Tehase laadimisahelate ülevaade. Omatehtud autoakude laadijad: lihtne diagramm. Impulsslaadijad

Artiklis räägitakse teile, kuidas oma kätega isetehtud vooluvõrku teha. Võite kasutada absoluutselt kõiki vooluahelaid, kuid lihtsaim tootmisvõimalus on arvuti toiteallika ümbertegemine. Kui teil on selline plokk, on sellele üsna lihtne kasutust leida. Emaplaatide toiteks kasutatakse pingeid 5, 3,3, 12 volti. Nagu teate, on teile huvipakkuv pinge 12 volti. Laadija võimaldab laadida akusid, mille võimsus jääb vahemikku 55 kuni 65 ampertundi. Ehk siis enamiku autode akude laadimisest piisab.

Diagrammi üldvaade

Muudatuste tegemiseks peate kasutama artiklis esitatud diagrammi. valmistatud oma kätega personaalarvuti toiteplokist, võimaldab teil juhtida laadimisvoolu ja pinget väljundis. Tähelepanu tuleb pöörata asjaolule, et on olemas kaitse lühise eest - 10-amprine kaitse. Kuid seda pole vaja installida, kuna enamikul personaalarvutite toiteallikatel on kaitse, mis lülitab seadme lühise korral välja. Seetõttu suudavad arvuti toiteallikatest pärit akude laadimisahelad end lühiste eest kaitsta.

PSI-kontrollerit (tähisega DA1) kasutatakse reeglina kahte tüüpi toiteallikas - KA7500 või TL494. Nüüd väike teooria. Kas arvuti toiteallikas saab akut korralikult laadida? Vastus on jah, kuna enamiku autode pliiakude võimsus on 55–65 ampertundi. Ja tavaliseks laadimiseks vajab see voolu, mis võrdub 10% aku mahutavusest - mitte rohkem kui 6,5 amprit. Kui toiteallika võimsus on üle 150 W, siis selle “+12 V” ahel on võimeline sellist voolu andma.

Ümberkujundamise esialgne etapp

Lihtsa omatehtud akulaadija kopeerimiseks peate toiteallikat veidi parandama:

1. Vabanege kõigist mittevajalikest juhtmetest. Nende eemaldamiseks kasutage jootekolvi, et mitte segada.
2. Artiklis toodud diagrammi abil leidke konstantne takisti R1, mis tuleb lahti joota ja selle asemele paigaldada trimmer takistusega 27 kOhm. Seejärel tuleb selle takisti ülemisele kontaktile rakendada konstantne pinge “+12 V”. Ilma selleta ei saa seade töötada.
3. Mikroskeemi 16. kontakt on miinusest lahti ühendatud.
4. Järgmisena peate lahti ühendama 15. ja 14. kontakti.

See osutub üsna lihtsaks ja omatehtud Võite kasutada mis tahes vooluringe, kuid seda on lihtsam teha arvuti toiteallikast - see on kergem, lihtsam kasutada ja soodsam. Võrreldes trafoseadmetega, erineb seadmete mass oluliselt (nagu ka mõõtmed).

Laadija reguleerimine

Tagasein on nüüd esiosa, see on soovitatav teha materjalist (tekstoliit on ideaalne). Sellele seinale on vaja paigaldada laadimisvoolu regulaator, mis on näidatud diagrammil R10. Parim on kasutada võimalikult võimsat voolutundlikku takistit - võtke kaks, mille võimsus on 5 W ja takistus 0,2 oomi. Kuid kõik sõltub akulaadija ahela valikust. Mõned konstruktsioonid ei nõua suure võimsusega takistite kasutamist.

Nende paralleelsel ühendamisel kahekordistub võimsus ja takistus võrdub 0,1 oomiga. Esiseinal on ka indikaatorid - voltmeeter ja ampermeeter, mis võimaldavad jälgida laadija vastavaid parameetreid. Laadija peenhäälestamiseks kasutatakse trimmitakistit, millega antakse pinge PHI-kontrolleri 1. kontaktile.

Seadme nõuded

Lõplik kokkupanek

Mitmesoonelised õhukesed juhtmed tuleb jootma tihvtide 1, 14, 15 ja 16 külge. Nende isolatsioon peab olema usaldusväärne, et koormuse all ei kuumeneks, vastasel juhul läheb omatehtud autolaadija üles. Pärast kokkupanekut tuleb trimmitakistiga pinge seada umbes 14 volti (+/-0,2 V). See on pinge, mida peetakse akude laadimisel normaalseks. Pealegi peaks see väärtus olema jõuderežiimis (ilma ühendatud koormuseta).

Akuga ühendatavate juhtmete külge peate paigaldama kaks alligaatoriklambrit. Üks on punane, teine ​​must. Neid saab osta igast riistvara või autoosade kauplusest. Nii saad lihtsa isetehtud laadija autoaku jaoks. Ühendusskeemid: must on kinnitatud miinusele ja punane plussile. Laadimisprotsess on täiesti automaatne, inimese sekkumist pole vaja. Kuid tasub kaaluda selle protsessi peamisi etappe.

Aku laadimise protsess

Esialgse tsükli ajal näitab voltmeeter pinget umbes 12,4–12,5 V. Kui aku mahutavus on 55 Ah, peate regulaatorit pöörama, kuni ampermeeter näitab väärtust 5,5 amprit. See tähendab, et laadimisvool on 5,5 A. Aku laadimisel vool väheneb ja pinge kipub maksimumini. Selle tulemusel on lõpus vool 0 ja pinge 14 V.

Olenemata tootmiseks kasutatavate laadijate ahelate ja konstruktsioonide valikust on tööpõhimõte suures osas sarnane. Kui aku on täielikult laetud, hakkab seade isetühjenemisvoolu kompenseerima. Seetõttu ei riski te aku ülelaadimisega. Seetõttu saab laadija akuga ühendada üheks päevaks, nädalaks või isegi kuuks ajaks.

Kui teil pole mõõteriistu, mida te ei viitsiks seadmesse paigaldada, võite neist keelduda. Kuid selleks on vaja teha potentsiomeetri skaala - laadimisvoolu väärtuste 5,5 A ja 6,5 ​​A asendi näitamiseks. Muidugi on paigaldatud ampermeeter palju mugavam - saate visuaalselt jälgida aku laadimise protsess. Kuid akulaadijat, mis on valmistatud oma kätega ilma seadmeid kasutamata, saab hõlpsasti kasutada.

Leidsin Internetis kahe kanaliga laadija skeemi. Ma ei teinud seda kahe kanali jaoks korraga, kuna polnud vajadust - panin kokku ühe. Ahel on täiesti töökorras ja laeb ideaalselt.

Autoakude laadimisahel

Laadija spetsifikatsioonid

• Võrgupinge 220 V.
• Väljundpinge 2 x 16 V.
• Laadimisvool 1 - 10 A.
• Tühjendusvool 0,1 - 1 A.
• Laadimisvoolu vorm on poollaine alaldi.
• Aku võimsus 10 - 100 A/h.
• Laetavate akude pinge on 3,6 - 12 V.

Töökirjeldus: tegemist on kahe kanaliga laadija-tühjenemisseadmega, millel on eraldi reguleeritav laadimisvool ja tühjendusvool, mis on väga mugav ja võimaldab valida akuplaatidele optimaalseid taastamisrežiime lähtuvalt nende tehnilisest seisukorrast. Tsüklilise taastumisrežiimi kasutamine toob kaasa vesiniksulfiidi ja hapnikugaaside saagise olulise vähenemise tänu nende täielikule kasutamisele keemilises reaktsioonis, sisemine takistus ja võimsus taastatakse kiiresti tööseisundisse, korpuse ülekuumenemist ei esine. ja plaatide koolutamine.

Asümmeetrilise vooluga laadimisel ei tohiks tühjendusvool olla suurem kui 1/5 laadimisvoolust. Tootjate juhised nõuavad aku tühjendamist enne laadimist, st plaatide vormimist enne laadimist. Pole vaja otsida sobivat tühjenduskoormust, piisab, kui teha seadmes vastav lülitus. Soovitatav on läbi viia kontrolltühjenemist vooluga 0,05 C aku mahust 20 tunni jooksul. Ahel võimaldab üheaegselt moodustada kahe aku plaate tühjendus- ja laadimisvoolu eraldi paigaldamisega.

Praegused regulaatorid esindavad võimsate väljatransistoride VT1, VT2 võtmeregulaatoreid.
Tagasiside ahelatesse on paigaldatud optronid, mis on vajalikud transistoride kaitsmiseks ülekoormuse eest. Suurte laadimisvoolude korral on kondensaatorite C3, C4 mõju minimaalne ja peaaegu poollaine vool, mis kestab 5 ms koos 5 ms pausiga, kiirendab akuplaatide taastumist, taastumistsükli pausi, plaatide ülekuumenemise tõttu. ja elektrolüüsi ei toimu, paraneb elektrolüütide ioonide rekombinatsioon, kui seda kasutatakse täielikult vesiniku ja hapniku aatomite keemilistes reaktsioonides.

Kondensaatorid C2, C3, mis töötavad pinge korrutamise režiimis, loovad dioodide VD1, VD2 vahetamisel täiendava impulsi jämekristallilise sulfatsiooni sulatamiseks ja pliioksiidi muundamiseks amorfseks pliiks. Mõlema kanali R2, R5 vooluregulaatorite toiteallikaks on zeneri dioodide VD3, VD4 parameetrilised pingestabilisaatorid. Takistid R7, R8 väljatransistoride VT1, VT2 paisuahelates piiravad paisuvoolu ohutu väärtuseni.

Optosidisti transistorid U1, U2 on ette nähtud väljatransistoride paispinge šuntimiseks, kui need on laadimis- või tühjendusvooludega üle koormatud. Juhtpinge eemaldatakse äravooluahelate takistitelt R13, R14, trimmitakistite R11, R12 ja piiravate takistite R9, R10 kaudu optroni LED-idele. Suurenenud pingega takistitel R13, R14 optroni transistorid avanevad ja vähendavad juhtpinget väljatransistoride väravates, voolud äravooluallika ahelas vähenevad.

Arutage artiklit LIHTNE REGULEERITAV AUTOLAADIJA

See on teie olemasoleva laadija jaoks väga lihtne kinnitusahel. Mis jälgib aku laadimispinget ja seatud taseme saavutamisel ühendab selle laadija küljest lahti, vältides sellega aku ülelaadimist.
Sellel seadmel pole absoluutselt vähe osi. Kogu vooluahel on ehitatud ainult ühele transistorile. Sellel on LED-indikaatorid, mis näitavad olekut: laadimine on pooleli või aku on laetud.

Kes saab sellest seadmest kasu?

Automaatne laadimisahel

Trükkplaat

Seaded

Konkreetse laadija omaduste hindamine on keeruline, mõistmata, kuidas liitiumioonaku eeskujulik laadimine tegelikult kulgema peaks. Seetõttu meenutagem enne otse diagrammide juurde liikumist pisut teooriat.

Mis on liitiumakud?

Sõltuvalt sellest, millisest materjalist liitiumaku positiivne elektrood on valmistatud, on mitut tüüpi:

• liitiumkobaltaatkatoodiga;
• liitiumraudfosfaadil põhineva katoodiga;
• nikkel-koobalt-alumiiniumi baasil;
• nikkel-koobalt-mangaani baasil.

Kõigil neil akudel on oma omadused, kuid kuna need nüansid ei ole tavatarbija jaoks põhimõttelise tähtsusega, siis neid käesolevas artiklis ei käsitleta.

Samuti toodetakse kõiki liitiumioonakusid erineva suuruse ja kujuga. Need võivad olla kas ümbrisega (näiteks tänapäeval populaarne 18650) või lamineeritud või prismaatilised (geelpolümeerakud). Viimased on spetsiaalsest kilest hermeetiliselt suletud kotid, mis sisaldavad elektroode ja elektroodimassi.

Kõige levinumad liitiumioonakude suurused on toodud allolevas tabelis (kõigi nende nimipinge on 3,7 volti):

Sisemised elektrokeemilised protsessid kulgevad samamoodi ega sõltu aku vormitegurist ja konstruktsioonist, seega kehtib kõik alljärgnev kõigi liitiumakude kohta võrdselt.

Kuidas liitium-ioonakusid õigesti laadida

Kõige õigem viis liitiumakude laadimiseks on kaheastmeline laadimine. Seda meetodit kasutab Sony kõigis oma laadijates. Vaatamata keerukamale laadimiskontrollerile tagab see liitiumioonakude täielikuma laadimise ilma nende kasutusiga vähendamata.

Siin räägime liitiumakude kaheastmelisest laadimisprofiilist, lühendatult CC/CV (konstantne vool, konstantne pinge). Samuti on valikud impulsi ja astmevooluga, kuid neid selles artiklis ei käsitleta. Täpsemalt saate lugeda impulssvooluga laadimise kohta.

Niisiis, vaatame mõlemat laadimisetappi üksikasjalikumalt.

1. Esimesel etapil Tuleb tagada pidev laadimisvool. Praegune väärtus on 0,2-0,5C. Kiirendatud laadimisel on lubatud suurendada voolu 0,5-1,0C-ni (kus C on aku mahutavus).

Näiteks 3000 mAh mahuga aku puhul on nimilaadimisvool esimesel etapil 600-1500 mA ja kiirendatud laadimisvool võib olla vahemikus 1,5-3A.

Et tagada etteantud väärtusega pidev laadimisvool, peab laadija vooluring suutma tõsta aku klemmide pinget. Tegelikult töötab laadija esimeses etapis klassikalise voolu stabilisaatorina.

Tähtis: Kui plaanite akusid laadida sisseehitatud kaitseplaadiga (PCB), siis laadimisahela projekteerimisel tuleb jälgida, et vooluahela avatud voolupinge ei tohi kunagi ületada 6-7 volti. Vastasel juhul võib kaitseplaat kahjustuda.

Hetkel, kui aku pinge tõuseb 4,2 voldini, võidab aku ligikaudu 70-80% oma mahust (mahutavuse eriväärtus sõltub laadimisvoolust: kiirendatud laadimisel on see veidi väiksem, nominaallaeng - natuke rohkem). See hetk tähistab laadimise esimese etapi lõppu ja on signaaliks üleminekuks teisele (ja viimasele) etapile.

2. Teine laadimise etapp- see on aku laadimine pideva pingega, kuid järk-järgult väheneva (langeva) vooluga.

Selles etapis hoiab laadija aku pinget 4,15-4,25 volti ja juhib voolu väärtust.

Võimsuse kasvades laadimisvool väheneb. Niipea kui selle väärtus langeb 0,05–0,01 C-ni, loetakse laadimisprotsess lõppenuks.

Laadija õige töö oluline nüanss on selle täielik lahtiühendamine akust pärast laadimise lõppemist. Selle põhjuseks on asjaolu, et liitiumakude puhul on äärmiselt ebasoovitav, et need jääksid pikaks ajaks kõrgepinge alla, mille annab tavaliselt laadija (s.o. 4,18-4,24 volti). See toob kaasa aku keemilise koostise kiirema halvenemise ja selle tulemusena selle mahu vähenemise. Pikaajaline viibimine tähendab kümneid tunde või rohkemgi.

Laadimise teisel etapil õnnestub aku mahutavust juurde võtta umbes 0,1-0,15 võrra. Kogu aku laetus ulatub seega 90-95%-ni, mis on suurepärane näitaja.

Vaatasime kahte laadimise peamist etappi. Liitiumakude laadimise teema käsitlemine jääks aga puudulikuks, kui ei mainitaks teist laadimisetappi - nn. eellaadimine.

Eellaadimise etapp (eellaadimine)- seda etappi kasutatakse ainult sügavalt tühjenenud akude puhul (alla 2,5 V), et viia need normaalsesse töörežiimi.

Selles etapis toimub laadimine vähendatud konstantse vooluga, kuni aku pinge jõuab 2,8 V-ni.

Esialgne etapp on vajalik, et vältida kahjustatud akude paisumist ja rõhu langust (või isegi plahvatust tulega), mille elektroodide vahel on näiteks sisemine lühis. Kui sellisest akust lastakse kohe läbi suur laadimisvool, viib see paratamatult selle kuumenemiseni ja siis see sõltub.

Eellaadimise eeliseks on ka aku eelsoojendus, mis on oluline madalal ümbritseval temperatuuril laadimisel (külmal aastaajal kütmata ruumis).

Intelligentne laadimine peaks suutma eellaadimise etapis jälgida aku pinget ja kui pinge pikka aega ei tõuse, siis teha järelduse, et aku on vigane.

Kõik liitiumioonaku laadimise etapid (kaasa arvatud eellaadimise etapp) on skemaatiliselt kujutatud sellel graafikul:

Laadimispinge nimipinge ületamine 0,15 V võrra võib aku eluiga poole võrra vähendada. Laadimispinge alandamine 0,1 volti võrra vähendab laetud aku mahtuvust umbes 10%, kuid pikendab oluliselt selle kasutusiga. Täislaetud aku pinge pärast laadijast eemaldamist on 4,1-4,15 volti.

Lubage mul teha ülaltoodu kokkuvõte ja tuua välja peamised punktid:

1. Millist voolu peaksin kasutama liitiumioonaku laadimiseks (näiteks 18650 või mõni muu)?

Voolutugevus sõltub sellest, kui kiiresti soovite seda laadida, ja see võib olla vahemikus 0,2 C kuni 1 C.

Näiteks 3400 mAh mahutavusega 18650 aku puhul on minimaalne laadimisvool 680 mA ja maksimaalne 3400 mA.

2. Kui kaua võtab aega näiteks samade 18650 akude laadimine?

Laadimisaeg sõltub otseselt laadimisvoolust ja arvutatakse järgmise valemi abil:

T = C / I laadimine.

Näiteks meie 1A vooluga 3400 mAh aku laadimisaeg on umbes 3,5 tundi.

3. Kuidas liitiumpolümeerakut õigesti laadida?

Kõik liitiumakud laevad ühtemoodi. Pole vahet, kas tegemist on liitiumpolümeeri või liitiumioonidega. Meie, tarbijate jaoks pole vahet.

Mis on kaitseplaat?

Kaitseplaat (või PCB - toitejuhtplaat) on mõeldud kaitsma liitiumaku lühise, ülelaadimise ja ülelaadimise eest. Reeglina on kaitsemoodulitesse sisse ehitatud ka ülekuumenemiskaitse.

Ohutuse kaalutlustel on liitiumpatareide kasutamine kodumasinates keelatud, välja arvatud juhul, kui neil on sisseehitatud kaitseplaat. Seetõttu on kõigil mobiiltelefonide akudel alati PCB-plaat. Aku väljundklemmid asuvad otse plaadil:

Need plaadid kasutavad kuue jalaga laadimiskontrollerit spetsiaalsel seadmel (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 ja muud analoogid). Selle kontrolleri ülesandeks on aku lahtiühendamine koormusest, kui aku on täielikult tühjenenud, ja lahutada aku laadimisest, kui see jõuab 4,25 V.

Siin on näiteks skeem BP-6M aku kaitseplaadist, mis oli kaasas vanade Nokia telefonidega:

Kui rääkida 18650-st, siis neid saab toota kas kaitseplaadiga või ilma. Kaitsemoodul asub aku negatiivse klemmi lähedal.

Tahvel suurendab aku pikkust 2-3 mm.

Ilma PCB-moodulita patareid on tavaliselt kaasas akudega, millel on oma kaitseahelad.

Iga kaitsega aku võib kergesti muutuda ilma kaitseta akuks, peate selle lihtsalt välja tõmbama.

Tänapäeval on 18650 aku maksimaalne maht 3400 mAh. Kaitsega akudel peab korpusel olema vastav tähis ("Kaitstud").

Ärge ajage PCB-plaati segi PCM-mooduliga (PCM - toitelaadimismoodul). Kui esimesed teenivad ainult aku kaitsmise eesmärki, siis teised on mõeldud laadimisprotsessi juhtimiseks - need piiravad laadimisvoolu teatud tasemel, kontrollivad temperatuuri ja üldiselt tagavad kogu protsessi. PCM-plaati nimetatakse laadimiskontrolleriks.

Loodan, et nüüd ei jää enam küsimusi, kuidas laadida 18650 akut või mõnda muud liitiumakut? Seejärel liigume väikese valiku valmis vooluringilahenduste juurde laadijatele (sama laadimiskontrollerid).

Liitiumioonakude laadimisskeemid

Kõik ahelad sobivad iga liitiumaku laadimiseks, jääb üle vaid otsustada laadimisvoolu ja elemendi aluse üle.

LM317

LM317 kiibil põhineva lihtsa laadija skeem koos laadimisnäidikuga:

Ahel on kõige lihtsam, kogu seadistamine taandub trimmitakisti R8 (ilma ühendatud akuta!) väljundpinge seadmisele 4,2 voltile ja laadimisvoolu seadistamisele, valides takistid R4, R6. Takisti R1 võimsus on vähemalt 1 vatt.

Niipea kui LED kustub, võib laadimisprotsessi lugeda lõppenuks (laadimisvool ei vähene kunagi nullini). Pärast täielikku laadimist ei ole soovitatav akut pikka aega sellel laadimisel hoida.

Mikrolülitust lm317 kasutatakse laialdaselt erinevates pinge- ja voolustabilisaatorites (olenevalt ühendusahelast). Seda müüakse iga nurga peal ja see maksab sente (võite võtta 10 tükki ainult 55 rubla eest).

LM317 on saadaval erinevates korpustes:

Kinnituse määramine (pinout):

LM317 kiibi analoogid on: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (kaks viimast on toodetud kodumaal).

Laadimisvoolu saab suurendada 3A-ni, kui võtta LM317 asemel LM350. See tuleb aga kallim - 11 rubla/tk.

Trükkplaat ja vooluringi koost on näidatud allpool:

Vana nõukogude transistori KT361 saab asendada sarnase pnp-transistoriga (näiteks KT3107, KT3108 või bourgeois 2N5086, 2SA733, BC308A). Kui laadimisindikaatorit pole vaja, saab selle täielikult eemaldada.

Ahela miinus: toitepinge peab jääma vahemikku 8-12V. See on tingitud asjaolust, et LM317 kiibi normaalseks tööks peab aku pinge ja toitepinge vahe olema vähemalt 4,25 volti. Seega ei saa seda USB-pordist toita.

MAX1555 või MAX1551

MAX1551/MAX1555 on spetsiaalsed laadijad Li+ akude jaoks, mis on võimelised töötama USB kaudu või eraldi toiteadapteri (näiteks telefonilaadija) kaudu.

Ainus erinevus nende mikroskeemide vahel on see, et MAX1555 annab signaali, mis näitab laadimisprotsessi, ja MAX1551 annab signaali, et toide on sisse lülitatud. Need. 1555 on endiselt eelistatav enamikul juhtudel, nii et 1551 on nüüd müügil raske leida.

Nende mikroskeemide üksikasjalik kirjeldus tootjalt on.

Alalisvooluadapteri maksimaalne sisendpinge on 7 V, kui toiteallikaks on USB - 6 V. Kui toitepinge langeb 3,52 V-ni, lülitub mikroskeem välja ja laadimine peatub.

Mikroskeem ise tuvastab, millisel sisendil on toitepinge ja ühendub sellega. Kui toide antakse USB-siini kaudu, on maksimaalne laadimisvool piiratud 100 mA-ga - see võimaldab ühendada laadija mis tahes arvuti USB-porti, kartmata lõunasilla põletamist.

Eraldi toiteallika toitel on tüüpiline laadimisvool 280 mA.

Laastudel on sisseehitatud ülekuumenemiskaitse. Kuid isegi sel juhul jätkab vooluahel tööd, vähendades laadimisvoolu 17 mA võrra iga kraadi võrra üle 110 ° C.

Seal on eellaadimise funktsioon (vt ülalt): seni, kuni aku pinge on alla 3 V, piirab mikroskeem laadimisvoolu 40 mA-ni.

Mikroskeemil on 5 kontakti. Siin on tüüpiline ühendusskeem:

Kui on garantii, et teie adapteri väljundi pinge ei saa mingil juhul ületada 7 volti, saate ilma 7805 stabilisaatorita hakkama.

Sellele saab kokku panna näiteks USB-laadimisvõimaluse.

Mikroskeem ei vaja väliseid dioode ega väliseid transistore. Üldiselt muidugi uhked pisiasjad! Ainult need on liiga väikesed ja ebamugavad jootmiseks. Ja need on ka kallid ().

LP2951

Stabilisaatorit LP2951 toodab National Semiconductors (). See tagab sisseehitatud voolu piiramise funktsiooni ja võimaldab genereerida liitiumioonaku stabiilse laadimispinge taseme vooluahela väljundis.

Laadimispinge on 4,08–4,26 volti ja selle määrab takisti R3, kui aku on lahti ühendatud. Pinge hoitakse väga täpselt.

Laadimisvool on 150 - 300mA, seda väärtust piiravad LP2951 kiibi sisemised ahelad (olenevalt tootjast).

Kasutage väikese pöördvooluga dioodi. Näiteks võib see olla mis tahes 1N400X seeria, mida saate osta. Dioodi kasutatakse blokeeriva dioodina, et vältida sisendpinge väljalülitamisel akust LP2951 kiipi pöördvoolu.

See laadija toodab üsna madalat laadimisvoolu, nii et iga 18650 aku saab laadida üleöö.

Mikrolülitust saab osta nii DIP-pakendis kui ka SOIC-pakendis (maksab umbes 10 rubla tükk).

MCP73831

Kiip võimaldab teil luua õigeid laadijaid ja see on ka odavam kui palju kiidetud MAX1555.

Tüüpiline ühendusskeem on võetud:

Ahela oluliseks eeliseks on madala takistusega võimsate takistite puudumine, mis piiravad laadimisvoolu. Siin määrab voolu takisti, mis on ühendatud mikrolülituse 5. kontaktiga. Selle takistus peaks olema vahemikus 2-10 kOhm.

Kokkupandud laadija näeb välja selline:

Mikroskeem soojeneb töö ajal päris hästi, aga see ei paista häirivat. See täidab oma funktsiooni.

Siin on veel üks versioon SMD LED-i ja mikro-USB-pistikuga trükkplaadist:

LTC4054 (STC4054)

Väga lihtne skeem, suurepärane võimalus! Võimaldab laadida kuni 800 mA vooluga (vt.). Tõsi, see kipub väga kuumaks minema, kuid sel juhul vähendab sisseehitatud ülekuumenemiskaitse voolu.

Ahelat saab oluliselt lihtsustada, visates transistoriga välja ühe või isegi mõlemad LED-id. Siis näeb see välja selline (peate tunnistama, et see ei saaks olla lihtsam: paar takistit ja üks kondensaator):

Üks trükkplaadi valikutest on saadaval aadressil . Tahvel on mõeldud standardsuurusega 0805 elementidele.

I=1000/R. Te ei tohiks kohe kõrget voolu seada; kõigepealt vaadake, kui kuumaks mikroskeem läheb. Oma eesmärkidel võtsin 2,7 kOhm takisti ja laadimisvool osutus umbes 360 mA.

On ebatõenäoline, et sellele mikroskeemile on võimalik radiaatorit kohandada, ja pole tõsi, et see on kristallkorpuse ristmiku kõrge soojustakistuse tõttu tõhus. Tootja soovitab teha jahutusradiaatori "läbi juhtmete" - teha jäljed võimalikult paksuks ja jätta kile kiibi korpuse alla. Üldiselt, mida rohkem “maa” fooliumi jääb, seda parem.

Muide, suurem osa soojusest hajub läbi 3. jala, nii et saate selle jälje teha väga laiaks ja paksuks (täitke see üleliigse joodisega).

LTC4054 kiibipakett võib olla märgistatud LTH7 või LTADY.

LTH7 erineb LTADY-st selle poolest, et esimene suudab tõsta väga tühja akut (millel on pinge alla 2,9 volti), teine ​​aga mitte (seda tuleb eraldi kiigutada).

Kiip osutus väga edukaks, nii et sellel on hunnik analooge: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, 6PT401, 8PT , 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Enne analoogide kasutamist kontrollige andmelehti.

TP4056

Mikroskeem on valmistatud SOP-8 korpuses (vt), selle kõhul on kontaktidega ühendamata metallist jahutusradiaator, mis võimaldab tõhusamalt soojust eemaldada. Võimaldab laadida akut kuni 1A vooluga (vool sõltub voolu seadistustakistist).

Ühendusskeem nõuab minimaalselt rippuvaid elemente:

Ahel rakendab klassikalist laadimisprotsessi – esmalt laaditakse konstantse vooluga, seejärel konstantse pinge ja langeva vooluga. Kõik on teaduslik. Kui vaatate laadimist samm-sammult, saate eristada mitut etappi:

1. Ühendatud aku pinge jälgimine (seda juhtub kogu aeg).
2. Eellaadimise faas (kui aku tühjeneb alla 2,9 V). Laadige vooluga 1/10 takisti R prog programmeeritud voolust (100 mA R prog = 1,2 kOhm) kuni 2,9 V tasemeni.
3. Laadimine maksimaalse konstantse vooluga (1000 mA R prog = 1,2 kOhm);
4. Kui aku pinge jõuab 4,2 V, fikseeritakse aku pinge sellel tasemel. Algab laadimisvoolu järkjärguline vähenemine.
5. Kui vool saavutab 1/10 takisti R prog programmeeritud voolust (100 mA R prog = 1,2 kOhm), lülitub laadija välja.
6. Pärast laadimise lõppemist jätkab kontroller aku pinge jälgimist (vt punkt 1). Seireahela tarbitav vool on 2-3 µA. Kui pinge langeb 4,0 V-ni, algab laadimine uuesti. Ja nii ringiga.

Laadimisvool (amprites) arvutatakse valemiga I=1200/R prog. Lubatud maksimum on 1000 mA.

Tõeline laadimiskatse 3400 mAh 18650 akuga on näidatud graafikul:

Mikroskeemi eeliseks on see, et laadimisvoolu määrab ainult üks takisti. Võimsaid madala takistusega takisteid pole vaja. Lisaks on laadimisprotsessi indikaator, samuti laadimise lõpu indikaator. Kui aku pole ühendatud, vilgub indikaator iga paari sekundi järel.

Ahela toitepinge peaks jääma vahemikku 4,5...8 volti. Mida lähemal 4,5 V-le, seda parem (nii soojeneb kiip vähem).

Esimest jalga kasutatakse liitiumioonaku sisseehitatud temperatuurianduri ühendamiseks (tavaliselt mobiiltelefoni aku keskmine klemm). Kui väljundpinge on alla 45% või üle 80% toitepingest, siis laadimine peatatakse. Kui te ei vaja temperatuuri reguleerimist, istutage see jalg lihtsalt maapinnale.

Tähelepanu! Sellel vooluahelal on üks oluline puudus: aku vastupidise polaarsusega kaitseahela puudumine. Sellisel juhul põleb kontroller maksimaalse voolu ületamise tõttu läbi. Sel juhul läheb vooluahela toitepinge otse akule, mis on väga ohtlik.

Signett on lihtne ja seda saab põlvel tunniga teha. Kui aeg on ülioluline, saate tellida valmis mooduleid. Mõned valmismoodulite tootjad lisavad kaitset liigvoolu ja ülelaadimise eest (näiteks saate valida, millist plaati vajate - kaitsega või ilma ja millise pistikuga).

Samuti võite leida valmis plaate, millel on kontakt temperatuurianduri jaoks. Või isegi mitme paralleelse TP4056 mikroskeemiga laadimismoodul laadimisvoolu suurendamiseks ja polaarsuse vastupidise kaitsega (näide).

LTC1734

Samuti väga lihtne skeem. Laadimisvoolu määrab takisti R prog (näiteks kui paigaldate 3 kOhm takisti, on vool 500 mA).

Korpusele on tavaliselt märgitud mikroskeemid: LTRG (neid võib sageli leida vanadest Samsungi telefonidest).

Iga pnp transistor sobib, peaasi, et see on etteantud laadimisvoolu jaoks mõeldud.

Näidatud diagrammil pole laadimisnäidikut, kuid LTC1734-l on öeldud, et kontaktil “4” (Prog) on ​​kaks funktsiooni - voolu seadistamine ja aku laetuse lõppemise jälgimine. Näiteks on näidatud vooluahel, mis kontrollib laadimise lõppu, kasutades komparaatorit LT1716.

LT1716 komparaatori saab sel juhul asendada odava LM358-ga.

TL431 + transistor

Soodsamaid komponente kasutades on ilmselt raske vooluringi välja mõelda. Kõige raskem on siin TL431 võrdluspinge allika leidmine. Kuid need on nii levinud, et neid leidub peaaegu kõikjal (harva saab toiteallikas ilma selle mikrolülituseta hakkama).

Noh, TIP41 transistori saab asendada mis tahes muu sobiva kollektorivooluga. Isegi vanad nõukogude KT819, KT805 (või vähem võimsad KT815, KT817) sobivad.

Ahela seadistamine taandub väljundpinge seadistamisele (ilma akuta!!!) trimmitakisti abil 4,2 volti. Takisti R1 määrab laadimisvoolu maksimaalse väärtuse.

See vooluahel rakendab täielikult liitiumakude laadimise kaheetapilise protsessi – esmalt laaditakse alalisvooluga, seejärel liigutakse pinge stabiliseerimise faasi ja vähendatakse sujuvalt voolu peaaegu nullini. Ainsaks puuduseks on vooluringi halb korratavus (see on seadistamisel kapriisne ja nõudlik kasutatud komponentide suhtes).

MCP73812

Microchipilt on veel üks teenimatult tähelepanuta jäetud mikroskeem - MCP73812 (vt.). Selle põhjal saame väga soodsa laadimisvõimaluse (ja odav!). Kogu korpuse komplekt on vaid üks takisti!

Muide, mikroskeem on valmistatud jootesõbralikus pakendis - SOT23-5.

Ainus negatiivne on see, et see läheb väga kuumaks ja laengu indikaatorit pole. Samuti ei tööta see kuidagi väga usaldusväärselt, kui teil on madala võimsusega toiteallikas (mis põhjustab pingelanguse).

Üldiselt, kui laadimisnäit pole teie jaoks oluline ja teile sobib 500 mA vool, on MCP73812 väga hea valik.

NCP1835

Pakutakse täisintegreeritud lahendust - NCP1835B, mis tagab laadimispinge kõrge stabiilsuse (4,2 ±0,05 V).

Võib-olla on selle mikroskeemi ainus puudus selle liiga miniatuurne suurus (DFN-10 korpus, suurus 3x3 mm). Mitte igaüks ei suuda pakkuda selliste miniatuursete elementide kvaliteetset jootmist.

Vaieldamatute eeliste hulgas tahaksin märkida järgmist:

1. Minimaalne kehaosade arv.
2. Täiesti tühjenenud aku laadimise võimalus (eellaadimisvool 30 mA);
3. Laadimise lõpu määramine.
4. Programmeeritav laadimisvool - kuni 1000 mA.
5. Laadimise ja vea indikaator (võimeline tuvastama mittelaetavaid akusid ja sellest märku andma).
6. Kaitse pikaajalise laadimise eest (kondensaatori C t mahtuvuse muutmisega saab määrata maksimaalseks laadimisajaks 6,6-784 minutit).

Mikrolülituse maksumus ei ole just odav, aga ka mitte nii kõrge (~1 dollar), et saaksite selle kasutamisest keelduda. Kui teile jootekolb sobib, siis soovitan valida selle variandi.

Täpsem kirjeldus on sees.

Kas ma saan laadida liitiumioonakut ilma kontrollerita?

Jah, sa saad. See nõuab aga laadimisvoolu ja -pinge hoolikat kontrolli.

Üldiselt pole akut, näiteks meie 18650, ilma laadijata võimalik laadida. Peate ikkagi kuidagi piirama maksimaalset laadimisvoolu, nii et vähemalt kõige primitiivsem mälu on endiselt vajalik.

Lihtsaim laadija mis tahes liitiumaku jaoks on akuga järjestikku ühendatud takisti:

Takisti takistus ja võimsuse hajumine sõltuvad laadimiseks kasutatava toiteallika pingest.

Näitena arvutame 5-voldise toiteallika takisti. Laadime 18650 akut mahutavusega 2400 mAh.

Seega on laadimise alguses takisti pingelangus järgmine:

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

Oletame, et meie 5 V toiteallika maksimaalne voolutugevus on 1 A. Ahel tarbib suurimat voolu laadimise alguses, kui aku pinge on minimaalne ja ulatub 2,7–2,8 volti.

Tähelepanu: need arvutused ei võta arvesse võimalust, et aku võib olla väga sügavalt tühjenenud ja selle pinge võib olla palju madalam, isegi nullini.

Seega peaks takisti takistus, mis on vajalik voolu piiramiseks laadimise alguses 1 ampri juures, olema:

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

Takisti võimsuse hajumine:

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

Aku laadimise lõpus, kui selle pinge läheneb 4,2 V-le, on laadimisvool:

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

See tähendab, et nagu näeme, ei ületa kõik väärtused antud aku lubatud piire: algvool ei ületa antud aku maksimaalset lubatud laadimisvoolu (2,4 A) ja lõppvool ületab voolu. mille puhul aku võimsus enam ei suurene ( 0,24 A).

Sellise laadimise peamine puudus on vajadus pidevalt jälgida aku pinget. Ja lülitage laadimine käsitsi välja niipea, kui pinge jõuab 4,2 volti. Fakt on see, et liitiumakud taluvad isegi lühiajalist ülepinget väga halvasti - elektroodide massid hakkavad kiiresti lagunema, mis paratamatult viib võimsuse vähenemiseni. Samal ajal luuakse kõik eeldused ülekuumenemiseks ja rõhu vähendamiseks.

Kui teie akul on sisseehitatud kaitseplaat, millest eespool räägiti, muutub kõik lihtsamaks. Kui akul on saavutatud teatud pinge, ühendab plaat ise selle laadija küljest lahti. Sellel laadimismeetodil on aga olulisi puudusi, mida arutasime.

Aku sisseehitatud kaitse ei võimalda seda mingil juhul üle laadida. Tuleb vaid laadimisvoolu reguleerida nii, et see ei ületaks antud aku lubatud väärtusi (kaitseplaadid laadimisvoolu kahjuks piirata ei saa).

Laadimine labori toiteallika abil

Kui teil on voolukaitsega toiteplokk (piirang), siis olete päästetud! Selline toiteallikas on juba täisväärtuslik laadija, mis rakendab õiget laadimisprofiili, millest kirjutasime eespool (CC/CV).

Liitium-iooni laadimiseks pole vaja muud teha, kui seada toiteallika pingele 4,2 volti ja seada soovitud voolupiirang. Ja saate aku ühendada.

Algselt, kui aku on endiselt tühi, töötab labori toiteallikas voolukaitserežiimis (st stabiliseerib väljundvoolu teatud tasemel). Seejärel, kui panga pinge tõuseb seatud 4,2 V-ni, lülitub toiteallikas pinge stabiliseerimisrežiimi ja vool hakkab langema.

Kui vool langeb 0,05-0,1C-ni, võib akut lugeda täielikult laetuks.

Nagu näete, on labori toiteallikas peaaegu ideaalne laadija! Ainus, mida see automaatselt teha ei saa, on aku täislaadimise ja väljalülitamise otsus. Kuid see on väike asi, millele ei tohiks isegi tähelepanu pöörata.

Kuidas liitiumakusid laadida?

Ja kui me räägime ühekordsest akust, mis pole mõeldud laadimiseks, siis õige (ja ainuõige) vastus sellele küsimusele on EI.

Fakt on see, et mis tahes liitiumakut (näiteks tavalist CR2032 lameda tahvelarvuti kujul) iseloomustab liitiumanoodi katva sisemise passiveeriva kihi olemasolu. See kiht takistab keemilist reaktsiooni anoodi ja elektrolüüdi vahel. Ja välisvoolu toide hävitab ülaltoodud kaitsekihi, mis põhjustab aku kahjustamist.

Muide, kui räägime mittelaetavast CR2032 akust, siis sellega väga sarnane LIR2032 on juba täisväärtuslik aku. Seda saab ja tuleb laadida. Ainult selle pinge ei ole 3, vaid 3,6 V.

Kuidas laadida liitiumakusid (olgu see siis telefoni aku, 18650 või mõni muu liitium-ioon aku) oli juttu artikli alguses.

Laadija auto akude jaoks.

See pole kellelegi uus, kui ma ütlen, et igal autojuhil peaks garaažis akulaadija olema. Muidugi saab seda poest osta, aga selle küsimusega silmitsi seistes jõudsin järeldusele, et ilmselgelt mitte eriti head seadet taskukohase hinnaga ma osta ei taha. On selliseid, kus laadimisvoolu reguleerib võimas lüliti, mis lisab või vähendab trafo sekundaarmähise keerdude arvu, suurendades või vähendades seeläbi laadimisvoolu, samas kui voolujuhtimisseadet põhimõtteliselt ei ole. See on tehaselaadija jaoks ilmselt odavaim variant, aga nutiseade pole nii odav, hind on päris krõbe, seega otsustasin internetist vooluringi otsida ja ise kokku panna. Valikukriteeriumid olid järgmised:

Lihtne skeem, ilma tarbetute kellade ja viledeta;
- raadiokomponentide olemasolu;
- laadimisvoolu sujuv reguleerimine vahemikus 1 kuni 10 amprit;
- on soovitav, et see oleks laadimis- ja treeningseadme diagramm;
- mitte keeruline seadistamine;
- töö stabiilsus (vastavalt nende arvustustele, kes on selle skeemi juba teinud).

Internetist otsides leidsin tööstusliku vooluringi reguleerivate türistoritega laadija jaoks.

Kõik on tüüpiline: trafo, sild (VD8, VD9, VD13, VD14), reguleeritava töötsükliga impulssgeneraator (VT1, VT2), türistorid lülititena (VD11, VD12), laadimise juhtplokk. Seda disaini mõnevõrra lihtsustades saame lihtsama diagrammi:

Sellel skeemil pole laengu juhtseadet ja ülejäänu on peaaegu sama: trans, sild, generaator, üks türistor, mõõtepead ja kaitse. Pange tähele, et vooluahel sisaldab KU202 türistorit, see on veidi nõrk, nii et suurte vooluimpulsside tõttu purunemise vältimiseks tuleb see paigaldada radiaatorile. Trafo on 150 vatti või võite kasutada vana lampteleri TS-180.

Reguleeritav laadija laadimisvooluga 10A türistoril KU202.

Ja veel üks seade, mis ei sisalda nappe osi, laadimisvooluga kuni 10 amprit. See on lihtne türistori võimsusregulaator, millel on faasiimpulssjuhtimine.

Türistori juhtseade on kokku pandud kahele transistorile. Aeg, mille jooksul kondensaator C1 laadib enne transistori lülitamist, määratakse muutuva takistiga R7, mis tegelikult määrab aku laadimisvoolu väärtuse. Diood VD1 kaitseb türistori juhtahelat pöördpinge eest. Türistor, nagu eelmistes skeemides, asetatakse heale radiaatorile või väikesele jahutusventilaatoriga. Juhtseadme trükkplaat näeb välja selline:

Skeem pole halb, kuid sellel on mõned puudused:
- toitepinge kõikumine põhjustab laadimisvoolu kõikumisi;
- puudub muu lühisekaitse peale kaitsme;
- seade häirib võrku (saab töödelda LC-filtriga).

Taaslaetavate akude laadimis- ja taastamisseade.

See impulssseade suudab laadida ja taastada peaaegu igat tüüpi akusid. Laadimisaeg sõltub aku seisukorrast ja jääb vahemikku 4 kuni 6 tundi. Impulsslaadimisvoolu tõttu on akuplaadid desulfateeritud. Vaadake allolevat diagrammi.

Selles skeemis on generaator kokku pandud mikroskeemile, mis tagab stabiilsema töö. Selle asemel NE555 võite kasutada vene analoogi - taimerit 1006VI1. Kui kellelegi ei meeldi KREN142 taimeri toiteks, võib selle asendada tavapärase parameetrilise stabilisaatoriga, st. takisti ja zeneri diood vajaliku stabiliseerimispingega ning vähendage takistit R5 kuni 200 oomi. Transistor VT1- radiaatoril läheb see tõrgeteta väga kuumaks. Ahel kasutab trafot, mille sekundaarmähis on 24 volti. Dioodisilla saab kokku panna sellistest dioodidest nagu D242. Transistori jahutusradiaatori paremaks jahutamiseks VT1 Võite kasutada ventilaatorit arvuti toiteallikast või süsteemiüksuse jahutusest.

Aku taastamine ja laadimine.

Autoakude ebaõige kasutamise tagajärjel võivad nende plaadid sulfaadituda ja aku üles öelda.
On teada meetod selliste akude taastamiseks, kui neid "asümmeetrilise" vooluga laadida. Sel juhul valitakse laadimis- ja tühjendusvoolu suhe 10:1 (optimaalne režiim). See režiim võimaldab teil mitte ainult sulfaaditud akusid taastada, vaid ka teostada töökõlblike akude ennetavat töötlemist.

Riis. 1. Laadija elektriahel

Joonisel fig. 1 kujutab lihtsat laadijat, mis on loodud ülalkirjeldatud meetodi kasutamiseks. Ahel annab impulsslaadimisvoolu kuni 10 A (kasutatakse kiirendatud laadimiseks). Akude taastamiseks ja treenimiseks on parem seada impulsslaadimisvool väärtusele 5 A. Sel juhul on tühjendusvool 0,5 A. Tühjendusvool määratakse takisti R4 väärtusega.
Ahel on konstrueeritud nii, et aku laetakse vooluimpulssidega poole võrgupinge perioodi jooksul, kui pinge ahela väljundis ületab aku pinget. Teise poolperioodi jooksul suletakse dioodid VD1, VD2 ja aku tühjeneb läbi koormustakistuse R4.

Laadimisvoolu väärtuse määrab regulaator R2, kasutades ampermeetrit. Arvestades, et aku laadimisel voolab osa voolust ka läbi takisti R4 (10%), peaksid ampermeetri PA1 näidud vastama 1,8 A (impulsslaadimisvoolu korral 5 A), kuna ampermeeter näitab keskmist väärtust voolutugevus teatud aja jooksul ja poole perioodi jooksul toodetud laeng.

Ahel kaitseb akut kontrollimatu tühjenemise eest võrgupinge juhusliku katkemise korral. Sel juhul avab relee K1 oma kontaktidega aku ühendusahela. Releed K1 kasutatakse RPU-0 tüüpi töömähise pingega 24 V või madalama pingega, kuid sel juhul on mähisega järjestikku ühendatud piirav takisti.

Seadme jaoks saab kasutada vähemalt 150 W võimsusega trafot, mille sekundaarmähis on pingega 22...25 V.
Mõõteseade PA1 sobib skaalaga 0...5 A (0...3 A), näiteks M42100. Transistor VT1 paigaldatakse radiaatorile, mille pindala on vähemalt 200 ruutmeetrit. cm, mille jaoks on mugav kasutada laadija disainiga metallkorpust.

Skeemis kasutatakse suure võimendusega (1000...18000) transistorit, mida saab dioodide ja zeneri dioodi polaarsuse muutmisel asendada KT825-ga, kuna sellel on erinev juhtivus (vt joonis 2). Transistori tähistuse viimane täht võib olla ükskõik milline.

Riis. 2. Laadija elektriahel

Ahela kaitsmiseks juhusliku lühise eest on väljundisse paigaldatud kaitse FU2.
Kasutatavad takistid on R1 tüüp C2-23, R2 - PPBE-15, R3 - C5-16MB, R4 - PEV-15, R2 väärtus võib olla 3,3 kuni 15 kOhm. Sobib iga VD3 zeneri diood, stabiliseerimispingega 7,5–12 V.
vastupidine pinge.

Millist juhet on parem kasutada laadijast akuni.

Muidugi on parem võtta painduv vask, kuid ristlõige tuleb valida nende juhtmete kaudu voolava maksimaalse voolu järgi, selleks vaatame plaati:

Kui olete huvitatud impulsslaengu taastamise seadmete skeemidest, mis kasutavad peaostsillaatoris 1006VI1 taimerit, lugege seda artiklit: