Kako puniti punjive baterije. Kako pravilno puniti baterije. Po vrsti kemijske reakcije

Baterija vašeg fotoaparata, svjetiljke, dječje igračke ili drugog potrebnog uređaja iznenada se ispraznila? Takva se mogućnost ne može predvidjeti. Osim ako ne koristite posebne baterije s indikatorima. Ili pazite da sa sobom ne nosite zamjenu. Kako puniti baterije kod kuće? Podijelit ćemo s vama korisne upute i preporuke.

Koje se baterije mogu puniti?

Ne može se svaka AA baterija napuniti energijom koristeći domaću metodu. Koje se baterije mogu puniti? Samo prst alkalno (alkalno). Ali ni pod kojim uvjetima ne smijete jesti sol! Ne može se isključiti mogućnost istjecanja ili eksplozije proizvoda.

Metoda 1: Punjač

Shvatili smo može li se baterija puniti. Ako stalno koristite takve AA baterije, onda vam je najlakši način da kupite posebne Punjač za njih. Takav uređaj će pomoći da se "udahne život" u bateriju bez nepotrebne gnjavaže.

Međutim, metoda također ima značajne nedostatke. Svako punjenje smanjuje trajanje baterije za jednu trećinu. Osim toga, postupak može uzrokovati curenje njegovog sastava.

Metoda 2: Napajanje

Pogledajmo kako puniti baterije kod kuće. Za ovu metodu trebat će vam napajanje i žice za spajanje. Je li sve na mjestu? Evo uputa za djelovanje:

Kada primate punjivu AA bateriju ovom metodom, obratite pozornost na ove preporuke:

• Postupak neće funkcionirati ako obrnete polaritet prilikom spajanja žica. Štoviše, na taj ćete način uništiti preostali naboj u elementu.
• Na opisani način baterija se može napuniti 1-2 puta.
• Metoda je prikladna samo za alkalne ćelije prsta!
• Postupak se može izvesti u svim uvjetima okoline (osim u fazi zamrzavanja).

Metoda 3: Grijanje

Također možete vratiti napunjenost baterije redovitim zagrijavanjem. Ali budite oprezni - ova metoda može uzrokovati eksploziju proizvoda!

Najjednostavnije je ovo:

Metoda 4: Smanjenje volumena

Metoda je na prvi pogled prilično nerazumljiva i egzotična. Moramo smanjiti veličinu baterije kako bi se napunjenost u njoj sama obnovila.

Što biste trebali učiniti za ovo? Mehanički smanjiti i istanjiti volumen tijela. Da biste to učinili, baterija se udara o nešto tvrdo - asfalt, zid, kamen, cigla itd. Ili ga jednostavno gaze debelim cipelama. Možete ga pokušati spljoštiti nekim praktičnim alatom – na primjer, kliještima.

Ova metoda punit će sve AA baterije. Mora se reći da takva "barbarska" metoda pomaže vratiti naplatu u nekim slučajevima čak do 100%!

Metoda 5: izlaganje otopinama

Nastavljamo gledati kako napuniti baterije kod kuće. Unutar ove metode mogu se razlikovati dvije metode.

Upute za prvi:

Kako puniti baterije kod kuće na drugi način:

1. Šilom ili sličnim alatom napravite rupe u poklopcima baterija pored karbonske šipke. Dubina svake od njih trebala bi biti unutar 3/4 visine cijele baterije.
2. Ulijte tekućinu u rupu. Možete uzeti ne običnu vodu, već otopinu dvostrukog octa ili klorovodične kiseline (ne više od 8-10%).
3. Da biste dovoljno zasitili bazu, morate nekoliko puta ponoviti postupak izlijevanja, održavajući vremenske intervale tako da sastav ima vremena da se apsorbira.
4. Na kraju svakako zatvorite rupe. U ove svrhe najbolje je koristiti smolu ili plastelin.
5. Sada možete koristiti bateriju - njezina napunjenost trebala bi se vratiti na 70-80%.

Sada znate kako napuniti AA alkalnu bateriju. Odaberite bilo koju metodu koja vam odgovara. I, što je najvažnije, budite iznimno oprezni! Neoprezni postupci mogu uzrokovati eksploziju baterije!

U moderni svijet Postoje mnogi uređaji i punjive baterije su već neophodne. Dok neki ljudi mijenjaju jednu bateriju za drugom, drugi je jednostavno pune. Kako bi proizvod što dulje trajao, potrebno je pridržavati se preporuka za punjenje i rad te ih odabrati u skladu sa zahtjevima uređaja.

Sadržaj

Koje se baterije mogu puniti?

Možete puniti samo punjive baterije koje su kao takve označene na kućištu. Zabranjeno je umetanje najobičnijih modela u memoriju, bez obzira kojeg tipa bili - AA ili manji.

Baterija AA NiSd

Ako prekršite sigurnosna pravila, budite spremni na:

• Ništa se neće dogoditi, tada se možete smatrati sretnim;
• Baterija će šištati i pokvariti se;
• Moguće je pregrijavanje, požar pa čak i eksplozija;
• Kratki spoj u mreži.

Ovisno o materijalu, baterije su sljedećih vrsta:

1. Nikal metal hidrid;
2. nikal-kadmij;
3. Nikal-cink;
4. Litij-ion;
5. Litij polimer.

Nikal-kadmijeva baterija ima učinak pamćenja, pa se mora potpuno isprazniti i ponovno napuniti. Nikal metal hidrid također ima učinak pamćenja, ali je on sveden na minimum.

Punjive baterije imaju standardne veličine slične klasičnim modelima:

• mali prst (AAA)
• Prst (AA).
• Palčić tip C.
• Keg ili D baterija.
• Kruna ili korund.
• 1/2 AA.
• Veliki kvadrat.

Mogu postojati i baterije i akumulatori takvih standardnih veličina, zbog toga je vrlo važno ne miješati ih. Vrijedno je napomenuti da ne postoje baterije u obliku novčića, s izuzetkom ograničenog izdanja za slušna pomagala.

Također postoje Li-Ion baterije u sljedećim veličinama, a mogu se puniti:

Vrsta baterije odabire se prema specifičnim uređajima. Fotoaparati prihvaćaju AA, ali za neke će igračke biti potrebna cijev. Najpopularniji su i dalje 10440 i AAA.

Kapacitet baterije može varirati od 150 mAh do 6000 mAh. Što je veći kapacitet, to skuplji uređaj. Veličina kapaciteta naznačena je na kućištu velikim slovima. Što je veći kapacitet, uređaj može duže raditi.

Zašto ne možete puniti obične baterije?

Jednokratne ćelije imaju potpuno drugačiji princip rada - ioni teku od elektrolita prema elektrodama. S vremenom im nestane zaliha, a onda se isprazni i baterija. Ako struju propustite kroz konvencionalni model, proces oporavka jednostavno se neće dogoditi. Na primjer, tijekom rada cink-manganskih baterija, cinkova elektroda će se otopiti.

Baterije su dizajnirane na način da se indikatori elektrolita i elektroda mogu vratiti na izvornu verziju. Kada se takva baterija spoji na punjač, ​​ioni kisika i vodika se pretvaraju iz elektrolita. Započinje proces redukcije, gdje vodik djeluje kao katalizator za pretvaranje katode u olovo, a kisik – anode u olovni dioksid.

Kako odrediti da li je baterija ili akumulator

Prije kupnje trebali biste znati nekoliko nijansi koje će vam omogućiti da odredite obične baterije od punjivih:

1. Obratite pozornost na natpis na kućištu. Ako postoji kapacitet, onda je to baterija; naznačeno je u mah (miliamperima) na sat. Što je ovaj pokazatelj veći, to će duže trajati.
2. Ako na kućištu postoji natpis za punjenje, onda se može puniti. Ako natpis zvuči kao nemojte puniti, tada je ponovno punjenje zabranjeno.
3. Obratite pozornost na cijenu proizvoda. Obične baterije su jeftinije od punjivih baterija. Cijena izravno ovisi o pokazateljima snage i ciklusima punjenja.
4. Punjive baterije imaju veću sigurnosnu marginu. Dugo traju i postupno se pune, ali obične baterije prestaju raditi kada se spoje na jače uređaje.
5. Baterija ima napon od ~1,5 V, ali baterija ima napon od ~1,2 V, ~3,7 V. Kruna će imati 9 volti u oba slučaja.
6. Ako oznake na kućištu sadrže slova: R, CR, LR i FR, onda se radi o bateriji.
7. Ako je na kućištu oznaka: NiCd, Ni-MH, Ni-Zn, HR, ZR, KR, li-ion ili li-pol, onda se radi o bateriji.

Prateći jednostavne korake, svatko može za sebe odrediti potrebne baterije.

Na slici lijevo je baterija, kako piše na kućištu: 850 mAh, punjiva i nikal metal hidridna. Desno je baterija jer piše samo alkalna.

Kako pravilno napuniti bateriju

1. Prije punjenja kod kuće pročitajte upute za uređaj i preporuke proizvođača.
2. Moderne baterije nemaju memorijski učinak, tako da nema potrebe za napumpavanjem baterije. S izuzetkom nikal-kadmijevih (Ni-Cd) baterija.
3. Pridržavajte se temperaturnih uvjeta, nemojte stavljati u punjač na temperaturama ispod 5 stupnjeva i iznad 50 stupnjeva Celzijusa.
4. Odaberite punjač posebno za baterije; dobro je ako je to učinjeno odmah. Imajte na umu da što se energetski naboj sporije isporučuje, to bolje.
5. Ne ostavljajte bateriju u punjaču duže od jednog dana. Ako se ne naplate, onda nema smisla nastaviti.

Važno! Prilikom punjenja baterija će se zagrijati, to je normalno, ali ne bi trebala biti jako vruća; ako vam se čini da se jako pregrijava u punjaču, prekinite postupak.

Koliko je potrebno za punjenje baterija?

Za ispravno određivanje vremena punjenja baterije koristite standardnu ​​formulu:

X (sati) = 1,4 * Y (mAh) / Z (mA), gdje je 1, 4 korišteni koeficijent, jer ne ide sva struja u punjenje baterije, to možete nazvati popustom na prijenos topline.

Dio struje pretvara se u toplinu, pa se baterija pregrijava.

Ako je kapacitet 2400 mAh, a struja punjača 150, tada se ispostavlja formula: 1,4 * 2400 / 150 = 22,4

Za punjenje baterije kapaciteta 2400 mAh s dolaznim punjenjem od 150 mAh potrebno je do 22 i pol sata. Neki punjači ne detektiraju napon napunjenosti baterije stalno, čak i ako je baterija već potpuno napunjena. Ovakav pristup može oštetiti bateriju tako što će joj skraćivati ​​vijek trajanja ili je učiniti neupotrebljivom zbog pregrijavanja.

Kako bi si olakšali život, preporučuje se korištenje modernih pametnih punjača koji su opremljeni indikatorom napunjenosti. Oni mogu pružiti informaciju o tome koliko je miliampera (mA) preneseno na bateriju, a budući da je kapacitet naznačen na kućištu, jednostavnom metodom oduzimanja možete saznati koliko je postotaka baterija napunjena. Također, nakon završetka punjenja, uređaj će se sam isključiti.

Još uvijek imate pitanja ili želite nešto dodati? Zatim nam pišite o tome u komentarima, tako će materijal biti potpuniji i točniji.

Za normalan rad bilo koje baterije, uvijek morate zapamtiti "Pravilo tri P":

1. Nemojte se pregrijavati!
2. Nemojte ponovno puniti!
3. Nemojte previše prazniti!

Možete koristiti sljedeću formulu za izračun vremena punjenja NiMH ili višećelijske baterije:

Vrijeme punjenja (h) = kapacitet baterije (mAh) / struja punjača (mA)

Primjer:
Imamo bateriju kapaciteta 2000mAh. Struja punjenja u našem punjaču je 500mA. Kapacitet baterije podijelimo sa strujom punjenja i dobijemo 2000/500=4. To znači da će se pri struji od 500 miliampera naša baterija kapaciteta 2000 miliamper sati napuniti do punog kapaciteta za 4 sata!

A sada detaljnije o pravilima koja morate pokušati slijediti za normalan rad nikal-metal-hidridne (Ni-MH) baterije:

1. Čuvajte Ni-MH baterije s malom količinom napunjenosti (30 - 50% nazivnog kapaciteta).
2. Nikal-metal-hidridne baterije osjetljivije su na toplinu od nikal-kadmijevih (Ni-Cd) baterija, stoga ih nemojte prepuniti. Preopterećenje može negativno utjecati na trenutni izlaz baterije (sposobnost baterije da zadrži i otpusti akumulirani naboj). Ako imate pametni punjač s " Delta Vrh"(prekidom punjenja baterije kada se dosegne vršni napon), tada možete puniti baterije bez ikakvog rizika od prekomjernog punjenja i uništenja istih.
3. Ni-MH (nikl-metal-hidridne) baterije se mogu (ali ne moraju!) “trenirati” nakon kupnje. 4-6 ciklusa punjenja/pražnjenja baterija u visokokvalitetnom punjaču omogućuje postizanje granice kapaciteta koja je izgubljena tijekom transporta i skladištenja baterija u sumnjivim uvjetima nakon napuštanja proizvodnog pogona. Broj takvih ciklusa može biti potpuno različit za baterije od različitih proizvođača. Kvalitetne baterije svoj limit kapaciteta postižu već nakon 1-2 ciklusa, dok baterije upitne kvalitete s umjetno visokim kapacitetom ne mogu dosegnuti svoj limit kapaciteta ni nakon 50-100 ciklusa punjenja/pražnjenja.
4. Nakon pražnjenja ili punjenja, pokušajte pustiti bateriju da se ohladi na sobnu temperaturu (~20 o C). Punjenje baterija na temperaturama ispod 5 o C ili iznad 50 o C može značajno utjecati na životni vijek baterije.
5. Ako želite isprazniti Ni-MH bateriju, nemojte je isprazniti na manje od 0,9 V za svaku ćeliju. Kada napon nikl baterija padne ispod 0,9 V po ćeliji, većina punjača s "minimalnom inteligencijom" ne može aktivirati način punjenja. Ako vaš punjač ne može prepoznati duboko ispražnjenu ćeliju (ispražnjenu ispod 0,9 V), tada biste trebali pribjeći korištenju "glupog" punjača ili spojiti bateriju na kratko vrijeme na izvor napajanja sa strujom od 100-150 mA dok se baterija ne isprazni napon doseže 0,9V.
6. Ako stalno koristite isti baterijski sklop u elektronički uređaj u načinu punjenja, ponekad je vrijedno isprazniti svaku bateriju iz sklopa na napon od 0,9 V i potpuno je napuniti u vanjskom punjaču. Ovaj potpuni ciklus ciklusa treba izvesti jednom svakih 5-10 ciklusa punjenja baterije.

Tablica punjenja za tipične Ni-MH baterije

Podaci u tablici vrijede za potpuno ispražnjene baterije

Teško je procijeniti karakteristike određenog punjača bez razumijevanja kako bi se zapravo trebalo odvijati uzorno punjenje li-ionske baterije. Stoga, prije nego što prijeđemo izravno na dijagrame, prisjetimo se malo teorije.

Što su litijeve baterije?

Ovisno o materijalu od kojeg je napravljena pozitivna elektroda litijske baterije, postoji nekoliko varijanti:

• s litij kobaltat katodom;
• s katodom na bazi litijskog željeznog fosfata;
• na bazi nikal-kobalt-aluminij;
• na bazi nikal-kobalt-mangan.

Sve ove baterije imaju svoje karakteristike, ali budući da ove nijanse nisu od temeljne važnosti za općeg potrošača, neće se razmatrati u ovom članku.

Također, sve litij-ionske baterije proizvode se u različitim veličinama i oblicima. Mogu biti u kućištu (na primjer, danas popularni 18650) ili laminirani ili prizmatični (gel-polimer baterije). Potonji su hermetički zatvorene vrećice izrađene od posebnog filma, koje sadrže elektrode i elektrodnu masu.

Najčešće veličine litij-ionskih baterija prikazane su u donjoj tablici (sve imaju nazivni napon od 3,7 volta):

Unutarnji elektrokemijski procesi odvijaju se na isti način i ne ovise o faktoru forme i dizajnu baterije, tako da sve navedeno vrijedi jednako za sve litijeve baterije.

Kako pravilno puniti litij-ionske baterije

Najviše pravi put Litijske baterije se pune u dvije faze. Ovo je metoda koja se koristi Tvrtka Sony u svim svojim punjačima. Unatoč složenijem regulatoru punjenja, ovo osigurava potpuniju napunjenost li-ionskih baterija bez smanjenja njihovog radnog vijeka.

Ovdje govorimo o dvostupanjskom profilu punjenja za litijeve baterije, skraćeno CC/CV (konstantna struja, konstantni napon). Postoje i opcije s pulsnim i koračnim strujama, ali se o njima ne raspravlja u ovom članku. Možete pročitati više o punjenju pulsnom strujom.

Dakle, pogledajmo obje faze punjenja detaljnije.

1. U prvoj fazi Mora se osigurati stalna struja punjenja. Trenutna vrijednost je 0,2-0,5C. Za ubrzano punjenje dopušteno je povećati struju na 0,5-1,0C (gdje je C kapacitet baterije).

Na primjer, za bateriju kapaciteta 3000 mAh, nazivna struja punjenja u prvoj fazi je 600-1500 mA, a struja ubrzanog punjenja može biti u rasponu od 1,5-3A.

Kako bi se osigurala stalna struja punjenja zadane vrijednosti, krug punjača mora moći povećati napon na stezaljkama baterije. Zapravo, u prvoj fazi punjač radi kao klasični stabilizator struje.

Važno: Ako planirate puniti baterije s ugrađenom zaštitnom pločom (PCB), tada prilikom projektiranja strujnog kruga punjača morate biti sigurni da napon otvorenog kruga strujnog kruga nikada ne smije prijeći 6-7 volti. U protivnom se može oštetiti zaštitna ploča.

U trenutku kada napon na bateriji poraste na 4,2 volta, baterija će dobiti otprilike 70-80% svog kapaciteta (konkretna vrijednost kapaciteta ovisit će o struji punjenja: kod ubrzanog punjenja bit će nešto manja, kod nominalni naboj - malo više). Ovaj trenutak označava kraj prve faze punjenja i služi kao signal za prijelaz u drugu (i posljednju) fazu.

2. Drugi stupanj punjenja- ovo je punjenje baterije konstantnim naponom, ali postupno opadajućom (opadajućom) strujom.

U ovoj fazi punjač održava napon od 4,15-4,25 volti na bateriji i kontrolira trenutnu vrijednost.

Kako se kapacitet povećava, struja punjenja će se smanjivati. Čim se njegova vrijednost smanji na 0,05-0,01C, proces punjenja se smatra završenim.

Važna nijansa rada ispravnog punjača je njegova potpuno gašenje iz baterije nakon završetka punjenja. To je zbog činjenice da je za litijeve baterije krajnje nepoželjno da ostanu pod visokim naponom dulje vrijeme, što obično osigurava punjač (tj. 4,18-4,24 volta). To dovodi do ubrzane degradacije kemijskog sastava baterije i, kao posljedica toga, smanjenja njenog kapaciteta. Dugotrajni boravak znači nekoliko desetaka sati ili više.

Tijekom druge faze punjenja baterija uspijeva dobiti otprilike 0,1-0,15 više svog kapaciteta. Ukupna napunjenost baterije tako doseže 90-95%, što je izvrstan pokazatelj.

Promotrili smo dvije glavne faze punjenja. No, osvjetljenje problematike punjenja litijevih baterija bilo bi nepotpuno da se ne spomene još jedan stupanj punjenja – tzv. prednaplatiti.

Faza preliminarne naplate (prednaplata)- ovaj stupanj se koristi samo za duboko ispražnjene baterije (ispod 2,5 V) kako bi se dovele u normalan način rada.

U ovoj fazi osigurano je punjenje DC smanjena vrijednost dok napon baterije ne dosegne 2,8 V.

Preliminarni stupanj je neophodan kako bi se spriječilo bubrenje i pad tlaka (ili čak eksplozija uz požar) oštećenih baterija koje imaju, na primjer, unutarnji kratki spoj između elektroda. Ako se kroz takvu bateriju odmah propusti velika struja punjenja, to će neizbježno dovesti do njenog zagrijavanja, a onda ovisi.

Još jedna prednost predpunjenja je prethodno zagrijavanje baterije, što je važno kada se puni na niskim temperaturama okoline (u negrijanoj prostoriji tijekom hladne sezone).

Inteligentno punjenje trebalo bi moći pratiti napon na bateriji tijekom faze preliminarnog punjenja i, ako napon ne raste dulje vrijeme, zaključiti da je baterija neispravna.

Sve faze punjenja litij-ionske baterije (uključujući fazu prethodnog punjenja) shematski su prikazane na ovom grafikonu:

Prekoračenje nazivnog napona punjenja za 0,15 V može smanjiti trajanje baterije za pola. Snižavanje napona punjenja za 0,1 volt smanjuje kapacitet napunjene baterije za oko 10%, ali značajno produljuje njezin vijek trajanja. Napon potpuno napunjene baterije nakon vađenja iz punjača je 4,1-4,15 volti.

Dopustite mi da rezimiram gore navedeno i navedem glavne točke:

1. Koju struju trebam koristiti za punjenje li-ion baterije (na primjer, 18650 ili bilo koje druge)?

Struja će ovisiti o tome koliko brzo ga želite napuniti i može se kretati od 0,2C do 1C.

Na primjer, za bateriju veličine 18650 s kapacitetom od 3400 mAh, minimalna struja punjenja je 680 mA, a maksimalna 3400 mA.

2. Koliko dugo se pune npr. te iste 18650 baterije?

Vrijeme punjenja izravno ovisi o struji punjenja i izračunava se pomoću formule:

T = C / I naboj.

Na primjer, vrijeme punjenja naše baterije od 3400 mAh sa strujom od 1A bit će oko 3,5 sata.

3. Kako pravilno napuniti litij polimer bateriju?

Sve litijeve baterije pune se na isti način. Nije važno radi li se o litij polimeru ili litij ionu. Za nas, potrošače, nema razlike.

Što je zaštitna ploča?

Zaštitna ploča (ili PCB - ploča za upravljanje napajanjem) dizajnirana je za zaštitu od kratkog spoja, prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja litijske baterije. U zaštitne module u pravilu je ugrađena i zaštita od pregrijavanja.

Iz sigurnosnih razloga zabranjeno je koristiti litijeve baterije u kućanskim aparatima osim ako nemaju ugrađenu zaštitnu ploču. Zato sve baterije mobitela uvijek imaju PCB ploču. Izlazni terminali baterije nalaze se izravno na ploči:

Ove ploče koriste šesterokraki regulator punjenja na specijaliziranom uređaju (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 i drugi analozi). Zadatak ovog kontrolera je isključiti bateriju iz opterećenja kada je baterija potpuno ispražnjena i isključiti bateriju iz punjenja kada dosegne 4,25V.

Evo, na primjer, dijagrama BP-6M ploče za zaštitu baterije koja se isporučivala sa starim Nokia telefonima:

Ako govorimo o 18650, oni se mogu proizvoditi sa ili bez zaštitne ploče. Zaštitni modul nalazi se blizu negativnog pola baterije.

Ploča povećava duljinu baterije za 2-3 mm.

Baterije bez PCB modula obično su uključene u baterije koje dolaze s vlastitim zaštitnim krugovima.

Svaka baterija sa zaštitom može se lako pretvoriti u bateriju bez zaštite;

Danas je maksimalni kapacitet baterije 18650 3400 mAh. Baterije sa zaštitom moraju imati odgovarajuću oznaku na kućištu ("Protected").

Nemojte brkati PCB ploču s PCM modulom (PCM - modul napajanja). Ako prvi služe samo za zaštitu baterije, onda su drugi dizajnirani za kontrolu procesa punjenja - oni ograničavaju struju punjenja na zadanoj razini, kontroliraju temperaturu i, općenito, osiguravaju cijeli proces. PCM ploča je ono što zovemo kontroler punjenja.

Nadam se da sada više nema pitanja, kako napuniti 18650 bateriju ili bilo koju drugu litijevu bateriju? Zatim prelazimo na mali izbor gotovih sklopnih rješenja za punjače (isti regulatori punjenja).

Sheme punjenja za li-ion baterije

Svi su sklopovi prikladni za punjenje bilo koje litijske baterije; preostaje samo odlučiti o struji punjenja i bazi elemenata.

LM317

Dijagram jednostavnog punjača temeljenog na LM317 čipu s indikatorom napunjenosti:

Krug je najjednostavniji, cijela postavka se svodi na postavljanje izlaznog napona na 4,2 volta uz pomoć trim otpornika R8 (bez priključene baterije!) i podešavanje struje punjenja odabirom otpornika R4, R6. Snaga otpornika R1 je najmanje 1 Watt.

Čim se LED dioda ugasi, proces punjenja se može smatrati završenim (struja punjenja nikada se neće smanjiti na nulu). Ne preporučuje se držati bateriju na ovom punjenju dugo vremena nakon što je potpuno napunjena.

Mikro krug lm317 naširoko se koristi u raznim stabilizatorima napona i struje (ovisno o spojnom krugu). Prodaje se na svakom uglu i košta peni (možete uzeti 10 komada za samo 55 rubalja).

LM317 dolazi u različitim kućištima:

Dodjela pinova (pinout):

Analozi čipa LM317 su: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (zadnja dva su domaće proizvodnje).

Struja punjenja može se povećati na 3A ako uzmete LM350 umjesto LM317. To će, međutim, biti skuplje - 11 rubalja/kom.

Tiskana ploča i sklop kruga prikazani su ispod:

Stari sovjetski tranzistor KT361 može se zamijeniti sličnim pnp tranzistor(na primjer, KT3107, KT3108 ili buržoaski 2N5086, 2SA733, BC308A). Može se potpuno ukloniti ako indikator napunjenosti nije potreban.

Nedostatak sklopa: napon napajanja mora biti u rasponu od 8-12V. To je zbog činjenice da za normalan rad LM317 čipa, razlika između napona baterije i napona napajanja mora biti najmanje 4,25 volti. Stoga ga neće biti moguće napajati s USB priključka.

MAX1555 ili MAX1551

MAX1551/MAX1555 su specijalizirani punjači za Li+ baterije, koji mogu raditi s USB-a ili iz zasebnog adaptera (na primjer, punjač za telefon).

Jedina razlika između ovih mikrosklopova je u tome što MAX1555 proizvodi signal koji označava proces punjenja, a MAX1551 daje signal da je napajanje uključeno. Oni. 1555 je još uvijek poželjan u većini slučajeva, tako da je 1551 sada teško pronaći u prodaji.

Detaljan opis ovih mikro krugova od proizvođača je.

Maksimalni ulazni napon iz DC adaptera je 7 V, kada se napaja preko USB-a - 6 V. Kada napon napajanja padne na 3,52 V, mikro krug se isključuje i punjenje prestaje.

Mikrokrug sam detektira na kojem je ulazu napon napajanja i spaja se na njega. Ako se napajanje napaja putem USB sabirnice, tada je maksimalna struja punjenja ograničena na 100 mA - to vam omogućuje da priključite punjač u USB priključak bilo kojeg računala bez straha od spaljivanja južnog mosta.

Kada se napaja iz zasebnog izvora napajanja, tipična struja punjenja je 280 mA.

Čipovi imaju ugrađenu zaštitu od pregrijavanja. Ali čak iu ovom slučaju, krug nastavlja raditi, smanjujući struju punjenja za 17 mA za svaki stupanj iznad 110 ° C.

Postoji funkcija prethodnog punjenja (vidi gore): sve dok je napon baterije ispod 3 V, mikro krug ograničava struju punjenja na 40 mA.

Mikro krug ima 5 pinova. Ovdje je tipičan dijagram povezivanja:

Ako postoji jamstvo da napon na izlazu vašeg adaptera ni pod kojim okolnostima ne može prijeći 7 volti, tada možete bez stabilizatora 7805.

Opcija USB punjenja može se sastaviti, na primjer, na ovom.

Mikrokrug ne zahtijeva niti vanjske diode niti vanjske tranzistore. Općenito, naravno, prekrasne male stvari! Samo što su premali i nezgodni za lemljenje. A također su i skupi ().

LP2951

Stabilizator LP2951 proizvodi National Semiconductors (). Omogućuje implementaciju ugrađene funkcije ograničenja struje i omogućuje generiranje stabilne razine napona punjenja za litij-ionsku bateriju na izlazu kruga.

Napon punjenja je 4,08 - 4,26 volti i postavlja se pomoću otpornika R3 kada je baterija isključena. Napon se održava vrlo precizno.

Struja punjenja je 150 - 300mA, ova je vrijednost ograničena unutarnjim krugovima čipa LP2951 (ovisno o proizvođaču).

Koristite diodu s malom reverznom strujom. Na primjer, to može biti bilo koja serija 1N400X koju možete kupiti. Dioda se koristi kao blokadna dioda za sprječavanje povratna struja od baterije do LP2951 čipa kada je ulazni napon isključen.

Ovaj punjač proizvodi prilično nisku struju punjenja, tako da se svaka baterija 18650 može puniti preko noći.

Mikrokrug se može kupiti iu DIP paketu iu SOIC paketu (košta oko 10 rubalja po komadu).

MCP73831

Čip vam omogućuje izradu pravih punjača, a također je jeftiniji od toliko razvikanog MAX1555.

Tipični dijagram povezivanja preuzet je iz:

Važna prednost kruga je odsutnost snažnih otpornika s niskim otporom koji ograničavaju struju punjenja. Ovdje se struja postavlja pomoću otpornika spojenog na 5. pin mikro kruga. Njegov otpor bi trebao biti u rasponu od 2-10 kOhm.

Sastavljeni punjač izgleda ovako:

Mikro krug se prilično dobro zagrijava tijekom rada, ali čini se da mu to ne smeta. Ispunjava svoju funkciju.

Evo još jedne mogućnosti isprintana matična ploča sa SMD LED i mikro USB konektorom:

LTC4054 (STC4054)

Vrlo jednostavan sklop, super opcija! Omogućuje punjenje strujom do 800 mA (vidi). Istina, ima tendenciju da se jako zagrije, ali u ovom slučaju ugrađena zaštita od pregrijavanja smanjuje struju.

Krug se može značajno pojednostaviti izbacivanjem jedne ili čak obje LED diode s tranzistorom. Tada će to izgledati ovako (morate priznati, ne može biti jednostavnije: par otpornika i jedan kondenzator):

Jedna od opcija tiskanih ploča dostupna je na. Ploča je dizajnirana za elemente standardne veličine 0805.

I=1000/R. Ne biste trebali odmah postaviti visoku struju; prvo pogledajte koliko se mikro krug zagrijava. Za svoje potrebe uzeo sam otpornik od 2,7 kOhm, a struja punjenja se pokazala oko 360 mA.

Malo je vjerojatno da će biti moguće prilagoditi radijator ovom mikrokrugu, a nije činjenica da će biti učinkovit zbog visoke toplinske otpornosti spoja kristalnog kućišta. Proizvođač preporuča izradu hladnjaka "kroz vodove" - ​​čineći tragove što je moguće debljim i ostavljajući foliju ispod tijela čipa. Općenito, što više "zemljane" folije ostane, to bolje.

Usput, većina topline se rasipa kroz 3. krak, tako da ovaj trag možete učiniti vrlo širokim i debelim (napunite ga viškom lema).

Paket LTC4054 čipa može biti označen kao LTH7 ili LTADY.

LTH7 se razlikuje od LTADY-a po tome što prvi može podići vrlo praznu bateriju (na kojoj je napon manji od 2,9 volti), dok drugi ne može (trebate ga zasebno zaljuljati).

Čip se pokazao vrlo uspješnim, pa ima hrpu analoga: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT618 1, VS6102, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Prije uporabe bilo kojeg od analoga, provjerite podatkovne tablice.

TP4056

Mikrokrug je izrađen u kućištu SOP-8 (vidi), na trbuhu ima metalni hladnjak koji nije povezan s kontaktima, što omogućuje učinkovitije uklanjanje topline. Omogućuje punjenje baterije strujom do 1A (struja ovisi o otporniku za podešavanje struje).

Dijagram spajanja zahtijeva minimum visećih elemenata:

Krug provodi klasični proces punjenja - prvo punjenje konstantnom strujom, zatim konstantnim naponom i padajućom strujom. Sve je znanstveno. Ako pogledate punjenje korak po korak, možete razlikovati nekoliko faza:

1. Praćenje napona priključene baterije (ovo se događa cijelo vrijeme).
2. Faza predpunjenja (ako je baterija ispražnjena ispod 2,9 V). Napunite strujom od 1/10 od one programirane pomoću otpornika R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm) do razine od 2,9 V.
3. Punjenje maksimalnom konstantnom strujom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
4. Kada baterija dosegne 4,2 V, napon na bateriji je fiksiran na ovoj razini. Počinje postupno smanjenje struje punjenja.
5. Kada struja dosegne 1/10 one koju je programirao otpornik R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), punjač se isključuje.
6. Nakon završetka punjenja, kontroler nastavlja pratiti napon baterije (vidi točku 1). Struja koju troši nadzorni krug je 2-3 µA. Nakon što napon padne na 4,0 V, ponovno počinje punjenje. I tako u krug.

Struja punjenja (u amperima) izračunava se formulom I=1200/R prog. Dopušteni maksimum je 1000 mA.

Pravi test punjenja s baterijom od 3400 mAh 18650 prikazan je na grafikonu:

Prednost mikro kruga je u tome što struju punjenja postavlja samo jedan otpornik. Snažni otpornici niskog otpora nisu potrebni. Plus postoji indikator procesa punjenja, kao i indikacija kraja punjenja. Kad baterija nije priključena, indikator treperi svakih nekoliko sekundi.

Napon napajanja kruga trebao bi biti unutar 4,5 ... 8 volti. Što je bliže 4,5 V, to bolje (tako da se čip manje zagrijava).

Prvi krak se koristi za spajanje senzora temperature ugrađenog u litij-ionsku bateriju (obično srednji terminal baterije mobitel). Ako je izlazni napon ispod 45% ili iznad 80% napona napajanja, punjenje se obustavlja. Ako vam ne treba kontrola temperature, samo stavite tu nogu na tlo.

Pažnja! Ovaj sklop ima jedan značajan nedostatak: nepostojanje kruga zaštite od obrnutog polariteta baterije. U tom slučaju zajamčeno je da će regulator izgorjeti zbog prekoračenja maksimalne struje. U ovom slučaju, napon napajanja kruga ide izravno na bateriju, što je vrlo opasno.

Pečat je jednostavan i može se napraviti za sat vremena na koljenu. Ako je vrijeme bitno, možete naručiti gotove module. Neki proizvođači gotovih modula dodaju zaštitu od prekomjerne struje i prekomjernog pražnjenja (na primjer, možete odabrati koju ploču trebate - sa ili bez zaštite i s kojim konektorom).

Također možete pronaći gotove ploče s kontaktom za senzor temperature. Ili čak modul za punjenje s nekoliko paralelnih mikro krugova TP4056 za povećanje struje punjenja i sa zaštitom od obrnutog polariteta (primjer).

LTC1734

Također vrlo jednostavna shema. Struja punjenja postavlja se pomoću otpornika R prog (na primjer, ako instalirate otpornik od 3 kOhm, struja će biti 500 mA).

Mikrokrugovi su obično označeni na kućištu: LTRG (često se mogu naći u starim Samsung telefonima).

Tranzistor će biti sasvim u redu bilo koji p-n-p, glavna stvar je da je dizajniran za određenu struju punjenja.

Na navedenom dijagramu nema indikatora napunjenosti, ali na LTC1734 kaže se da pin "4" (Prog) ima dvije funkcije - postavljanje struje i praćenje kraja punjenja baterije. Na primjer, prikazan je krug s kontrolom kraja punjenja pomoću komparatora LT1716.

Komparator LT1716 u ovom slučaju može se zamijeniti jeftinim LM358.

TL431 + tranzistor

Vjerojatno je teško smisliti sklop koji koristi pristupačnije komponente. Najteže je pronaći izvor referentnog napona TL431. Ali oni su toliko česti da se nalaze gotovo posvuda (rijetko koji izvor napajanja radi bez ovog mikro kruga).

Pa, tranzistor TIP41 može se zamijeniti bilo kojim drugim s odgovarajućom strujom kolektora. Čak će i stari sovjetski KT819, KT805 (ili manje moćni KT815, KT817) poslužiti.

Podešavanje sklopa svodi se na podešavanje izlaznog napona (bez baterije!!!) pomoću trim otpornika na 4,2 volta. Otpornik R1 postavlja maksimalnu vrijednost struje punjenja.

Ovaj sklop u potpunosti implementira dvostupanjski proces punjenja litijevih baterija - prvo punjenje istosmjernom strujom, zatim prelazak na fazu stabilizacije napona i glatko smanjenje struje na gotovo nulu. Jedini nedostatak je loša ponovljivost kruga (kapriciozan je u postavljanju i zahtjevan za korištene komponente).

MCP73812

Postoji još jedan nezasluženo zanemaren mikro krug iz Microchipa - MCP73812 (vidi). Na temelju toga dobiva se vrlo proračunska opcija punjenja (i jeftina!). Cijeli body kit je samo jedan otpornik!

Usput, mikro krug je izrađen u paketu pogodnom za lemljenje - SOT23-5.

Jedina mana je što se jako zagrijava i nema indikacije punjenja. Također nekako ne radi baš pouzdano ako imate izvor napajanja male snage (što uzrokuje pad napona).

Općenito, ako vam indikator napunjenosti nije važan, a odgovara vam struja od 500 mA, onda je MCP73812 vrlo dobra opcija.

NCP1835

Nudi se potpuno integrirano rješenje - NCP1835B, koje osigurava visoku stabilnost napona punjenja (4,2 ±0,05 V).

Možda je jedini nedostatak ovog mikro kruga njegova previše minijaturna veličina (kućište DFN-10, veličina 3x3 mm). Ne može svatko osigurati visokokvalitetno lemljenje takvih minijaturnih elemenata.

Među neporecivim prednostima želim istaknuti sljedeće:

1. Minimalni broj dijelova tijela.
2. Mogućnost punjenja potpuno ispražnjene baterije (struja predpunjenja 30 mA);
3. Određivanje kraja punjenja.
4. Programabilna struja punjenja - do 1000 mA.
5. Indikacija punjenja i pogreške (sposobna otkriti baterije koje se ne mogu puniti i signalizirati ih).
6. Zaštita od dugotrajnog punjenja (promjenom kapaciteta kondenzatora C t možete podesiti maksimalno vrijeme punjenja od 6,6 do 784 minute).

Trošak mikro kruga nije baš jeftin, ali ni toliko visok (~ 1 USD) da možete odbiti njegovu upotrebu. Ako vam je udobno lemilo, preporučio bih da odaberete ovu opciju.

Više Detaljan opis unutra je .

Mogu li puniti litij-ionsku bateriju bez kontrolera?

Da, možete. Međutim, to će zahtijevati strogu kontrolu struje i napona punjenja.

Općenito, neće biti moguće napuniti bateriju, na primjer, naš 18650, bez punjača. Još uvijek morate nekako ograničiti maksimalnu struju punjenja, tako da će i dalje biti potrebna barem najprimitivnija memorija.

Najjednostavniji punjač za bilo koju litijevu bateriju je otpornik spojen u seriju s baterijom:

Otpor i rasipanje snage otpornika ovise o naponu izvora napajanja koji će se koristiti za punjenje.

Kao primjer, izračunajmo otpornik za napajanje od 5 volti. Punit ćemo bateriju 18650 kapaciteta 2400 mAh.

Dakle, na samom početku punjenja, pad napona na otporniku će biti:

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

Recimo da je naše napajanje od 5 V predviđeno za maksimalnu struju od 1 A. Krug će trošiti najveću struju na samom početku punjenja, kada je napon na bateriji minimalan i iznosi 2,7-2,8 volti.

Pažnja: ovi izračuni ne uzimaju u obzir mogućnost da je baterija vrlo duboko ispražnjena i da napon na njoj može biti znatno niži, čak do nule.

Dakle, otpor otpornika potreban za ograničavanje struje na samom početku punjenja od 1 ampera trebao bi biti:

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

Rasipanje snage otpornika:

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

Na samom kraju punjenja baterije, kada se napon na njoj približi 4,2 V, struja punjenja će biti:

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

To jest, kao što vidimo, sve vrijednosti ne prelaze dopuštene granice za određenu bateriju: početna struja ne prelazi najveću dopuštenu struju punjenja za određenu bateriju (2,4 A), a konačna struja prelazi struju pri čemu baterija više ne dobiva kapacitet (0,24 A).

Glavni nedostatak takvog punjenja je potreba za stalnim praćenjem napona na bateriji. I ručno isključite punjenje čim napon dosegne 4,2 volta. Činjenica je da litijeve baterije vrlo loše podnose čak i kratkotrajni prenapon - mase elektroda počinju brzo propadati, što neizbježno dovodi do gubitka kapaciteta. Istodobno se stvaraju svi preduvjeti za pregrijavanje i depresurizaciju.

Ako vaša baterija ima ugrađenu zaštitnu ploču, o čemu je bilo riječi gore, onda sve postaje jednostavnije. Kada se postigne određeni napon na bateriji, ploča će je sama odvojiti od punjača. Međutim, ovaj način punjenja ima značajne nedostatke, o kojima smo govorili u.

Zaštita ugrađena u bateriju neće dopustiti da se ni pod kojim uvjetima prepuni. Sve što trebate učiniti je kontrolirati struju punjenja tako da ne prelazi dopuštene vrijednosti za određenu bateriju (zaštitne ploče ne mogu ograničiti struju punjenja, nažalost).

Punjenje pomoću laboratorijskog napajanja

Ako imate napajanje sa strujnom zaštitom (ograničenjem), onda ste spašeni! Takav izvor napajanja već je punopravni punjač koji implementira ispravan profil punjenja, o čemu smo gore pisali (CC/CV).

Sve što trebate učiniti za punjenje li-ion je postaviti napajanje na 4,2 volta i postaviti željeno ograničenje struje. I možete spojiti bateriju.

U početku, kada je baterija još uvijek prazna, laboratorijsko napajanje će raditi u načinu strujne zaštite (tj. stabilizirati će izlaznu struju na zadanoj razini). Zatim, kada napon na banci poraste na postavljenih 4,2 V, napajanje će se prebaciti u način stabilizacije napona, a struja će početi padati.

Kada struja padne na 0,05-0,1C, baterija se može smatrati potpuno napunjenom.

Kao što vidite, laboratorijsko napajanje je gotovo idealan punjač! Jedina stvar koju ne može učiniti automatski je donijeti odluku da potpuno napuni bateriju i isključi se. Ali to je sitnica na koju ne biste trebali ni obraćati pozornost.

Kako puniti litijske baterije?

A ako je riječ o jednokratnoj bateriji koja nije namijenjena punjenju, onda je točan (i jedini točan) odgovor na ovo pitanje NE.

Činjenica je da svaku litijevu bateriju (na primjer, uobičajenu CR2032 u obliku ravne tablete) karakterizira prisutnost unutarnjeg pasivizirajućeg sloja koji prekriva litijevu anodu. Ovaj sloj sprječava kemijsku reakciju između anode i elektrolita. A dovod vanjske struje uništava gornji zaštitni sloj, što dovodi do oštećenja baterije.

Usput, ako govorimo o bateriji CR2032 koja se ne može puniti, tada je LIR2032, koja joj je vrlo slična, već punopravna baterija. Može se i treba naplaćivati. Samo njegov napon nije 3, već 3,6 V.

O tome kako napuniti litijske baterije (bilo da se radi o bateriji telefona, 18650 ili bilo kojoj drugoj litij-ionskoj bateriji) raspravljalo se na početku članka.

Jedan od najvažnijih kriterija ispravan rad Za dobru učinkovitost i dug radni vijek akumulatora u obzir dolazi pravilno punjenje. Ovo se odnosi na sve baterije, bilo da su masivne industrijske baterije prilično velikog kapaciteta ili malene baterije u vašim tabletima ili telefonima.

Većina baterije imaju takozvani "učinak pamćenja" u različitim stupnjevima. Izražava se u činjenici da baterije "pamte" granice iskorištenog kapaciteta.
Iz tog razloga, zapravo, provodi se pripremna obuka baterija. Zbog navedenog rezultata ne preporuča se punjenje baterija koje još nisu potpuno ispražnjene.
Baterije će u tom slučaju, između ostalog, “zapamtiti” granice do kojih im se daje mogućnost doseći.
Rezultat će biti smanjenje fizičkog kapaciteta baterija, njihovo brzo pražnjenje i kratak vijek trajanja.

Kada kupujete nove baterije, preporuča se da ih "trenirate". Sastoji se od potpunog pražnjenja/punjenja samih baterija. Pojednostavljeno rečeno, morate isprazniti baterije, a zatim ih napuniti “do kraja”. Postupak se ponavlja 3-4 puta.
Kao rezultat ovog postupka, baterije će trajati mnogo dulje. Uz sve to, čini se da ih "overclockate", povećavajući potencijalni kapacitet do krajnjih granica.

Što se baterija manje puta prazni i što je svako pojedino pražnjenje pliće, to će joj biti duži vijek trajanja.

Kako mogu napuniti bateriju?

• Najbolja opcija je punjenje istosmjernom strujom 0,1 - 0,2 C 6-8 sati.

• Brzo punjenje - unutar 3-5 sati. struja je otprilike trećina nazivne struje.

• Ubrzano punjenje - provodi se strujom koja je jednaka nazivnom kapacitetu same baterije i moguće je uništavanje elementa.

Novija vrsta litij-ionskih baterija s većom gustoćom energije i manjom veličinom (debljina ćelija od 1 mm! uz značajnu fleksibilnost). Koristiti do minus 20 stupnjeva. I potpuno odsustvo "efekta pamćenja".
Baterije ove vrste su eksplozivne i opasne od požara ako su prenapunjene, brzo ispražnjene ili u kratkom spoju. Stoga su svi elementi opremljeni ugrađenom kontrolnom pločom punjenja i pražnjenja.
Broj radnih ciklusa je 900 punjenja-pražnjenja. Treba napomenuti da duboko pražnjenje može potpuno oštetiti bateriju. Preporuča se isprazniti takve baterije do najviše 40% njihovog maksimalnog kapaciteta.
Punjenje se provodi naponom od 4,2 volta po ćeliji, strujom od 1C, a proces punjenja se završava pri struji od 0,1-0,2C. Vrijeme punjenja je otprilike 2 sata.

Većina dolazi u obliku AA baterije i male disk baterije (tableti)
Napon napajanja jednog elementa je 1,37 volti
Samopražnjenje ove vrste je približno 10% mjesečno.
Podložne su "efektu pamćenja" i takve baterije se ne preporučuju za korištenje u međuspremniku. Nakon duljeg mirovanja takve baterije potrebno je izvršiti ciklus punjenja i pražnjenja strujom približnog nazivnog kapaciteta. Ciklus pražnjenja od 1,36 volta do 1 volta, niže se ne preporučuje.
Nazivna struja punjenja je unutar 0,1-1 od nazivnog kapaciteta elementa.
Može se koristiti na temperaturama do minus 50 stupnjeva.

Pb (olovna kiselina) baterija

AGM baterija