Automatický nabíjací okruh pre auto. Domáce nabíjačky pre autobatérie: jednoduchá schéma. Nabíjanie z napájacieho zdroja notebooku

Opakovane sme hovorili o všetkých druhoch nabíjačiek pre autobatérie na pulznej báze a dnešok nie je výnimkou. A zvážime návrh SMPS, ktorý môže mať výstupný výkon 350 - 600 wattov, ale to nie je limit, pretože výkon sa v prípade potreby môže zvýšiť na 1 300 - 1 500 wattov na takomto Na základe je možné postaviť štartovacie nabíjacie zariadenie, pretože pri napätí 12 -14 voltov z 1500 wattovej jednotky môže odoberať prúd až 120 ampérov! no samozrejme

Dizajn ma zaujal už pred mesiacom, keď ma na jednej zo stránok zaujal článok. Obvod regulátora výkonu sa mi zdal celkom jednoduchý, preto som sa rozhodol použiť tento obvod pre môj návrh, ktorý je veľmi jednoduchý a nevyžaduje žiadne úpravy. Obvod je určený pre nabíjanie výkonných kyselinových akumulátorov s kapacitou 40-100A/h realizované na pulznej báze. Hlavnou napájacou časťou našej nabíjačky je sieťový spínaný zdroj s napájaním

Len nedávno som sa rozhodol vyrobiť niekoľko nabíjačiek pre autobatérie, ktoré som sa chystal predať na miestnom trhu. K dispozícii boli celkom krásne priemyselné budovy, stačilo urobiť dobrú výplň a bolo to. Potom som sa však stretol s množstvom problémov, počnúc napájaním a končiac riadiacou jednotkou výstupného napätia. Išiel som a kúpil som starý dobrý elektronický transformátor ako Tashibra (čínska značka) za 105 wattov a začal som ho prerábať.

Na čipe LM317 je možné implementovať pomerne jednoduchú automatickú nabíjačku, čo je lineárny regulátor napätia s nastaviteľným výstupným napätím. Mikroobvod môže fungovať aj ako stabilizátor prúdu.

Na trhu sa dá kúpiť kvalitná nabíjačka na autobatériu za 50 dolárov a dnes vám poviem najjednoduchší spôsob, ako vyrobiť takúto nabíjačku s minimálnymi nákladmi, je to jednoduché a zvládne to aj nováčik .

Konštrukcia jednoduchej nabíjačky pre autobatérie môže byť realizovaná za pol hodiny s minimálnymi nákladmi proces montáže takejto nabíjačky bude popísaný nižšie.

Článok pojednáva o nabíjačke (nabíjačke) s jednoduchým obvodovým dizajnom pre batérie rôznych tried určených na napájanie elektrických sietí automobilov, motocyklov, bateriek atď. Nabíjačka sa ľahko používa, nevyžaduje nastavovanie pri nabíjaní batérie, nebojí sa skratu a je jednoduchá a lacná na výrobu.

Nedávno som na internete narazil na schému výkonnej nabíjačky autobatérií s prúdom do 20A. V skutočnosti ide o výkonný regulovaný napájací zdroj zostavený iba s dvoma tranzistormi. Hlavnou výhodou obvodu je minimálny počet použitých súčiastok, no samotné súčiastky sú dosť drahé, hovoríme o tranzistoroch.

Prirodzene, každý v aute má nabíjačky do zapaľovačov pre všetky druhy zariadení: navigátor, telefón atď. Zapaľovač cigariet samozrejme nie je bez rozmerov, a najmä preto, že je len jeden (alebo skôr zásuvka zapaľovača) a ak je tam aj človek, ktorý fajčí, tak samotný zapaľovač treba niekde vybrať a niekam odložiť, a ak skutočne potrebujete niečo pripojiť k nabíjačke, potom je použitie zapaľovača cigariet na určený účel jednoducho nemožné , môžete vyriešiť pripojenie všetkých druhov odpalísk so zásuvkou, ako je zapaľovač cigariet, ale je to tak

Nedávno som prišiel s nápadom zostaviť nabíjačku do auta na základe lacných čínskych napájacích zdrojov s cenou 5-10 dolárov. V obchodoch s elektronikou teraz nájdete jednotky, ktoré sú určené na napájanie LED pásikov. Keďže takéto pásky sú napájané 12 voltami, výstupné napätie napájacieho zdroja je tiež v rozmedzí 12 voltov

Predstavujem návrh jednoduchého DC-DC meniča, ktorý vám umožní nabíjať mobilný telefón, tablet alebo akékoľvek iné prenosné zariadenie z 12-voltovej palubnej siete auta. Srdcom obvodu je špecializovaný čip 34063api navrhnutý špeciálne pre takéto účely.

Po článku nabíjačka z elektronického transformátora bolo na moju e-mailovú adresu zaslaných veľa listov so žiadosťou, aby som vysvetlil a povedal, ako zapnúť obvod elektronického transformátora, a aby som nepísal každému používateľovi zvlášť, rozhodol som sa vytlačiť toto článok, kde budem hovoriť o hlavných komponentoch, ktoré je potrebné upraviť, aby sa zvýšil výstupný výkon elektronického transformátora.

Najmä v zime sú chvíle, keď majitelia áut potrebujú dobiť autobatériu z externého zdroja energie. Samozrejme, ľudia, ktorí nemajú dobré elektrické zručnosti, budú Je vhodné zakúpiť si továrenskú nabíjačku batérií, ešte lepšie je zakúpiť si štartovaciu nabíjačku na naštartovanie motora s vybitou batériou bez toho, aby ste strácali čas externým nabíjaním.

Ale ak máte trochu vedomostí v oblasti elektroniky, môžete si zostaviť jednoduchú nabíjačku vlastnými rukami.

všeobecné charakteristiky

Pre správnu údržbu batérie a predĺženie jej životnosti je potrebné dobíjanie, keď napätie na svorkách klesne pod 11,2 V. Pri tomto napätí sa motor s najväčšou pravdepodobnosťou rozbehne, no pri dlhšom odstavení v zime to povedie k sulfatácia platní a v dôsledku toho pokles kapacity batérií. Pri dlhšom odstavení v zime je potrebné pravidelne sledovať napätie na svorkách batérie. Malo by to byť 12 V. Najlepšie je vybrať batériu a odniesť ju na teplé miesto, nezabudnite monitorovať úroveň nabitia.

Batéria sa nabíja konštantným alebo pulzným prúdom. Pri použití zdroja s konštantným napätím prúd pre správne nabíjanie by mala predstavovať jednu desatinu kapacity batérie. Ak je kapacita batérie 50 Ah, potom je na nabíjanie potrebný prúd 5 ampérov.

Na predĺženie životnosti batérie sa používajú techniky odsírenia platní batérie. Batéria sa vybíja na napätie nižšie ako päť voltov opakovaným odberom veľkého prúdu krátkeho trvania. Príkladom takejto spotreby je štartovanie štartéra. Potom sa vykoná pomalé plné nabitie malým prúdom v rámci jedného ampéra. Opakujte postup 8-9 krát. Metóda desulfatácie trvá dlho, ale podľa všetkých štúdií dáva dobré výsledky.

Treba pamätať na to, že pri nabíjaní je dôležité batériu neprebíjať. Nabíjanie sa vykonáva na napätie 12,7-13,3 voltov a závisí od modelu batérie. Maximálne nabitie uvedené v dokumentácii k batérii, ktorú môžete vždy nájsť na internete.

Prebíjanie spôsobuje varenie, zvyšuje hustotu elektrolytu a v dôsledku toho dochádza k deštrukcii dosiek. Továrenské nabíjacie zariadenia majú systémy monitorovania nabíjania a následného vypnutia. Zostavte si takéto systémy sami, bez dostatočných znalostí v elektronike je to dosť ťažké.

DIY montážne schémy

Stojí za to hovoriť o jednoduchých nabíjacích zariadeniach, ktoré je možné zostaviť s minimálnymi znalosťami v elektronike a kapacitu nabíjania je možné monitorovať pripojením voltmetra alebo bežného testera.

Nabíjací okruh pre prípad núdze

Sú chvíle, keď auto, ktoré bolo cez noc zaparkované pri dome, sa ráno nedá naštartovať kvôli vybitej batérii. Príčin tejto nepríjemnej okolnosti môže byť veľa.

Ak bola batéria v dobrom stave a mierne vybitá, problém pomôže vyriešiť nasledovné:

Ideálne ako zdroj energie nabíjačka na notebook. Má výstupné napätie 19 voltov a prúd do dvoch ampérov, čo je celkom dosť na splnenie úlohy. Na výstupnom konektore je spravidla vnútorný vstup kladný, vonkajší obvod zástrčky záporný.

Ako obmedzujúci odpor, ktorý je povinný, môžete použiť kabínovú žiarovku. Dá sa použiť viac výkonné lampy, napríklad z rozmerov, ale to spôsobí dodatočné zaťaženie napájacieho zdroja, čo je veľmi nežiaduce.

Je zostavený základný obvod: záporný pól napájacieho zdroja je pripojený k žiarovke, žiarovka k zápornému pólu batérie. Plus ide priamo z batérie do napájacieho zdroja. Do dvoch hodín sa batéria nabije na naštartovanie motora.

Z napájacieho zdroja zo stolného počítača

Takéto zariadenie je náročnejšie na výrobu, ale dá sa zložiť s minimálnymi znalosťami elektroniky. Základom bude nepotrebný blok z počítačovej systémovej jednotky. Výstupné napätie takýchto jednotiek je +5 a +12 voltov s výstupným prúdom približne dva ampéry. Tieto parametre umožňujú zostaviť nízkoenergetickú nabíjačku, ktorá, ak je zostavená správne bude majiteľovi dlho a spoľahlivo slúžiť. Úplné nabitie batérie bude trvať dlho a bude závisieť od kapacity batérie, ale nevyvolá efekt odsírenia platní. Takže postupná montáž zariadenia:

  1. Demontujte napájací zdroj a rozpájkujte všetky vodiče okrem zeleného. Zapamätajte si alebo označte vstupné miesta čiernej (GND) a žltej +12 V.
  2. Prispájkujte zelený vodič na miesto, kde sa nachádzal čierny (je potrebné na spustenie jednotky bez základnej dosky PC). Namiesto čierneho vodiča prispájkujte vodič, ktorý bude záporný na nabíjanie batérie. Namiesto žltého vodiča prispájkujte kladný vodič na nabíjanie batérie.
  3. Musíte nájsť čip TL 494 alebo jeho ekvivalent. Zoznam analógov sa dá ľahko nájsť na internete, jeden z nich sa určite nájde v okruhu. So všetkou rozmanitosťou blokov sa bez týchto mikroobvodov nevyrábajú.
  4. Z prvej vetvy tohto mikroobvodu - je to ľavá dolná časť, nájdite odpor, ktorý ide na výstup +12 voltov (žltý vodič). To sa dá urobiť vizuálne pozdĺž stôp v diagrame alebo pomocou testera pripojením napájania a meraním napätia na vstupe odporov smerujúcich do prvej vetvy. Nezabudnite, že primárne vinutie transformátora nesie napätie 220 voltov, takže pri spustení jednotky bez krytu musíte prijať bezpečnostné opatrenia.
  5. Odpájkujte nájdený odpor a zmerajte jeho odpor testerom. Vyberte premenlivý rezistor, ktorého hodnota je blízka. Nastavte ho na požadovanú hodnotu odporu a prispájkujte ho na mieste odstráneného prvku obvodu pomocou flexibilných drôtov.
  6. Spustením napájacieho zdroja nastavením premenlivého odporu získate napätie 14 V, ideálne 14,3 V. Hlavnou vecou nie je preháňať to, nezabudnite, že 15 V je zvyčajne limitom pre vypracovanie ochrany a v dôsledku toho vypínať.
  7. Odpájkujte premenlivý odpor bez zmeny jeho nastavenia a zmerajte výsledný odpor. Vyberte požadovanú alebo najbližšiu hodnotu odporu z niekoľkých rezistorov a prispájkujte ju do obvodu.
  8. Skontrolujte jednotku, výstup by mal mať požadované napätie. Ak je to žiaduce, môžete pripojiť voltmeter k výstupom na obvode plus a mínus a umiestniť ho na puzdro kvôli prehľadnosti. Následná montáž prebieha v opačnom poradí. Zariadenie je pripravené na použitie.

Jednotka dokonale nahradí lacnú továrenskú nabíjačku a je celkom spoľahlivá. Ale MUSÍTE pamätať na to, že zariadenie má ochranu proti preťaženiu, ale to vás nezachráni pred chybami polarity. Jednoducho povedané, ak si pomýlite plus a mínus pri pripájaní k batérii, Nabíjačka okamžite zlyhá.

Obvod nabíjačky zo starého transformátora

Ak nemáte po ruke starý počítačový zdroj a vaše skúsenosti s rádiotechnikou vám umožňujú inštalovať jednoduché obvody sami, môžete použiť nasledujúci pomerne zaujímavý obvod nabíjania batérie s riadením a reguláciou dodávaného napätia.

Na zostavenie zariadenia môžete použiť transformátory zo starých neprerušiteľných zdrojov napájania alebo televízorov sovietskej výroby. Postačí akýkoľvek výkonný znižovací transformátor s celkovým napätím nastaveným na sekundárnych vinutiach približne 25 voltov.

Diódový usmerňovač je zostavený na dvoch diódach KD 213A (VD 1, VD 2), ktoré musia byť inštalované na radiátore a môžu byť nahradené akýmikoľvek dovezenými analógmi. Existuje veľa analógov a dajú sa ľahko vybrať z referenčných kníh na internete. Potrebné diódy sa určite nájdu doma v starom nepotrebnom zariadení.

Rovnakým spôsobom je možné nahradiť riadiaci tranzistor KT 827A (VT 1) a zenerovu diódu D 814 A (VD 3). Tranzistor je inštalovaný na radiátore.

Napájacie napätie sa nastavuje premenlivým odporom R2. Schéma je jednoduchá a evidentne fungujúca. Môže byť zostavený osobou s minimálne znalosti elektroniky.

Pulzné nabíjanie batérií

Obvod je náročný na zostavenie, ale toto je jediná nevýhoda. Je nepravdepodobné, že budete môcť nájsť jednoduchý obvod pre jednotku impulzného nabíjania. To je kompenzované výhodami: takéto bloky sa takmer nezohrievajú, zároveň majú seriózny výkon a vysokú účinnosť a sú kompaktné. Navrhovaný obvod namontovaný na doske sa zmestí do nádoby s rozmermi 160*50*40 mm. Na zostavenie zariadenia musíte pochopiť princíp fungovania generátora PWM (Pulse Width Modulation). V navrhovanej verzii je implementovaný pomocou bežného a lacného ovládača IR 2153.

S použitými kondenzátormi je výkon zariadenia 190 wattov. To postačí na nabitie akejkoľvek ľahkej autobatérie s kapacitou až 100 Ah. Inštaláciou 470 µF kondenzátorov sa výkon zdvojnásobí. Bude možné nabíjať batérie s kapacitou až dvesto ampérov/hodín.

Pri používaní zariadení bez automatického riadenia nabíjania batérie môžete použiť najjednoduchšiu sieť, denné relé vyrobené v Číne. Tým sa odstráni potreba sledovať čas odpojenia jednotky od siete.

Náklady na takéto zariadenie sú asi 200 rubľov. Keď poznáte približný čas nabíjania batérie, môžete nastaviť požadovaný čas vypnutia. Tým sa zabezpečí včasné prerušenie dodávky elektriny. Môžete sa nechať rozptyľovať obchodom a zabudnúť na batériu, čo môže viesť k varu, zničeniu platní a poruche batérie. Nová batéria bude stáť oveľa viac

Preventívne opatrenia

Pri používaní samostatne zostavených zariadení je potrebné dodržiavať nasledujúce bezpečnostné opatrenia:

  1. Všetky zariadenia vrátane batérií musia byť na ohňovzdornom povrchu.
  2. Pri prvom použití vyrobeného zariadenia je potrebné zabezpečiť plnú kontrolu všetkých parametrov nabíjania. Je nevyhnutné kontrolovať teplotu ohrevu všetkých nabíjacích prvkov a elektrolytu by sa nemalo nechať vrieť. Parametre napätia a prúdu sú kontrolované testerom. Primárne monitorovanie pomôže určiť čas potrebný na úplné nabitie batérie, čo bude užitočné v budúcnosti.

Zostavenie nabíjačky batérií je jednoduché aj pre začiatočníka. Hlavná vec je robiť všetko opatrne a dodržiavať bezpečnostné opatrenia, pretože sa budete musieť vysporiadať s otvoreným napätím 220 voltov.

V tomto článku sa dozviete, ako si vyrobiť domáce zariadenie vlastnými rukami. Môžete použiť absolútne akékoľvek obvody, ale najjednoduchšou možnosťou výroby je prerobiť počítač. Ak máte takýto blok, bude celkom jednoduché nájsť pre neho využitie. Na napájanie základných dosiek sa používa napätie 5, 3,3, 12 voltov. Ako viete, napätie, ktoré vás zaujíma, je 12 voltov. Nabíjačka vám umožní nabíjať batérie, ktorých kapacita sa pohybuje od 55 do 65 ampérhodín. Inými slovami, stačí dobiť batérie väčšiny áut.

Celkový pohľad na diagram

Ak chcete vykonať zmenu, musíte použiť diagram uvedený v článku. vyrobený vlastnými rukami z napájacieho zdroja osobného počítača, umožňuje ovládať nabíjací prúd a napätie na výstupe. Je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že existuje ochrana proti skratu - 10 Ampérová poistka. Nie je však potrebné ho inštalovať, pretože väčšina napájacích zdrojov osobných počítačov má ochranu, ktorá vypne zariadenie v prípade skratu. Preto sú nabíjacie obvody pre batérie z počítačových zdrojov schopné chrániť sa pred skratmi.

Regulátor PSI (označený ako DA1) sa spravidla používa v napájaní dvoch typov - KA7500 alebo TL494. Teraz trochu teórie. Môže napájací zdroj počítača normálne nabíjať batériu? Odpoveď je áno, keďže olovené batérie vo väčšine áut majú kapacitu 55 – 65 ampérhodiny. A na normálne nabíjanie potrebuje prúd rovnajúci sa 10% kapacity batérie - nie viac ako 6,5 ampérov. Ak má zdroj výkon nad 150 W, potom je jeho obvod „+12 V“ schopný dodať takýto prúd.

Počiatočná fáza prestavby

Ak chcete replikovať jednoduchú domácu nabíjačku batérií, musíte mierne zlepšiť napájanie:

  1. Zbavte sa všetkých nepotrebných drôtov. Na ich odstránenie použite spájkovačku, aby neprekážala.
  2. Pomocou schémy uvedenej v článku nájdite konštantný odpor R1, ktorý je potrebné odspájkovať a na jeho miesto nainštalujte trimr s odporom 27 kOhm. Na horný kontakt tohto odporu musí byť následne privedené konštantné napätie „+12 V“. Bez toho nebude zariadenie schopné prevádzky.
  3. 16. kolík mikroobvodu je odpojený od mínusu.
  4. Ďalej musíte odpojiť 15. a 14. kolík.

Ukázalo sa, že je to celkom jednoduché a domáce Môžete použiť akékoľvek obvody, ale je jednoduchšie to urobiť z počítača - je to ľahšie, jednoduchšie a cenovo dostupnejšie. V porovnaní s transformátorovými zariadeniami sa hmotnosť zariadení výrazne líši (rovnako ako rozmery).

Úpravy nabíjačky

Zadná stena bude teraz predná, je vhodné ju vyrobiť z kusu materiálu (ideálny je textolit). Na túto stenu je potrebné nainštalovať regulátor nabíjacieho prúdu, znázornený na schéme R10. Najlepšie je použiť čo najvýkonnejší rezistor so snímaním prúdu - zoberte dva s výkonom 5 W a odporom 0,2 Ohm. Všetko však závisí od výberu obvodu nabíjačky batérie. Niektoré konštrukcie nevyžadujú použitie vysokovýkonných rezistorov.

Pri paralelnom zapojení sa výkon zdvojnásobí a odpor sa rovná 0,1 Ohm. Na prednej stene sú tiež indikátory - voltmeter a ampérmeter, ktoré umožňujú sledovať príslušné parametre nabíjačky. Na jemné doladenie nabíjačky slúži trimovací rezistor, pomocou ktorého sa privádza napätie na 1. pin regulátora PHI.

Požiadavky na zariadenie

Konečná montáž

Viacžilové tenké vodiče musia byť prispájkované na kolíky 1, 14, 15 a 16. Ich izolácia musí byť spoľahlivá, aby nedochádzalo k zahrievaniu pri zaťažení, inak domáca autonabíjačka zlyhá. Po montáži je potrebné nastaviť napätie na cca 14 Voltov (+/-0,2 V) pomocou trimovacieho odporu. Toto je napätie, ktoré sa považuje za normálne na nabíjanie batérií. Okrem toho by táto hodnota mala byť v režime nečinnosti (bez pripojenej záťaže).

Na vodiče, ktoré sa pripájajú k batérii, musíte nainštalovať dve krokosvorky. Jedna je červená, druhá čierna. Dajú sa kúpiť v akomkoľvek obchode s hardvérom alebo autodielmi. Takto získate jednoduchú domácu nabíjačku na autobatériu. Schémy zapojenia: čierna je pripojená k mínusu a červená k plusu. Proces nabíjania je úplne automatický, nie je potrebný žiadny ľudský zásah. Ale stojí za to zvážiť hlavné fázy tohto procesu.

Proces nabíjania batérie

Počas počiatočného cyklu bude voltmeter ukazovať napätie približne 12,4-12,5 V. Ak má batéria kapacitu 55 Ah, potom je potrebné otáčať regulátorom, kým ampérmeter neukáže hodnotu 5,5 ampérov. To znamená, že nabíjací prúd je 5,5 A. Ako sa batéria nabíja, prúd klesá a napätie má tendenciu k maximu. Výsledkom bude, že na samom konci bude prúd 0 a napätie 14 V.

Bez ohľadu na výber obvodov a konštrukcií nabíjačiek používaných na výrobu je princíp fungovania do značnej miery podobný. Keď je batéria úplne nabitá, zariadenie začne kompenzovať samovybíjací prúd. Neriskujete teda prebitie batérie. Preto môže byť nabíjačka pripojená k batérii na deň, týždeň alebo dokonca mesiac.

Ak nemáte meracie prístroje, ktoré by vám nevadilo nainštalovať do zariadenia, môžete ich odmietnuť. Na to je však potrebné urobiť stupnicu pre potenciometer - na označenie polohy pre hodnoty nabíjacieho prúdu 5,5 A a 6,5 ​​A. Samozrejme, inštalovaný ampérmeter je oveľa pohodlnejší - môžete vizuálne sledovať proces nabíjania batérie. Ale nabíjačku batérií, vyrobenú vlastnými rukami bez použitia zariadenia, možno ľahko použiť.

Teraz nemá zmysel zostavovať nabíjačku pre autobatérie sami: v obchodoch je obrovský výber hotových zariadení a ich ceny sú primerané. Nezabúdajme však, že je pekné robiť niečo užitočné vlastnými rukami, najmä preto, že jednoduchú nabíjačku na autobatériu je možné zostaviť zo šrotu a jej cena bude mizivá.

Jediné, na čo by ste mali okamžite upozorniť, je to, že obvody bez presnej regulácie prúdu a napätia na výstupe, ktoré nemajú na konci nabíjania prúdový odber, sú vhodné na nabíjanie len olovených akumulátorov. Pre AGM a používanie takýchto nábojov vedie k poškodeniu batérie!

Ako vyrobiť jednoduché transformátorové zariadenie

Obvod tejto transformátorovej nabíjačky je primitívny, ale funkčný a zostavený z dostupných dielov - najjednoduchší typ továrenských nabíjačiek je navrhnutý rovnakým spôsobom.

Vo svojom jadre je to usmerňovač s plnou vlnou, preto požiadavky na transformátor: keďže napätie na výstupe takýchto usmerňovačov sa rovná menovitému striedavému napätiu vynásobenému odmocninou dvoch, potom s 10 V na vinutí transformátora získať 14,1 V na výstupe nabíjačky. Môžete si vziať akýkoľvek diódový mostík s jednosmerným prúdom väčším ako 5 ampérov alebo ho zostaviť zo štyroch samostatných diód s rovnakými požiadavkami na prúd; Hlavná vec je umiestniť ho na radiátor, ktorým je v najjednoduchšom prípade hliníková platňa s plochou najmenej 25 cm2.

Primitívnosť takéhoto zariadenia nie je len nevýhodou: pretože nemá nastavenie ani automatické vypnutie, možno ho použiť na „oživenie“ sulfátovaných batérií. Nesmieme však zabudnúť na chýbajúcu ochranu proti prepólovaniu v tomto obvode.

Hlavným problémom je, kde nájsť transformátor vhodného výkonu (aspoň 60 W) a s daným napätím. Môže sa použiť, ak sa objaví sovietsky vláknový transformátor. Jeho výstupné vinutia však majú napätie 6,3V, takže budete musieť zapojiť dve do série, pričom jedno z nich naviniete tak, aby ste na výstupe dostali celkovo 10V. Vhodný je lacný transformátor TP207-3, v ktorom sú sekundárne vinutia pripojené takto:

Súčasne odvíjame vinutie medzi svorkami 7-8.

Jednoduchá elektronicky regulovaná nabíjačka

Môžete to však urobiť bez prevíjania pridaním elektronického stabilizátora výstupného napätia do obvodu. Okrem toho bude takýto obvod vhodnejší na použitie v garáži, pretože vám v prípade potreby umožní nastaviť nabíjací prúd pri poklese napätia v napájacom zdroji;

Úlohu regulátora tu zohráva kompozitný tranzistor KT837-KT814, premenlivý odpor reguluje prúd na výstupe zariadenia. Pri montáži nabíjačky je možné zenerovu diódu 1N754A nahradiť sovietskou D814A.

Variabilný obvod nabíjačky je ľahko replikovateľný a možno ho jednoducho zostaviť bez potreby leptania dosky plošných spojov. Majte však na pamäti, že tranzistory s efektom poľa sú umiestnené na radiátore, ktorého zahrievanie bude viditeľné. Výhodnejšie je použiť starý počítačový chladič pripojením jeho ventilátora k výstupom nabíjačky. Rezistor R1 musí mať výkon najmenej 5 W, je jednoduchšie ho navinúť z nichrómu alebo fechralu alebo pripojiť paralelne 10 jednowattových 10 ohmových odporov. Nemusíte ho inštalovať, ale nesmieme zabúdať, že chráni tranzistory v prípade skratu.

Pri výbere transformátora sa zamerajte na výstupné napätie 12,6-16V zoberte buď vláknový transformátor zapojením dvoch vinutí do série, alebo vyberte hotový model s požadovaným napätím.

Video: Najjednoduchšia nabíjačka batérií

Prerobenie nabíjačky na notebook

Bez hľadania transformátora sa však zaobídete, ak máte po ruke nepotrebnú nabíjačku na notebook – jednoduchou úpravou získame kompaktný a ľahký spínaný zdroj schopný nabíjať autobatérie. Keďže potrebujeme získať výstupné napätie 14,1-14,3 V, nebude fungovať žiadny hotový zdroj, ale prevod je jednoduchý.
Pozrime sa na časť typického obvodu, podľa ktorého sú zariadenia tohto druhu zostavené:

V nich udržiavanie stabilizovaného napätia vykonáva obvod z mikroobvodu TL431, ktorý riadi optočlen (nie je znázornený na schéme): akonáhle výstupné napätie prekročí hodnotu nastavenú odpormi R13 a R12, mikroobvod sa rozsvieti. LED optočlena, oznamuje PWM regulátoru prevodníka signál na zníženie pracovného cyklu privádzaného do impulzného transformátora. ťažké? V skutočnosti je všetko ľahké robiť vlastnými rukami.

Po otvorení nabíjačky nájdeme neďaleko výstupný konektor TL431 a dva odpory zapojené do Ref. Výhodnejšie je nastavenie horného ramena deliča (odpor R13 v schéme): znížením odporu znížime napätie na výstupe nabíjačky jeho zvýšením; Ak máme 12 V nabíjačku, budeme potrebovať odpor s vyšším odporom, ak je nabíjačka 19 V, tak s menším.

Video: Nabíjanie autobatérií. Ochrana proti skratu a prepólovaniu. Vlastnými rukami

Odspájkujeme odpor a namiesto toho nainštalujeme trimr, prednastavený na multimetri na rovnaký odpor. Potom po pripojení záťaže (žiarovky zo svetlometu) k výstupu nabíjačky ju zapneme do siete a hladko otáčame motor trimra, pričom súčasne riadime napätie. Akonáhle sa dostaneme na napätie v rozmedzí 14,1-14,3 V, odpojíme nabíjačku zo siete, zafixujeme sklíčko rezistora trimra lakom na nechty (aspoň na nechty) a puzdro opäť zložíme. Nezaberie to viac času, ako ste strávili čítaním tohto článku.

Existujú aj zložitejšie stabilizačné schémy a možno ich nájsť už aj v čínskych blokoch. Napríklad tu je optočlen riadený čipom TEA1761:

Princíp nastavenia je však rovnaký: mení sa odpor odporu spájkovaného medzi kladným výstupom napájacieho zdroja a 6. vetvou mikroobvodu. V znázornenom diagrame sa na to používajú dva paralelné odpory (čím sa získa odpor, ktorý je mimo štandardnej série). Namiesto toho musíme prispájkovať trimr a nastaviť výstup na požadované napätie. Tu je príklad jednej z týchto dosiek:

Kontrolou môžeme pochopiť, že nás zaujíma jediný rezistor R32 na tejto doske (zakrúžkovaný červenou farbou) - musíme ho spájkovať.

Na internete sú často podobné odporúčania, ako si vyrobiť domácu nabíjačku z počítačového zdroja. Majte však na pamäti, že všetky sú v podstate pretlače starých článkov zo začiatku 2000-tych rokov a takéto odporúčania nie sú použiteľné pre viac či menej moderné napájacie zdroje. V nich už nie je možné jednoducho zvýšiť napätie 12 V na požadovanú hodnotu, pretože sú riadené aj iné výstupné napätia a pri takomto nastavení nevyhnutne „odplávajú“ a ochrana napájacieho zdroja bude fungovať. Môžete použiť nabíjačky pre notebooky, ktoré produkujú jediné výstupné napätie, sú oveľa pohodlnejšie na konverziu.

Posúdenie vlastností konkrétnej nabíjačky je ťažké bez toho, aby sme pochopili, ako má vlastne prebiehať príkladné nabíjanie lítium-iónovej batérie. Preto predtým, ako prejdeme priamo k diagramom, spomeňme si na malú teóriu.

Čo sú to lítiové batérie?

V závislosti od materiálu, z ktorého je kladná elektróda lítiovej batérie vyrobená, existuje niekoľko odrôd:

  • s lítium-kobaltátovou katódou;
  • s katódou na báze lítiového fosforečnanu železitého;
  • na báze nikel-kobalt-hliník;
  • na báze nikel-kobalt-mangán.

Všetky tieto batérie majú svoje vlastné charakteristiky, ale keďže tieto nuansy nemajú pre bežného spotrebiteľa zásadný význam, nebudú sa v tomto článku brať do úvahy.

Všetky lítium-iónové batérie sa tiež vyrábajú v rôznych veľkostiach a tvarových faktoroch. Môžu byť buď obalené (napríklad dnes populárny 18650), alebo laminované či hranolové (gél-polymérové ​​batérie). Posledne menované sú hermeticky uzavreté vrecká vyrobené zo špeciálnej fólie, ktoré obsahujú elektródy a elektródovú hmotu.

Najbežnejšie veľkosti lítium-iónových batérií sú uvedené v tabuľke nižšie (všetky majú menovité napätie 3,7 voltu):

Označenie Štandardná veľkosť Podobná veľkosť
XXYY0,
Kde XX- označenie priemeru v mm,
YY- hodnota dĺžky v mm,
0 - odráža dizajn vo forme valca
10180 2/5 AAA
10220 1/2 AAA (Ø zodpovedá AAA, ale polovičná dĺžka)
10280
10430 AAA
10440 AAA
14250 1/2 AA
14270 Ø AA, dĺžka CR2
14430 Ø 14 mm (rovnaké ako AA), ale kratšia dĺžka
14500 AA
14670
15266, 15270 CR2
16340 CR123
17500 150S/300S
17670 2xCR123 (alebo 168S/600S)
18350
18490
18500 2xCR123 (alebo 150A/300P)
18650 2xCR123 (alebo 168A/600P)
18700
22650
25500
26500 S
26650
32650
33600 D
42120

Vnútorné elektrochemické procesy prebiehajú rovnakým spôsobom a nezávisia od tvarového faktora a dizajnu batérie, takže všetko uvedené nižšie platí rovnako pre všetky lítiové batérie.

Ako správne nabíjať lítium-iónové batérie

Najsprávnejší spôsob nabíjania lítiových batérií je nabíjanie v dvoch fázach. Toto je metóda, ktorú Sony používa vo všetkých svojich nabíjačkách. Napriek zložitejšiemu regulátoru nabíjania to zaisťuje úplnejšie nabitie li-ion batérií bez zníženia ich životnosti.

Tu hovoríme o dvojstupňovom profile nabíjania pre lítiové batérie, skrátene CC/CV (konštantný prúd, konštantné napätie). Existujú aj možnosti s impulznými a krokovými prúdmi, ale v tomto článku sa o nich nehovorí. Viac o nabíjaní pulzným prúdom si môžete prečítať.

Pozrime sa teda na obe fázy nabíjania podrobnejšie.

1. V prvej fáze Musí byť zabezpečený konštantný nabíjací prúd. Aktuálna hodnota je 0,2-0,5C. Pre zrýchlené nabíjanie je povolené zvýšiť prúd na 0,5-1,0C (kde C je kapacita batérie).

Napríklad pre batériu s kapacitou 3000 mAh je nominálny nabíjací prúd na prvom stupni 600-1500 mA a zrýchlený nabíjací prúd môže byť v rozsahu 1,5-3A.

Na zabezpečenie konštantného nabíjacieho prúdu danej hodnoty musí byť obvod nabíjačky schopný zvýšiť napätie na svorkách batérie. Nabíjačka totiž v prvom stupni funguje ako klasický stabilizátor prúdu.

Dôležité: Ak plánujete nabíjať batérie pomocou vstavanej ochrannej dosky (PCB), potom sa pri navrhovaní obvodu nabíjačky musíte uistiť, že napätie naprázdno obvodu nikdy nemôže prekročiť 6-7 voltov. V opačnom prípade môže dôjsť k poškodeniu ochrannej dosky.

V momente, keď napätie na batérii stúpne na 4,2 V, batéria získa približne 70-80 % svojej kapacity (konkrétna hodnota kapacity bude závisieť od nabíjacieho prúdu: pri zrýchlenom nabíjaní to bude o niečo menej, pri nominálny poplatok - trochu viac). Tento moment znamená koniec prvej etapy nabíjania a slúži ako signál pre prechod do druhej (a konečnej) etapy.

2. Druhá fáza nabíjania- ide o nabíjanie batérie konštantným napätím, ale postupne klesajúcim (klesajúcim) prúdom.

V tejto fáze nabíjačka udržiava na batérii napätie 4,15-4,25 voltov a riadi aktuálnu hodnotu.

Keď sa kapacita zvýši, nabíjací prúd sa zníži. Akonáhle jeho hodnota klesne na 0,05-0,01C, proces nabíjania sa považuje za ukončený.

Dôležitou nuansou správnej prevádzky nabíjačky je jej úplné odpojenie od batérie po dokončení nabíjania. Je to spôsobené tým, že pre lítiové batérie je extrémne nežiaduce, aby zostali dlhší čas pod vysokým napätím, ktoré zvyčajne poskytuje nabíjačka (t.j. 4,18-4,24 voltov). To vedie k zrýchlenej degradácii chemického zloženia batérie a v dôsledku toho k zníženiu jej kapacity. Dlhodobý pobyt znamená desiatky a viac hodín.

Počas druhej fázy nabíjania sa batérii podarí získať približne o 0,1-0,15 viac svojej kapacity. Celkové nabitie batérie tak dosahuje 90-95%, čo je výborný ukazovateľ.

Pozreli sme sa na dve hlavné fázy nabíjania. Pokrytie problematiky nabíjania lítiových batérií by však bolo neúplné, keby sa nespomínala ďalšia etapa nabíjania – tzv. vopred nabiť.

Fáza predbežného nabíjania (predbežné nabíjanie)- tento stupeň sa používa iba pri hlboko vybitých batériách (pod 2,5 V), aby sa dostali do normálneho prevádzkového režimu.

V tejto fáze sa nabíjanie poskytuje zníženým konštantným prúdom, kým napätie batérie nedosiahne 2,8 V.

Predbežná fáza je potrebná na to, aby sa zabránilo opuchu a odtlakovaniu (alebo dokonca výbuchu ohňom) poškodených batérií, ktoré majú napríklad vnútorný skrat medzi elektródami. Ak cez takúto batériu okamžite prechádza veľký nabíjací prúd, nevyhnutne to povedie k jej zahrievaniu a potom to závisí.

Ďalšou výhodou prednabíjania je predhrievanie batérie, ktoré je dôležité pri nabíjaní pri nízkych okolitých teplotách (v nevykurovanej miestnosti v chladnom období).

Inteligentné nabíjanie by malo byť schopné monitorovať napätie na batérii počas fázy predbežného nabíjania a ak sa napätie dlhší čas nezvýši, vyvodiť záver, že batéria je chybná.

Všetky fázy nabíjania lítium-iónovej batérie (vrátane fázy predbežného nabíjania) sú schematicky znázornené v tomto grafe:

Prekročenie menovitého nabíjacieho napätia o 0,15 V môže znížiť životnosť batérie o polovicu. Zníženie nabíjacieho napätia o 0,1 voltu znižuje kapacitu nabitého akumulátora asi o 10 %, ale výrazne predlžuje jeho životnosť. Napätie plne nabitej batérie po vybratí z nabíjačky je 4,1-4,15 voltov.

Dovoľte mi zhrnúť vyššie uvedené a načrtnúť hlavné body:

1. Aký prúd by som mal použiť na nabíjanie lítium-iónovej batérie (napríklad 18650 alebo akejkoľvek inej)?

Prúd bude závisieť od toho, ako rýchlo ho chcete nabíjať a môže sa pohybovať od 0,2 C do 1 C.

Napríklad pre batériu veľkosti 18650 s kapacitou 3400 mAh je minimálny nabíjací prúd 680 mA a maximálny 3400 mA.

2. Ako dlho trvá nabitie napríklad rovnakých batérií 18650?

Čas nabíjania priamo závisí od nabíjacieho prúdu a vypočíta sa pomocou vzorca:

T = C / účtujem.

Napríklad doba nabíjania našej 3400 mAh batérie s prúdom 1A bude približne 3,5 hodiny.

3. Ako správne nabíjať lítium-polymérovú batériu?

Všetky lítiové batérie sa nabíjajú rovnakým spôsobom. Nezáleží na tom, či ide o lítiový polymér alebo lítium ión. Pre nás, spotrebiteľov, v tom nie je žiadny rozdiel.

Čo je ochranná doska?

Ochranná doska (alebo PCB - power control board) je určená na ochranu proti skratu, prebitiu a nadmernému vybitiu lítiovej batérie. Do ochranných modulov je spravidla zabudovaná aj ochrana proti prehriatiu.

Z bezpečnostných dôvodov je zakázané používať lítiové batérie v domácich spotrebičoch, pokiaľ nemajú zabudovanú ochrannú dosku. Preto majú všetky batérie mobilných telefónov vždy dosku plošných spojov. Výstupné svorky batérie sú umiestnené priamo na doske:

Tieto dosky používajú šesťnohý regulátor nabíjania na špecializovanom zariadení (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 a ďalšie analógy). Úlohou tohto ovládača je odpojiť batériu od záťaže pri úplnom vybití batérie a odpojiť batériu od nabíjania pri dosiahnutí 4,25V.

Tu je napríklad schéma dosky ochrany batérie BP-6M, ktorá bola dodávaná so starými telefónmi Nokia:

Ak hovoríme o 18650, môžu byť vyrobené s ochrannou doskou alebo bez nej. Ochranný modul sa nachádza v blízkosti záporného pólu batérie.

Doska zväčšuje dĺžku batérie o 2-3 mm.

Batérie bez modulu PCB sú zvyčajne súčasťou batérií, ktoré sa dodávajú s vlastnými ochrannými obvodmi.

Akákoľvek batéria s ochranou sa môže ľahko zmeniť na batériu bez ochrany, stačí ju vykuchať.

Dnes je maximálna kapacita batérie 18650 3400 mAh. Batérie s ochranou musia mať na obale zodpovedajúce označenie („Chránené“).

Nezamieňajte dosku PCB s modulom PCM (PCM - power charge module). Ak prvé slúžia len na účel ochrany batérie, tak tie druhé sú určené na riadenie procesu nabíjania – obmedzujú nabíjací prúd na danej úrovni, kontrolujú teplotu a vo všeobecnosti zabezpečujú celý proces. Doska PCM je to, čo nazývame regulátor nabíjania.

Dúfam, že teraz nezostali žiadne otázky, ako nabíjať batériu 18650 alebo inú lítiovú batériu? Potom prejdeme k malému výberu hotových obvodových riešení pre nabíjačky (rovnaké regulátory nabíjania).

Schémy nabíjania lítium-iónových batérií

Všetky obvody sú vhodné na nabíjanie akejkoľvek lítiovej batérie, zostáva len rozhodnúť o nabíjacom prúde a základni prvku.

LM317

Schéma jednoduchej nabíjačky založenej na čipe LM317 s indikátorom nabitia:

Zapojenie je najjednoduchšie, celé nastavenie spočíva v nastavení výstupného napätia na 4,2 V pomocou trimovacieho odporu R8 (bez pripojenej batérie!) a nastavení nabíjacieho prúdu voľbou odporov R4, R6. Výkon odporu R1 je najmenej 1 Watt.

Akonáhle LED zhasne, proces nabíjania možno považovať za ukončený (nabíjací prúd nikdy neklesne na nulu). Po úplnom nabití sa neodporúča nechávať batériu v tomto nabití dlhší čas.

Mikroobvod lm317 je široko používaný v rôznych stabilizátoroch napätia a prúdu (v závislosti od obvodu pripojenia). Predáva sa na každom rohu a stojí centy (môžete si vziať 10 kusov len za 55 rubľov).

LM317 sa dodáva v rôznych krytoch:

Priradenie pinu (pinout):

Analógy čipu LM317 sú: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (posledné dva sa vyrábajú doma).

Nabíjací prúd sa môže zvýšiť na 3A, ak namiesto LM317 vezmete LM350. Bude to však drahšie - 11 rubľov / kus.

Doska s plošnými spojmi a zostava obvodov sú zobrazené nižšie:

Starý sovietsky tranzistor KT361 je možné nahradiť podobným pnp tranzistorom (napríklad KT3107, KT3108 alebo buržoázny 2N5086, 2SA733, BC308A). Ak indikátor nabitia nie je potrebný, dá sa úplne odstrániť.

Nevýhoda obvodu: napájacie napätie musí byť v rozmedzí 8-12V. Je to spôsobené tým, že pre normálnu prevádzku čipu LM317 musí byť rozdiel medzi napätím batérie a napájacím napätím najmenej 4,25 voltov. Nebude ho teda možné napájať z USB portu.

MAX1555 alebo MAX1551

MAX1551/MAX1555 sú špecializované nabíjačky pre Li+ batérie, schopné prevádzky z USB alebo zo samostatného napájacieho adaptéra (napríklad nabíjačky telefónu).

Jediný rozdiel medzi týmito mikroobvodmi je v tom, že MAX1555 vydáva signál, ktorý indikuje proces nabíjania, a MAX1551 vydáva signál, že je napájanie zapnuté. Tie. 1555 je stále preferovaný vo väčšine prípadov, takže 1551 je teraz ťažké nájsť na predaj.

Podrobný popis týchto mikroobvodov od výrobcu je.

Maximálne vstupné napätie z DC adaptéra je 7 V, pri napájaní cez USB - 6 V. Keď napájacie napätie klesne na 3,52 V, mikroobvod sa vypne a nabíjanie sa zastaví.

Mikroobvod sám zistí, na ktorom vstupe je prítomné napájacie napätie a pripojí sa k nemu. Ak je napájanie dodávané cez USB zbernicu, potom je maximálny nabíjací prúd obmedzený na 100 mA - to vám umožní zapojiť nabíjačku do USB portu akéhokoľvek počítača bez obáv zo spálenia južného mostíka.

Pri napájaní zo samostatného zdroja je typický nabíjací prúd 280 mA.

Čipy majú zabudovanú ochranu proti prehriatiu. Ale aj v tomto prípade obvod pokračuje v činnosti a znižuje nabíjací prúd o 17 mA na každý stupeň nad 110 ° C.

K dispozícii je funkcia predbežného nabíjania (pozri vyššie): pokiaľ je napätie batérie nižšie ako 3 V, mikroobvod obmedzí nabíjací prúd na 40 mA.

Mikroobvod má 5 kolíkov. Tu je typická schéma zapojenia:

Ak existuje záruka, že napätie na výstupe vášho adaptéra nemôže za žiadnych okolností prekročiť 7 voltov, môžete sa zaobísť bez stabilizátora 7805.

Možnosť USB nabíjania sa dá namontovať napríklad na tento.

Mikroobvod nevyžaduje externé diódy ani externé tranzistory. Vo všeobecnosti, samozrejme, nádherné maličkosti! Len sú príliš malé a nepohodlné na spájkovanie. A sú tiež drahé ().

LP2951

Stabilizátor LP2951 vyrába spoločnosť National Semiconductors (). Poskytuje implementáciu vstavanej funkcie obmedzenia prúdu a umožňuje generovať stabilnú úroveň nabíjacieho napätia pre lítium-iónovú batériu na výstupe obvodu.

Nabíjacie napätie je 4,08 - 4,26 voltov a nastavuje sa odporom R3 pri odpojení batérie. Napätie je udržiavané veľmi presne.

Nabíjací prúd je 150 - 300mA, táto hodnota je obmedzená vnútornými obvodmi čipu LP2951 (v závislosti od výrobcu).

Použite diódu s malým spätným prúdom. Môže to byť napríklad ktorýkoľvek zo série 1N400X, ktorý si môžete zakúpiť. Dióda sa používa ako blokovacia dióda na zabránenie spätného prúdu z batérie do čipu LP2951 pri vypnutí vstupného napätia.

Táto nabíjačka produkuje pomerne nízky nabíjací prúd, takže akákoľvek batéria 18650 sa môže nabíjať cez noc.

Mikroobvod je možné zakúpiť v balení DIP aj v balení SOIC (stojí asi 10 rubľov za kus).

MCP73831

Čip vám umožňuje vytvoriť správne nabíjačky a je tiež lacnejší ako veľmi medializovaný MAX1555.

Typická schéma zapojenia je prevzatá z:

Dôležitou výhodou obvodu je absencia výkonných odporov s nízkym odporom, ktoré obmedzujú nabíjací prúd. Tu je prúd nastavený odporom pripojeným k 5. kolíku mikroobvodu. Jeho odpor by mal byť v rozmedzí 2-10 kOhm.

Zostavená nabíjačka vyzerá takto:

Mikroobvod sa počas prevádzky celkom dobre zahrieva, ale nezdá sa, že by ho to obťažovalo. Svoju funkciu plní.

Tu je ďalšia verzia dosky plošných spojov s SMD LED a micro-USB konektorom:

LTC4054 (STC4054)

Veľmi jednoduchá schéma, skvelá voľba! Umožňuje nabíjanie prúdom až 800 mA (pozri). Je pravda, že má tendenciu sa veľmi zahrievať, ale v tomto prípade vstavaná ochrana proti prehriatiu znižuje prúd.

Obvod sa dá výrazne zjednodušiť vyhodením jednej alebo aj oboch LED s tranzistorom. Potom to bude vyzerať takto (musíte uznať, že to nemôže byť jednoduchšie: pár rezistorov a jeden kondenzátor):

Jedna z možností dosky plošných spojov je dostupná na . Doska je určená pre prvky štandardnej veľkosti 0805.

I = 1000/R. Nemali by ste okamžite nastaviť vysoký prúd; najprv skontrolujte, ako sa zahrieva mikroobvod. Pre moje účely som vzal odpor 2,7 kOhm a nabíjací prúd sa ukázal byť asi 360 mA.

Je nepravdepodobné, že bude možné prispôsobiť radiátor tomuto mikroobvodu a nie je pravda, že to bude účinné kvôli vysokému tepelnému odporu spojenia kryštál-puzdro. Výrobca odporúča urobiť chladič „cez vývody“ – čo najhrubšie stopy a ponechať fóliu pod telom čipu. Vo všeobecnosti platí, že čím viac „zemnej“ fólie zostane, tým lepšie.

Mimochodom, väčšina tepla sa odvádza cez 3. nohu, takže túto stopu môžete urobiť veľmi širokou a hrubú (naplňte ju prebytočnou spájkou).

Balík čipu LTC4054 môže byť označený ako LTH7 alebo LTADY.

LTH7 sa líši od LTADY v tom, že prvý dokáže zdvihnúť veľmi vybitú batériu (na ktorej je napätie menšie ako 2,9 voltu), zatiaľ čo druhý nie (treba ju kývať samostatne).

Čip sa ukázal ako veľmi úspešný, takže má veľa analógov: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, IT4054, WPM61054, YPT61054, YPT6181, 2, HX6001 LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Pred použitím ktoréhokoľvek z analógov si prečítajte technické listy.

TP4056

Mikroobvod je vyrobený v kryte SOP-8 (pozri), na bruchu má kovový chladič, ktorý nie je spojený s kontaktmi, čo umožňuje efektívnejší odvod tepla. Umožňuje nabíjanie batérie prúdom až 1A (prúd závisí od odporu nastavenia prúdu).

Schéma zapojenia vyžaduje minimum závesných prvkov:

Obvod realizuje klasický proces nabíjania - najskôr nabíjanie konštantným prúdom, potom konštantným napätím a klesajúcim prúdom. Všetko je vedecké. Ak sa pozriete na nabíjanie krok za krokom, môžete rozlíšiť niekoľko fáz:

  1. Monitorovanie napätia pripojenej batérie (toto sa deje neustále).
  2. Fáza predbežného nabíjania (ak je batéria vybitá pod 2,9 V). Nabíjajte prúdom 1/10 z naprogramovaného odporu R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm) na úroveň 2,9 V.
  3. Nabíjanie maximálnym konštantným prúdom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
  4. Keď batéria dosiahne 4,2 V, napätie na batérii sa zafixuje na tejto úrovni. Začína sa postupné znižovanie nabíjacieho prúdu.
  5. Keď prúd dosiahne 1/10 hodnoty naprogramovanej rezistorom R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), nabíjačka sa vypne.
  6. Po dokončení nabíjania regulátor naďalej monitoruje napätie batérie (pozri bod 1). Prúd spotrebovaný monitorovacím obvodom je 2-3 µA. Po poklese napätia na 4,0 V sa nabíjanie znova spustí. A tak ďalej v kruhu.

Nabíjací prúd (v ampéroch) sa vypočíta podľa vzorca I = 1200/R prog. Prípustné maximum je 1000 mA.

Reálny test nabíjania s 3400 mAh 18650 batériou je znázornený v grafe:

Výhodou mikroobvodu je, že nabíjací prúd je nastavený len jedným odporom. Nie sú potrebné výkonné odpory s nízkym odporom. Plusom je indikátor priebehu nabíjania, ako aj indikácia konca nabíjania. Keď nie je pripojená batéria, indikátor každých pár sekúnd bliká.

Napájacie napätie obvodu by malo byť v rozmedzí 4,5...8 voltov. Čím bližšie k 4,5V, tým lepšie (čip sa teda menej zahrieva).

Prvá noha sa používa na pripojenie teplotného senzora zabudovaného do lítium-iónovej batérie (zvyčajne stredný vývod batérie mobilného telefónu). Ak je výstupné napätie pod 45 % alebo nad 80 % napájacieho napätia, nabíjanie sa preruší. Ak nepotrebujete reguláciu teploty, položte tú nohu na zem.

Pozor! Tento obvod má jednu významnú nevýhodu: absenciu ochranného obvodu proti prepólovaniu batérie. V tomto prípade je zaručené, že regulátor vyhorí v dôsledku prekročenia maximálneho prúdu. V tomto prípade napájacie napätie obvodu ide priamo do batérie, čo je veľmi nebezpečné.

Signet je jednoduchý a dá sa urobiť za hodinu na kolene. Ak je čas dôležitý, môžete si objednať hotové moduly. Niektorí výrobcovia hotových modulov pridávajú ochranu proti nadprúdu a nadmernému vybitiu (napríklad si môžete vybrať, ktorú dosku potrebujete - s ochranou alebo bez nej a s akým konektorom).

Môžete tiež nájsť hotové dosky s kontaktom na snímač teploty. Alebo dokonca nabíjací modul s niekoľkými paralelnými mikroobvodmi TP4056 na zvýšenie nabíjacieho prúdu a s ochranou proti prepólovaniu (príklad).

LTC1734

Tiež veľmi jednoduchá schéma. Nabíjací prúd sa nastavuje odporom R prog (ak napríklad nainštalujete odpor 3 kOhm, prúd bude 500 mA).

Mikroobvody sú zvyčajne označené na puzdre: LTRG (často ich možno nájsť v starých telefónoch Samsung).

Akýkoľvek pnp tranzistor je vhodný, hlavná vec je, že je určený pre daný nabíjací prúd.

Na uvedenom diagrame nie je žiadny indikátor nabíjania, ale na LTC1734 sa hovorí, že kolík „4“ (Prog) má dve funkcie - nastavenie prúdu a sledovanie konca nabitia batérie. Zobrazený je napríklad obvod s riadením konca nabíjania pomocou komparátora LT1716.

Porovnávač LT1716 v tomto prípade možno nahradiť lacným LM358.

TL431 + tranzistor

Asi ťažko vymyslíte obvod s použitím cenovo dostupnejších komponentov. Najťažšie je tu nájsť zdroj referenčného napätia TL431. Sú však také bežné, že sa nachádzajú takmer všade (zriedkakedy sa zdroj energie zaobíde bez tohto mikroobvodu).

Tranzistor TIP41 je možné nahradiť akýmkoľvek iným s vhodným kolektorovým prúdom. Poslúži aj starý sovietsky KT819, KT805 (alebo menej výkonný KT815, KT817).

Nastavenie obvodu spočíva v nastavení výstupného napätia (bez batérie!!!) pomocou trimovacieho odporu na 4,2 voltov. Rezistor R1 nastavuje maximálnu hodnotu nabíjacieho prúdu.

Tento obvod plne implementuje dvojstupňový proces nabíjania lítiových batérií - najprv nabíjanie jednosmerným prúdom, potom prechod do fázy stabilizácie napätia a plynulé zníženie prúdu takmer na nulu. Jedinou nevýhodou je slabá opakovateľnosť obvodu (je rozmarný v nastavení a náročný na použité komponenty).

MCP73812

Existuje ďalší nezaslúžene zanedbávaný mikroobvod od spoločnosti Microchip - MCP73812 (pozri). Na základe toho sa získa veľmi rozpočtová možnosť účtovania (a lacná!). Celá súprava tela je len jeden odpor!

Mimochodom, mikroobvod je vyrobený v spájkovacom balení - SOT23-5.

Jediným negatívom je, že sa veľmi zahrieva a nie je tam žiadna indikácia nabitia. Tiež to nejako nefunguje veľmi spoľahlivo, ak máte zdroj s nízkou spotrebou energie (čo spôsobuje pokles napätia).

Vo všeobecnosti, ak pre vás nie je dôležitá indikácia nabitia a vyhovuje vám prúd 500 mA, potom je MCP73812 veľmi dobrou voľbou.

NCP1835

Ponúka sa plne integrované riešenie - NCP1835B, poskytujúce vysokú stabilitu nabíjacieho napätia (4,2 ±0,05 V).

Snáď jedinou nevýhodou tohto mikroobvodu je jeho príliš miniatúrna veľkosť (puzdro DFN-10, veľkosť 3x3 mm). Nie každý dokáže zabezpečiť kvalitné spájkovanie takýchto miniatúrnych prvkov.

Medzi nepopierateľné výhody by som rád poznamenal nasledovné:

  1. Minimálny počet častí tela.
  2. Možnosť nabíjania úplne vybitého akumulátora (prednabíjací prúd 30 mA);
  3. Určenie konca nabíjania.
  4. Programovateľný nabíjací prúd - až 1000 mA.
  5. Indikácia nabitia a chyby (schopná rozpoznať nenabíjateľné batérie a signalizovať to).
  6. Ochrana proti dlhodobému nabíjaniu (zmenou kapacity kondenzátora C t môžete nastaviť maximálnu dobu nabíjania od 6,6 do 784 minút).

Náklady na mikroobvod nie sú práve lacné, ale ani také vysoké (~ 1 $), aby ste ich mohli odmietnuť používať. Ak vám vyhovuje spájkovačka, odporučil by som zvoliť túto možnosť.

Podrobnejší popis je v.

Môžem nabíjať lítium-iónovú batériu bez ovládača?

Áno môžeš. To si však bude vyžadovať dôkladnú kontrolu nabíjacieho prúdu a napätia.

Vo všeobecnosti nebude možné nabíjať batériu, napríklad našu 18650, bez nabíjačky. Stále musíte nejako obmedziť maximálny nabíjací prúd, takže bude stále potrebná aspoň najprimitívnejšia pamäť.

Najjednoduchšia nabíjačka pre akúkoľvek lítiovú batériu je rezistor zapojený do série s batériou:

Odpor a strata výkonu rezistora závisia od napätia zdroja energie, ktorý sa použije na nabíjanie.

Ako príklad si vypočítajme odpor pre 5 V napájací zdroj. Nabíjať budeme batériu 18650 s kapacitou 2400 mAh.

Takže na samom začiatku nabíjania bude pokles napätia na rezistore:

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

Povedzme, že náš 5V napájací zdroj je dimenzovaný na maximálny prúd 1A. Obvod spotrebuje najvyšší prúd na samom začiatku nabíjania, keď je napätie na batérii minimálne a dosahuje 2,7-2,8 voltov.

Pozor: tieto výpočty neberú do úvahy možnosť, že batéria môže byť veľmi hlboko vybitá a napätie na nej môže byť oveľa nižšie, dokonca až nulové.

Odpor odporu potrebný na obmedzenie prúdu na samom začiatku nabíjania pri 1 ampér by teda mal byť:

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

Stratový výkon rezistora:

Pr = I2 R = 1 x 1 x 2,2 = 2,2 W

Na samom konci nabíjania batérie, keď sa napätie na nej blíži 4,2 V, bude nabíjací prúd:

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

To znamená, ako vidíme, všetky hodnoty neprekračujú povolené limity pre danú batériu: počiatočný prúd nepresahuje maximálny povolený nabíjací prúd pre danú batériu (2,4 A) a konečný prúd presahuje prúd. pri ktorej už batéria nezíska kapacitu ( 0,24 A).

Hlavnou nevýhodou takéhoto nabíjania je nutnosť neustáleho sledovania napätia na batérii. A manuálne vypnite nabíjanie, akonáhle napätie dosiahne 4,2 V. Lítiové batérie totiž veľmi zle znášajú aj krátkodobé prepätie – hmoty elektród začnú rýchlo degradovať, čo nevyhnutne vedie k strate kapacity. Zároveň sú vytvorené všetky predpoklady na prehriatie a odtlakovanie.

Ak má vaša batéria zabudovanú ochrannú dosku, o ktorej sme hovorili vyššie, všetko sa zjednoduší. Keď sa na batérii dosiahne určité napätie, samotná doska ju odpojí od nabíjačky. Tento spôsob nabíjania má však značné nevýhody, o ktorých sme hovorili v r.

Ochrana zabudovaná v batérii za žiadnych okolností nedovolí jej prebitie. Stačí regulovať nabíjací prúd tak, aby neprekračoval prípustné hodnoty pre danú batériu (ochranné dosky, žiaľ, nedokážu obmedziť nabíjací prúd).

Nabíjanie pomocou laboratórneho zdroja

Ak máte napájací zdroj s prúdovou ochranou (obmedzením), ste zachránení! Takýmto zdrojom energie je už plnohodnotná nabíjačka, ktorá implementuje správny nabíjací profil, o ktorom sme písali vyššie (CC/CV).

Na nabíjanie li-ion stačí nastaviť napájanie na 4,2 V a nastaviť požadovaný prúdový limit. A môžete pripojiť batériu.

Spočiatku, keď je batéria stále vybitá, bude laboratórny zdroj pracovať v režime prúdovej ochrany (t. j. bude stabilizovať výstupný prúd na danej úrovni). Potom, keď napätie na banke stúpne na nastavených 4,2V, zdroj sa prepne do režimu stabilizácie napätia a prúd začne klesať.

Keď prúd klesne na 0,05-0,1C, batériu možno považovať za plne nabitú.

Ako vidíte, laboratórny zdroj je takmer ideálna nabíjačka! Jediná vec, ktorú nedokáže urobiť automaticky, je rozhodnúť sa úplne nabiť batériu a vypnúť ju. Ale toto je maličkosť, ktorej by ste nemali venovať pozornosť.

Ako nabíjať lítiové batérie?

A ak sa bavíme o jednorazovej batérii, ktorá nie je určená na dobíjanie, tak správna (a jediná správna) odpoveď na túto otázku je NIE.

Faktom je, že akákoľvek lítiová batéria (napríklad bežná CR2032 vo forme plochej tablety) sa vyznačuje prítomnosťou vnútornej pasivačnej vrstvy, ktorá pokrýva lítiovú anódu. Táto vrstva zabraňuje chemickej reakcii medzi anódou a elektrolytom. A prívod vonkajšieho prúdu ničí vyššie uvedenú ochrannú vrstvu, čo vedie k poškodeniu batérie.

Mimochodom, ak hovoríme o nenabíjateľnej batérii CR2032, tak LIR2032, ktorá je jej veľmi podobná, je už plnohodnotnou batériou. Môže a mala by byť spoplatnená. Len jej napätie nie je 3, ale 3,6V.

Ako nabíjať lítiové batérie (či už ide o batériu telefónu, 18650 alebo akúkoľvek inú lítium-iónovú batériu) sme diskutovali na začiatku článku.

85 kopejok/kus Kúpiť MCP73812 65 RUR/ks. Kúpiť NCP1835 83 RUR/ks. Kúpiť *Všetky žetóny s dopravou zdarma