ที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ที่ชาร์จสำหรับ Li-ion ฟรี

เราประกอบเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเรียบง่ายจากถังขยะในทางปฏิบัติ

สะสมมาแล้วครับ จำนวนมากแบตเตอรี่จากแบตเตอรี่แล็ปท็อปรูปแบบ 18650 เมื่อคิดว่าจะชาร์จอย่างไรฉันจึงตัดสินใจที่จะไม่กังวลกับโมดูลภาษาจีนและเมื่อถึงเวลานั้นฉันก็หมดลง ฉันตัดสินใจรวมสองแผนเข้าด้วยกัน เซ็นเซอร์ปัจจุบันและบอร์ด BMS จากแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ ผ่านการทดสอบในทางปฏิบัติ แม้ว่าโครงร่างจะเป็นแบบดั้งเดิม แต่ก็ใช้งานได้ดี แต่ไม่มีแบตเตอรี่ตัวเดียวเสียหาย

วงจรชาร์จ

วัสดุและเครื่องมือ

• สายยูเอสบี;
• จระเข้;
• คณะกรรมการป้องกัน BMS;
• ไข่พลาสติกจาก Kinder
• ไฟ LED สองดวงที่มีสีต่างกัน
• ทรานซิสเตอร์ kt361;
• ตัวต้านทาน 470 และ 22 โอห์ม
• ตัวต้านทานสองวัตต์ 2.2 โอห์ม;
• หนึ่งไดโอด IN4148;
• เครื่องมือ

การทำที่ชาร์จ

เราถอดสายเคเบิล USB และถอดขั้วต่อออก ฉันได้รับมันจาก iPad บางเครื่อง

เราประสานสายไฟเข้ากับจระเข้

เราชั่งน้ำหนักส่วนลึกของพลาสติก Kinder ฉันเติมน็อต M6 ด้วยกาวร้อน

เราประสานวงจรอย่างง่ายของเรา ทุกอย่างถูกติดตั้งและบัดกรีเข้ากับ บอร์ดบีเอ็มเอส- ฉันใช้ไฟ LED สองดวง แต่คุณสามารถใช้ไฟสีเดียวสองดวงได้ ทรานซิสเตอร์หลุดออกจากอุปกรณ์วิทยุโซเวียตเก่า

เราร้อยสายไฟเข้าไปในรูในส่วนที่สองซึ่งตื้นกว่าครึ่งหนึ่งของตัวประสานพลาสติก ประสานวงจร

เราบรรจุทุกอย่างลงในไข่พลาสติกอย่างแน่นหนา เราสร้างรูสำหรับ LED

เราเชื่อมต่อกับพอร์ต USB ของพีซีหรือเครื่องชาร์จจีน แต่ก็ยังมีกระแสไฟน้อย
สว่างเป็นสีส้มขณะชาร์จ เหล่านั้น. ไฟ LED ทั้งสองดวงจะสว่างขึ้น

เมื่อการชาร์จเสร็จสมบูรณ์ ไฟสีเขียวจะสว่างขึ้น ซึ่งเป็นไฟที่เชื่อมต่อผ่านไดโอด IN4148
คุณสามารถตรวจสอบวงจรได้โดยถอดแบตเตอรี่ออกจากแบตเตอรี่ ไฟ LED สีเขียวจะสว่างขึ้นเพื่อระบุว่าการชาร์จสิ้นสุดลง

ฉันสร้างที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสี่ก้อนให้ตัวเอง ตอนนี้คงมีคนคิดว่า: เขาทำแล้วและก็มีมากมายบนอินเทอร์เน็ต และฉันอยากจะบอกทันทีว่าการออกแบบของฉันสามารถชาร์จได้ทั้งแบตเตอรี่หนึ่งก้อนและสี่ก้อนในคราวเดียว แบตเตอรี่ทั้งหมดชาร์จแยกจากกัน
ทำให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่จากอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้พร้อม ๆ กันและด้วยการชาร์จเริ่มต้นที่แตกต่างกัน
ฉันสร้างที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ 18650 ซึ่งฉันใช้กับไฟฉาย พาวเวอร์แบงค์ แล็ปท็อป ฯลฯ
วงจรประกอบด้วยโมดูลสำเร็จรูปและประกอบได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย

จะต้อง

• - 4 ชิ้น
• - 4 ชิ้น
• คลิปหนีบกระดาษ

การผลิตเครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่จำนวนต่างๆ

ขั้นแรกเราจะสร้างช่องใส่แบตเตอรี่ ในการทำเช่นนี้เราใช้แผงวงจรสากลที่มีรูจำนวนมากและคลิปหนีบกระดาษธรรมดา

เรากัดมุมเหล่านี้จากคลิปหนีบกระดาษ

เราใส่มันเข้าไปในบอร์ดโดยลองใช้แบตเตอรี่ตามความยาวของแบตเตอรี่ที่คุณต้องการแล้ว เพราะเครื่องชาร์จดังกล่าวสามารถทำได้ไม่เฉพาะกับแบตเตอรี่ 18650 เท่านั้น

เราประสานส่วนของคลิปหนีบกระดาษไปที่ด้านล่างของกระดาน

จากนั้นเราก็นำตัวควบคุมการชาร์จมาวางไว้บนพื้นที่ที่เหลืออยู่บนกระดาน โดยควรอยู่ตรงข้ามแบตเตอรี่แต่ละก้อน

ตัวควบคุมการชาร์จจะติดตั้งอยู่บนขาเหล่านี้ ซึ่งทำจากขั้วต่อ PLS

ประสานโมดูลด้านบนและเข้ากับบอร์ดด้านล่าง ขาเหล่านี้จะนำกระแสไฟไปยังโมดูลและกระแสไฟชาร์จไปยังแบตเตอรี่

สี่ส่วนพร้อมแล้ว

ต่อไปเพื่อสลับจุดชาร์จเราจะติดตั้งปุ่มหรือสวิตช์สลับ

สิ่งทั้งหมดเชื่อมโยงกันดังนี้:

คุณอาจถามว่าทำไมถึงมีเพียงสามปุ่มไม่ใช่สี่ปุ่ม? และฉันจะตอบ - เนื่องจากโมดูลหนึ่งจะทำงานเสมอเพราะจะมีการชาร์จแบตเตอรี่หนึ่งก้อนเสมอมิฉะนั้นจะไม่ต้องเสียบที่ชาร์จเลย
เราประสานรางนำไฟฟ้า

ผลลัพธ์ก็คือด้วยปุ่มต่างๆ คุณสามารถเชื่อมต่อสถานที่เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้ตั้งแต่ 1 ถึง 4 ก้อน

มีการติดตั้ง LED บนโมดูลชาร์จ ซึ่งระบุว่าแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จนั้นชาร์จอยู่หรือไม่
ฉันประกอบอุปกรณ์ทั้งหมดได้ภายในครึ่งชั่วโมง ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 5 โวลต์ (อะแดปเตอร์) ซึ่งต้องเลือกอย่างชาญฉลาดเพื่อให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ทั้งสี่ก้อนพร้อมกันได้ วงจรทั้งหมดสามารถขับเคลื่อนจากคอมพิวเตอร์ USB ได้
เราเชื่อมต่ออะแดปเตอร์กับโมดูลแรกจากนั้นเปิดปุ่มที่จำเป็นและแรงดันไฟฟ้าจากโมดูลแรกจะไปที่อื่นขึ้นอยู่กับสวิตช์ที่เปิดอยู่

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ (เช่น โทรศัพท์มือถือแล็ปท็อป หรือแท็บเล็ต) ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งใช้ทดแทนแบตเตอรี่อัลคาไลน์ แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมและนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ได้หลีกทางให้กับแบตเตอรี่ Li─Ion เนื่องจากคุณสมบัติด้านเทคนิคและผู้บริโภคที่ดีกว่าในรุ่นหลัง ประจุที่มีอยู่ในแบตเตอรี่ดังกล่าวตั้งแต่ช่วงเวลาการผลิตมีตั้งแต่สี่ถึงหกเปอร์เซ็นต์ หลังจากนั้นจะเริ่มลดลงตามการใช้งาน ในช่วง 12 เดือนแรก ความจุของแบตเตอรี่จะลดลง 10 ถึง 20%

ที่ชาร์จแท้

หน่วยชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ไอออนจะคล้ายกันมากกับอุปกรณ์ที่คล้ายกันสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ของพวกมันซึ่งเรียกว่า "แบตเตอรี" เนื่องจากความคล้ายคลึงภายนอกนั้นมีแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดความทนทานที่เข้มงวดมากขึ้น (เช่น แรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต ความแตกต่างเพียง 0.05 c) รูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของแบตเตอรีแบตไอออน 18650 คือเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.8 ซม. และสูง 6.5 ซม.

เพียงแค่บันทึกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมาตรฐานต้องใช้เวลาในการชาร์จนานถึงสามชั่วโมง และเวลาที่แม่นยำยิ่งขึ้นจะขึ้นอยู่กับความจุเดิม

ผู้ผลิต Li- แบตเตอรี่ไอออนแนะนำให้ใช้เฉพาะเครื่องชาร์จดั้งเดิมในการชาร์จซึ่งรับประกันว่าจะให้แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับแบตเตอรี่และจะไม่ทำลายความจุบางส่วนโดยการชาร์จไฟเกินองค์ประกอบและทำลาย ระบบเคมีการชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มก็ไม่เป็นที่พึงปรารถนาเช่นกัน

ใส่ใจ!ในระหว่างการเก็บรักษาระยะยาว แบตเตอรี่ลิเธียมควรมีประจุไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย (ไม่เกิน 50%) และจำเป็นต้องถอดออกจากตัวเครื่องด้วย

หากแบตเตอรี่ลิเธียมมีแผงป้องกัน ก็จะไม่เสี่ยงต่อการชาร์จไฟเกิน

แผงป้องกันในตัวจะตัดแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไป (มากกว่า 3.7 โวลต์ต่อเซลล์) ในระหว่างการชาร์จ และจะปิดแบตเตอรี่หากระดับการชาร์จลดลงเหลือต่ำสุด ซึ่งโดยทั่วไปคือ 2.4 โวลต์ ตัวควบคุมการชาร์จจะตรวจจับช่วงเวลาที่แรงดันไฟฟ้าในแบตเตอรีถึง 3.7 โวลต์และถอดเครื่องชาร์จออกจากแบตเตอรี่ อุปกรณ์สำคัญนี้ยังตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและกระแสไฟเกิน การป้องกันจะขึ้นอยู่กับไมโครวงจร DV01-P หลังจากที่วงจรถูกขัดจังหวะโดยคอนโทรลเลอร์ การคืนค่าจะดำเนินการโดยอัตโนมัติเมื่อพารามิเตอร์ถูกทำให้เป็นมาตรฐาน

บนชิป ไฟแสดงสถานะสีแดงหมายถึงกำลังชาร์จ และสีเขียวหรือสีน้ำเงินแสดงว่าแบตเตอรี่ชาร์จแล้ว

วิธีชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมอย่างถูกต้อง

ผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีชื่อเสียง (เช่น Sony) ใช้หลักการชาร์จแบบสองหรือสามขั้นตอนในเครื่องชาร์จ ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างมาก

ที่เอาต์พุต เครื่องชาร์จมีแรงดันไฟฟ้า 5 โวลต์ และค่าปัจจุบันอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 1.0 ของความจุปกติของแบตเตอรี่ (ตัวอย่างเช่น สำหรับองค์ประกอบที่มีความจุ 2,200 มิลลิแอมป์ชั่วโมง กระแสไฟของเครื่องชาร์จควรเป็น ตั้งแต่ 1.1 แอมแปร์)

ในระยะแรกหลังจากเชื่อมต่อการชาร์จแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมโดยค่ากระแสคือพิกัดความจุตั้งแต่ 0.2 ถึง 1.0 ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 4.1 โวลต์ (ต่อกระป๋อง) ภายใต้สภาวะเหล่านี้ แบตเตอรี่จะชาร์จภายใน 40 ถึง 50 นาที

เพื่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าคงที่ วงจรเครื่องชาร์จจะต้องสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ได้ ซึ่งในขณะนั้นเครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่จะทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าทั่วไป

สำคัญ!หากจำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีแผงป้องกันในตัวแสดงว่ามีแรงดันไฟฟ้า ความเร็วรอบเดินเบาไม่ควรเกินหกหรือเจ็ดโวลต์มิฉะนั้นจะเสื่อมสภาพ

เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 4.2 โวลต์ ความจุของแบตเตอรี่จะอยู่ระหว่าง 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะส่งสัญญาณการสิ้นสุดระยะการชาร์จครั้งแรก

ขั้นตอนต่อไปจะดำเนินการหากมี แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง.

ข้อมูลเพิ่มเติมบางเครื่องใช้วิธีพัลส์เพื่อการชาร์จที่เร็วขึ้น หากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีระบบกราไฟท์ จะต้องเป็นไปตามขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่ 4.1 โวลต์ต่อเซลล์ หากเกินพารามิเตอร์นี้ ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นและกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ส่งผลให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง ในรุ่นแบตเตอรี่สมัยใหม่มีการใช้สารเติมแต่งพิเศษเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเมื่อเชื่อมต่อเครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็น 4.2 โวลต์บวก/ลบ 0.05 โวลต์

ในแบตเตอรี่ลิเธียมธรรมดาเครื่องชาร์จจะรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าไว้ที่ 3.9 โวลต์ซึ่งเป็นการรับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนานที่เชื่อถือได้

เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าความจุของแบตเตอรี่ 1 ก้อน เวลาในการรับแบตเตอรี่ที่ชาร์จอย่างเหมาะสมที่สุดจะอยู่ที่ 2 ถึง 3 ชั่วโมง ทันทีที่ประจุเต็ม แรงดันไฟฟ้าถึงเกณฑ์ปกติ ค่าปัจจุบันจะลดลงอย่างรวดเร็วและยังคงอยู่ที่ระดับสองสามเปอร์เซ็นต์ของค่าเริ่มต้น

หากกระแสไฟชาร์จเพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติ ระยะเวลาในการใช้เครื่องชาร์จในการจ่ายไฟให้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแทบจะไม่ลดลงเลย ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าเริ่มแรกจะเพิ่มขึ้นเร็วขึ้น แต่ในขณะเดียวกันระยะเวลาของระยะที่สองก็จะเพิ่มขึ้น

เครื่องชาร์จบางรุ่นสามารถชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มได้ภายใน 60-70 นาที ในระหว่างการชาร์จ ขั้นที่สองจะถูกตัดออก และแบตเตอรี่จะสามารถใช้งานได้หลังจากระยะเริ่มแรก (ระดับการชาร์จจะอยู่ที่ความจุ 70 เปอร์เซ็นต์ด้วย)

ในขั้นตอนการชาร์จที่สามและครั้งสุดท้าย จะมีการดำเนินการชาร์จชดเชย ไม่ได้ดำเนินการทุกครั้ง แต่จะทำเพียงครั้งเดียวทุก 3 สัปดาห์เท่านั้นเมื่อจัดเก็บ (ไม่ได้ใช้) แบตเตอรี่ ในสภาวะการจัดเก็บแบตเตอรี่ จะไม่สามารถใช้การชาร์จแบบเจ็ตได้ เนื่องจากในกรณีนี้จะเกิดการเคลือบโลหะลิเธียม อย่างไรก็ตาม การชาร์จระยะสั้นด้วยกระแสไฟฟ้าแรงดันคงที่จะช่วยหลีกเลี่ยงการสูญเสียประจุ การชาร์จจะหยุดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 4.2 โวลต์

การทำให้เป็นโลหะลิเธียมเป็นอันตรายเนื่องจากการปล่อยออกซิเจนและความดันที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ซึ่งอาจนำไปสู่การลุกติดไฟและแม้กระทั่งการระเบิด

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ทำเอง

ที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นมีราคาไม่แพง แต่ถ้าคุณมีความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์เพียงเล็กน้อยก็สามารถทำเองได้ หากไม่มีข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับที่มาของส่วนประกอบแบตเตอรี่และมีข้อสงสัยเกี่ยวกับความแม่นยำของเครื่องมือวัด คุณควรกำหนดเกณฑ์การชาร์จในภูมิภาคตั้งแต่ 4.1 ถึง 4.15 โวลต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากแบตเตอรี่ไม่มีแผงป้องกัน

ในการประกอบเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมด้วยมือของคุณเอง วงจรที่เรียบง่ายเพียงวงจรเดียวก็เพียงพอแล้ว ซึ่งมีมากมายบนอินเทอร์เน็ตอย่างอิสระ

คุณสามารถใช้ LED เป็นตัวบ่งชี้ได้ ประเภทการชาร์จซึ่งจะสว่างขึ้นเมื่อประจุแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก และดับลงเมื่อประจุไฟฟ้าเหลือ "ศูนย์"

เครื่องชาร์จประกอบตามลำดับต่อไปนี้:

• มีที่อยู่อาศัยที่เหมาะสม
• ติดตั้งแหล่งจ่ายไฟห้าโวลต์และชิ้นส่วนวงจรอื่น ๆ (ตามลำดับอย่างเคร่งครัด!);
• แถบทองเหลืองคู่หนึ่งถูกตัดออกและติดกับรูซ็อกเก็ต
• ใช้น็อตกำหนดระยะห่างระหว่างหน้าสัมผัสและแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อ
• มีการติดตั้งสวิตช์เพื่อเปลี่ยนขั้ว (อุปกรณ์เสริม)

หากงานคือการประกอบเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ 18650 ด้วยมือของคุณเองคุณจะต้องใช้มากกว่านี้ วงจรที่ซับซ้อนและทักษะทางเทคนิคมากขึ้น

ทั้งหมด แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำเป็นต้องชาร์จใหม่เป็นครั้งคราว อย่างไรก็ตาม ควรหลีกเลี่ยงการชาร์จเกินและการคายประจุจนหมด การรักษาการทำงานของแบตเตอรี่และการรักษาความสามารถในการทำงานเป็นเวลานานสามารถทำได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องชาร์จพิเศษ ขอแนะนำให้ใช้ที่ชาร์จดั้งเดิม แต่คุณสามารถประกอบเองได้

วีดีโอ

เซอร์เกย์ นิกิติน

ที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ Li-ion

เครื่องชาร์จแบบธรรมดาที่กล่าวถึงในบทความนี้ช่วยให้คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion ที่ไม่มีตัวควบคุมการชาร์จได้
เครื่องชาร์จนี้ไม่อนุญาตให้ชาร์จเกินหรือชาร์จด้วยกระแสไฟที่เกินกระแสไฟที่อนุญาตสำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้ ซึ่งจะยืดอายุการใช้งานได้อย่างมาก

ทุกอย่างเริ่มต้นเหมือนเช่นเคย
ความจริงก็คือเมื่อแบตเตอรี่แล็ปท็อปอย่างน้อยหนึ่งก้อนล้มเหลวตัวควบคุมจะบล็อกแบตเตอรี่นั้นและการเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่ชำรุดด้วยแบตเตอรี่ใหม่มักจะไม่คืนค่าการทำงานของแบตเตอรี่ จำเป็นต้องปลดล็อคแบตเตอรี่แต่มันไม่ง่ายขนาดนั้น คุณต้องการบางอย่างเช่นโปรแกรมเมอร์และโปรแกรมที่ต้องใช้เงินเป็นจำนวนมาก และไม่มีการรับประกันอย่างสมบูรณ์ว่าการเปลี่ยนแบตเตอรี่หนึ่งก้อนในแบตเตอรี่อีกก้อนหนึ่งจะไม่ล้มเหลวในหนึ่งหรือสองเดือนและแบตเตอรี่ใหม่ก็ใช้เงินเป็นจำนวนมากเช่นกัน

จากผลที่ตามมาข้างต้น แบตเตอรี่จากแบตเตอรี่แล็ปท็อปที่มีความจุและปีที่ผลิตต่างกันจึงปรากฏในครัวเรือน และแบตเตอรี่เหล่านี้ก็เริ่มย้ายไปยังไฟฉายและอุปกรณ์อื่น ๆ
ความจุของแบตเตอรี่เหล่านี้เฉลี่ยอยู่ที่ 3 A/H และในขณะที่ชาร์จ เราจะต้องควบคุมกระบวนการชาร์จทุกครั้ง ซึ่งค่อนข้างน่ารำคาญ ความเกียจคร้านเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดความคิดสร้างสรรค์ และด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนารูปแบบต่อไปนี้

หน่วยความจำนี้ได้รับการวางแผนให้ใช้พลังงานจากตัวเชื่อมต่อ USB ของคอมพิวเตอร์หรือแล็ปท็อปเป็นหลักและด้วยเหตุนี้จึงมีการติดตั้งตัวเชื่อมต่อ mini-USB และตัวเชื่อมต่อ USB ปกติที่อินพุตของหน่วยความจำเพื่อความคล่องตัว

จากนั้นจึงประกอบเครื่องชาร์จสองเครื่องไว้ในกล่องเดียวเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion สองก้อนพร้อมกัน แต่เมื่อปรากฎว่าอุปกรณ์บางเครื่องที่มีเอาต์พุต USB ไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่สองก้อนในเวลาเดียวกันได้
ในกรณีนี้มีการติดตั้งตัวเชื่อมต่อปกติในหน่วยความจำสำหรับเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ (ชาร์จจากโทรศัพท์) ด้วยแรงดันเอาต์พุต 5 โวลต์และกระแสไฟที่อนุญาตคือ 3A

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ฉันประกอบที่ชาร์จสองอันไว้ในกล่องเดียวเพื่อชาร์จแบตเตอรี่สองก้อนในคราวเดียว ในฐานะทรานซิสเตอร์เอาต์พุต VT1 ได้ติดตั้ง MOSFET จากเมนบอร์ด
ที่นี่คุณสามารถใช้ MOSFET ที่เหมาะสมกับ P-channel เท่านั้น มี MOSFET ที่ทรงพลังมากมายบนเมนบอร์ด แต่ส่วนใหญ่จะมี N-channel แต่ในเมนบอร์ดบางรุ่นจะมีทรานซิสเตอร์หนึ่งหรือสองตัวที่มี P-channel พวกมันทั้งหมดมีแรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานต่ำถึง 20 โวลต์โดยปกติ แต่มีกระแสไฟฟ้าสูงมาก มากกว่า 20 แอมแปร์ และนี่คือเวอร์ชัน SMD

ทั้งหมดนี้ทำงานอย่างไร
เมื่อสมัครเพื่อจัดเก็บ แรงดันไฟฟ้าขาเข้า 5 โวลต์ - ไฟ LED สีเขียวจะสว่างขึ้น และเมื่อมีการติดตั้งแบตเตอรี่ในเครื่องชาร์จ การชาร์จจะเริ่มขึ้น ซึ่งจะแสดงด้วยไฟ LED สีแดง
VT2 เปิดขึ้น และจะเปิด VT1 (MOSFET มีความต้านทานน้อยมากในสถานะเปิด คือหนึ่งในร้อยหรือหนึ่งในพันของโอห์ม)

เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ถึง 4.1 โวลต์ VD3 จะเปิดขึ้น ซึ่งจะปิด VT2 และในทางกลับกันจะทำให้ VT1 ปิดได้ (ให้แม่นยำมาก ทุกอย่างปิดไม่สนิท มีกระแสไฟเพียงเล็กน้อย และ 4.1 V ยังคงอยู่ในแบตเตอรี่ นี่เป็นโหมดปกติสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม)
เมื่อชาร์จแบตเตอรี่แล้ว ไฟ LED สีแดงจะดับลง

ด้วยการจัดอันดับองค์ประกอบ R10 และ R8 ที่ระบุแรงดันการชาร์จสุดท้ายคือ 4.1 โวลต์ซึ่งไม่สอดคล้องกับการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเต็ม (4.2 โวลต์) เล็กน้อย แต่ช่วยยืดอายุการใช้งานได้อย่างมาก

แทนที่จะเป็น TL431 คุณสามารถใส่ KA431 หรือ 431 อื่น ๆ ที่เรียกว่า "ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบปรับได้ในตัว" (ใช้ในเกือบทุกประเภท บล็อกชีพจรอาหาร).
บอร์ดนี้สร้างมาสำหรับสองช่องสัญญาณในรูปแบบ SMD แม้ว่าชิ้นส่วนที่ติดตั้งทั้งหมดจะไม่ใช่ SMD ก็ตาม
นี่คือลักษณะที่ปรากฏในเวอร์ชันการทำงาน

ฉันทำที่ชาร์จกล้องดิจิตอลของแท้หายระหว่างการเดินทางเพื่อทำธุรกิจ ซื้อ "กบ" ชนิดใหม่ คางคกบดขยี้ฉันเพราะฉันเป็นนักวิทยุสมัครเล่นดังนั้นฉันจึงสามารถประสานการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมด้วยมือของฉันเองได้และนอกจากนั้นยังทำได้ง่ายมาก เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมใด ๆ เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่ 5 โวลต์ซึ่งให้กระแสไฟชาร์จเท่ากับ 0.5-1.0 ของความจุของแบตเตอรี่ เช่นหากความจุของแบตเตอรี่ 1,000 มิลลิแอมป์เครื่องชาร์จจะต้องผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างน้อย 500 mA

หากคุณไม่เชื่อฉันลองดูแล้วเราจะช่วยคุณ

กระบวนการชาร์จจะแสดงอยู่ในกราฟ ในช่วงแรก กระแสไฟชาร์จจะคงที่ เมื่อถึงระดับแรงดันไฟฟ้า Umax บนแบตเตอรี่ เครื่องชาร์จจะสลับไปที่โหมดที่แรงดันไฟฟ้าคงที่และกระแสไฟฟ้ามีแนวโน้มเป็นศูนย์

แผนภาพกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม

แรงดันขาออกของแบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปคือ 4.2V และแรงดันไฟฟ้าระบุคือประมาณ 3.7V ไม่แนะนำให้ชาร์จแบตเตอรี่จนเต็ม 4.2V เนื่องจากจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง หากคุณลดแรงดันเอาต์พุตลงเป็น 4.1V ความจุจะลดลงเกือบ 10% แต่ในขณะเดียวกันจำนวนรอบการคายประจุจะเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า เมื่อใช้แบตเตอรี่เหล่านี้ ไม่ควรอย่างยิ่งที่จะปรับแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำกว่าระดับ 3.4...3.3V

การชาร์จวงจรแบตเตอรี่ลิเธียมบน LM317

อย่างที่คุณเห็นโครงร่างนี้ค่อนข้างง่าย สร้างขึ้นบนความคงตัว LM317 และ TL431 ส่วนประกอบวิทยุอีกชนิดหนึ่งประกอบด้วยไดโอด ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุ อุปกรณ์แทบไม่ต้องปรับใดๆ เพียงใช้ความต้านทานของทริมเมอร์ R8 เพื่อตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุตของอุปกรณ์ให้เป็นค่าปกติที่ 4.2 โวลต์โดยไม่ต้องเชื่อมต่อแบตเตอรี่ เราตั้งค่ากระแสการชาร์จด้วยความต้านทาน R4 และ R6 เพื่อระบุการทำงานของโครงสร้าง มีไฟ LED “ชาร์จ” ซึ่งจะสว่างขึ้นเมื่อแบตเตอรี่หมดเชื่อมต่ออยู่ และดับลงขณะชาร์จ

มาเริ่มประกอบโครงสร้างสำหรับชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมกัน เราพบกรณีที่เหมาะสม โดยสามารถรองรับแหล่งจ่ายไฟหม้อแปลงไฟฟ้าห้าโวลต์แบบธรรมดาได้ และวงจรที่กล่าวถึงข้างต้น

ในการเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ฉันตัดแถบทองเหลืองสองเส้นออกแล้วติดเข้ากับเต้ารับ น็อตปรับระยะห่างระหว่างหน้าสัมผัสที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จ

ฉันทำบางอย่างเช่นที่หนีบผ้า คุณยังสามารถติดตั้งสวิตช์เพื่อเปลี่ยนขั้วบนช่องเสียบอุปกรณ์ชาร์จได้ ในบางกรณีอาจช่วยได้มาก ฉันเสนอให้สร้างแผงวงจรพิมพ์โดยใช้วิธี LUT เราสามารถรับภาพวาดในรูปแบบ Sprint Layout ได้จากลิงค์ด้านบน

แม้จะมีคุณสมบัติเชิงบวกจำนวนมาก แต่แบตเตอรี่ลิเธียมก็มีข้อเสียที่สำคัญเช่นกัน เช่น ความไวสูงต่อแรงดันประจุที่มากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ความร้อนและการก่อตัวของก๊าซที่รุนแรง และเนื่องจากแบตเตอรี่มีการออกแบบที่ปิดสนิท การปล่อยก๊าซมากเกินไปอาจทำให้เกิดอาการบวมหรือระเบิดได้ นอกจากนี้แบตเตอรี่ลิเธียมยังไม่ยอมให้มีการชาร์จไฟมากเกินไป

ด้วยการใช้ไมโครวงจรพิเศษในเครื่องชาร์จยี่ห้อที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าผู้ใช้จำนวนมากจึงไม่คุ้นเคยกับปัญหานี้ แต่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีอยู่จริง ดังนั้นในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมเราจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ดังกล่าวและวงจรที่กล่าวถึงข้างต้นเป็นเพียงต้นแบบเท่านั้น

การชาร์จวงจรสากลของแบตเตอรี่ลิเธียม

อุปกรณ์นี้ให้คุณชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมด้วยแรงดันไฟฟ้า 3.6V หรือ 3.7V ในขั้นแรก การชาร์จจะดำเนินการด้วยกระแสคงที่ 245mA หรือ 490mA (ตั้งค่าด้วยตนเอง) เมื่อแรงดันไฟฟ้าบนแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นเป็นระดับ 4.1V หรือ 4.2V การชาร์จจะดำเนินต่อไปในขณะที่ยังคงรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่และ มูลค่าลดลง กำลังชาร์จปัจจุบันทันทีที่ค่าหลังลดลงถึงค่าเกณฑ์ (ตั้งค่าด้วยตนเองจาก 20mA ถึง 350mA) การชาร์จแบตเตอรี่จะหยุดโดยอัตโนมัติ

โคลง LM317 จะรักษาแรงดันไฟฟ้าข้ามความต้านทาน R9 ไว้ที่ระดับประมาณ 1.25V ดังนั้นจึงรักษาค่าคงที่ของกระแสที่ไหลผ่านและผ่านการชาร์จแบตเตอรี่ แรงดันไฟขาออกถูกจำกัดโดยตัวควบคุม TL431 ที่เชื่อมต่อกับอินพุตควบคุมของ LM317 ค่าแรงดันไฟฟ้าจำกัดถูกเลือกโดยใช้ตัวแบ่งข้ามความต้านทาน R12…R14 ความต้านทาน R11 จำกัดกระแสจ่ายไว้ที่ TL431

บน เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน DA2.2 LM358, ตัวต้านทาน R5...R8 และทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ VT2 มีการสร้างตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับกระแสที่ไหลผ่านความต้านทาน R9 และคำนวณโดยสูตร:

ด้วยค่าที่แสดงในแผนภาพ ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงกระแสเป็นแรงดันคือ 10 เช่น ด้วยกระแสผ่านความต้านทาน R9 245 mA แรงดันตกคร่อม R5 คือ 2.45 V

จาก R5 แรงดันไฟฟ้าไปที่อินพุตที่ไม่กลับด้านของ op-amp DA2.1 อินพุตแบบกลับหัวของเครื่องเปรียบเทียบจะรับแรงดันไฟฟ้าจากตัวแบ่งที่ปรับได้ข้ามความต้านทาน R2…R4 แรงดันไฟฟ้าของตัวแบ่งจะเสถียรโดย LM78L05 เกณฑ์การสลับของตัวเปรียบเทียบถูกกำหนดโดยค่าระบุของความต้านทานตัวแปร R3

การตั้งค่าวงจรการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม

แทนที่จะใช้สวิตช์สลับ SB1 ให้วางจัมเปอร์แล้วจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับวงจร โดยเลือกความต้านทาน R12...R14 เพื่อสร้างแรงดันเอาต์พุต 4.1V และ 4.2V สำหรับสถานะเปิดและปิดของสวิตช์สลับ SA2

การใช้สวิตช์สลับ SA1 เราตั้งค่าของกระแสไฟชาร์จ (245mA หรือ 490mA) ใช้สวิตช์สลับ SA2 เลือกค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุด สำหรับแบตเตอรี่ 3.6V เลือก 4.1V สำหรับแบตเตอรี่ 3.7V เลือก 4.2V เมื่อใช้มอเตอร์ต้านทานแบบแปรผัน R3 เราตั้งค่าปัจจุบันที่ควรชาร์จแบตเตอรี่ให้เสร็จสิ้น (ประมาณ 0.07...0.1 C) เชื่อมต่อแบตเตอรี่แล้วกดสวิตช์สลับ SB1 กระบวนการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมควรเริ่มต้นขึ้นและไฟแสดงสถานะบน LED VD2 จะสว่างขึ้น เมื่อกระแสไฟชาร์จลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ ระดับสูงที่เอาต์พุต DA2.1 จะเปลี่ยนเป็นต่ำ ทรานซิสเตอร์สนามผล VT1 ปิดและคอยล์รีเลย์ K1 ปิดอยู่ ทำให้แบตเตอรี่แตกออกจากเครื่องชาร์จด้วยหน้าสัมผัสด้านหน้า K1

นี่คือภาพวาด แผงวงจรพิมพ์ที่ชาร์จและฉันแนะนำให้ทำเอง

เพื่อให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมจากโทรศัพท์มือถือและสมาร์ทโฟนได้จึงมีการสร้างอะแดปเตอร์สากลขึ้นมา:

ต้องใช้แบตเตอรี่ประเภทนี้ทั้งหมดตามคำแนะนำบางประการ กฎเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ขึ้นอยู่กับผู้ใช้และขึ้นอยู่กับผู้ใช้

กลุ่มแรกประกอบด้วยกฎพื้นฐานของการชาร์จและการคายประจุ แบตเตอรี่ซึ่งควบคุมโดยตัวควบคุมเครื่องชาร์จพิเศษ:

แบตเตอรี่ลิเธียมจะต้องอยู่ในสภาพที่ แรงดันไฟฟ้าไม่ควรเกิน 4.2 โวลต์และไม่ต่ำกว่า 2.7โวลต์ ขีดจำกัดเหล่านี้เป็นระดับค่าธรรมเนียมสูงสุดและต่ำสุด ระดับต่ำสุด 2.7 โวลต์เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโทรดโค้ก แต่แบตเตอรี่ลิเธียมสมัยใหม่ทำด้วยอิเล็กโทรดกราไฟท์ สำหรับพวกเขา ขีดจำกัดขั้นต่ำคือ 3 โวลต์
ปริมาณพลังงานที่จ่ายโดยแบตเตอรี่เมื่อการชาร์จเปลี่ยนจาก 100% เป็น 0% คือ ความจุของแบตเตอรี่- ผู้ผลิตหลายรายจำกัดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดไว้ที่ 4.1 โวลต์ ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมจะมีอายุการใช้งานนานกว่ามาก แต่จะสูญเสียความจุประมาณ 10% บางครั้งขีด จำกัด ล่างอาจสูงถึง 3.0 และ 3.3 โวลต์ แต่ก็มีระดับความจุลดลงด้วย
อายุการใช้งานที่ยาวนานที่สุดของแบตเตอรี่อยู่ที่การชาร์จ 45% และอายุการใช้งานจะลดลงเมื่อเพิ่มหรือลดลง หากประจุอยู่ในช่วงข้างต้น การเปลี่ยนแปลงอายุการใช้งานไม่มีนัยสำคัญ
หากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกินขีดจำกัดที่ระบุไว้ข้างต้น แม้จะเป็นเพียงช่วงเวลาสั้นๆ อายุการใช้งานก็จะลดลงอย่างรวดเร็ว
ตัวควบคุมเครื่องชาร์จแบตเตอรี่จะไม่ยอมให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่สูงเกิน 4.2 โวลต์ในระหว่างการชาร์จ แต่อาจจำกัดระดับต่ำสุดในรูปแบบต่างๆ เมื่อคายประจุ

กลุ่มที่สองของกฎที่ขึ้นอยู่กับผู้ใช้ประกอบด้วยกฎต่อไปนี้:

พยายามอย่าคายประจุแบตเตอรี่จนถึงระดับการชาร์จขั้นต่ำ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานะที่อุปกรณ์ปิดตัวเอง แต่หากเกิดเหตุการณ์นี้ ขอแนะนำให้ชาร์จแบตเตอรี่โดยเร็วที่สุด
อย่ากลัวการชาร์จซ้ำบ่อยครั้ง รวมถึงการชาร์จบางส่วนด้วย แบตเตอรี่ลิเธียมไม่สนใจเลย
ความจุของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดังนั้นที่ระดับการชาร์จ 100% ที่อุณหภูมิห้อง เมื่อออกไปในที่เย็น ระดับประจุแบตเตอรี่จะลดลงเหลือ 80% ซึ่งโดยหลักการแล้วไม่เป็นอันตรายหรือวิกฤติ แต่อาจเป็นอีกทางหนึ่งได้: หากวางแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว 100% ลงบนแบตเตอรี่ ระดับการชาร์จจะเพิ่มขึ้นเป็น 110% ซึ่งเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่มากและอาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลงอย่างรวดเร็ว
สภาพที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเก็บแบตเตอรี่ในระยะยาวคือต้องอยู่นอกตัวเครื่องโดยมีค่าใช้จ่ายประมาณ 50%
หากหลังจากซื้อแบตเตอรี่ความจุสูง หลังจากใช้งานไปสองสามวัน หากอุปกรณ์ที่มีแบตเตอรี่เริ่มผิดพลาดและค้างหรือการชาร์จแบตเตอรี่ปิดลง เป็นไปได้มากว่าเครื่องชาร์จของคุณซึ่งทำงานได้อย่างสมบูรณ์กับแบตเตอรี่เก่าจะไม่สามารถจ่ายกระแสไฟชาร์จที่จำเป็นสำหรับความจุขนาดใหญ่ได้

เครื่องชาร์จโทรศัพท์ดั้งเดิมที่ได้รับการคัดสรรประกอบด้วยแนวคิดและพัฒนาวิทยุสมัครเล่นที่เรียบง่ายและน่าสนใจเท่านั้น

การออกแบบวิทยุสมัครเล่นนี้ออกแบบมาเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมจากโทรศัพท์มือถือและประเภท 18650 และที่สำคัญที่สุดคือทำให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่ได้รับการชาร์จอย่างเหมาะสม อุปกรณ์ก็มี ไฟ LED แสดงสถานะค่าใช้จ่าย. สีแดงแสดงว่าแบตเตอรี่กำลังชาร์จ สีเขียวแสดงว่าแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว การชาร์จอัจฉริยะได้มาจากการใช้ตัวควบคุมการชาร์จแบบพิเศษบนชิป BQ2057CSN

แบตเตอรี่ลิเธียมสมัยใหม่ไม่ใช้ลิเธียมบริสุทธิ์ ดังนั้นแบตเตอรี่ลิเธียมสามประเภทหลักจึงแพร่หลาย: ลิเธียมไอออน (Li-ion)อูโนม. - 3.6V; ลิเธียมโพลิเมอร์(Li-Po, Li-polymer หรือ "lipo") อูโนม. - 3.7V; ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต(Li-Fe หรือ LFP) ยูนิม - 3.3V.

ข้อบกพร่อง

ฉันจะเน้นข้อเสียเปรียบหลักของแบตเตอรี่ Li-ion อันตรายจากไฟไหม้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกินหรือความร้อนสูงเกินไป แต่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีข้อเสียเปรียบใหญ่เช่นนี้ - กันไฟได้อย่างสมบูรณ์
แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นอย่างมาก ไวต่อความเย็นและสูญเสียความจุอย่างรวดเร็วและหยุดชาร์จ
ต้องใช้ตัวควบคุมการชาร์จ
ที่ ปล่อยลึกแบตเตอรี่ลิเธียมสูญเสียคุณสมบัติเริ่มต้น
หากแบตเตอรี่ไม่ "ทำงาน" เป็นเวลานานแรงดันไฟฟ้าที่แบตเตอรี่จะลดลงถึงระดับเกณฑ์ก่อนจากนั้นการคายประจุลึกจะเริ่มขึ้นทันทีที่แรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือ 2.5V ซึ่งจะนำไปสู่ความล้มเหลว ดังนั้น เราจึงชาร์จแบตเตอรี่แล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ และเครื่องเล่น MP3 เป็นครั้งคราว