Литий-ионды аккумуляторға арналған зарядтағыш. Біздің дизайндағы литий-ионды және литий-полимерлі батареялар литий зарядтағыш
Кез келген аккумуляторды зарядтау және зарядсыздандыру процестері химиялық реакция түрінде жүреді. Дегенмен, литий-ионды батареяларды зарядтау ережеден ерекшелік болып табылады. Ғылыми зерттеулер иондардың ретсіз қозғалысы сияқты батареялардың энергиясын көрсетеді. Сарапшылардың мәлімдемелері назар аударуға тұрарлық. Егер ғылым литий-ионды батареяларды дұрыс зарядтау болса, онда бұл құрылғылар мәңгілікке қызмет етуі керек.
Ғалымдар тәжірибемен расталған пайдалы батарея сыйымдылығының жоғалуының дәлелдерін тұзақ деп аталатын иондармен бітелуде көреді.
Сондықтан, басқа ұқсас жүйелердегідей, литий-ионды құрылғылар тәжірибеде пайдалану кезінде ақауларға қарсы емес.
Ли-ионды конструкцияларға арналған зарядтағыштардың қорғасын-қышқылды жүйелерге арналған құрылғыларға ұқсастықтары бар.
Бірақ мұндай зарядтағыштар арасындағы негізгі айырмашылықтар ұяшықтарға жоғары кернеулерді беруде көрінеді. Сонымен қатар, токтың қатаң рұқсаттары бар, сонымен қатар батарея толығымен зарядталған кезде үзіліссіз немесе қалқымалы зарядтауды жою.
Баламалы қуат көздерінің конструкциялары үшін энергия сақтау құрылғысы ретінде пайдалануға болатын салыстырмалы түрде қуатты қуат құрылғысы 
Кобальтпен араласқан литий-ионды батареялар ішкі қорғаныс тізбектерімен жабдықталған, бірақ бұл өте сирек зарядталған кезде батареяның жарылуын болдырмайды. Литийдің пайызы ұлғайған литий-иондық аккумуляторлардың әзірлемелері де бар. Олар үшін зарядтау кернеуі 4,30 В/I және одан жоғары болуы мүмкін.
Кернеуді арттыру сыйымдылықты арттырады, бірақ егер кернеу спецификациядан асып кетсе, бұл батарея құрылымының бұзылуына әкелуі мүмкін.
Сондықтан, көп жағдайда литий-иондық аккумуляторлар қорғаныс схемаларымен жабдықталған, олардың мақсаты белгіленген стандартты сақтау болып табылады.
Толық немесе ішінара зарядтау
Дегенмен, тәжірибе көрсеткендей: ең қуатты литий-ионды аккумуляторлар қысқа уақытқа жеткізілген жағдайда жоғары кернеу деңгейін қабылдай алады.
Бұл опцияның көмегімен зарядтау тиімділігі шамамен 99% құрайды және зарядтаудың барлық уақытында ұяшық салқын болып қалады. Рас, кейбір литий-ионды аккумуляторлар толық зарядқа жеткенде әлі де 4-5С қызады.
Бұл қорғанысқа немесе жоғары ішкі қарсылыққа байланысты болуы мүмкін. Мұндай батареялар үшін қалыпты зарядтау жылдамдығымен температура 10ºC жоғары көтерілгенде зарядтауды тоқтату керек.
Зарядтағыштағы литий-ионды батареялар зарядталуда. Көрсеткіш батареялардың толық зарядталғанын көрсетеді. Әрі қарайғы процесс батареяларды зақымдау қаупін тудырады Кобальт аралас жүйелерді толық зарядтау шекті кернеуде жүреді. Бұл жағдайда ток номиналды мәннен 3-5% дейін төмендейді.
Батарея ұзақ уақыт бойы өзгеріссіз қалатын белгілі бір сыйымдылық деңгейіне жеткенде де толық зарядты көрсетеді. Мұның себебі батареяның өздігінен разрядының жоғарылауы болуы мүмкін.
Заряд тоғы мен зарядтың қанықтылығын арттыру
Айта кету керек, заряд тогын арттыру толық заряд күйіне жетуді тездетпейді. Литий ең жоғары кернеуге тезірек жетеді, бірақ сыйымдылық толығымен қаныққанша зарядтау ұзағырақ уақыт алады. Дегенмен, батареяны жоғары токпен зарядтау батареяның сыйымдылығын шамамен 70%-ға дейін жылдам арттырады.
Литий-ионды аккумуляторлар қорғасын-қышқылды құрылғылардағыдай толық зарядтауды қажет етпейді. Сонымен қатар, бұл зарядтау опциясы Li-ion үшін қажет емес. Шындығында, батареяны толық зарядтамаған дұрыс, өйткені жоғары кернеу батареяны «стреске түсіреді».
Төменгі кернеу шегін таңдау немесе қанықтыру зарядын толығымен алып тастау литий-ионды батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі. Рас, бұл тәсіл батарея қуатын босату уақытының азаюымен бірге жүреді.
Мұнда айта кету керек: тұрмыстық зарядтағыштар, әдетте, максималды қуатта жұмыс істейді және зарядтау тогын (кернеуін) реттеуді қолдамайды.
Тұтынушы литий-ионды аккумуляторларды зарядтау құрылғыларын өндірушілер батареяның ұзақ қызмет ету мерзімін тізбектің күрделілігінен гөрі маңызды емес деп санайды.
Ли-ионды аккумуляторды зарядтау құрылғылары
Кейбір арзан тұрмыстық зарядтағыштар жиі жеңілдетілген әдіспен жұмыс істейді. Литий-ионды аккумуляторды бір сағат немесе одан аз уақыт ішінде қанықтыру зарядына өтпей зарядтаңыз.
Мұндай құрылғылардағы дайын индикатор батарея бірінші кезеңде кернеу шегіне жеткенде жанады. Зарядтың күйі шамамен 85% құрайды, бұл көбінесе көптеген пайдаланушыларды қанағаттандырады.
Бұл отандық өндірілген зарядтағыш әртүрлі батареялармен, соның ішінде литий-иондық батареялармен жұмыс істеуге ұсынылады. Құрылғыда кернеу мен токты реттеу жүйесі бар, ол қазірдің өзінде жақсы Кәсіби зарядтағыштар (қымбат) зарядтау кернеуінің шегін төменірек орнатуымен ерекшеленеді, осылайша литий-ионды аккумулятордың қызмет ету мерзімін ұзартады.
Кестеде қанықтыру заряды бар және онсыз әртүрлі кернеу шегінде осындай құрылғылармен зарядтау кезінде есептелген қуат көрсетілген:
| Зарядтау кернеуі, V/бір ұяшыққа | Жоғары кернеуді өшіру кезіндегі қуаттылық, % | Зарядтау уақыты, мин | Толық қаныққандағы сыйымдылық, % |
| 3.80 | 60 | 120 | 65 |
| 3.90 | 70 | 135 | 75 |
| 4.00 | 75 | 150 | 80 |
| 4.10 | 80 | 165 | 90 |
| 4.20 | 85 | 180 | 100 |
Литий-ионды аккумулятор зарядтала бастағанда, кернеудің тез өсуі байқалады. Бұл мінез-құлық артта қалу әсері болған кезде жүкті резеңке таспамен көтерумен салыстырылады.
Батарея толығымен зарядталған кезде сыйымдылық ақыр соңында артады. Бұл зарядтау сипаттамасы барлық батареяларға тән.
Зарядтау тогы неғұрлым жоғары болса, резеңке таспаның әсері соғұрлым жарқын болады. Төмен температура немесе ішкі кедергісі жоғары жасушаның болуы тек әсерді күшейтеді.
Литий-ионды аккумулятордың құрылымы оның қарапайым түрінде: 1- мыстан жасалған теріс шин; 2 — алюминийден жасалған оң шиналар; 3 - кобальт оксиді анод; 4- графиттік катод; 5 - электролит Зарядталған батареяның кернеуін оқу арқылы заряд күйін бағалау мүмкін емес. Батарея бірнеше сағат бойы тұрғаннан кейін ашық тізбектің кернеуін өлшеу ең жақсы бағалау көрсеткіші болып табылады.
Басқа батареялардағы сияқты, температура бос жүріс жылдамдығына литий-ионды батареяның белсенді материалына әсер еткендей әсер етеді. , ноутбуктер және басқа құрылғылар кулондарды санау арқылы бағаланады.
Литий-ионды батарея: қанықтыру шегі
Литий-ионды батарея артық зарядты сіңіре алмайды. Сондықтан, батарея толығымен қаныққан кезде, зарядтау тогын дереу алып тастау керек.
Тұрақты ток заряды литий элементтерінің металдануына әкелуі мүмкін, бұл мұндай батареялардың қауіпсіз жұмысын қамтамасыз ету принципін бұзады.
Ақаулардың пайда болуын азайту үшін литий-иондық аккумулятор ең жоғары зарядқа жеткенде оны мүмкіндігінше тез ажырату керек.
Бұл батарея бұдан былай қажетінше көп заряд алмайды. Дұрыс зарядталмағандықтан, ол энергия сақтау құрылғысы ретінде өзінің негізгі қасиеттерін жоғалтты. Зарядтау тоқтаған бойда литий-ионды аккумулятордың кернеуі төмендей бастайды. Физикалық стрессті төмендету әсері пайда болады.
Біраз уақыт бойы ашық тізбектегі кернеу 3,70 В және 3,90 В кернеуі бар біркелкі емес зарядталған ұяшықтар арасында таралады.
Мұнда толық қаныққан зарядты алған литий-ионды аккумулятор қанықтыру зарядын алмаған көршісін (егер тізбекке қосылса) зарядтай бастағанда процесс назар аударады.
Литий-ионды аккумуляторлардың дайын болуын қамтамасыз ету үшін оларды үнемі зарядтау құрылғысында ұстау қажет болғанда, қысқа мерзімді өтемақы зарядтау функциясы бар зарядтағыштарға сену керек.
Жарық зарядтағыш ашық тізбектің кернеуі 4,05 В/I-ге дейін төмендеген кезде қосылады және кернеу 4,20 В/I жеткенде өшеді.
Ыстық режимде немесе күту режимінде жұмыс істеуге арналған зарядтағыштар жиі аккумулятор кернеуінің 4,00 В/I дейін төмендеуіне мүмкіндік береді және толық 4,20 В/I деңгейіне жетпей, литий-ионды батареяларды 4,05 В/I дейін зарядтайды.
Бұл әдіс техникалық кернеумен байланысты физикалық кернеуді азайтады және батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.
Кобальтсыз батареяларды зарядтау
Дәстүрлі батареялардың номиналды ұяшық кернеуі 3,60 вольт. Дегенмен, құрамында кобальт жоқ құрылғылар үшін рейтинг басқаша.
Осылайша, литий-фосфатты батареялардың номиналды мәні 3,20 вольт (зарядтау кернеуі 3,65 В). Ал жаңа литий титанатты батареялардың (Ресейде жасалған) номиналды ұяшық кернеуі 2,40 В (зарядтағыш кернеуі 2,85) болады.
Литийфосфатты аккумуляторлар құрылымында кобальт жоқ энергия сақтау құрылғылары болып табылады. Бұл факт мұндай батареяларды зарядтау шарттарын біршама өзгертеді. Дәстүрлі зарядтағыштар мұндай аккумуляторларға жарамайды, себебі олар жарылыс қаупі бар батареяны шамадан тыс жүктейді. Керісінше, кобальтсыз батареяларды зарядтау жүйесі дәстүрлі 3,60 В литий-ионды аккумуляторды жеткілікті зарядтамайды.
Литий-иондық аккумулятордың заряды асып кетті
Литий-ионды батарея белгіленген жұмыс кернеулерінде қауіпсіз жұмыс істейді. Дегенмен, егер батарея жұмыс шектерінен жоғары зарядталса, оның өнімділігі тұрақсыз болады.
4,20 В жұмыс рейтингісіне есептелген кернеуі 4,30 В жоғары литий-ионды аккумуляторды ұзақ уақыт зарядтау анодтың литий металдануымен байланысты.
Катодтық материал, өз кезегінде, тотықтырғыштың қасиеттеріне ие болады, тұрақтылығын жоғалтады және көмірқышқыл газын шығарады.
Батарея ұяшығының қысымы артады және зарядтау жалғаса берсе, ішкі қорғаныс құрылғысы 1000 кПа мен 3180 кПа арасындағы қысымда жұмыс істейді.
Осыдан кейін қысымның көтерілуі жалғаса берсе, қорғаныс мембранасы 3,450 кПа қысым деңгейінде ашылады. Бұл күйде литий-ионды батарея ұяшығы жарылу алдында тұр және ақырында мұны жасайды.
Құрылымы: 1 - үстіңгі қақпақ; 2 - жоғарғы оқшаулағыш; 3 - болат банка; 4 - төменгі оқшаулағыш; 5 — анод қойындысы; 6 - катодты; 7 - бөлгіш; 8 - анод; 9 — катодты құлақша; 10 - желдеткіш; 11 - PTC; 12 — тығыздағыш Литий-ионды батареяның ішіндегі қорғаныстың іске қосылуы ішкі мазмұн температурасының жоғарылауымен байланысты. Толық зарядталған аккумулятордың ішкі температурасы жартылай зарядталғаннан жоғарырақ.
Сондықтан литий-ионды батареялар төмен деңгейде зарядталғанда қауіпсіз болып көрінеді. Сондықтан кейбір елдердің билігі толық қуатының 30% -дан аспайтын энергиямен қаныққан ұшақтарда литий-ионды батареяларды пайдалануды талап етеді.
Толық жүктеме кезінде батареяның ішкі температурасының шегі:
- 130-150°С (литий-кобальт үшін);
- 170-180°С (никель-марганец-кобальт үшін);
- 230-250°C (литий марганец үшін).
Айта кету керек: литий-фосфатты батареялар литий марганец батареяларына қарағанда жақсырақ температура тұрақтылығына ие. Литий-ионды батареялар энергияны шамадан тыс жүктеу жағдайында қауіп төндіретін жалғыз батарея емес.
Мысалы, қорғасын-никельді аккумуляторлар, егер энергияны қанықтыру паспорттық режимді бұза отырып жүзеге асырылса, кейінгі өртпен еріп кетуге бейім.
Сондықтан аккумуляторға толық сәйкес келетін зарядтағыштарды пайдалану барлық литий-ионды батареялар үшін өте маңызды.
Талдаудан кейбір қорытындылар
Литий-ионды батареяларды зарядтау никель жүйелерімен салыстырғанда жеңілдетілген процедураға ие. Зарядтау тізбегі қарапайым, кернеу мен ток шектеулері бар.
Бұл схема батареяны пайдалану кезінде өзгеретін күрделі кернеу белгілерін талдайтын схемаға қарағанда әлдеқайда қарапайым.
Литий-ионды аккумуляторлардың энергияны қанықтыру процесі үзілістерге жол береді; бұл батареялар қорғасын-қышқылды аккумуляторлардағыдай толық қанықтырудың қажеті жоқ.
Төмен қуатты литий-иондық батареяларға арналған контроллер тізбегі. Қарапайым шешім және ең аз мәліметтер. Бірақ схема ұзақ қызмет ету мерзімін сақтайтын цикл жағдайларын қамтамасыз етпейді Литий-ионды батареялардың қасиеттері жаңартылатын энергия көздерін (күн панельдері мен жел турбиналары) пайдалануда артықшылықтарды уәде етеді. Әдетте, жел генераторы батареяның толық зарядын сирек қамтамасыз етеді.
Литий-ион үшін тұрақты зарядтау талаптарының болмауы заряд контроллерінің дизайнын жеңілдетеді. Литий-ионды аккумулятор қорғасын-қышқылды аккумуляторлар талап ететіндей кернеу мен токты теңестіру үшін контроллерді қажет етпейді.
Барлық тұрмыстық және өнеркәсіптік литий-ионды зарядтағыштар батареяны толық зарядтайды. Дегенмен, қолданыстағы литий-ионды батареяларды зарядтау құрылғылары әдетте цикл соңында кернеуді реттеуді қамтамасыз етпейді.
Белгілі бір зарядтағыштың сипаттамаларын бағалау литий-ионды аккумулятордың үлгілі заряды іс жүзінде қалай жүруі керек екенін түсінбестен қиын. Сондықтан, диаграммаларға тікелей көшпес бұрын, кішкене теорияны еске түсірейік.
Литий батареялары дегеніміз не?
Литий батареясының оң электроды қандай материалдан жасалғанына байланысты бірнеше сорттар бар:
- литий кобальтатты катодпен;
- литийленген темір фосфатына негізделген катодпен;
- никель-кобальт-алюминий негізіндегі;
- никель-кобальт-марганец негізінде.
Бұл батареялардың барлығының өзіндік сипаттамалары бар, бірақ бұл нюанстар жалпы тұтынушы үшін принципті маңызды емес болғандықтан, олар осы мақалада қарастырылмайды.
Сондай-ақ, барлық ли-ионды батареялар әртүрлі өлшемдерде және форма факторларында шығарылады. Олар қапталған (мысалы, бүгінгі күні танымал 18650) немесе ламинатталған немесе призмалық (гель-полимерлі батареялар) болуы мүмкін. Соңғылары электродтар мен электрод массасын қамтитын арнайы пленкадан жасалған герметикалық жабылған қаптар.
Ли-ионды батареялардың ең көп тараған өлшемдері төмендегі кестеде көрсетілген (олардың барлығының номиналды кернеуі 3,7 вольт):
| Белгі | Стандартты өлшем | Ұқсас өлшем |
|---|---|---|
| XXYY0, Қайда XX- диаметрді мм-де көрсету, YY- мм-дегі ұзындық мәні, 0 - цилиндр түрінде конструкцияны көрсетеді |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø AAA сәйкес келеді, бірақ ұзындығының жартысы) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2 АА | |
| 14270 | Ø AA, ұзындығы CR2 | |
| 14430 | Ø 14 мм (AA сияқты), бірақ қысқарақ | |
| 14500 | А.А | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (немесе 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (немесе 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (немесе 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | МЕН | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Ішкі электрохимиялық процестер бірдей жолмен жүреді және аккумулятордың пішін факторы мен дизайнына байланысты емес, сондықтан төменде айтылғандардың барлығы барлық литий батареяларына бірдей қолданылады.
Литий-иондық батареяларды қалай дұрыс зарядтау керек
Литий батареяларын зарядтаудың ең дұрыс жолы - екі кезеңде зарядтау. Бұл Sony өзінің барлық зарядтағыштарында қолданатын әдіс. Неғұрлым күрделі заряд реттегішіне қарамастан, бұл ли-ионды батареялардың қызмет ету мерзімін қысқартпай толық зарядталуын қамтамасыз етеді.
Мұнда біз CC/CV (тұрақты ток, тұрақты кернеу) ретінде қысқартылған литий батареялары үшін екі сатылы зарядтау профилі туралы айтып отырмыз. Сондай-ақ, импульстік және қадамдық токтармен опциялар бар, бірақ олар осы мақалада талқыланбайды. Импульстік токпен зарядтау туралы көбірек оқуға болады.
Сонымен, зарядтаудың екі кезеңін толығырақ қарастырайық.
1. Бірінші кезеңдеТұрақты зарядтау тогы қамтамасыз етілуі керек. Ағымдағы мән 0,2-0,5С. Жеделдетілген зарядтау үшін токты 0,5-1,0С дейін арттыруға рұқсат етіледі (мұнда С - аккумулятордың сыйымдылығы).
Мысалы, сыйымдылығы 3000 мАч батарея үшін бірінші кезеңде номиналды зарядтау тогы 600-1500 мА, ал жеделдетілген зарядтау тогы 1,5-3А диапазонында болуы мүмкін.
Берілген мәннің тұрақты зарядтау тогын қамтамасыз ету үшін зарядтағыш тізбегі аккумулятор терминалдарындағы кернеуді жоғарылатуы керек. Шын мәнінде, бірінші кезеңде зарядтағыш классикалық ток тұрақтандырғышы ретінде жұмыс істейді.
Маңызды:Егер сіз батареяларды кірістірілген қорғаныс тақтасымен (ПХД) зарядтауды жоспарласаңыз, онда зарядтау тізбегін жобалау кезінде тізбектің ашық кернеуі ешқашан 6-7 вольттан аспайтынына көз жеткізу керек. Әйтпесе, қорғаныс тақтасы зақымдалуы мүмкін.
Батареядағы кернеу 4,2 вольтке дейін көтерілген кезде аккумулятор өзінің сыйымдылығының шамамен 70-80% алады (ерекше сыйымдылық мәні зарядтау тогына байланысты болады: жеделдетілген зарядтау кезінде ол сәл аз болады, ал номиналды заряд - сәл артық). Бұл сәт зарядтаудың бірінші кезеңінің аяқталуын білдіреді және екінші (және соңғы) кезеңге өту үшін сигнал ретінде қызмет етеді.
2. Екінші зарядтау кезеңі- бұл аккумуляторды тұрақты кернеумен зарядтау, бірақ бірте-бірте төмендейтін (төмендейтін) ток.
Бұл кезеңде зарядтағыш батареяда 4,15-4,25 вольт кернеуін сақтайды және ток мәнін басқарады.
Сыйымдылық артқан сайын зарядтау тогы азаяды. Оның мәні 0,05-0,01С дейін төмендеген кезде зарядтау процесі аяқталды деп саналады.
Зарядтау құрылғысының дұрыс жұмысының маңызды нюансы - зарядтау аяқталғаннан кейін оны батареядан толық ажырату. Бұл литий батареялары үшін әдетте зарядтағышпен қамтамасыз етілетін (яғни 4,18-4,24 вольт) ұзақ уақыт бойы жоғары кернеу астында қалуы өте қажет емес екеніне байланысты. Бұл аккумулятордың химиялық құрамының тез бұзылуына және соның салдарынан оның сыйымдылығының төмендеуіне әкеледі. Ұзақ мерзімді болу ондаған сағат немесе одан да көп уақытты білдіреді.
Зарядтаудың екінші кезеңінде аккумулятор өзінің сыйымдылығынан шамамен 0,1-0,15 артық жинай алады. Аккумулятордың жалпы заряды осылайша 90-95% жетеді, бұл тамаша көрсеткіш.
Біз зарядтаудың екі негізгі кезеңін қарастырдық. Дегенмен, литий батареяларын зарядтау мәселесін қамту, егер зарядтаудың басқа кезеңі - деп аталатындар туралы айтылмаса, толық болмайды. алдын ала зарядтау.
Алдын ала зарядтау кезеңі (алдын ала зарядтау)- бұл кезең қалыпты жұмыс режиміне келтіру үшін терең зарядсызданған (2,5 В төмен) батареялар үшін ғана қолданылады.
Бұл кезеңде заряд батарея кернеуі 2,8 В жеткенше төмендетілген тұрақты токпен қамтамасыз етіледі.
Алдын ала кезең, мысалы, электродтар арасындағы ішкі қысқа тұйықталу бар зақымдалған батареялардың ісінуін және қысымын төмендетуді (немесе тіпті өртпен жарылуды) болдырмау үшін қажет. Егер мұндай аккумулятор арқылы үлкен заряд тогы бірден өтсе, бұл сөзсіз оның қызуына әкеледі, содан кейін ол байланысты.
Алдын ала зарядтаудың тағы бір артықшылығы - батареяны алдын ала қыздыру, бұл қоршаған ортаның төмен температурасында (суық мезгілде жылытылмаған бөлмеде) зарядтау кезінде маңызды.
Интеллектуалды зарядтау алдын ала зарядтау кезеңінде аккумулятордағы кернеуді бақылай алуы керек және егер кернеу ұзақ уақыт бойы көтерілмесе, аккумулятордың ақауы туралы қорытынды жасау керек.
Литий-ионды аккумуляторды зарядтаудың барлық кезеңдері (соның ішінде алдын ала зарядтау кезеңі) осы графикте схемалық түрде көрсетілген: 
Номиналды зарядтау кернеуінен 0,15 В асып кету батареяның қызмет ету мерзімін екі есе қысқартуы мүмкін. Зарядтау кернеуін 0,1 вольтқа төмендету зарядталған аккумулятордың сыйымдылығын шамамен 10% төмендетеді, бірақ оның қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзартады. Толық зарядталған аккумуляторды зарядтағыштан шығарғаннан кейін оның кернеуі 4,1-4,15 вольтты құрайды.
Жоғарыда айтылғандарды қорытындылап, негізгі ойларды атап өтейін:
1. Ли-ионды аккумуляторды зарядтау үшін қандай токты пайдалану керек (мысалы, 18650 немесе кез келген басқа)?
Ток оны қаншалықты жылдам зарядтағыңыз келетініне байланысты болады және 0,2С пен 1С аралығында болуы мүмкін.
Мысалы, 3400 мАч сыйымдылығы бар 18650 батарея өлшемі үшін ең аз зарядтау тогы 680 мА, ал максимум 3400 мА құрайды.
2. Мысалы, бірдей 18650 батареяларды зарядтау қанша уақытты алады?
Зарядтау уақыты зарядтау токына тікелей байланысты және мына формула бойынша есептеледі:
T = C / I зарядтау.
Мысалы, 1А токпен 3400 мАч аккумуляторды зарядтау уақыты шамамен 3,5 сағатты құрайды.
3. Литий полимерлі аккумуляторды қалай дұрыс зарядтауға болады?
Барлық литий батареялары бірдей зарядталады. Бұл литий полимері немесе литий ионы ма, маңызды емес. Біз үшін, тұтынушылар, ешқандай айырмашылық жоқ.
Қорғаныс тақтасы дегеніміз не?
Қорғаныс тақтасы (немесе ПХД – қуатты басқару тақтасы) литий батареясының қысқа тұйықталуынан, шамадан тыс зарядталуынан және шамадан тыс зарядсыздануынан қорғауға арналған. Әдетте, қызып кетуден қорғаныс қорғаныс модульдеріне де енгізілген.
Қауіпсіздік мақсатында литий батареяларын тұрмыстық құрылғыларда кіріктірілген қорғаныс тақтасы болмаса, пайдалануға тыйым салынады. Сондықтан барлық ұялы телефон батареяларында әрқашан ПХД тақтасы болады. Батареяның шығыс терминалдары тікелей тақтада орналасқан: 
Бұл тақталар мамандандырылған құрылғыда (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 және басқа аналогтар) алты аяқты заряд контроллерін пайдаланады. Бұл контроллердің міндеті - батареяның заряды толығымен таусылған кезде батареяны жүктемеден ажырату және 4,25 В жеткенде батареяны зарядтаудан ажырату.
Мұнда, мысалы, ескі Nokia телефондарымен бірге жеткізілген BP-6M батареяны қорғау тақтасының диаграммасы берілген: 
Егер біз 18650 туралы айтатын болсақ, олар қорғаныс тақтасы бар немесе онсыз шығарылуы мүмкін. Қорғаныс модулі батареяның теріс терминалының жанында орналасқан. 
Тақта батареяның ұзындығын 2-3 мм-ге арттырады. 
ПХД модулі жоқ батареялар әдетте өздерінің қорғаныс тізбектерімен бірге келетін батареяларға кіреді.
Қорғауы бар кез келген аккумулятор қорғаныссыз батареяға айналуы мүмкін, оны тек ішу керек. 
Бүгінгі күні 18650 батареясының максималды сыйымдылығы 3400 мАч құрайды. Қорғанысы бар батареялардың корпусында сәйкес белгісі болуы керек («Қорғалған»). 
ПХД тақтасын PCM модулімен (PCM - қуат зарядының модулі) шатастырмаңыз. Егер біріншісі тек аккумуляторды қорғау мақсатына қызмет етсе, онда соңғылары зарядтау процесін басқаруға арналған - олар зарядтау тогын берілген деңгейде шектейді, температураны басқарады және тұтастай алғанда бүкіл процесті қамтамасыз етеді. PCM тақтасы - бұл заряд контроллері деп атайтын нәрсе.
Енді сұрақтар қалмады деп үміттенемін, 18650 аккумуляторын немесе кез келген басқа литий батареясын қалай зарядтауға болады? Содан кейін зарядтағыштарға (бірдей заряд контроллері) арналған дайын схема шешімдерінің шағын таңдауына көшеміз.
Ли-ионды аккумуляторларды зарядтау схемалары
Барлық тізбектер кез келген литий батареясын зарядтауға жарамды, зарядтау тогы мен элемент негізін таңдау ғана қалады.
LM317
Заряд индикаторы бар LM317 чипіне негізделген қарапайым зарядтағыштың диаграммасы: 
Схема ең қарапайым, барлық орнату R8 кесу резисторын (қосылған батареясыз!) пайдаланып шығыс кернеуін 4,2 вольтке орнатуға және R4, R6 резисторларын таңдау арқылы зарядтау тогын орнатуға келеді. R1 резисторының қуаты кемінде 1 Вт.
Жарық диоды сөнген бойда зарядтау процесі аяқталды деп санауға болады (зарядтау тогы ешқашан нөлге дейін төмендемейді). Толық зарядталғаннан кейін батареяны ұзақ уақыт бойы осындай зарядта ұстау ұсынылмайды.
lm317 микросхемасы әртүрлі кернеу мен ток тұрақтандырғыштарында (қосылу тізбегіне байланысты) кеңінен қолданылады. Ол әр бұрышта сатылады және тиын тұрады (бар болғаны 55 рубльге 10 дана алуға болады).
LM317 әртүрлі корпустарда келеді: 
PIN тағайындау (pinout): 
LM317 чипінің аналогтары: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (соңғы екеуі отандық өндірілген).
LM317 орнына LM350 алсаңыз, зарядтау тогын 3А дейін арттыруға болады. Дегенмен, ол қымбатырақ болады - 11 рубль/дана.
Баспа схемасы мен схема жинағы төменде көрсетілген: 
Ескі кеңестік KT361 транзисторын ұқсас pnp транзисторымен ауыстыруға болады (мысалы, KT3107, KT3108 немесе буржуазиялық 2N5086, 2SA733, BC308A). Зарядтау индикаторы қажет болмаса, оны толығымен алып тастауға болады.
Тізбектің кемшілігі: қоректендіру кернеуі 8-12В диапазонында болуы керек. Бұл LM317 чипінің қалыпты жұмыс істеуі үшін батарея кернеуі мен қоректену кернеуі арасындағы айырмашылық кемінде 4,25 вольт болуы керек екеніне байланысты. Осылайша, оны USB портынан қуаттандыру мүмкін болмайды.
MAX1555 немесе MAX1551
MAX1551/MAX1555 - USB немесе бөлек қуат адаптері (мысалы, телефон зарядтағышы) арқылы жұмыс істей алатын Li+ батареяларына арналған арнайы зарядтағыштар.
Бұл микросұлбалар арасындағы жалғыз айырмашылық MAX1555 зарядтау процесін көрсететін сигнал шығарады, ал MAX1551 қуат қосулы деген сигнал береді. Анау. Көптеген жағдайларда 1555 әлі де жақсырақ, сондықтан 1551-ді сатудан табу қиын.
Өндірушіден осы микросұлбалардың толық сипаттамасы берілген.
Тұрақты ток адаптерінен келетін максималды кіріс кернеуі 7 В, USB арқылы қуатталған кезде - 6 В. Қоректену кернеуі 3,52 В-қа дейін төмендегенде, микросұлба өшеді және зарядтау тоқтайды.
Микросұлбаның өзі қоректендіру кернеуінің қай кірісте бар екенін анықтайды және оған қосылады. Егер қуат USB шинасы арқылы берілсе, онда максималды зарядтау тогы 100 мА шектеледі - бұл оңтүстік көпірді жағудан қорықпай зарядтағышты кез келген компьютердің USB портына қосуға мүмкіндік береді.
Бөлек қуат көзінен қуат алған кезде әдеттегі зарядтау тогы 280 мА құрайды.
Чиптерде кіріктірілген қызып кетуден қорғаныс бар. Бірақ бұл жағдайда да, схема 110 ° C жоғары әрбір градус үшін заряд тогын 17 мА азайта отырып, жұмысын жалғастырады.
Алдын ала зарядтау функциясы бар (жоғарыдан қараңыз): аккумулятордың кернеуі 3 В-тан төмен болса, микросхема зарядтау тогын 40 мА дейін шектейді.
Микросұлбада 5 түйреуіш бар. Міне, әдеттегі қосылым диаграммасы: 
Егер адаптердің шығысындағы кернеу ешбір жағдайда 7 вольттан аспайтынына кепілдік болса, онда сіз 7805 тұрақтандырғышсыз жасай аласыз.
USB зарядтау опциясын, мысалы, осыған жинауға болады. 
Микросұлба сыртқы диодтарды да, сыртқы транзисторларды да қажет етпейді. Жалпы, әрине, керемет кішкентай заттар! Тек олар тым кішкентай және дәнекерлеуге ыңғайсыз. Және олар да қымбат ().
LP2951
LP2951 тұрақтандырғышын National Semiconductors () шығарады. Ол кірістірілген ток шектеу функциясын жүзеге асыруды қамтамасыз етеді және тізбектің шығысында литий-ионды аккумулятор үшін тұрақты заряд кернеуінің деңгейін құруға мүмкіндік береді.
Зарядтау кернеуі 4,08 - 4,26 вольтты құрайды және батареяны ажыратқанда R3 резисторымен орнатылады. Кернеу өте дәл сақталады.
Зарядтау тогы 150 - 300 мА, бұл мән LP2951 чипінің ішкі тізбектерімен шектеледі (өндірушіге байланысты).
Диодты шағын кері токпен пайдаланыңыз. Мысалы, ол сатып алуға болатын 1N400X серияларының кез келгені болуы мүмкін. Диод кіріс кернеуі өшірілген кезде батареядан LP2951 чипіне кері токтың түсуін болдырмау үшін блоктау диод ретінде пайдаланылады. 
Бұл зарядтау құрылғысы өте төмен зарядтау тогын шығарады, сондықтан кез келген 18650 батарея түнде зарядталады.
Микросұлбаны DIP пакетінде де, SOIC пакетінде де сатып алуға болады (бір бөлікке шамамен 10 рубль тұрады).
MCP73831
Чип дұрыс зарядтағыштарды жасауға мүмкіндік береді, сонымен қатар ол әйгілі MAX1555-тен арзанырақ. 
Типтік қосылу диаграммасы мына жерден алынады: 
Тізбектің маңызды артықшылығы заряд тоғын шектейтін төмен кедергісі бар қуатты резисторлардың болмауы. Мұнда ток микросұлбаның 5-ші түйреуішіне қосылған резистор арқылы орнатылады. Оның кедергісі 2-10 кОм диапазонында болуы керек.
Жиналған зарядтағыш келесідей көрінеді: 
Микросхема жұмыс кезінде жақсы қызады, бірақ бұл оны алаңдатпайтын сияқты. Ол өз функциясын орындайды.
Мұнда SMD жарық диоды және микро-USB қосқышы бар баспа схемасының тағы бір нұсқасы берілген: 
LTC4054 (STC4054)
Өте қарапайым схема, тамаша нұсқа! 800 мА дейінгі токпен зарядтауға мүмкіндік береді (қараңыз). Рас, ол өте қызып кетуге бейім, бірақ бұл жағдайда кірістірілген қызып кетуден қорғау токты азайтады. 
Транзистормен бір немесе тіпті екі жарықдиодты лақтыру арқылы схеманы айтарлықтай жеңілдетуге болады. Содан кейін ол келесідей болады (мойындау керек, бұл оңай болуы мүмкін емес: бірнеше резистор және бір конденсатор): 
Басып шығарылған схема опцияларының бірі мына жерден қол жетімді. Тақта 0805 стандартты өлшемдегі элементтерге арналған.
I=1000/R. Сіз бірден жоғары ток орнатпауыңыз керек, алдымен микросұлбаның қаншалықты қызғанын қараңыз. Менің мақсаттарым үшін мен 2,7 кОм резисторды алдым, заряд тогы шамамен 360 мА болды.
Радиаторды осы микросұлбаға бейімдеу мүмкін болуы екіталай және оның кристалдық корпустың қосылысының жоғары жылу кедергісіне байланысты тиімді болатыны шындық емес. Өндіруші жылу қабылдағышты «өткізгіштер арқылы» жасауды ұсынады - іздерді мүмкіндігінше қалың етіп, фольганы чип корпусының астында қалдыру. Жалпы алғанда, «жер» фольгасы неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсы.
Айтпақшы, жылудың көп бөлігі 3-ші аяқ арқылы таралады, сондықтан сіз бұл ізді өте кең және қалың етіп жасай аласыз (оны артық дәнекерлеумен толтырыңыз). 
LTC4054 чип пакеті LTH7 немесе LTADY деп белгіленуі мүмкін.
LTH7 LTADY-ден ерекшеленеді, біріншісі өте төмен батареяны көтере алады (кернеу 2,9 вольттан төмен), ал екіншісі көтере алмайды (оны бөлек айналдыру керек).
Чип өте сәтті болды, сондықтан оның көптеген аналогтары бар: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, U4054, BL4054, YPM1480, YPM4805, 181, VS61 02, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Аналогтардың кез келгенін қолданбас бұрын, деректер парағын тексеріңіз.
TP4056
Микросұлба SOP-8 корпусында жасалған (қараңыз), оның ішінде контактілерге қосылмаған металл жылу қабылдағыш бар, бұл жылуды тиімдірек жоюға мүмкіндік береді. Аккумуляторды 1А-ға дейінгі токпен зарядтауға мүмкіндік береді (ток токты орнату резисторына байланысты). 
Қосылу схемасы ілулі элементтердің ең азын талап етеді: 
Схема классикалық зарядтау процесін жүзеге асырады - алдымен тұрақты токпен зарядтау, содан кейін тұрақты кернеу және төмендейтін токпен. Барлығы ғылыми. Зарядтауды кезең-кезеңімен қарастырсаңыз, бірнеше кезеңді ажыратуға болады:
- Жалғанған аккумулятордың кернеуін бақылау (бұл әрқашан болады).
- Алдын ала зарядтау фазасы (батареяның заряды 2,9 В төмен болса). R prog резисторымен бағдарламаланған токтан 1/10 токпен (R прог = 1,2 кОм кезінде 100 мА) 2,9 В деңгейіне дейін зарядтаңыз.
- Максималды тұрақты токпен зарядтау (R прог = 1,2 кОм кезінде 1000 мА);
- Батарея 4,2 В-қа жеткенде, батареядағы кернеу осы деңгейде бекітіледі. Зарядтау тогының біртіндеп төмендеуі басталады.
- Ток R прог резисторы бағдарламалағанның 1/10 бөлігіне жеткенде (R прог = 1,2 кОм кезінде 100 мА), зарядтағыш өшеді.
- Зарядтау аяқталғаннан кейін контроллер батарея кернеуін бақылауды жалғастырады (1-тармақты қараңыз). Бақылау тізбегі тұтынатын ток 2-3 мкА құрайды. Кернеу 4,0 В дейін төмендегеннен кейін зарядтау қайтадан басталады. Шеңберде және т.б.
Заряд тогы (ампермен) формула бойынша есептеледі I=1200/R прог. Рұқсат етілген максималды - 1000 мА.
3400 мАч 18650 батареямен нақты зарядтау сынағы графикте көрсетілген: 
Микросұлбаның артықшылығы заряд тогы тек бір резистор арқылы орнатылады. Төмен кедергісі бар күшті резисторлар қажет емес. Сонымен қатар зарядтау процесінің индикаторы, сондай-ақ зарядтаудың аяқталуының көрсеткіші бар. Батарея қосылмаған кезде индикатор бірнеше секунд сайын жыпылықтайды.
Тізбектің қоректену кернеуі 4,5...8 вольт шегінде болуы керек. 4,5 В-қа жақынырақ, соғұрлым жақсы (сондықтан чип аз қызады).
Бірінші аяқ литий-ионды батареяға (әдетте ұялы телефон батареясының ортаңғы терминалы) орнатылған температура сенсорын қосу үшін пайдаланылады. Егер шығыс кернеуі қоректендіру кернеуінің 45%-дан төмен немесе 80%-дан жоғары болса, зарядтау тоқтатылады. Температураны бақылау қажет болмаса, бұл аяқты жерге отырғызыңыз.
Назар аударыңыз! Бұл схеманың бір маңызды кемшілігі бар: батареяның кері полярлығын қорғау тізбегінің болмауы. Бұл жағдайда контроллердің максималды токтың асып кетуіне байланысты жанып кетуіне кепілдік беріледі. Бұл жағдайда тізбектің қоректену кернеуі батареяға тікелей түседі, бұл өте қауіпті.
Белгі қарапайым және оны бір сағатта тізеңізде жасауға болады. Уақыт өте маңызды болса, дайын модульдерге тапсырыс беруге болады. Дайын модульдердің кейбір өндірушілері шамадан тыс ток пен шамадан тыс разрядтан қорғауды қосады (мысалы, сізге қандай тақта қажет - қорғаныспен немесе қорғаныссыз және қандай қосқышпен таңдауға болады). 
Сондай-ақ, температура сенсорына арналған контактісі бар дайын тақталарды таба аласыз. Немесе зарядтау тогын арттыру үшін бірнеше параллельді TP4056 микросұлбалары бар зарядтау модулі және кері полярлық қорғанысы бар (мысал).
LTC1734
Сондай-ақ өте қарапайым схема. Зарядтау тогы R prog резисторы арқылы орнатылады (мысалы, 3 кОм резисторды орнатсаңыз, ток 500 мА болады).
Микросұлбалар әдетте корпуста белгіленеді: LTRG (оларды жиі ескі Samsung телефондарында табуға болады). 
Кез келген pnp транзисторы қолайлы, ең бастысы ол берілген зарядтау тогына арналған.
Көрсетілген диаграммада заряд индикаторы жоқ, бірақ LTC1734-де «4» (Prog) істікшесінің екі функциясы бар - токты орнату және батарея зарядының аяқталуын бақылау. Мысалы, LT1716 компараторы арқылы зарядтың аяқталуын басқаратын схема көрсетілген. 
Бұл жағдайда LT1716 компараторын арзан LM358-ге ауыстыруға болады.
TL431 + транзистор
Қолжетімді компоненттерді қолданатын схеманы ойлап табу қиын болуы мүмкін. Мұнда ең қиын бөлік - TL431 анықтамалық кернеу көзін табу. Бірақ олардың кең таралғаны сонша, олар барлық жерде дерлік кездеседі (қуат көзі бұл микросұлбасыз сирек жасайды). 
TIP41 транзисторын қолайлы коллектор тогы бар кез келген басқасымен ауыстыруға болады. Тіпті ескі кеңестік KT819, KT805 (немесе одан аз қуатты KT815, KT817) жасайды.
Тізбекті орнату 4,2 вольттегі трим резисторын пайдаланып шығыс кернеуін орнатуға (батареясыз!!!) түседі. R1 резисторы зарядтау тогының максималды мәнін орнатады.
Бұл схема литий батареяларын зарядтаудың екі сатылы процесін толығымен жүзеге асырады - алдымен тікелей токпен зарядтау, содан кейін кернеуді тұрақтандыру фазасына өту және токты нөлге дейін біркелкі азайту. Жалғыз кемшілігі - схеманың қайталануының нашарлығы (ол орнатуда күрделі және пайдаланылатын компоненттерге талап қою).
MCP73812
Microchip-тен тағы бір ескерілмеген микросұлба бар - MCP73812 (қараңыз). Оның негізінде өте бюджеттік зарядтау опциясы алынады (және қымбат емес!). Бүкіл дене жинағы бір ғана резистор!
Айтпақшы, микросхема дәнекерлеуге ыңғайлы пакетте жасалған - SOT23-5. 
Жалғыз теріс - ол өте қызып кетеді және зарядтың көрсеткіші жоқ. Сондай-ақ, егер сізде төмен қуат көзі болса (бұл кернеудің төмендеуіне әкелетін) болса, ол қандай да бір түрде сенімді жұмыс істемейді. 
Жалпы, заряд көрсеткіші сіз үшін маңызды болмаса және 500 мА ток сізге сәйкес келсе, MCP73812 өте жақсы нұсқа болып табылады.
NCP1835
Толық интеграцияланған шешім ұсынылады - зарядтау кернеуінің жоғары тұрақтылығын қамтамасыз ететін NCP1835B (4,2 ±0,05 В).
Мүмкін, бұл микросұлбаның жалғыз кемшілігі оның тым миниатюралық өлшемі (DFN-10 корпусы, өлшемі 3х3 мм). Мұндай миниатюралық элементтердің жоғары сапалы дәнекерлеуін әркім қамтамасыз ете алмайды. 
Сөзсіз артықшылықтардың арасында мен мыналарды атап өткім келеді:
- Дене бөліктерінің ең аз саны.
- Толық зарядсызданған аккумуляторды зарядтау мүмкіндігі (алдын ала зарядтау тогы 30 мА);
- Зарядтау аяқталуын анықтау.
- Бағдарламаланатын зарядтау тогы - 1000 мА дейін.
- Зарядтау және қате көрсеткіші (зарядталмайтын батареяларды анықтауға және бұл туралы сигнал беруге қабілетті).
- Ұзақ мерзімді зарядтаудан қорғау (C t конденсаторының сыйымдылығын өзгерту арқылы сіз максималды зарядтау уақытын 6,6-дан 784 минутқа дейін орнатуға болады).
Микросұлбаның құны дәл арзан емес, сонымен қатар соншалықты жоғары емес (~$1), оны пайдаланудан бас тартуға болады. Егер сіз дәнекерлеу үтікімен ыңғайлы болсаңыз, мен осы опцияны таңдауды ұсынамын.
Толығырақ сипаттама бөлімде.
Литий-ионды аккумуляторды контроллерсіз зарядтауға болады ма?
Иә болады. Дегенмен, бұл зарядтау тогы мен кернеуін мұқият бақылауды қажет етеді.
Жалпы алғанда, батареяны зарядтау мүмкін болмайды, мысалы, біздің 18650, зарядтағышсыз. Сізге максималды зарядтау тогын қандай да бір жолмен шектеу керек, сондықтан кем дегенде ең қарапайым жад әлі де қажет болады.
Кез келген литий батареясы үшін ең қарапайым зарядтағыш батареямен тізбектей жалғанған резистор болып табылады: 
Резистордың кедергісі мен қуатының шығыны зарядтау үшін пайдаланылатын қуат көзінің кернеуіне байланысты.
Мысал ретінде 5 вольтты қуат көзінің резисторын есептейік. Біз 2400 мАч сыйымдылығы бар 18650 батареяны зарядтаймыз.
Сонымен, зарядтаудың ең басында резистордағы кернеудің төмендеуі келесідей болады:
U r = 5 - 2,8 = 2,2 Вольт
Біздің 5 В қуат көзіміз 1А максималды токқа есептелген делік. Аккумулятордағы кернеу минималды және 2,7-2,8 вольтты құраған кезде, тізбек зарядтаудың ең басында ең жоғары токты тұтынады.
Назар аударыңыз: бұл есептеулер батареяның өте терең зарядсыздануы және ондағы кернеу әлдеқайда төмен, тіпті нөлге дейін болуы мүмкін екенін ескермейді.
Осылайша, 1 Амперде зарядтың ең басында токты шектеу үшін қажетті резистор кедергісі болуы керек:
R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ом
Резисторлық қуаттың шығыны:
P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 Вт
Аккумуляторды зарядтаудың ең соңында, ондағы кернеу 4,2 В жақындағанда, зарядтау тогы:
Мен зарядтаймын = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 А
Яғни, көріп отырғанымыздай, барлық мәндер берілген аккумулятор үшін рұқсат етілген шектен шықпайды: бастапқы ток берілген аккумулятор үшін максималды рұқсат етілген зарядтау токынан (2,4 А) аспайды, ал соңғы ток токтан асады. батарея сыйымдылығы артпайды (0,24 А).
Мұндай зарядтаудың негізгі кемшілігі - батареядағы кернеуді үнемі бақылау қажеттілігі. Кернеу 4,2 вольтке жеткенде зарядты қолмен өшіріңіз. Литий батареялары тіпті қысқа мерзімді асқын кернеуге өте нашар төзеді - электродтық массалар тез ыдырай бастайды, бұл сөзсіз сыйымдылықтың жоғалуына әкеледі. Сонымен бірге қызып кету және қысымды төмендету үшін барлық алғышарттар жасалады.
Егер сіздің батареяңызда жоғарыда талқыланған кірістірілген қорғаныс тақтасы болса, онда бәрі оңайырақ болады. Батареяда белгілі бір кернеуге жеткенде, тақтаның өзі оны зарядтағыштан ажыратады. Дегенмен, бұл зарядтау әдісі біз талқылаған елеулі кемшіліктерге ие.
Батареяға орнатылған қорғаныс оның ешбір жағдайда шамадан тыс зарядталуына жол бермейді. Сізге тек зарядтау тогын бақылау қажет, ол берілген аккумулятор үшін рұқсат етілген мәндерден аспауы керек (қорғаныс тақталары, өкінішке орай, зарядтау тогын шектей алмайды).
Зертханалық қуат көзі арқылы зарядтау
Егер сізде ток қорғанысы (шектеу) бар қуат көзі болса, онда сіз құтқарылдыңыз! Мұндай қуат көзі қазірдің өзінде жоғарыда жазған дұрыс зарядтау профилін жүзеге асыратын толыққанды зарядтағыш болып табылады (CC/CV).
Ли-ионды зарядтау үшін тек қуат көзін 4,2 вольтке орнату және қажетті ток шегін орнату жеткілікті. Және батареяны қосуға болады.
Бастапқыда, батарея заряды әлі таусылған кезде, зертханалық қуат көзі токтан қорғау режимінде жұмыс істейді (яғни, ол берілген деңгейде шығыс тогын тұрақтандырады). Содан кейін, жағадағы кернеу белгіленген 4,2 В-қа дейін көтерілгенде, қуат көзі кернеуді тұрақтандыру режиміне ауысады, ал ток төмендей бастайды.
Ток 0,05-0,1С дейін төмендегенде, батареяны толық зарядталған деп санауға болады.
Көріп отырғаныңыздай, зертханалық қуат көзі дерлік тамаша зарядтағыш болып табылады! Ол автоматты түрде жасай алмайтын жалғыз нәрсе - батареяны толығымен зарядтау және өшіру туралы шешім қабылдау. Бірақ бұл кішкентай нәрсе, оған тіпті назар аудармау керек.
Литий батареяларын қалай зарядтауға болады?
Егер біз зарядтауға арналмаған бір реттік батарея туралы айтатын болсақ, онда бұл сұраққа дұрыс (және жалғыз дұрыс) жауап ЖОҚ.
Өйткені, кез келген литий батареясы (мысалы, жалпақ планшет түріндегі қарапайым CR2032) литий анодын жабатын ішкі пассивтендіру қабатының болуымен сипатталады. Бұл қабат анод пен электролит арасындағы химиялық реакцияның алдын алады. Ал сыртқы токтың берілуі жоғарыдағы қорғаныс қабатын бұзады, бұл батареяның зақымдалуына әкеледі.
Айтпақшы, егер қайта зарядталмайтын CR2032 батареясы туралы айтатын болсақ, онда оған өте ұқсас LIR2032 қазірдің өзінде толыққанды батарея болып табылады. Ол зарядталуы мүмкін және қажет. Тек оның кернеуі 3 емес, 3,6 В.
Литий батареяларын қалай зарядтау керек (бұл телефон батареясы, 18650 немесе кез келген басқа литий-ионды батарея болсын) мақаланың басында талқыланды.
Көбісі аз ақшаға Қытайдан арнайы тақтаға тапсырыс беруге болады, ол арқылы литий батареяларын USB арқылы зарядтауға болады деп айтуы мүмкін. Ол шамамен 1 доллар тұрады.
Бірақ бірнеше минут ішінде оңай жиналатын нәрсені сатып алудың мағынасы жоқ. Тапсырыс берілген тақтаны бір ай күтуге тура келетінін ұмытпаңыз. Ал сатып алынған құрылғы үйде жасалған құрылғы сияқты үлкен рахат әкелмейді.
Бастапқыда LM317 чипі негізінде зарядтағышты құрастыру жоспарланған болатын.
Бірақ содан кейін бұл зарядты қуаттандыру үшін 5 В-тан жоғары кернеу қажет болады.Чиптің кіріс және шығыс кернеулері арасында 2 В айырмашылығы болуы керек. Зарядталған литий батареясының кернеуі 4,2 В. Бұл сипатталған талаптарға сәйкес келмейді (5-4,2 = 0,8), сондықтан басқа шешім іздеу керек.
Барлығы дерлік осы мақалада талқыланатын жаттығуды қайталай алады. Оның схемасын қайталау өте қарапайым.
Осы бағдарламалардың бірін мақаланың соңында жүктеп алуға болады.
Шығу кернеуін дәлірек реттеу үшін R2 резисторын көп айналымға өзгертуге болады. Оның кедергісі шамамен 10 кОм болуы керек.
Тіркелген файлдар: :
Өз қолыңызбен қарапайым қуат банкін қалай жасауға болады: үйдегі қуат банкінің диаграммасы Өз қолыңызбен литий-ионды аккумулятор: қалай дұрыс зарядтау керек
Өткен жолы мен никель-кадмий NiCd бұрағыш батареяларын литий-ионды батареяларға ауыстыру мәселесін қарастырдым. Енді осы батареяларды зарядтау ғана қалды. Li-ion 18650 батареяларын әдетте 50 милливольттан аспайтын рұқсатпен бір ұяшыққа 4,20 вольтқа дейін зарядтауға болады, себебі кернеуді арттыру батарея құрылымын зақымдауы мүмкін. Аккумуляторды зарядтау тогы 0,1С-тен 1С-қа дейін болуы мүмкін (C - батарея сыйымдылығы). Бұл мәнді белгілі бір батареяға арналған деректер кестесіне сәйкес таңдаған дұрыс. Бұрауышты қайта жасау кезінде мен Samsung INR18650-30Q 3000mAh 15A батареяларын қолдандым. Біз деректер парағын қарастырамыз - зарядтау тогы -1,5А. 
Литий батареяларын CC/CV әдісімен (тұрақты ток, тұрақты кернеу) екі кезеңде зарядтау ең дұрыс әдіс болар еді. Бірінші кезең - тұрақты зарядтау тогын қамтамасыз ету. Ағымдағы мән 0,2-0,5С. Сыйымдылығы 3000 мАч аккумулятор үшін бірінші кезеңде номиналды зарядтау тогы 600-1500 мА.Екінші кезең батареяны тұрақты кернеумен зарядтау, ток үнемі азаяды. Аккумулятор кернеуі 4,15-4,25 В шегінде сақталады. Ток 0,05-0,01С дейін төмендегенде зарядтау процесі аяқталады.
Бұл кезеңде зарядтағыш батареяда 4,15-4,25 вольт кернеуін сақтайды және ток мәнін басқарады.Сыйымдылық артқан сайын зарядтау тогы азаяды. Оның мәні 0,05-0,01С дейін төмендеген кезде зарядтау процесі аяқталды деп саналады.
Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, мен Aliexpress-тен дайын электронды модульдерді қолдандым. XL4015E1 чипінде немесе LM2596-да ток шектеуі бар төмендеткіш CC/CV тақтасы. XL4015E1 тақтасы жақсырақ, өйткені оны конфигурациялау ыңғайлы. 
XL4015E1 негізіндегі тақтаның сипаттамалары.
Максималды шығыс тогы 5 Амперге дейін.
Шығу кернеуі: 0,8В-30В.
Кіріс кернеуі: 5V-32V.
LM2596 негізіндегі тақта ұқсас параметрлерге ие, тек ток аздап аз - 3 Амперге дейін.
Литий-иондық аккумулятордың зарядын басқару тақтасы бұрын таңдалған. Қуат көзі ретінде келесі параметрлері бар кез келгенін пайдалануға болады - шығыс кернеуі 18 Вольттан төмен емес (4S тізбегі үшін), ток 2-3 Амперден төмен емес. Литий-ионды бұрағыш батареялары үшін зарядтағышты құрудың алғашқы мысалы ретінде мен 220\12 вольт, 3 ампер адаптерін қолдандым. 
Алдымен мен оның номиналды жүктемеде қандай ток шығара алатынын тексердім. Мен көліктің шамын шығысқа қосып, жарты сағат күттім. 1,9 Ампер артық жүктемесіз еркін өндіреді. Мен сондай-ақ транзисторлық радиатордағы температураны өлшедім - 40 градус Цельсий. Өте жақсы - қалыпты режим. 
Бірақ бұл жағдайда шиеленіс жеткіліксіз. Мұны бір ғана арзан радиокомпонентті - 10-20 кОм айнымалы резисторды (потенциометр) пайдаланып оңай түзетуге болады. Кәдімгі адаптер схемасын қарастырайық. 
Диаграммада басқарылатын стабилитрон TL431 бар, ол кері байланыс тізбегінде орналасқан. Оның міндеті - жүктемеге сәйкес тұрақты шығыс кернеуін сақтау. Екі резистордың бөлгіші арқылы ол адаптердің оң шығысына қосылады. TL431 стабилдік диодтың 1 істікшесіне және теріс шинаға айнымалы резисторға қосылған резисторға дәнекерлеу керек (немесе оны толығымен ажыратып, орнына дәнекерлеу керек, содан кейін кернеу төмен қарай реттеледі). Потенциометрдің осін бұрап, қажетті кернеуді орнатыңыз. Менің жағдайда, мен оны 18 Вольтқа қойдым (CCCV тақтасындағы құлдырау үшін 16,8 В-тан шағын маржа). Егер тізбектің шығысында орналасқан электролиттік конденсаторлардың корпустарында көрсетілген кернеу жаңа кернеуден жоғары болса, олар жарылуы мүмкін. Содан кейін оларды 30% кернеу резервімен ауыстыру керек.
Әрі қарай, зарядтауды басқару тақтасын адаптерге қосамыз. Триммер резисторын пайдаланып тақтадағы кернеуді 16,8 вольтқа орнаттық. Басқа кесу резисторын қолданып, біз токты 1,5 Амперге орнатамыз және алдымен амперметр режимінде сынақ құралын тақтаның шығысына қосамыз. Енді литий-ионды бұрауыш жинағын қосуға болады. Зарядтау жақсы өтті, зарядтың соңында ток минимумға дейін төмендеді және батарея зарядталды. Адаптердегі температура 40-43 градус Цельсий арасында болды, бұл қалыпты жағдай. Болашақта желдетуді жақсарту үшін адаптер корпусында тесіктерді бұрғылауға болады (әсіресе жазда).
Батарея зарядының аяқталуын XL4015E1 қосулы тақтадағы жарық диоды арқылы көруге болады. Бұл мысалда мен эксперименттер кезінде XL4015E1 кездейсоқ күйіп кеткендей басқа LM2596 тақтасын қолдандым. XL4015E1 тақтасында жақсырақ зарядтауды ұсынамын.
Менде басқа бұрауыштан стандартты зарядтағыш бар. Ол никель-кадмий батареяларын зарядтауға арналған. Мен осы стандартты зарядтағышты никель-кадмий және литий-иондық батареяларды зарядтау үшін пайдаланғым келді. 
Бұл жай ғана шешілді - мен CCCV тақтасына сымдарды шығыс сымдарға (қызыл плюс, қара минус) дәнекерледім.
Стандартты зарядтағыштың шығысындағы бос кернеу 27 вольт болды, бұл біздің зарядтау тақтасына өте қолайлы. Содан кейін мен оны адаптері бар нұсқадағыдай етіп қостым. 
Жарық диодты түсінің өзгеруінен (қызылдан жасылға ауысқан) зарядтаудың аяқталуын осы жерден көре аламыз.
Мен CCCV тақтасын сымдарды шығарып, қолайлы пластик қорапқа қойдым. 
Егер сізде трансформаторда стандартты зарядтағыш болса, онда түзеткіштің диодтық көпірінен кейін CCCV тақтасын қосуға болады.
Адаптерді түрлендіру әдісін жаңадан бастағандар жасай алады және басқа мақсаттар үшін пайдалы болуы мүмкін, нәтижесінде біз әртүрлі құрылғыларды қуаттандыруға арналған бюджеттік блок аламыз.
Баршаңызға денсаулық және сауда мен өмірде сәттілік тілеймін.
Бейнеде түрлендірілген бұрағыш үшін зарядтағышпен жұмыс істеу процесін толығырақ көруге болады
Өнім дүкенге пікір жазу үшін берілген. Шолу Сайт ережелерінің 18-тармағына сәйкес жарияланды.
Мен +27 сатып алуды жоспарлап отырмын Таңдаулыларға қосыңыз Маған шолу ұнады +28 +51
Мен өзіме төрт литий-иондық батареяға зарядтағыш жасадым. Енді біреу ойлайды: жақсы, ол мұны істеді және жасады, Интернетте олардың саны өте көп. Менің дизайным бірден бір аккумуляторды немесе төрт батареяны зарядтауға қабілетті екенін бірден айтқым келеді. Барлық батареялар бір-бірінен тәуелсіз зарядталады.
Бұл әртүрлі құрылғылардан және әртүрлі бастапқы зарядтармен батареяларды бір уақытта зарядтауға мүмкіндік береді.
Мен 18650 батареяға зарядтағыш жасадым, оны фонарь, пауэрбанктер, ноутбук, т.б.
Схема дайын модульдерден тұрады және өте тез және қарапайым жиналады.
Қажет болады
- - 4 нәрсе.
- - 4 нәрсе.
- Қағаз қыстырғыш.
Батареялардың әртүрлі саны үшін зарядтағышты өндіру
Алдымен біз батарея бөлімін жасаймыз. Мұны істеу үшін біз көптеген саңылаулары мен қарапайым қағаз қыстырғыштары бар әмбебап схеманы аламыз.
Біз бұл бұрыштарды қағаз қыстырғыштарынан тістеп аламыз.
Біз сізге қажет батареялардың ұзындығын бұрын қолданып көргеннен кейін оны тақтаға енгіземіз. Өйткені мұндай зарядтағышты тек 18650 аккумуляторға ғана емес жасауға болады.
Біз қағаз қыстырғыштардың бөліктерін тақтаның түбіне дәнекерлейміз.
Содан кейін біз зарядтау контроллерін алып, оларды тақтадағы қалған бос орынға, жақсырақ әр батареяға қарама-қарсы орналастырамыз.
Зарядтау контроллері PLS қосқышынан жасалған осы аяқтарға орнатылады.
Модульді үстіңгі жағына және төменгі тақтаға дәнекерлеңіз. Бұл аяқтар қуат тогын модульге және зарядтау тогын батареяларға жеткізеді.
Төрт бөлім дайын.
Әрі қарай, зарядтау нүктелерін ауыстыру үшін біз түймелерді немесе қосқыштарды орнатамыз.
Барлығы келесідей байланысады:
Сіз сұрақ қоюыңыз мүмкін - неге төрт емес, үш түйме бар? Мен жауап беремін - бір модуль әрқашан жұмыс істейтіндіктен, бір батарея әрқашан зарядталады, әйтпесе зарядтағышты қосудың қажеті жоқ.
Біз өткізгіш жолдарды дәнекерлейміз.
Нәтижесінде түймелер арқылы 1-ден 4-ке дейін батареяны зарядтауға арналған орынды қосуға болады.
Зарядтау модуліне жарық диоды орнатылған, ол одан зарядталып жатқан аккумулятордың зарядталғанын немесе зарядталмайтынын көрсетеді.
Мен бүкіл құрылғыны жарты сағатта жинадым. Ол 5 вольтты қуат көзінен (адаптерден) қоректенеді, айтпақшы, ол барлық төрт батареяны бірден зарядтайтындай ақылмен таңдалуы керек. Бүкіл тізбекті USB компьютерінен де қуаттандыруға болады.
Біз адаптерді бірінші модульге қосамыз, содан кейін қажетті түймелерді қосамыз және бірінші модульдегі кернеу қосылған қосқыштарға байланысты басқа жерлерге өтеді.