększa długość baterii o 2-3 mm. 
Baterie bez modułu PCB są zwykle dostarczane z bateriami, które są dostarczane z własnymi obwodami zabezpieczającymi.
Każdy akumulator z zabezpieczeniem można łatwo przekształcić w akumulator bez zabezpieczenia, po prostu go wypatroszywszy. 
Do tej pory maksymalna pojemność baterii 18650 wynosi 3400 mAh. Baterie z zabezpieczeniem muszą mieć odpowiednie oznaczenie na obudowie („Protected”). 
Nie należy mylić płytki PCB z modułem PCM (PCM - power charge module). O ile te pierwsze służą tylko do ochrony akumulatora, o tyle te drugie mają za zadanie kontrolować proces ładowania - ograniczają prąd ładowania na zadanym poziomie, kontrolują temperaturę i generalnie zapewniają cały proces. Płyta PCM jest tym, co nazywamy kontrolerem ładowania.
Mam nadzieję, że teraz nie ma już pytań, jak naładować baterię 18650 lub inną baterię litową? Następnie przechodzimy do niewielkiego wyboru gotowych rozwiązań obwodów dla ładowarek (tych samych kontrolerów ładowania).
Schematy ładowania akumulatorów litowo-jonowych
Wszystkie obwody nadają się do ładowania dowolnej baterii litowej, pozostaje tylko zdecydować o prądzie ładowania i podstawie elementu.
LM317
Schemat prostej ładowarki opartej na układzie LM317 ze wskaźnikiem naładowania: 
Układ jest prosty, całe ustawienie sprowadza się do ustawienia napięcia wyjściowego na 4,2 V za pomocą rezystora trymera R8 (bez podłączonego akumulatora!) oraz ustawienia prądu ładowania poprzez dobranie rezystorów R4, R6. Moc rezystora R1 wynosi co najmniej 1 wat.
Gdy tylko dioda zgaśnie, proces ładowania można uznać za zakończony (prąd ładowania nigdy nie spadnie do zera). Nie zaleca się utrzymywania akumulatora w takim stanie przez długi czas po jego pełnym naładowaniu.
Układ lm317 jest szeroko stosowany w różnych stabilizatorach napięcia i prądu (w zależności od obwodu przełączającego). Jest sprzedawany na każdym rogu i ogólnie kosztuje grosza (można wziąć 10 sztuk za jedyne 55 rubli).
LM317 występuje w różnych przypadkach: 
Przypisanie pinów (pinout): 
Analogi układu LM317 to: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (dwa ostatnie to produkcja krajowa).
Prąd ładowania można zwiększyć do 3A, jeśli weźmiesz LM350 zamiast LM317. To prawda, że \u200b\u200bbędzie drożej - 11 rubli / sztukę.
Płytka drukowana i zespół obwodów są pokazane poniżej: 
Stary radziecki tranzystor KT361 można zastąpić podobnym tranzystorem p-n-p (na przykład KT3107, KT3108 lub burżuazyjny 2N5086, 2SA733, BC308A). Można go całkowicie usunąć, jeśli wskaźnik naładowania nie jest potrzebny.
Wada obwodu: napięcie zasilania musi mieścić się w zakresie 8-12V. Wynika to z faktu, że dla normalnej pracy mikroukładu LM317 różnica między napięciem akumulatora a napięciem zasilania musi wynosić co najmniej 4,25 wolta. Tym samym nie będzie możliwe zasilenie go z portu USB.
MAX1555 lub MAX1551
MAX1551/MAX1555 to wyspecjalizowane ładowarki do akumulatorów Li+, które mogą pracować z USB lub z osobnego zasilacza (np. ładowarki do telefonu).
Jedyna różnica między tymi mikroukładami polega na tym, że MAX1555 daje sygnał dla wskaźnika postępu ładowania, a MAX1551 - sygnał, że zasilanie jest włączone. Te. 1555 jest nadal preferowany w większości przypadków, więc 1551 jest teraz trudny do znalezienia w sprzedaży.
Szczegółowy opis tych układów od producenta -.
Maksymalne napięcie wejściowe z zasilacza prądu stałego wynosi 7 V, przy zasilaniu z USB 6 V. Gdy napięcie zasilania spadnie do 3,52 V, mikroukład wyłącza się i ładowanie zatrzymuje się.
Sam mikroukład wykrywa, na którym wejściu występuje napięcie zasilania i jest do niego podłączony. Jeśli zasilanie dostarczane jest przez magistralę USB, to maksymalny prąd ładowania jest ograniczony do 100 mA - pozwala to na podłączenie ładowarki do portu USB dowolnego komputera bez obawy o spalenie mostka południowego.
W przypadku zasilania z osobnego zasilacza typowy prąd ładowania wynosi 280 mA.
Chipy mają wbudowane zabezpieczenie przed przegrzaniem. Ale nawet w tym przypadku obwód nadal działa, zmniejszając prąd ładowania o 17 mA na każdy stopień powyżej 110°C.
Istnieje funkcja wstępnego ładowania (patrz wyżej): dopóki napięcie akumulatora jest niższe niż 3 V, mikroukład ogranicza prąd ładowania do 40 mA.
Mikroukład ma 5 pinów. Oto typowy schemat połączeń: 
Jeśli istnieje gwarancja, że \u200b\u200bnapięcie na wyjściu adaptera w żadnym wypadku nie może przekroczyć 7 woltów, możesz obejść się bez stabilizatora 7805.
Opcję ładowania USB można zamontować na przykład na tym. 
Mikroukład nie wymaga żadnych zewnętrznych diod ani zewnętrznych tranzystorów. Ogólnie rzecz biorąc, oczywiście szykowne mikruhi! Tylko że są za małe, lutowanie jest niewygodne. I nadal są drogie ().
LP2951
Stabilizator LP2951 jest produkowany przez National Semiconductors (). Zapewnia realizację wbudowanej funkcji ograniczenia prądu oraz pozwala na generowanie stabilnego poziomu napięcia ładowania akumulatora litowo-jonowego na wyjściu układu.
Wartość napięcia ładowania wynosi 4,08 - 4,26 woltów i jest ustawiana przez rezystor R3, gdy akumulator jest odłączony. Napięcie jest bardzo dokładne.
Prąd ładowania wynosi 150 - 300mA, wartość ta jest ograniczona wewnętrznymi obwodami układu LP2951 (w zależności od producenta).
Użyj diody o małym prądzie wstecznym. Na przykład może to być dowolna seria 1N400X, którą możesz zdobyć. Dioda jest używana jako dioda blokująca, aby zapobiec przepływowi prądu wstecznego z akumulatora do układu LP2951, gdy napięcie wejściowe jest wyłączone. 
Ta ładowarka wytwarza dość niski prąd ładowania, więc każdy akumulator 18650 można ładować przez całą noc.
Mikroukład można kupić zarówno w pakiecie DIP, jak iw pakiecie SOIC (koszt to około 10 rubli za sztukę).
MCP73831
Chip pozwala tworzyć odpowiednie ładowarki, poza tym jest tańszy niż przereklamowany MAX1555. 
Typowy obwód przełączający pochodzi z: 
Ważną zaletą obwodu jest brak mocnych rezystorów o niskiej rezystancji, które ograniczają prąd ładowania. Tutaj prąd jest ustawiany przez rezystor podłączony do 5. wyjścia mikroukładu. Jego rezystancja powinna mieścić się w zakresie 2-10 kOhm.
Zespół ładowarki wygląda następująco: 
Mikroukład nagrzewa się dość dobrze podczas pracy, ale wydaje się, że to nie przeszkadza. Spełnia swoją funkcję.
Oto kolejny wariant pcb z diodą smd i złączem micro usb: 
LTC4054 (STC4054)
Bardzo proste, świetny pomysł! Umożliwia ładowanie prądem do 800 mA (patrz). To prawda, że \u200b\u200bjest bardzo gorący, ale w tym przypadku wbudowane zabezpieczenie przed przegrzaniem zmniejsza prąd. 
Obwód można znacznie uprościć, wyrzucając jedną lub nawet obie diody LED za pomocą tranzystora. Wtedy będzie to wyglądać tak (zgadzam się, nigdzie nie jest łatwiej: para rezystorów i jeden konder): 
Jedna z opcji PCB jest dostępna pod adresem . Płytka przystosowana jest do elementów o rozmiarze 0805.
ja=1000/R. Nie należy od razu ustawiać dużego prądu, najpierw zobacz, jak bardzo mikroukład się nagrzeje. Do moich celów wziąłem rezystor 2,7 kΩ, podczas gdy prąd ładowania okazał się około 360 mA.
Jest mało prawdopodobne, aby grzejnik można było dostosować do tego mikroukładu i nie jest faktem, że będzie on skuteczny ze względu na wysoką odporność termiczną przejścia kryształ-obudowa. Producent zaleca wykonanie radiatora „przez wyprowadzenia” – wykonanie jak najgrubszych ścieżek i pozostawienie folii pod obudową mikroukładu. I generalnie im więcej folii „ziemnej” zostaje, tym lepiej.
Nawiasem mówiąc, większość ciepła jest usuwana przez trzecią nogę, więc możesz zrobić tę ścieżkę bardzo szeroką i grubą (wypełnij ją nadmiarem lutu). 
Pakiet chipów LTC4054 może być oznaczony jako LTH7 lub LTADY.
LTH7 różni się od LTADY tym, że pierwszy może podnieść bardzo rozładowany akumulator (na którym napięcie jest mniejsze niż 2,9 V), a drugi nie (trzeba go osobno wymachiwać).
Chip wyszedł bardzo pomyślnie, więc ma kilka analogów: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6 10 2, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Przed użyciem któregokolwiek z analogów sprawdź arkusze danych.
TP4056
Mikroukład jest wykonany w obudowie SOP-8 (patrz), ma metalowy radiator na brzuchu, który nie jest podłączony do styków, co umożliwia wydajniejsze odprowadzanie ciepła. Umożliwia ładowanie akumulatora prądem do 1A (prąd zależny od rezystora nastawczego). 
Schemat połączeń wymaga minimum załączników: 
Układ realizuje klasyczny proces ładowania - najpierw ładowanie stałym prądem, następnie stałym napięciem i opadającym prądem. Wszystko jest naukowe. Jeśli krok po kroku zdemontujesz ładowanie, możesz wyróżnić kilka etapów:
- Monitorowanie napięcia podłączonego akumulatora (dzieje się to cały czas).
- Faza wstępnego ładowania (jeśli akumulator jest rozładowany poniżej 2,9 V). Prąd ładowania 1/10 z zaprogramowanego rezystora R prog (100mA przy R prog = 1,2 kOhm) do poziomu 2,9 V.
- Ładowanie maksymalnym stałym prądem (1000mA przy R prog = 1,2 kOhm);
- Kiedy akumulator osiągnie 4,2 V, napięcie akumulatora jest stałe na tym poziomie. Rozpoczyna się stopniowy spadek prądu ładowania.
- Gdy prąd osiągnie 1/10 wartości R zaprogramowanej przez rezystor (100mA przy R prog = 1,2 kOhm) ładowarka wyłącza się.
- Po zakończeniu ładowania sterownik kontynuuje monitorowanie napięcia akumulatora (patrz punkt 1). Prąd pobierany przez obwód monitorujący wynosi 2-3 μA. Po spadku napięcia do 4,0 V ładowanie włącza się ponownie. I tak w kółko.
Prąd ładowania (w amperach) oblicza się według wzoru I=1200/R prog. Dozwolone maksimum to 1000 mA.
Prawdziwy test ładowania akumulatorem 18650 przy 3400 mAh przedstawia wykres: 
Zaletą mikroukładu jest to, że prąd ładowania jest ustawiany tylko przez jeden rezystor. Mocne rezystory o niskiej rezystancji nie są wymagane. Dodatkowo jest wskaźnik procesu ładowania, a także wskazanie zakończenia ładowania. Gdy bateria nie jest podłączona, wskaźnik miga raz na kilka sekund.
Napięcie zasilania obwodu musi mieścić się w granicach 4,5 ... 8 woltów. Im bliżej 4,5 V - tym lepiej (więc chip mniej się nagrzewa).
Pierwsza nóżka służy do podłączenia czujnika temperatury wbudowanego w akumulator litowo-jonowy (zwykle środkowy zacisk baterii telefonu komórkowego). Jeśli napięcie wyjściowe jest niższe niż 45% lub wyższe niż 80% napięcia zasilania, ładowanie zostaje wstrzymane. Jeśli nie potrzebujesz kontroli temperatury, po prostu postaw stopę na ziemi.
Uwaga! Ten obwód ma jedną istotną wadę: brak obwodu zabezpieczającego przed odwróceniem akumulatora. W takim przypadku kontroler ma gwarancję przepalenia z powodu przekroczenia maksymalnego prądu. W takim przypadku napięcie zasilania obwodu spada bezpośrednio na akumulator, co jest bardzo niebezpieczne.
Pieczęć jest prosta, zrobiona w godzinę na kolanie. Jeśli cierpi na to czas, możesz zamówić gotowe moduły. Niektórzy producenci gotowych modułów dodają zabezpieczenie przed przetężeniem i nadmiernym rozładowaniem (na przykład możesz wybrać, której płytki potrzebujesz - z ochroną lub bez iz jakim złączem). 
Można również znaleźć gotowe płytki ze stykiem na czujnik temperatury. Lub nawet moduł ładujący z wieloma układami TP4056 połączonymi równolegle w celu zwiększenia prądu ładowania i z zabezpieczeniem przed odwrotną polaryzacją (przykład).
LTC1734
To także bardzo prosta konstrukcja. Prąd ładowania jest ustawiany przez rezystor R prog (na przykład, jeśli umieścisz rezystor 3 kΩ, prąd wyniesie 500 mA).
Mikroukłady są zwykle oznaczone na obudowie: LTRG (często można je znaleźć w starych telefonach Samsunga). 
Tranzystor nadaje się ogólnie do dowolnego p-n-p, najważniejsze jest to, że jest zaprojektowany dla danego prądu ładowania.
Na tym schemacie nie ma wskaźnika ładowania, ale w LTC1734 jest napisane, że pin „4” (Prog) ma dwie funkcje - ustawianie prądu i monitorowanie końca ładowania akumulatora. Na przykład pokazano obwód z kontrolą końca ładowania za pomocą komparatora LT1716. 
Komparator LT1716 w tym przypadku można zastąpić tanim LM358.
TL431 + tranzystor
Prawdopodobnie trudno jest wymyślić obwód z bardziej dostępnych komponentów. Tutaj najtrudniej jest znaleźć źródło napięcia odniesienia TL431. Ale są tak powszechne, że można je znaleźć prawie wszędzie (rzadko, jakie źródło zasilania działa bez tego mikroukładu). 
Cóż, tranzystor TIP41 można zastąpić dowolnym innym o odpowiednim prądzie kolektora. Nawet stary radziecki KT819, KT805 (lub słabszy KT815, KT817) wystarczy.
Ustawienie obwodu sprowadza się do ustawienia napięcia wyjściowego (bez baterii!!!) za pomocą trymera na poziomie 4,2 V. Rezystor R1 ustawia maksymalną wartość prądu ładowania.
Schemat ten w pełni realizuje dwuetapowy proces ładowania akumulatorów litowych - najpierw ładowanie prądem stałym, następnie przejście do fazy stabilizacji napięcia i płynnego spadku prądu do prawie zera. Jedynym mankamentem jest słaba powtarzalność obwodu (kapryśna w ustawieniu i wymagająca zastosowanych komponentów).
MCP73812
Jest jeszcze jeden niezasłużenie zaniedbany mikrochip firmy Microchip - MCP73812 (patrz). Na tej podstawie otrzymujesz bardzo budżetową opcję ładowania (i niedrogą!). Cały zestaw to tylko jeden rezystor!
Nawiasem mówiąc, mikroukład jest wykonany w obudowie wygodnej do lutowania - SOT23-5. 
Jedynym minusem jest to, że robi się bardzo gorąco i nie ma wskazania ładowania. To też jakoś nie działa zbyt niezawodnie, jeśli masz zasilacz o małej mocy (co daje spadek napięcia). 
Generalnie, jeśli nie zależy Ci na wskazaniu ładunku, a prąd 500 mA Ci odpowiada, to MCP73812 jest bardzo dobrą opcją.
NCP1835
Oferowane jest w pełni zintegrowane rozwiązanie - NCP1835B, zapewniające wysoką stabilność napięcia ładowania (4,2 ± 0,05 V).
Być może jedyną wadą tego mikroukładu jest jego zbyt mały rozmiar (pakiet DFN-10, rozmiar 3x3 mm). Nie każdy jest w stanie zapewnić wysokiej jakości lutowanie takich miniaturowych elementów. 
Z niezaprzeczalnych zalet chciałbym zwrócić uwagę na następujące:
- Minimalna liczba części zestawu nadwozia.
- Możliwość ładowania całkowicie rozładowanego akumulatora (prąd wstępnego ładowania 30mA);
- Definicja zakończenia ładowania.
- Programowalny prąd ładowania - do 1000 mA.
- Wskaźnik naładowania i błędu (zdolny do wykrywania baterii jednorazowych i sygnalizowania tego).
- Długotrwałe zabezpieczenie ładowania (zmieniając pojemność kondensatora C t można ustawić maksymalny czas ładowania od 6,6 do 784 minut).
Koszt mikroukładu nie jest tak tani, ale nie tak duży (~ 1 USD), aby odmówić jego użycia. Jeśli przyjaźnisz się z lutownicą, polecam wybranie tej opcji.
Bardziej szczegółowy opis znajduje się w .
Czy można ładować akumulator litowo-jonowy bez kontrolera?
Tak, możesz. Będzie to jednak wymagało ścisłej kontroli nad prądem i napięciem ładowania.
Ogólnie rzecz biorąc, ładowanie akumulatora, na przykład naszego 18650, bez ładowarki w ogóle nie będzie działać. Nadal trzeba jakoś ograniczyć maksymalny prąd ładowania, więc przynajmniej najbardziej prymitywną pamięć, ale nadal wymaganą.
Najprostszą ładowarką do dowolnej baterii litowej jest rezystor szeregowo z baterią: 
Rezystancja i rozpraszanie mocy rezystora zależą od napięcia zasilacza, który będzie używany do ładowania.
Jako przykład obliczmy rezystor dla zasilacza 5 woltów. Naładujemy akumulator 18650 o pojemności 2400 mAh.
Tak więc na samym początku ładowania spadek napięcia na rezystorze będzie wynosił:
U r \u003d 5 - 2,8 \u003d 2,2 wolta
Załóżmy, że nasz zasilacz 5 V ma maksymalny prąd 1 A. Obwód zużyje największy prąd na samym początku ładowania, gdy napięcie na akumulatorze jest minimalne i wynosi 2,7-2,8 wolta.
Uwaga: powyższe obliczenia nie uwzględniają możliwości bardzo głębokiego rozładowania akumulatora i napięcia na nim znacznie niższego, nawet do zera.
Zatem rezystancja rezystora wymagana do ograniczenia prądu na samym początku ładowania na poziomie 1 Ampera powinna wynosić:
R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 oma
Moc rozpraszania rezystora:
P r \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2,2 \u003d 2,2 W.
Na samym końcu ładowania akumulatora, gdy napięcie na nim zbliży się do 4,2 V, prąd ładowania wyniesie:
Ładuję \u003d (U un - 4,2) / R \u003d (5 - 4,2) / 2,2 \u003d 0,3 A
Czyli jak widać wszystkie wartości nie wykraczają poza dopuszczalne dla danego akumulatora limity: prąd początkowy nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego prądu ładowania dla danego akumulatora (2,4 A), a prąd końcowy przekracza prąd, przy którym akumulator przestaje nabierać pojemności ( 0,24 A).
Główną wadą takiego ładowania jest konieczność ciągłego monitorowania napięcia na akumulatorze. I ręcznie wyłącz ładowanie, gdy tylko napięcie osiągnie 4,2 wolta. Faktem jest, że akumulatory litowe źle znoszą nawet krótkotrwałe przepięcia - masy elektrod szybko zaczynają się degradować, co nieuchronnie prowadzi do utraty pojemności. Jednocześnie tworzone są wszystkie warunki wstępne do przegrzania i obniżenia ciśnienia.
Jeśli twoja bateria ma wbudowaną płytkę zabezpieczającą, która została omówiona nieco wyżej, wszystko jest uproszczone. Po osiągnięciu określonego napięcia na akumulatorze sama płytka odłączy go od ładowarki. Jednak ta metoda ładowania ma istotne wady, o których mówiliśmy w.
Zabezpieczenie wbudowane w akumulator nie pozwoli na jego ponowne naładowanie w żadnych okolicznościach. Pozostaje Ci tylko kontrolować prąd ładowania tak, aby nie przekraczał dopuszczalnych wartości dla tego akumulatora (płytki zabezpieczające niestety nie mogą ograniczać prądu ładowania).
Ładowanie zasilaczem laboratoryjnym
Jeżeli masz do dyspozycji zasilacz z zabezpieczeniem prądowym (ograniczeniem) to jesteś uratowany! Taki zasilacz to już pełnoprawna ładowarka, która realizuje prawidłowy profil ładowania, o którym pisaliśmy powyżej (CC/CV).
Aby naładować akumulator litowo-jonowy, wystarczy ustawić napięcie zasilania na 4,2 V i ustawić żądany limit prądu. I możesz podłączyć baterię.
Początkowo, gdy akumulator jest jeszcze rozładowany, zasilacz laboratoryjny będzie pracował w trybie zabezpieczenia prądowego (czyli stabilizuje prąd wyjściowy na zadanym poziomie). Następnie, gdy napięcie na bank wzrośnie do zadanych 4,2V, zasilacz przejdzie w tryb stabilizacji napięcia, a prąd zacznie spadać.
Gdy prąd spadnie do 0,05-0,1 C, akumulator można uznać za w pełni naładowany.
Jak widać zasilacz laboratoryjny to ładowarka niemal idealna! Jedyne, czego nie może zrobić automatycznie, to podjąć decyzję o pełnym naładowaniu baterii i wyłączeniu. Ale to drobiazg, na który nie warto nawet zwracać uwagi.
Jak ładować baterie litowe?
A jeśli mówimy o baterii jednorazowej, która nie jest przeznaczona do ładowania, to poprawna (i jedyna poprawna) odpowiedź na to pytanie brzmi NIE.
Faktem jest, że każda bateria litowa (na przykład zwykła CR2032 w postaci płaskiej tabletki) charakteryzuje się obecnością wewnętrznej warstwy pasywacyjnej, która pokrywa anodę litową. Warstwa ta zapobiega chemicznej reakcji anody z elektrolitem. A zasilanie prądem zewnętrznym niszczy powyższą warstwę ochronną, prowadząc do uszkodzenia akumulatora.
Nawiasem mówiąc, jeśli mówimy o baterii jednorazowej CR2032, to znaczy, że LIR2032, który jest do niej bardzo podobny, jest już pełnoprawną baterią. Można i należy go ładować. Tylko jej napięcie nie wynosi 3, ale 3,6 V.
Jak ładować akumulatory litowe (czy to akumulator do telefonu, 18650 czy jakikolwiek inny akumulator litowo-jonowy) omówiono na początku artykułu.
Każdy z nas ma w domu urządzenia, które działają na baterie AA lub AAA. Oprócz używania konwencjonalnych akumulatorów w technologii, niektórzy wolą używać akumulatorów ładowanych za pomocą specjalnych ładowarek. To właśnie baterie pomagają wielu ludziom zaoszczędzić dużo pieniędzy, rezygnując z zakupu baterii jednorazowych.
Ale chińskie ładowarki do akumulatorów są coraz częściej sprzedawane, dlatego ich żywotność jest bardzo krótka. Co więc zrobić, gdy pilnie trzeba naładować akumulatory, a kompletnie nie ma czasu na bieganie po sklepach w poszukiwaniu ładowarki?
Jest wyjście! I to jest całkiem proste. Możesz zrobić domowe proste ładowanie baterii z najpopularniejszych dostępnych materiałów. Aby to zrobić, nie musisz nawet iść do sklepu.
Aby zrozumieć, o co toczy się gra, zalecamy obejrzenie filmu:
Do produkcji ładowania musimy przygotować:
- obudowa do wkładania baterii;
- stara ładowarka do telefonu
- nóż;
- pistolet na klej.
Zacznijmy robić ładowarki do akumulatorów. Bierzemy ładowarkę ze starego telefonu, która powinna mieć napięcie ok. 5 V. Odcinamy końcówkę części, która była podłączona do telefonu i zdejmujemy izolację z przewodów.
Biegunowość przewodów określamy za pomocą testera.
Pojemnik na baterie można oddzielić od każdej starej zabawki dziecięcej, która była zasilana bateriami. Zaznaczamy na nim, gdzie będzie znajdować się „plus” i gdzie będzie znajdować się „minus”.
Odsłonięte przewody ze starej ładowarki łączymy z obudową akumulatora. Przewody są najpierw przykręcane do zacisków, a następnie mocowane za pomocą pistoletu do klejenia lub lutownicy. Podczas podłączania ładowarki do etui należy uważać, aby nie odwrócić biegunowości, w przeciwnym razie ładowarka nie będzie działać.
Wiele urządzeń elektronicznych jest nadal zasilanych standardowymi bateriami AA i AAA AA lub mini AA. Dotyczy to zwłaszcza żarłocznych chińskich zabawek z silnikami i żarówkami. Aby naładować takie akumulatory 1,4 V, można kupić gotową ładowarkę przemysłową zawieszoną na gniazdku. Ale jeśli chcesz trochę zaoszczędzić, a także wyeliminować niebezpieczeństwo porażenia prądem (jeśli dziecko korzysta z ładowarki), zalecamy złożenie takiej prostej ładowarki własnymi rękami. Nie jest zależny od obecności sieci 220V i jest w stanie pobierać energię z dowolnego odpowiedniego urządzenia USB - laptopa, tabletu itp. Oznacza to, że możesz ładować akumulatory z samochodu (jeśli masz specjalny adapter USB w zapalniczce). Każdy port USB może wyprowadzać 5 V do 500 mA. To tworzy port USB dla różnych kompaktowych urządzeń, w tym tej ładowarki.
Rysunek płytki drukowanej
Ładowarka jest więc przystosowana do ładowania dwóch ogniw AA NiMH lub NiCd o dowolnej pojemności prądem około 470 mA. Tak więc naładuje 700 mAh NiCd w około 1,5 godziny, 1500 mAh NiMH w około 3,5 godziny i 2500 mAh NiMH w około 5,5 godziny. Tutaj tryb nie wynosi 0,1C, więc ładowanie jest przyspieszane.
Obwód ładowarki zawiera układ automatycznego odcinania napięcia w zależności od temperatury akumulatorów, dzięki czemu można je pozostawić w ładowarce na czas nieokreślony, także po odłączeniu.
Baza ładowarki - Z1A, połowa komparatora dwunapięciowego LM393. Wyjście (pin 1) może znajdować się w jednym z dwóch stanów, zmiennym lub niskim. Podczas ładowania wyjście napędza tranzystor przez R5. Element Z1B to kolejny komparator tego samego układu LM393 i pełni tę samą funkcję porównawczą co Z1A. Tylko on kontroluje wskaźnik LED, co oznacza, że trwa ładowanie. Rezystor R6 ogranicza prąd diody LED do 10 mA. Termistor TR1 musi stykać się z obudową baterii. W przypadku silnego przegrzania da sygnał do przerwania procesu ładowania. Tranzystor WSKAZÓWKA31- kompozyt o niskiej mocy.
W kablu USB styki [+5 VSB] i znajdują się na krawędziach złącza. Zwykle czerwony przewód wychodzi z pinu [+5 VSB], a czarny z pinu. Ale przed podłączeniem do obwodu konieczne jest zmierzenie biegunowości za pomocą multimetru.
Urządzenie jest zmontowane na małej płytce drukowanej, której plik to . Do tej pory naładowałem testerem dwa akumulatory sprawdzając do 3 woltów z 2,5 V w ciągu 2 godzin. Dalsza praca z urządzeniem nie ujawniła żadnych problemów. Montaż i testowanie obwodu ładowarki - Igoran.
Omów artykuł ŁADOWARKA AKUMULATORA
Niektóre urządzenia wykorzystują akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) i niklowo-wodorkowe (NiMH) jako akumulatory, które umożliwiają wielokrotne przywracanie (ładowanie) za pomocą ładowarki. Przy prawidłowej eksploatacji liczba cykli ładowania dla akumulatorów NiCd wynosi 500...1000, a dla NiMH - kilka tysięcy.
Ustalono, że optymalny prąd z punktu widzenia zachodzących wewnątrz reakcji elektrochemicznych wynosi 10% pojemności znamionowej Q, czyli
Izar \u003d 0,1Q.
W takim przypadku czas ładowania baterii musi być utrzymany przez około 12-14 godzin, element zyska 100% swojej nominalnej pojemności, a żywotność baterii będzie maksymalna.
Większość przewiduje pracę z domowej sieci AC, 220 V, ze spadkiem napięcia do pożądanego poziomu. Podczas samodzielnego tworzenia ładowarki, gdy wymagany jest mały prąd ładowania (do 100 mA), sensowne jest wykonanie ładowarki beztransformatorowej. Aby obniżyć napięcie, zastosowano mały kondensator wysokonapięciowy, dzięki któremu można zmniejszyć wymiary całej konstrukcji. Schemat takiej ładowarki, przeznaczonej do jednoczesnego ładowania dwóch akumulatorów, pokazano na rysunku 1.
Obwód zapewnia asymetryczny tryb ładowania, który pozwala wydłużyć żywotność elementów. Akumulatory GB1 i GB2 są ładowane prądem o natężeniu około 90 mA.
Aby wskazać obecność napięcia sieciowego, stosuje się diodę LED HL1, typ AL307 itp. Kondensator C1 z serii K73-17, K73-21, MBG i innych serii wysokonapięciowych, na napięcie 400 woltów.
Jeśli urządzenie jest prawidłowo zmontowane, nie jest wymagana żadna konfiguracja.
Należy pamiętać, że nie można dotykać akumulatorów i innych elementów obwodu podczas ich ładowania, podłączonych do sieci prądu zmiennego. Po zakończeniu ładowania należy odłączyć się od sieci, a dopiero potem wyjąć akumulatory i nie pozostawiać ich podłączonych w urządzeniu, gdyż. zostaną rozładowane przez rezystory R5, R6.
Taką ładowarką można bowiem ładować akumulatory o pojemności 600-1000 mA. w przypadku akumulatorów o większej pojemności czas ładowania będzie znacznie dłuższy niż 15 godzin, co nie jest wskazane.
Mimo zastosowanych zabezpieczeń jest jeszcze lepiej, ładowarka będzie miała izolację galwaniczną od sieci, tym bardziej, że w sprzedaży łatwo znaleźć transformator odpowiedni do zasilania, a trzeba go wybrać z co najmniej dwukrotnie większym marginesem prądu.
Schemat ładowarki z transformatorem pokazano na ryc. 2 i umożliwia jednoczesne ładowanie 2 akumulatorów.
Elementy są ładowane naprzemiennie, poprzez rezystory R2 i R3, w różnych półokresach napięcia zasilającego. W czasie, gdy nie ma ładunku, element jest rozładowywany prądem, który jest 10 razy mniejszy niż prąd ładowania Iładowanie przez rezystory R4, R5.
Baterie wytrzymają dłużej, ładuj je ze stabilnego źródła prądu. Prosty stabilizator prądu można wykonać na podstawie tranzystora, ryc. 3:
W układzie napięcie wzorcowe pobierane jest z diody LED (jest jednocześnie wskaźnikiem trwającego procesu ładowania), a rezystor R2 zapewnia ujemne sprzężenie zwrotne prądu.
Wartość prądu ładowania w zakresie 10 ... 100 mA ustawia się zmieniając napięcie sprzężenia zwrotnego prądu za pomocą rezystora strojenia R2.
Ładowarkę można zamontować na KR142EN12A(B) lub jej importowanym analogu LM317T. Schemat ładowarki na K142EN12 pokazano na rysunku 4:
Za pomocą takiego źródła prądu można ładować nie tylko pojedyncze ogniwa, ale także złożone z nich, połączone szeregowo akumulatory. Do normalnej pracy obwodu konieczne jest, aby napięcie za prostownikiem było o 6 ... 7 V większe niż napięcie znamionowe ładowanego akumulatora.
Schemat zawiera minimalną liczbę elementów i może być uniwersalny. Zaproponowany obwód pozwala uzyskać różny prąd stabilizacji w zależności od doboru rezystora R2 (patrz tabela 1):
W razie potrzeby rezystancję rezystora nastawczego można zmienić za pomocą herbatnika
przełącznik - w tym przypadku możliwe jest ładowanie różnych typów akumulatorów, aw warunkach autonomicznych wykorzystanie jako źródła napięcia połączenia z akumulatorem samochodowym.
Dioda VD1 w obwodzie na rysunku 4 zapobiega uszkodzeniu mikroukładu, jeśli ładowany element zostanie podłączony przed włączeniem urządzenia.
Lepiej jest zamocować mikroukład na radiatorze (grzejniku), zapewniając jego izolację od obudowy konstrukcji.
Ładowanie baterii można zautomatyzować na dwa sposoby. Pierwsza metoda to ograniczenie czasu ładowania za pomocą timera, który wyłącza ładowarkę po określonym czasie.
Druga metoda polega na tym, że równolegle z ładowanym akumulatorem instalowane jest urządzenie progowe, które wyłącza ładowanie po osiągnięciu obliczonego napięcia granicznego na akumulatorze.
Na podstawie materiałów z książki „Przewodnik po świecie elektroniki. Księga 2”. Autorzy: Semenov B. Yu., Shelestov I. P. - M.: SOLON-Press. - 2004, 352 s.