بررسی مدارهای شارژر کارخانه. شارژرهای خانگی برای باتری ماشین: یک نمودار ساده. شارژرهای پالس

این مقاله به شما می گوید که چگونه با دستان خود یک دست ساز خانگی درست کنید. شما می توانید از هر مداری استفاده کنید، اما ساده ترین گزینه ساخت، بازسازی منبع تغذیه کامپیوتر است. اگر چنین بلوکی دارید، پیدا کردن یک کاربرد برای آن بسیار آسان خواهد بود. برای تغذیه مادربردها از ولتاژهای 5، 3.3، 12 ولت استفاده می شود. همانطور که متوجه شدید، ولتاژ مورد علاقه شما 12 ولت است. شارژر این امکان را به شما می دهد که باتری هایی را شارژ کنید که ظرفیت آنها بین 55 تا 65 آمپر ساعت است. به عبارت دیگر، شارژ مجدد باتری اکثر خودروها کافی است.

نمای کلی نمودار

برای ایجاد تغییر، باید از نمودار ارائه شده در مقاله استفاده کنید. ساخته شده با دستان خود از منبع تغذیه رایانه شخصی، به شما امکان می دهد جریان و ولتاژ شارژ را در خروجی کنترل کنید. توجه به این واقعیت ضروری است که محافظت در برابر اتصال کوتاه وجود دارد - فیوز 10 آمپر. اما نصب آن ضروری نیست، زیرا اکثر منابع تغذیه رایانه های شخصی دارای محافظی هستند که در صورت اتصال کوتاه دستگاه را خاموش می کند. بنابراین، مدارهای شارژر برای باتری ها از منابع تغذیه رایانه قادر به محافظت از خود در برابر اتصال کوتاه هستند.

کنترلر PSI (تعیین شده DA1)، به عنوان یک قاعده، در منبع تغذیه دو نوع - KA7500 یا TL494 استفاده می شود. حالا کمی تئوری آیا منبع تغذیه کامپیوتر می تواند باتری را به طور معمول شارژ کند؟ پاسخ مثبت است، زیرا باتری های سرب در اکثر خودروها ظرفیت 55-65 آمپر ساعت دارند. و برای شارژ معمولی به جریانی معادل 10٪ ظرفیت باتری نیاز دارد - بیش از 6.5 آمپر. اگر منبع تغذیه دارای توان بیش از 150 وات باشد، مدار "+12 V" آن قادر به ارائه چنین جریانی است.

مرحله اولیه بازسازی

برای تکرار یک شارژر باتری خانگی ساده، باید منبع تغذیه را کمی بهبود بخشید:

1. تمام سیم های غیر ضروری را از بین ببرید. از آهن لحیم کاری برای جدا کردن آنها استفاده کنید تا تداخلی ایجاد نشود.
2. با استفاده از نمودار ارائه شده در مقاله، یک مقاومت ثابت R1 را پیدا کنید که باید لحیم نشده باشد و در جای آن یک صاف کننده با مقاومت 27 کیلو اهم نصب کنید. یک ولتاژ ثابت "+12 V" باید متعاقباً به تماس بالایی این مقاومت اعمال شود. بدون این، دستگاه قادر به کار نخواهد بود.
3. پایه 16 ریز مدار از منفی جدا شده است.
4. در مرحله بعد، شما باید پایه های 15 و 14 را جدا کنید.

به نظر می رسد بسیار ساده و خانگی است. شما می توانید از هر مداری استفاده کنید، اما ساخت آن از منبع تغذیه رایانه آسان تر است - سبک تر، استفاده آسان تر و مقرون به صرفه تر است. در مقایسه با دستگاه های ترانسفورماتور، جرم دستگاه ها به طور قابل توجهی متفاوت است (همانطور که ابعاد).

تنظیمات شارژر

دیوار پشتی اکنون جلو خواهد بود؛ توصیه می شود آن را از یک قطعه مواد بسازید (تکسولیت ایده آل است). روی این دیوار لازم است یک تنظیم کننده جریان شارژ نصب شود که در نمودار R10 نشان داده شده است. بهتر است تا حد امکان از یک مقاومت سنسور جریان استفاده کنید - دو تا با قدرت 5 وات و مقاومت 0.2 اهم بگیرید. اما همه چیز به انتخاب مدار شارژر باتری بستگی دارد. برخی از طرح ها نیازی به استفاده از مقاومت های پرقدرت ندارند.

هنگام اتصال موازی آنها، قدرت دو برابر می شود و مقاومت برابر با 0.1 اهم می شود. در دیوار جلویی نیز نشانگرهایی وجود دارد - یک ولت متر و یک آمپر متر که به شما امکان می دهد پارامترهای مربوطه شارژر را نظارت کنید. برای تنظیم دقیق شارژر، از یک مقاومت برش استفاده می شود که با آن ولتاژ به پایه اول کنترلر PHI تامین می شود.

الزامات دستگاه

مونتاژ نهایی

سیم های نازک چند هسته ای باید به پایه های 1، 14، 15 و 16 لحیم شوند. عایق آنها باید قابل اعتماد باشد تا گرمایش تحت بار رخ ندهد، در غیر این صورت شارژر ماشین خانگی از کار می افتد. پس از مونتاژ، باید ولتاژ را با استفاده از یک مقاومت صاف کننده روی 14 ولت (+/-0.2 V) تنظیم کنید. این ولتاژی است که برای شارژ باتری ها عادی در نظر گرفته می شود. علاوه بر این، این مقدار باید در حالت بیکار (بدون بار متصل) باشد.

باید دو گیره تمساح روی سیم هایی که به باتری متصل می شوند نصب کنید. یکی قرمز، دیگری سیاه است. این را می توان در هر فروشگاه سخت افزار یا قطعات خودرو خریداری کرد. اینگونه می توانید یک شارژر خانگی ساده برای باتری ماشین تهیه کنید. نمودارهای اتصال: مشکی به منفی و قرمز به مثبت متصل است. فرآیند شارژ کاملاً خودکار است و نیازی به دخالت انسانی نیست. اما ارزش در نظر گرفتن مراحل اصلی این فرآیند را دارد.

فرآیند شارژ باتری

در طول چرخه اولیه، ولت متر ولتاژ تقریباً 12.4-12.5 ولت را نشان می دهد. اگر باتری ظرفیت 55 Ah دارد، باید رگولاتور را بچرخانید تا آمپرمتر مقدار 5.5 آمپر را نشان دهد. این بدان معنی است که جریان شارژ 5.5 A است. با شارژ شدن باتری، جریان کاهش می یابد و ولتاژ به حداکثر می رسد. در نتیجه، در انتها جریان 0 و ولتاژ 14 ولت خواهد بود.

صرف نظر از انتخاب مدارها و طرح شارژرهای مورد استفاده برای تولید، اصل کار تا حد زیادی مشابه است. هنگامی که باتری به طور کامل شارژ شد، دستگاه شروع به جبران جریان خود تخلیه می کند. بنابراین، شما خطر شارژ بیش از حد باتری را ندارید. بنابراین شارژر را می توان به مدت یک روز، یک هفته یا حتی یک ماه به باتری متصل کرد.

اگر ابزار اندازه گیری ندارید که از نصب آن در دستگاه بدتان نمی آید، می توانید آنها را رد کنید. اما برای این کار لازم است یک مقیاس برای پتانسیومتر درست کنید - برای نشان دادن موقعیت مقادیر جریان شارژ 5.5 A و 6.5 A. البته آمپرمتر نصب شده بسیار راحت تر است - می توانید به صورت بصری مشاهده کنید. فرآیند شارژ باتری اما یک شارژر باتری که با دستان خود و بدون استفاده از تجهیزات ساخته شده است، به راحتی قابل استفاده است.

در اینترنت به نمودار شارژر دو کاناله برخوردم. من آن را همزمان برای دو کانال درست نکردم، زیرا نیازی به آن نبود - یکی را مونتاژ کردم. مدار کاملاً کاربردی است و کاملاً شارژ می شود.

مدار شارژ باتری ماشین

مشخصات شارژر

• ولتاژ برق 220 ولت
• ولتاژ خروجی 2 x 16 ولت.
• جریان شارژ 1 - 10 A.
• جریان تخلیه 0.1 - 1 A.
• شکل جریان شارژ یکسو کننده نیمه موج است.
• ظرفیت باتری 10 - 100 A/h.
• ولتاژ باتری های در حال شارژ 3.6 - 12 ولت است.

شرح عملکرد: این یک دستگاه شارژر-دشارژ با دو کانال با تنظیم مجزای جریان شارژ و جریان تخلیه است که بسیار راحت است و به شما این امکان را می دهد که حالت های ریکاوری بهینه را برای صفحات باتری بر اساس شرایط فنی آنها انتخاب کنید. استفاده از حالت بازیابی چرخه ای به دلیل استفاده کامل از آنها در واکنش شیمیایی منجر به کاهش قابل توجهی در بازده سولفید هیدروژن و گازهای اکسیژن می شود، مقاومت و ظرفیت داخلی به سرعت به حالت کار بازیابی می شود، هیچ گرمای بیش از حد محفظه وجود ندارد. و تاب برداشتن صفحات

جریان تخلیه هنگام شارژ با جریان نامتقارن نباید بیش از 1/5 جریان شارژ باشد. دستورالعمل‌های تولیدکنندگان مستلزم تخلیه باتری قبل از شارژ، یعنی شکل دادن صفحات قبل از شارژ است. نیازی به جستجوی بار تخلیه مناسب نیست، کافی است سوئیچینگ مناسب را در دستگاه انجام دهید. توصیه می شود تخلیه کنترلی را با جریان 0.05 درجه سانتیگراد از ظرفیت باتری به مدت 20 ساعت انجام دهید. مدار اجازه می دهد تا صفحات دو باتری به طور همزمان با نصب جداگانه جریان تخلیه و شارژ تشکیل شوند.

رگولاتورهای فعلی رگولاتورهای کلیدی در ترانزیستورهای اثر میدان قدرتمند VT1، VT2 هستند.
اپتوکوپلرها در مدارهای فیدبک نصب می شوند که برای محافظت از ترانزیستورها از اضافه بار ضروری هستند. در جریان‌های شارژ بالا، تأثیر خازن‌های C3، C4 حداقل است و یک جریان تقریباً نیمه موج به مدت 5 میلی‌ثانیه با مکث 5 میلی‌ثانیه به بازیابی صفحات باتری سرعت می‌بخشد، به دلیل مکث در چرخه بازیابی، گرم شدن بیش از حد صفحات. و الکترولیز رخ نمی دهد، نوترکیب یون های الکترولیت با استفاده کامل در واکنش های شیمیایی اتم های هیدروژن و اکسیژن بهبود می یابد.

خازن های C2، C3 که در حالت ضرب ولتاژ کار می کنند، هنگام تعویض دیودهای VD1، VD2، یک ضربه اضافی برای ذوب سولفات کریستالی درشت ایجاد می کنند و اکسید سرب را به سرب آمورف تبدیل می کنند. رگولاتورهای جریان هر دو کانال R2، R5 توسط تثبیت کننده های ولتاژ پارامتریک روی دیودهای زنر VD3، VD4 تغذیه می شوند. مقاومت های R7، R8 در مدارهای دروازه ترانزیستورهای اثر میدان VT1، VT2 جریان گیت را به مقدار مطمئن محدود می کنند.

ترانزیستورهای اپتوکوپلر U1، U2 برای شنت ولتاژ گیت ترانزیستورهای اثر میدان در هنگام بارگذاری بیش از حد با جریان های شارژ یا تخلیه طراحی شده اند. ولتاژ کنترل از مقاومت های R13، R14 در مدارهای تخلیه، از طریق مقاومت های R11، R12 و مقاومت های محدود کننده R9، R10 به LED های اپتوکوپلر حذف می شود. با افزایش ولتاژ در مقاومت های R13، R14، ترانزیستورهای اپتوکوپلر باز می شوند و ولتاژ کنترل را در دروازه ترانزیستورهای اثر میدان کاهش می دهند، جریان در مدار منبع تخلیه کاهش می یابد.

در مورد مقاله شارژر ماشین قابل تنظیم ساده بحث کنید

این یک مدار اتصال بسیار ساده برای شارژر فعلی شما است. که ولتاژ شارژ باتری را کنترل می کند و با رسیدن به سطح تنظیم شده، آن را از شارژر جدا می کند و در نتیجه از شارژ بیش از حد باتری جلوگیری می کند.
این دستگاه مطلقاً قطعات کمیاب ندارد. کل مدار فقط بر روی یک ترانزیستور ساخته شده است. دارای نشانگرهای LED است که وضعیت را نشان می دهد: شارژ در حال انجام است یا باتری شارژ شده است.

چه کسی از این دستگاه سود می برد؟

مدار شارژر اتوماتیک

تخته مدار چاپی

تنظیمات

ارزیابی ویژگی‌های یک شارژر خاص بدون درک چگونگی شارژ مثال زدنی یک باتری لیتیوم یونی واقعاً دشوار است. بنابراین، قبل از حرکت مستقیم به نمودارها، بیایید یک نظریه کوچک را به خاطر بسپاریم.

باتری های لیتیومی چیست؟

بسته به اینکه الکترود مثبت باتری لیتیومی از چه ماده ای ساخته شده است، انواع مختلفی وجود دارد:

• با کاتد لیتیوم کبالتات؛
• با یک کاتد مبتنی بر فسفات آهن لیتیه؛
• بر اساس نیکل-کبالت-آلومینیوم؛
• بر پایه نیکل- کبالت- منگنز.

همه این باتری ها ویژگی های خاص خود را دارند، اما از آنجایی که این تفاوت های ظریف برای مصرف کننده عمومی اهمیت اساسی ندارند، در این مقاله بررسی نمی شوند.

همچنین تمامی باتری های لیتیوم یونی در اندازه ها و فرم های مختلف تولید می شوند. آنها می توانند محفظه ای (مثلاً محبوب 18650 امروزی) یا لمینیت یا منشوری (باتری های ژل پلیمری) باشند. دومی کیسه های مهر و موم شده هرمتیک ساخته شده از یک فیلم خاص است که حاوی الکترود و جرم الکترود است.

رایج ترین اندازه های باتری های لیتیوم یون در جدول زیر نشان داده شده است (همه آنها دارای ولتاژ اسمی 3.7 ولت هستند):

فرآیندهای الکتروشیمیایی داخلی به همین ترتیب انجام می شود و به فرم و طراحی باتری بستگی ندارد، بنابراین همه چیزهایی که در زیر گفته می شود به طور یکسان برای همه باتری های لیتیومی اعمال می شود.

نحوه صحیح شارژ باتری های لیتیوم یون

صحیح ترین روش شارژ باتری های لیتیومی شارژ در دو مرحله است. این روشی است که سونی در تمام شارژرهای خود از آن استفاده می کند. با وجود کنترلر شارژ پیچیده تر، این امر شارژ کامل تری باتری های لیتیوم یونی را بدون کاهش عمر مفید آنها تضمین می کند.

در اینجا ما در مورد مشخصات شارژ دو مرحله ای برای باتری های لیتیومی صحبت می کنیم که به اختصار CC/CV (جریان ثابت، ولتاژ ثابت) نامیده می شود. گزینه هایی با جریان های پالس و پله ای نیز وجود دارد، اما در این مقاله به آنها پرداخته نشده است. می توانید در مورد شارژ با جریان پالسی بیشتر بخوانید.

بنابراین، اجازه دهید هر دو مرحله شارژ را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.

1. در مرحله اولجریان شارژ ثابت باید تضمین شود. مقدار فعلی 0.2-0.5C است. برای شارژ سریع، مجاز است جریان را به 0.5-1.0C افزایش دهید (که در آن C ظرفیت باتری است).

به عنوان مثال، برای باتری با ظرفیت 3000 میلی آمپر، جریان شارژ اسمی در مرحله اول 600-1500 میلی آمپر است و جریان شارژ شتاب می تواند در محدوده 1.5-3 آمپر باشد.

برای اطمینان از جریان شارژ ثابت با مقدار معین، مدار شارژر باید بتواند ولتاژ را در پایانه های باتری افزایش دهد. در واقع، در مرحله اول شارژر به عنوان یک تثبیت کننده جریان کلاسیک عمل می کند.

مهم:اگر قصد دارید باتری ها را با برد محافظ داخلی (PCB) شارژ کنید، پس هنگام طراحی مدار شارژر باید مطمئن شوید که ولتاژ مدار باز مدار هرگز نمی تواند از 6-7 ولت تجاوز کند. در غیر این صورت، برد محافظ ممکن است آسیب ببیند.

در لحظه ای که ولتاژ باتری به 4.2 ولت افزایش می یابد، باتری تقریباً 70-80٪ ظرفیت خود را به دست می آورد (مقدار ظرفیت خاص به جریان شارژ بستگی دارد: با شارژ سریع کمی کمتر خواهد شد. شارژ اسمی - کمی بیشتر). این لحظه پایان مرحله اول شارژ را نشان می دهد و به عنوان سیگنالی برای انتقال به مرحله دوم (و نهایی) عمل می کند.

2. مرحله شارژ دوم- این شارژ باتری با یک ولتاژ ثابت است، اما جریان به تدریج کاهش می یابد (افت).

در این مرحله شارژر ولتاژ 4.15-4.25 ولت را روی باتری حفظ کرده و مقدار جریان را کنترل می کند.

با افزایش ظرفیت، جریان شارژ کاهش می یابد. به محض کاهش مقدار آن به 0.05-0.01C، فرآیند شارژ کامل در نظر گرفته می شود.

نکته مهم در عملکرد صحیح شارژر، قطع کامل آن از باتری پس از اتمام شارژ است. این به دلیل این واقعیت است که برای باتری های لیتیومی بسیار نامطلوب است که آنها برای مدت طولانی تحت ولتاژ بالا باقی بمانند که معمولاً توسط شارژر ارائه می شود (یعنی 4.18-4.24 ولت). این منجر به تخریب سریع ترکیب شیمیایی باتری و در نتیجه کاهش ظرفیت آن می شود. اقامت طولانی مدت به معنای ده ها ساعت یا بیشتر است.

در مرحله دوم شارژ، باتری تقریباً 0.1-0.15 ظرفیت خود را افزایش می دهد. بنابراین کل شارژ باتری به 90-95٪ می رسد که یک شاخص عالی است.

ما دو مرحله اصلی شارژ را بررسی کردیم. با این حال، پوشش موضوع شارژ باتری های لیتیومی ناقص خواهد بود اگر مرحله شارژ دیگری - به اصطلاح - ذکر نشده باشد. پیش شارژ

مرحله شارژ اولیه (پیش شارژ)- این مرحله فقط برای باتری های با دشارژ عمیق (زیر 2.5 ولت) استفاده می شود تا آنها را به حالت عادی کار کند.

در این مرحله شارژ با جریان ثابت کاهش یافته تا زمانی که ولتاژ باتری به 2.8 ولت برسد تامین می شود.

مرحله مقدماتی برای جلوگیری از تورم و کاهش فشار (یا حتی انفجار با آتش) باتری های آسیب دیده که مثلاً دارای یک اتصال کوتاه داخلی بین الکترودها هستند، ضروری است. اگر یک جریان شارژ زیاد بلافاصله از چنین باتری عبور کند، این امر به ناچار منجر به گرم شدن آن می شود و سپس بستگی دارد.

یکی دیگر از مزایای پیش شارژ، گرم کردن پیش باتری است که هنگام شارژ در دمای پایین محیط (در یک اتاق گرم نشده در فصل سرد) مهم است.

شارژ هوشمند باید بتواند ولتاژ باتری را در مرحله شارژ اولیه کنترل کند و اگر ولتاژ برای مدت طولانی افزایش نیابد، نتیجه گیری کند که باتری معیوب است.

تمام مراحل شارژ باتری لیتیوم یونی (از جمله مرحله پیش شارژ) به صورت شماتیک در این نمودار نشان داده شده است:

بیش از 0.15 ولت از ولتاژ شارژ نامی می تواند عمر باتری را به نصف کاهش دهد. کاهش ولتاژ شارژ به میزان 0.1 ولت، ظرفیت باتری شارژ شده را تا حدود 10 درصد کاهش می دهد، اما عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. ولتاژ یک باتری کاملا شارژ شده پس از خارج کردن آن از شارژر 4.1-4.15 ولت است.

بگذارید موارد فوق را خلاصه کنم و نکات اصلی را بیان کنم:

1. برای شارژ باتری لیتیوم یونی (مثلا 18650 یا هر باتری دیگری) از چه جریانی استفاده کنم؟

جریان به سرعتی که می خواهید آن را شارژ کنید بستگی دارد و می تواند از 0.2C تا 1C متغیر باشد.

به عنوان مثال، برای یک باتری سایز 18650 با ظرفیت 3400 میلی آمپر ساعت، حداقل جریان شارژ 680 میلی آمپر و حداکثر آن 3400 میلی آمپر است.

2-چقدر طول میکشه که مثلا همون باطری های 18650 شارژ بشه؟

زمان شارژ مستقیماً به جریان شارژ بستگی دارد و با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

T = C / شارژ می کنم.

به عنوان مثال، زمان شارژ باتری 3400 میلی آمپری ما با جریان 1 آمپر حدود 3.5 ساعت خواهد بود.

3. چگونه باتری لیتیوم پلیمری را به درستی شارژ کنیم؟

تمام باتری های لیتیومی به یک شکل شارژ می شوند. فرقی نمی کند لیتیوم پلیمر باشد یا یون لیتیوم. برای ما، مصرف کنندگان، هیچ تفاوتی وجود ندارد.

برد حفاظتی چیست؟

برد محافظ (یا PCB - برد کنترل قدرت) برای محافظت در برابر اتصال کوتاه، شارژ بیش از حد و تخلیه بیش از حد باتری لیتیومی طراحی شده است. به عنوان یک قاعده، حفاظت از گرمای بیش از حد نیز در ماژول های حفاظتی تعبیه شده است.

به دلایل ایمنی، استفاده از باتری های لیتیومی در لوازم خانگی ممنوع است، مگر اینکه دارای برد محافظ داخلی باشند. به همین دلیل است که همه باتری های تلفن همراه همیشه دارای یک برد PCB هستند. پایانه های خروجی باتری مستقیماً روی برد قرار دارند:

این بردها از یک کنترلر شارژ شش پایه بر روی یک دستگاه تخصصی (JW01، JW11، K091، G2J، G3J، S8210، S8261، NE57600 و سایر آنالوگ ها) استفاده می کنند. وظیفه این کنترلر این است که با تخلیه کامل باتری، باتری را از بار جدا کند و با رسیدن به 4.25 ولت باتری را از شارژ جدا کند.

به عنوان مثال، نموداری از برد محافظ باتری BP-6M که همراه با گوشی های قدیمی نوکیا عرضه شده است:

اگر در مورد 18650 صحبت کنیم، می توان آنها را با یا بدون برد محافظ تولید کرد. ماژول حفاظتی در نزدیکی پایانه منفی باتری قرار دارد.

برد طول باتری را 2-3 میلی متر افزایش می دهد.

باتری‌های بدون ماژول PCB معمولاً در باتری‌هایی قرار می‌گیرند که مدارهای حفاظتی خود را دارند.

هر باتری با محافظ می تواند به راحتی بدون محافظ به باتری تبدیل شود؛ فقط باید آن را تخلیه کنید.

امروزه حداکثر ظرفیت باتری 18650 3400 میلی آمپر ساعت است. باتری های دارای محافظ باید دارای یک نام مربوطه بر روی کیس ("محافظت شده") باشند.

برد PCB را با ماژول PCM (PCM - ماژول شارژ برق) اشتباه نگیرید. اگر اولی فقط به منظور محافظت از باتری باشد، دومی برای کنترل فرآیند شارژ طراحی شده است - آنها جریان شارژ را در یک سطح معین محدود می کنند، دما را کنترل می کنند و به طور کلی از کل فرآیند اطمینان می دهند. برد PCM همان چیزی است که ما آن را کنترل کننده شارژ می نامیم.

امیدوارم الان سوالی باقی نماند که چگونه باتری 18650 یا هر باتری لیتیوم دیگری را شارژ کنیم؟ سپس به سراغ مجموعه کوچکی از راه حل های مدار آماده برای شارژرها (همان کنترل کننده های شارژ) می رویم.

طرح های شارژ باتری های لیتیوم یون

تمام مدارها برای شارژ هر باتری لیتیومی مناسب هستند؛ تنها چیزی که باقی می ماند تصمیم گیری در مورد جریان شارژ و پایه عنصر است.

LM317

نمودار یک شارژر ساده بر اساس تراشه LM317 با نشانگر شارژ:

مدار ساده ترین است، کل راه اندازی به تنظیم ولتاژ خروجی روی 4.2 ولت با استفاده از مقاومت R8 (بدون باتری متصل!) و تنظیم جریان شارژ با انتخاب مقاومت های R4، R6 خلاصه می شود. قدرت مقاومت R1 حداقل 1 وات است.

به محض خاموش شدن LED، فرآیند شارژ را می توان تکمیل شده در نظر گرفت (جریان شارژ هرگز به صفر نمی رسد). توصیه نمی شود که باتری را برای مدت طولانی پس از شارژ کامل روی این شارژ نگه دارید.

ریز مدار lm317 به طور گسترده در تثبیت کننده های مختلف ولتاژ و جریان (بسته به مدار اتصال) استفاده می شود. در هر گوشه فروخته می شود و قیمت آن سکه است (شما می توانید 10 قطعه را فقط با 55 روبل بگیرید).

LM317 در بدنه های مختلفی عرضه می شود:

تخصیص پین (pinout):

آنالوگ های تراشه LM317 عبارتند از: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (دو مورد آخر تولید داخل هستند).

اگر به جای LM317 از LM350 استفاده کنید، جریان شارژ را می توان به 3 آمپر افزایش داد. با این حال، گران تر خواهد بود - 11 روبل / قطعه.

برد مدار چاپی و مجموعه مدار در زیر نشان داده شده است:

ترانزیستور قدیمی شوروی KT361 را می توان با ترانزیستور pnp مشابه (به عنوان مثال KT3107، KT3108 یا بورژوایی 2N5086، 2SA733، BC308A) جایگزین کرد. در صورت عدم نیاز به نشانگر شارژ، می توان آن را به طور کلی حذف کرد.

عیب مدار: ولتاژ تغذیه باید در محدوده 8-12 ولت باشد. این به این دلیل است که برای عملکرد عادی تراشه LM317، اختلاف بین ولتاژ باتری و ولتاژ تغذیه باید حداقل 4.25 ولت باشد. بنابراین، تغذیه آن از درگاه USB امکان پذیر نخواهد بود.

MAX1555 یا MAX1551

MAX1551/MAX1555 شارژرهای تخصصی برای باتری های Li+ هستند که می توانند از طریق USB یا از یک آداپتور برق جداگانه (به عنوان مثال، شارژر تلفن) کار کنند.

تنها تفاوت بین این ریز مدارها این است که MAX1555 سیگنالی برای نشان دادن فرآیند شارژ تولید می کند و MAX1551 سیگنالی مبنی بر روشن بودن برق تولید می کند. آن ها 1555 هنوز در بیشتر موارد ارجح است، بنابراین یافتن 1551 در حال حاضر دشوار است.

شرح دقیق این ریز مدارها از طرف سازنده می باشد.

حداکثر ولتاژ ورودی از آداپتور DC 7 ولت است، زمانی که از USB تغذیه می شود - 6 ولت. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه به 3.52 ولت کاهش می یابد، ریز مدار خاموش می شود و شارژ متوقف می شود.

خود ریز مدار تشخیص می دهد که ولتاژ تغذیه در کدام ورودی وجود دارد و به آن متصل می شود. اگر برق از طریق گذرگاه USB تامین شود، حداکثر جریان شارژ به 100 میلی آمپر محدود می شود - این به شما امکان می دهد بدون ترس از سوختن پل جنوبی شارژر را به پورت USB هر رایانه وصل کنید.

هنگامی که توسط یک منبع تغذیه جداگانه تغذیه می شود، جریان شارژ معمولی 280 میلی آمپر است.

تراشه ها دارای محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد هستند. اما حتی در این مورد، مدار به کار خود ادامه می دهد و جریان شارژ را به میزان 17 میلی آمپر برای هر درجه بالاتر از 110 درجه سانتی گراد کاهش می دهد.

یک عملکرد پیش شارژ وجود دارد (به بالا مراجعه کنید): تا زمانی که ولتاژ باتری کمتر از 3 ولت باشد، ریزمدار جریان شارژ را به 40 میلی آمپر محدود می کند.

میکرو مدار دارای 5 پین است. در اینجا یک نمودار اتصال معمولی است:

اگر تضمینی وجود دارد که ولتاژ خروجی آداپتور شما تحت هیچ شرایطی نمی تواند از 7 ولت بیشتر شود، می توانید بدون تثبیت کننده 7805 این کار را انجام دهید.

گزینه شارژ USB را می توان به عنوان مثال روی این یکی مونتاژ کرد.

ریز مدار به دیودهای خارجی یا ترانزیستورهای خارجی نیاز ندارد. به طور کلی، البته، چیزهای کوچک زرق و برق دار! فقط آنها برای لحیم کاری بسیار کوچک و ناخوشایند هستند. و همچنین گران هستند ().

LP2951

تثبیت کننده LP2951 توسط National Semiconductors () تولید شده است. اجرای یک تابع محدود کننده جریان داخلی را فراهم می کند و به شما امکان می دهد یک سطح ولتاژ شارژ پایدار برای باتری لیتیوم یون در خروجی مدار ایجاد کنید.

ولتاژ شارژ 4.08 - 4.26 ولت است و توسط مقاومت R3 در هنگام قطع باتری تنظیم می شود. ولتاژ بسیار دقیق نگه داشته می شود.

جریان شارژ 150 - 300 میلی آمپر است، این مقدار توسط مدارهای داخلی تراشه LP2951 (بسته به سازنده) محدود می شود.

از دیود با جریان معکوس کوچک استفاده کنید. به عنوان مثال، می تواند هر یک از سری 1N400X باشد که می توانید خریداری کنید. دیود به عنوان یک دیود مسدود کننده برای جلوگیری از جریان معکوس از باتری به تراشه LP2951 در هنگام خاموش شدن ولتاژ ورودی استفاده می شود.

این شارژر جریان شارژ نسبتا کمی تولید می کند، بنابراین هر باتری 18650 می تواند یک شبه شارژ شود.

ریز مدار را می توان هم در بسته DIP و هم در بسته SOIC خریداری کرد (هزینه هر قطعه حدود 10 روبل).

MCP73831

این تراشه به شما امکان می‌دهد شارژرهای مناسب بسازید، و همچنین ارزان‌تر از MAX1555 است.

یک نمودار اتصال معمولی از:

مزیت مهم مدار عدم وجود مقاومت های قدرتمند با مقاومت کم است که جریان شارژ را محدود می کند. در اینجا جریان توسط یک مقاومت متصل به پایه 5 میکرو مدار تنظیم می شود. مقاومت آن باید در محدوده 2-10 کیلو اهم باشد.

شارژر مونتاژ شده به شکل زیر است:

ریز مدار در حین کار به خوبی گرم می شود، اما به نظر نمی رسد که این موضوع آن را آزار دهد. کارکرد خود را انجام می دهد.

در اینجا نسخه دیگری از یک برد مدار چاپی با LED SMD و کانکتور micro-USB وجود دارد:

LTC4054 (STC4054)

طرح بسیار ساده، گزینه عالی! اجازه شارژ با جریان تا 800 میلی آمپر را می دهد (نگاه کنید به). درست است که بسیار گرم می شود، اما در این مورد محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد جریان را کاهش می دهد.

مدار را می توان با بیرون انداختن یک یا حتی هر دو LED با یک ترانزیستور به طور قابل توجهی ساده کرد. سپس اینگونه به نظر می رسد (باید اعتراف کنید که نمی تواند ساده تر باشد: چند مقاومت و یک کندانسور):

یکی از گزینه های برد مدار چاپی در دسترس است. این برد برای عناصر با اندازه استاندارد 0805 طراحی شده است.

I=1000/R. شما نباید بلافاصله جریان بالایی را تنظیم کنید؛ ابتدا ببینید میکرو مدار چقدر داغ می شود. برای اهدافم، یک مقاومت 2.7 کیلو اهم گرفتم و جریان شارژ حدود 360 میلی آمپر بود.

بعید است که بتوان رادیاتور را با این ریزمدار تطبیق داد و به دلیل مقاومت حرارتی بالای محل اتصال کریستال به کیس موثر نیست. سازنده توصیه می کند که هیت سینک را "از طریق سرنخ ها" بسازید - آثار را تا حد ممکن ضخیم کنید و فویل را زیر بدنه تراشه بگذارید. به طور کلی، هرچه فویل "زمین" بیشتری باقی بماند، بهتر است.

به هر حال، بیشتر گرما از طریق پایه سوم پخش می شود، بنابراین می توانید این اثر را بسیار گسترده و ضخیم کنید (آن را با لحیم کاری اضافی پر کنید).

بسته تراشه LTC4054 ممکن است دارای برچسب LTH7 یا LTADY باشد.

LTH7 با LTADY تفاوت دارد زیرا اولی می تواند باتری بسیار کم را بلند کند (که ولتاژ آن کمتر از 2.9 ولت است) در حالی که دومی نمی تواند (شما باید آن را جداگانه بچرخانید).

این تراشه بسیار موفق ظاهر شد، بنابراین دارای یک دسته آنالوگ است: STC4054، MCP73831، TB4054، QX4054، TP4054، SGM4054، ACE4054، LP4054، U4054، BL4054، BL4054، WPM1PT81PT405، BL4054، WPM1PT81PT405، , VS6102 , HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. قبل از استفاده از هر یک از آنالوگ ها، برگه های داده را بررسی کنید.

TP4056

ریز مدار در یک محفظه SOP-8 ساخته شده است (نگاه کنید به) ، روی شکم خود یک هیت سینک فلزی دارد که به مخاطبین متصل نیست و این امکان حذف گرما کارآمدتر را فراهم می کند. به شما امکان می دهد باتری را با جریانی تا 1 آمپر شارژ کنید (جریان به مقاومت تنظیم کننده جریان بستگی دارد).

نمودار اتصال به حداقل عناصر آویزان نیاز دارد:

مدار فرآیند شارژ کلاسیک را اجرا می کند - ابتدا با یک جریان ثابت شارژ می شود، سپس با یک ولتاژ ثابت و یک جریان نزولی. همه چیز علمی است. اگر به مرحله به مرحله شارژ نگاه کنید، می توانید چندین مرحله را تشخیص دهید:

1. نظارت بر ولتاژ باتری متصل (این همیشه اتفاق می افتد).
2. فاز پیش شارژ (اگر باتری کمتر از 2.9 ولت تخلیه شود). با جریان 1/10 از جریان برنامه ریزی شده توسط مقاومت R prog (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) تا سطح 2.9 ولت شارژ کنید.
3. شارژ با حداکثر جریان ثابت (1000 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم).
4. هنگامی که باتری به 4.2 ولت می رسد، ولتاژ باتری در این سطح ثابت می شود. کاهش تدریجی جریان شارژ شروع می شود.
5. هنگامی که جریان به 1/10 جریان برنامه ریزی شده توسط مقاومت R prog (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) برسد، شارژر خاموش می شود.
6. پس از اتمام شارژ، کنترل کننده به نظارت بر ولتاژ باتری ادامه می دهد (نقطه 1 را ببینید). جریان مصرفی مدار مانیتورینگ 2-3 μA است. پس از کاهش ولتاژ به 4.0 ولت، شارژ مجدد شروع می شود. و به همین ترتیب در یک دایره.

جریان شارژ (بر حسب آمپر) با فرمول محاسبه می شود I=1200/R prog. حداکثر مجاز 1000 میلی آمپر است.

آزمایش شارژ واقعی با باتری 3400 میلی آمپر ساعتی 18650 در نمودار نشان داده شده است:

مزیت ریز مدار این است که جریان شارژ تنها توسط یک مقاومت تنظیم می شود. مقاومت کم مقاومت قوی لازم نیست. به علاوه یک نشانگر فرآیند شارژ و همچنین نشانگر پایان شارژ وجود دارد. هنگامی که باتری وصل نیست، نشانگر هر چند ثانیه یکبار چشمک می زند.

ولتاژ تغذیه مدار باید در محدوده 4.5 ... 8 ولت باشد. هرچه به 4.5 ولت نزدیکتر باشد، بهتر است (بنابراین تراشه کمتر گرم می شود).

پایه اول برای اتصال یک سنسور دما که در باتری لیتیوم یون تعبیه شده است (معمولاً ترمینال میانی باتری تلفن همراه) استفاده می شود. اگر ولتاژ خروجی کمتر از 45% یا بالاتر از 80% ولتاژ منبع تغذیه باشد، شارژ به حالت تعلیق در می آید. اگر به کنترل دما نیاز ندارید، فقط آن پا را روی زمین بکارید.

توجه! این مدار یک ایراد قابل توجه دارد: عدم وجود مدار حفاظت از قطبیت معکوس باتری. در این حالت، کنترل کننده به دلیل تجاوز از حداکثر جریان، سوختگی تضمین می شود. در این حالت ولتاژ تغذیه مدار مستقیماً به باتری می رود که بسیار خطرناک است.

علامت گذاری ساده است و می توان آن را در یک ساعت روی زانو انجام داد. اگر زمان بسیار مهم است، می توانید ماژول های آماده را سفارش دهید. برخی از تولید کنندگان ماژول های آماده محافظت در برابر جریان بیش از حد و تخلیه بیش از حد را اضافه می کنند (به عنوان مثال، می توانید انتخاب کنید به کدام برد نیاز دارید - با یا بدون حفاظت و با کدام کانکتور).

شما همچنین می توانید تخته های آماده با یک کنتاکت سنسور دما را پیدا کنید. یا حتی یک ماژول شارژ با چندین ریز مدار موازی TP4056 برای افزایش جریان شارژ و با محافظت از قطبیت معکوس (مثال).

LTC1734

همچنین یک طرح بسیار ساده. جریان شارژ توسط مقاومت R prog تنظیم می شود (به عنوان مثال، اگر یک مقاومت 3 کیلو اهم نصب کنید، جریان 500 میلی آمپر خواهد بود).

ریز مدارها معمولاً روی قاب علامت گذاری می شوند: LTRG (اغلب می توان آنها را در تلفن های قدیمی سامسونگ یافت).

هر ترانزیستور pnp مناسب است، نکته اصلی این است که برای جریان شارژ معین طراحی شده است.

در نمودار نشان داده شده نشانگر شارژ وجود ندارد، اما در LTC1734 گفته شده است که پین ​​"4" (Prog) دو عملکرد دارد - تنظیم جریان و نظارت بر پایان شارژ باتری. به عنوان مثال، مداری با کنترل پایان شارژ با استفاده از مقایسه کننده LT1716 نشان داده شده است.

مقایسه کننده LT1716 در این مورد می تواند با یک LM358 ارزان قیمت جایگزین شود.

TL431 + ترانزیستور

احتمالاً ایجاد مداری با استفاده از قطعات مقرون به صرفه تر دشوار است. سخت ترین چیز در اینجا یافتن منبع ولتاژ مرجع TL431 است. اما آنها به قدری رایج هستند که تقریباً در همه جا یافت می شوند (به ندرت منبع تغذیه بدون این ریز مدار کار می کند).

خوب، ترانزیستور TIP41 را می توان با هر ترانزیستور دیگری با جریان کلکتور مناسب جایگزین کرد. حتی KT819، KT805 شوروی قدیمی (یا KT815، KT817 کمتر قدرتمندتر) این کار را می کند.

راه اندازی مدار به تنظیم ولتاژ خروجی (بدون باتری!!!) با استفاده از یک مقاومت تریم در 4.2 ولت ختم می شود. مقاومت R1 حداکثر مقدار جریان شارژ را تنظیم می کند.

این مدار فرآیند دو مرحله‌ای شارژ باتری‌های لیتیومی را به طور کامل اجرا می‌کند - ابتدا با جریان مستقیم شارژ می‌شود، سپس به فاز تثبیت ولتاژ می‌رود و به آرامی جریان را تقریباً به صفر می‌رساند. تنها ایراد آن تکرارپذیری ضعیف مدار است (در راه اندازی دمدمی مزاج و برای اجزای مورد استفاده سخت است).

MCP73812

یک ریز مدار نادیده گرفته دیگری از Microchip وجود دارد - MCP73812 (نگاه کنید به). بر اساس آن، یک گزینه شارژ بسیار مقرون به صرفه به دست می آید (و ارزان!). کل کیت بدنه فقط یک مقاومت است!

به هر حال، ریز مدار در یک بسته لحیم کاری - SOT23-5 ساخته شده است.

تنها نکته منفی این است که بسیار گرم می شود و هیچ نشانه شارژ وجود ندارد. همچنین اگر منبع انرژی کم مصرف داشته باشید (که باعث افت ولتاژ می شود) به نحوی چندان قابل اعتماد کار نمی کند.

به طور کلی، اگر نشانگر شارژ برای شما مهم نیست و جریان 500 میلی آمپر برای شما مناسب است، پس MCP73812 گزینه بسیار خوبی است.

NCP1835

یک راه حل کاملا یکپارچه ارائه شده است - NCP1835B که پایداری بالایی در ولتاژ شارژ (4.2 ± 0.05 V) ارائه می دهد.

شاید تنها ایراد این ریز مدار اندازه بسیار مینیاتوری آن باشد (قاب DFN-10، اندازه 3x3 میلی متر). همه نمی توانند چنین عناصر مینیاتوری را با کیفیت بالا لحیم کاری کنند.

از جمله مزایای غیر قابل انکار می خواهم به موارد زیر اشاره کنم:

1. حداقل تعداد اعضای بدن
2. امکان شارژ باتری کاملا دشارژ شده (جریان پیش شارژ 30 میلی آمپر);
3. تعیین پایان شارژ.
4. جریان شارژ قابل برنامه ریزی - تا 1000 میلی آمپر.
5. نشانگر شارژ و خطا (قابلیت تشخیص باتری های غیرقابل شارژ و سیگنال دادن به آن).
6. محافظت در برابر شارژ طولانی مدت (با تغییر ظرفیت خازن C t می توانید حداکثر زمان شارژ را از 6.6 تا 784 دقیقه تنظیم کنید).

هزینه ریز مدار دقیقاً ارزان نیست، بلکه آنقدر بالا نیست (~1 دلار) که بتوانید از استفاده از آن خودداری کنید. اگر با اتو لحیم کاری راحت هستید، توصیه می کنم این گزینه را انتخاب کنید.

توضیحات دقیق تر در

آیا می توانم باتری لیتیوم یونی را بدون کنترلر شارژ کنم؟

بله، تو میتونی. با این حال، این نیاز به کنترل دقیق جریان و ولتاژ شارژ دارد.

به طور کلی، شارژ باتری مثلاً 18650 ما بدون شارژر امکان پذیر نخواهد بود. شما هنوز باید به نحوی حداکثر جریان شارژ را محدود کنید، بنابراین حداقل ابتدایی ترین حافظه هنوز مورد نیاز خواهد بود.

ساده ترین شارژر برای هر باتری لیتیومی، مقاومتی است که به صورت سری به باتری متصل است:

مقاومت و اتلاف توان مقاومت به ولتاژ منبع تغذیه ای که برای شارژ استفاده می شود بستگی دارد.

به عنوان مثال، اجازه دهید یک مقاومت را برای یک منبع تغذیه 5 ولت محاسبه کنیم. ما یک باتری 18650 با ظرفیت 2400 میلی آمپر ساعت شارژ خواهیم کرد.

بنابراین، در همان ابتدای شارژ، افت ولتاژ در مقاومت به صورت زیر خواهد بود:

U r = 5 - 2.8 = 2.2 ولت

فرض کنید منبع تغذیه 5 ولت ما برای حداکثر جریان 1 آمپر درجه بندی شده است. مدار در همان ابتدای شارژ، زمانی که ولتاژ باتری حداقل است و به 2.7-2.8 ولت می رسد، بیشترین جریان را مصرف می کند.

توجه: در این محاسبات این احتمال وجود دارد که باتری بسیار عمیق تخلیه شود و ولتاژ روی آن بسیار کمتر و حتی به صفر برسد.

بنابراین، مقاومت مقاومت مورد نیاز برای محدود کردن جریان در همان ابتدای شارژ در 1 آمپر باید:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 اهم

اتلاف توان مقاومتی:

P r = I 2 R = 1 * 1 * 2.2 = 2.2 W

در پایان شارژ باتری، زمانی که ولتاژ روی آن به 4.2 ولت نزدیک شود، جریان شارژ به صورت زیر خواهد بود:

I شارژ = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A

یعنی همانطور که می بینیم، همه مقادیر از حد مجاز برای یک باتری معین فراتر نمی روند: جریان اولیه از حداکثر جریان شارژ مجاز برای یک باتری معین (2.4 A) تجاوز نمی کند و جریان نهایی از جریان تجاوز می کند. که در آن باتری دیگر ظرفیت نمی یابد (0.24 A).

عیب اصلی چنین شارژی نیاز به نظارت مداوم بر ولتاژ باتری است. و به محض اینکه ولتاژ به 4.2 ولت رسید شارژ را به صورت دستی خاموش کنید. واقعیت این است که باتری های لیتیومی حتی اضافه ولتاژ کوتاه مدت را بسیار ضعیف تحمل می کنند - توده های الکترود به سرعت شروع به تخریب می کنند، که به ناچار منجر به از دست دادن ظرفیت می شود. در عین حال، تمام پیش نیازها برای گرم شدن بیش از حد و کاهش فشار ایجاد می شود.

اگر باتری شما دارای یک برد محافظ داخلی است که در بالا توضیح داده شد، همه چیز ساده تر می شود. هنگامی که ولتاژ خاصی به باتری رسید، خود برد آن را از شارژر جدا می کند. با این حال، این روش شارژ دارای معایب قابل توجهی است که ما در مورد آنها صحبت کردیم.

محافظ تعبیه شده در باتری به هیچ عنوان اجازه شارژ بیش از حد آن را نخواهد داد. تنها کاری که باید انجام دهید این است که جریان شارژ را کنترل کنید تا از مقادیر مجاز برای یک باتری معین تجاوز نکند (متاسفانه تخته های محافظ نمی توانند جریان شارژ را محدود کنند).

شارژ با استفاده از منبع تغذیه آزمایشگاهی

اگر منبع تغذیه با حفاظت جریان (محدودیت) دارید، پس نجات پیدا کرده اید! چنین منبع انرژی در حال حاضر یک شارژر تمام عیار است که مشخصات شارژ صحیح را که در بالا در مورد آن نوشتیم (CC/CV) پیاده سازی می کند.

تنها کاری که برای شارژ لیتیوم یون باید انجام دهید این است که منبع تغذیه را روی 4.2 ولت تنظیم کرده و حد جریان مورد نظر را تنظیم کنید. و می توانید باتری را وصل کنید.

در ابتدا، زمانی که باتری هنوز خالی است، منبع تغذیه آزمایشگاه در حالت حفاظت جریان کار می کند (یعنی جریان خروجی را در یک سطح معین تثبیت می کند). سپس، هنگامی که ولتاژ روی بانک به 4.2 ولت تنظیم شده افزایش می یابد، منبع تغذیه به حالت تثبیت ولتاژ تغییر می کند و جریان شروع به کاهش می کند.

هنگامی که جریان به 0.05-0.1 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، باتری را می توان شارژ کامل در نظر گرفت.

همانطور که می بینید منبع تغذیه آزمایشگاهی یک شارژر تقریبا ایده آل است! تنها کاری که نمی تواند به صورت خودکار انجام دهد، تصمیم گیری برای شارژ کامل باتری و خاموش شدن آن است. اما این یک چیز کوچک است که شما حتی نباید به آن توجه کنید.

چگونه باتری های لیتیومی را شارژ کنیم؟

و اگر ما در مورد باتری یکبار مصرف صحبت می کنیم که برای شارژ مجدد در نظر گرفته نشده است، پاسخ صحیح (و تنها صحیح) به این سوال خیر است.

واقعیت این است که هر باتری لیتیومی (به عنوان مثال، معمولی CR2032 به شکل یک قرص تخت) با وجود یک لایه غیرفعال داخلی که آند لیتیوم را می پوشاند مشخص می شود. این لایه از واکنش شیمیایی بین آند و الکترولیت جلوگیری می کند. و تامین جریان خارجی لایه محافظ فوق را از بین می برد و منجر به آسیب به باتری می شود.

به هر حال، اگر در مورد باتری غیرقابل شارژ CR2032 صحبت کنیم، LIR2032 که بسیار شبیه به آن است، در حال حاضر یک باتری تمام عیار است. می تواند و باید شارژ شود. فقط ولتاژش 3 نیست 3.6 ولت.

نحوه شارژ باتری های لیتیومی (خواه باتری تلفن باشد، 18650 یا هر باتری لیتیوم یون دیگری) در ابتدای مقاله مورد بحث قرار گرفت.

شارژر باتری ماشین.

اگر بگویم هر راننده ای باید شارژر باتری در گاراژ خود داشته باشد، برای کسی تازگی ندارد. البته، شما می توانید آن را در یک فروشگاه خریداری کنید، اما وقتی با این سوال مواجه شدم، به این نتیجه رسیدم که نمی خواهم یک دستگاه آشکارا نه چندان خوب را با قیمت مقرون به صرفه بخرم. مواردی وجود دارند که در آنها جریان شارژ توسط یک کلید قدرتمند تنظیم می شود که تعداد چرخش ها را در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور اضافه یا کاهش می دهد و در نتیجه جریان شارژ را افزایش یا کاهش می دهد، در حالی که در اصل دستگاه کنترل جریان وجود ندارد. این احتمالا ارزان ترین گزینه برای شارژرهای کارخانه ای است، اما یک دستگاه هوشمند آنقدرها هم ارزان نیست، قیمت آن واقعاً بالاست، بنابراین تصمیم گرفتم مداری را در اینترنت پیدا کنم و خودم آن را مونتاژ کنم. معیارهای انتخاب عبارت بودند از:

یک طرح ساده، بدون زنگ و سوت غیر ضروری.
- در دسترس بودن قطعات رادیویی؛
- تنظیم صاف جریان شارژ از 1 تا 10 آمپر؛
- مطلوب است که این نمودار یک دستگاه شارژ و آموزش باشد.
- راه اندازی آسان؛
- ثبات عملیات (طبق بررسی کسانی که قبلاً این طرح را انجام داده اند).

بعد از جستجو در اینترنت به مدار صنعتی شارژر با تریستورهای تنظیم کننده برخوردم.

همه چیز معمولی است: یک ترانسفورماتور، یک پل (VD8، VD9، VD13، VD14)، یک ژنراتور پالس با چرخه کاری قابل تنظیم (VT1، VT2)، تریستور به عنوان سوئیچ (VD11، VD12)، یک واحد کنترل شارژ. با ساده سازی این طرح، نمودار ساده تری دریافت می کنیم:

در این نمودار واحد کنترل شارژ وجود ندارد و بقیه تقریباً یکسان است: ترانس، پل، ژنراتور، یک تریستور، هدهای اندازه گیری و فیوز. لطفاً توجه داشته باشید که مدار حاوی تریستور KU202 است، کمی ضعیف است، بنابراین برای جلوگیری از خرابی پالس های جریان بالا، باید روی رادیاتور نصب شود. ترانسفورماتور 150 وات است یا می توانید از TS-180 از یک تلویزیون لوله قدیمی استفاده کنید.

شارژر قابل تنظیم با جریان شارژ 10 آمپر در تریستور KU202.

و یک دستگاه دیگر که حاوی قطعات کمیاب نیست، با جریان شارژ تا 10 آمپر. این یک تنظیم کننده قدرت تریستور ساده با کنترل پالس فاز است.

واحد کنترل تریستور بر روی دو ترانزیستور مونتاژ شده است. مدت زمانی که خازن C1 قبل از تعویض ترانزیستور شارژ می شود توسط مقاومت متغیر R7 تنظیم می شود که در واقع مقدار جریان شارژ باتری را تعیین می کند. دیود VD1 از مدار کنترل تریستور در برابر ولتاژ معکوس محافظت می کند. تریستور، مانند طرح های قبلی، روی یک رادیاتور خوب یا روی یک رادیاتور کوچک با یک فن خنک کننده قرار می گیرد. برد مدار چاپی واحد کنترل به شکل زیر است:

این طرح بد نیست، اما دارای معایبی است:
- نوسانات ولتاژ منبع تغذیه منجر به نوسانات در جریان شارژ می شود.
- بدون محافظ اتصال کوتاه به جز فیوز؛
- دستگاه با شبکه تداخل دارد (با فیلتر LC قابل درمان است).

دستگاه شارژ و بازیابی باتری های قابل شارژ.

این دستگاه پالس می تواند تقریباً هر نوع باتری را شارژ و بازیابی کند. مدت زمان شارژ بستگی به وضعیت باتری دارد و از 4 تا 6 ساعت متغیر است. به دلیل جریان شارژ پالسی، صفحات باتری سولفاته می شوند. نمودار زیر را ببینید.

در این طرح، ژنراتور بر روی یک میکرو مدار مونتاژ می شود که عملکرد پایدارتری را تضمین می کند. بجای NE555می توانید از آنالوگ روسی - تایمر استفاده کنید 1006VI1. اگر کسی KREN142 را برای تغذیه تایمر دوست ندارد، می توان آن را با یک تثبیت کننده پارامتری معمولی جایگزین کرد. مقاومت و دیود زنر با ولتاژ تثبیت مورد نیاز و کاهش مقاومت R5 به 200 اهم. ترانزیستور VT1- روی رادیاتور بدون خرابی خیلی داغ می شود. مدار از یک ترانسفورماتور با سیم پیچ ثانویه 24 ولت استفاده می کند. پل دیودی را می توان از دیودهایی مانند D242. برای خنک شدن بهتر هیت سینک ترانزیستوری VT1می توانید از یک فن از منبع تغذیه رایانه یا خنک کننده واحد سیستم استفاده کنید.

بازیابی و شارژ باتری.

در نتیجه استفاده نادرست از باتری خودرو، صفحات آنها سولفاته شده و باتری از کار می افتد.
روش شناخته شده ای برای بازیابی چنین باتری هایی در هنگام شارژ کردن آنها با جریان "نامتقارن" وجود دارد. در این حالت نسبت جریان شارژ و دشارژ 10:1 (حالت بهینه) انتخاب می شود. این حالت به شما امکان می دهد نه تنها باتری های سولفاته را بازیابی کنید، بلکه می توانید عملیات پیشگیرانه باتری های قابل تعمیر را نیز انجام دهید.

برنج. 1. مدار الکتریکی شارژر

در شکل 1 یک شارژر ساده را نشان می دهد که برای استفاده از روش توضیح داده شده در بالا طراحی شده است. مدار یک جریان شارژ پالسی تا 10 A را فراهم می کند (برای شارژ سریع استفاده می شود). برای بازیابی و آموزش باتری ها بهتر است جریان شارژ پالس را روی 5 آمپر تنظیم کنید. در این حالت جریان تخلیه 0.5 آمپر خواهد بود. جریان تخلیه با مقدار مقاومت R4 تعیین می شود.
مدار به گونه ای طراحی شده است که باتری در نیمی از دوره ولتاژ شبکه، زمانی که ولتاژ خروجی مدار از ولتاژ باتری بیشتر می شود، توسط پالس های جریان شارژ شود. در طول نیم چرخه دوم، دیودهای VD1، VD2 بسته می شوند و باتری از طریق مقاومت بار R4 تخلیه می شود.

مقدار جریان شارژ توسط رگولاتور R2 با استفاده از آمپرمتر تنظیم می شود. با توجه به اینکه هنگام شارژ باتری، بخشی از جریان نیز از طریق مقاومت R4 (10٪) عبور می کند، قرائت آمپرمتر PA1 باید با 1.8 A (برای جریان شارژ پالس 5 A) مطابقت داشته باشد، زیرا آمپرمتر مقدار متوسط ​​را نشان می دهد. جریان در یک دوره زمانی و شارژ تولید شده در نیمی از دوره.

مدار از باتری در برابر تخلیه کنترل نشده در صورت از دست دادن تصادفی ولتاژ شبکه محافظت می کند. در این صورت رله K1 با کنتاکت های خود مدار اتصال باتری را باز می کند. رله K1 از نوع RPU-0 با ولتاژ سیم پیچ 24 ولت یا ولتاژ کمتر استفاده می شود، اما در این مورد یک مقاومت محدود کننده به صورت سری به سیم پیچ متصل می شود.

برای دستگاه می توانید از ترانسفورماتور با توان حداقل 150 وات با ولتاژ در سیم پیچ ثانویه 22 ... 25 ولت استفاده کنید.
دستگاه اندازه گیری PA1 با مقیاس 0...5 A (0...3 A) برای مثال M42100 مناسب است. ترانزیستور VT1 روی رادیاتوری با مساحت حداقل 200 متر مربع نصب می شود. سانتی متر، که برای آن استفاده از قاب فلزی طرح شارژر راحت است.

مدار از یک ترانزیستور با بهره بالا (1000 ... 18000) استفاده می کند، که می تواند در هنگام تغییر قطبیت دیودها و دیود زنر با KT825 جایگزین شود، زیرا رسانایی متفاوتی دارد (شکل 2 را ببینید). حرف آخر در نام گذاری ترانزیستور می تواند هر چیزی باشد.

برنج. 2. مدار الکتریکی شارژر

برای محافظت مدار از اتصال کوتاه تصادفی، فیوز FU2 در خروجی نصب می شود.
مقاومت های مورد استفاده عبارتند از R1 type C2-23، R2 - PPBE-15، R3 - C5-16MB، R4 - PEV-15، مقدار R2 می تواند از 3.3 تا 15 کیلو اهم باشد. هر دیود زنر VD3 با ولتاژ تثبیت کننده از 7.5 تا 12 ولت مناسب است.
ولتاژ معکوس.

از شارژر تا باتری از کدام سیم بهتر است استفاده کنید.

البته بهتر است رشته مسی انعطاف پذیر را انتخاب کنید، اما سطح مقطع باید بر اساس حداکثر جریانی که از این سیم ها عبور می کند انتخاب شود، برای این ما به صفحه نگاه می کنیم:

اگر به مدار دستگاه های بازیابی شارژ پالسی با استفاده از تایمر 1006VI1 در اسیلاتور اصلی علاقه دارید، این مقاله را بخوانید: