Как работает зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. Какие компоненты используются в схеме. Каковы основные этапы процесса зарядки литий-ионного аккумулятора. Какие меры безопасности необходимо соблюдать при зарядке литий-ионных аккумуляторов.
Принцип работы зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов работает по принципу постоянного тока и постоянного напряжения (CC/CV). Процесс зарядки состоит из двух основных этапов:
- Этап постоянного тока (CC) — аккумулятор заряжается постоянным током, при этом напряжение на нем постепенно растет.
- Этап постоянного напряжения (CV) — при достижении максимального зарядного напряжения (обычно 4.2 В) ток начинает уменьшаться, а напряжение поддерживается постоянным.
Зарядка прекращается, когда ток падает до определенного минимального значения (обычно 10% от начального зарядного тока).
Основные компоненты схемы зарядного устройства
Типичная схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов содержит следующие ключевые компоненты:
- Стабилизатор напряжения (например, LM317) — для поддержания постоянного напряжения на этапе CV
- Ограничитель тока — для поддержания постоянного тока на этапе CC
- Микроконтроллер или специализированная микросхема — для управления процессом зарядки
- Датчик тока — для контроля зарядного тока
- Защитные элементы — для предотвращения перезаряда, перегрева и других опасных ситуаций
Особенности зарядки литий-ионных аккумуляторов
При проектировании зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов необходимо учитывать следующие важные особенности:
- Точное поддержание максимального зарядного напряжения (обычно 4.2 В ± 1%)
- Ограничение максимального зарядного тока (обычно 0.5C-1C, где C — емкость аккумулятора)
- Прекращение зарядки при достижении минимального тока (около 0.1C)
- Защита от перезаряда и перегрева аккумулятора
- Балансировка напряжения при зарядке нескольких последовательно соединенных ячеек
Меры безопасности при зарядке литий-ионных аккумуляторов
Литий-ионные аккумуляторы требуют повышенных мер безопасности при зарядке. Основные правила безопасности включают:
- Использование только специализированных зарядных устройств
- Недопущение перезаряда аккумулятора (напряжение не должно превышать 4.2 В на ячейку)
- Контроль температуры аккумулятора в процессе зарядки
- Прекращение зарядки при любых признаках неисправности или аномального поведения аккумулятора
- Зарядка только в присутствии человека, способного своевременно отреагировать на нештатную ситуацию
Схема простого зарядного устройства на LM317
Рассмотрим простую схему зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов на основе стабилизатора LM317:
Современные интегральные схемы для зарядки литий-ионных аккумуляторов
В настоящее время существует множество специализированных микросхем для зарядки литий-ионных аккумуляторов. Эти интегральные схемы обеспечивают:
- Точное управление процессом зарядки по алгоритму CC/CV
- Встроенную защиту от перезаряда, переразряда и перегрева
- Автоматическое прекращение зарядки при достижении полного заряда
- Минимальное количество внешних компонентов
- Высокую эффективность и низкое тепловыделение
Примеры популярных микросхем для зарядки литий-ионных аккумуляторов:
- TP4056 — простая и недорогая микросхема для зарядки одной ячейки
- BQ24610 — высокоинтегрированный контроллер для зарядки нескольких ячеек
- MCP73831 — компактная микросхема с минимальным количеством внешних компонентов
Заключение
Правильно спроектированное зарядное устройство является ключевым фактором безопасности и долговечности литий-ионных аккумуляторов. При разработке собственных зарядных устройств необходимо тщательно учитывать все особенности и требования к процессу зарядки этого типа аккумуляторов. Для большинства применений рекомендуется использовать готовые решения на основе специализированных микросхем, обеспечивающих необходимый уровень защиты и контроля.
Схема зарядки литий-ионного аккумулятора-battery-knowledge | Large Power
Лучший литиевый аккумулятор 18650
Цилиндрическая литий-ионная батарея
Лучшее руководство по литиево-ионной батарее
Лучшее руководство по LiPo батареям
Лучшее руководство по батарее Lifepo4
Руководство по литиевой батарее 12 В
Литий-ионный аккумулятор 48 В
Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно
Лучшая литий-ионная батарея 26650
May 06, 2019 Вид страницы：492
Литий-ионный аккумулятор — это наиболее распространенный тип аккумулятора, который используется почти во всех электрических перезаряжаемых устройствах.
Примеры таких устройств включают мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки, заряжаемые вентиляторы, лампы и так далее. Батарея, впервые предложенная в 1970-х годах, в настоящее время широко используется в коммерческой, бытовой и военной технике. Самым заметным преимуществом литий-ионной батареи является то, что она позволяет людям заряжать батарею, тем самым экономя ресурсы, а также деньги потребителей, поскольку им не нужно воспроизводить и повторно покупать батареи.
Наиболее распространенный способ подзарядки литий-ионного аккумулятора — использование обычного зарядного устройства с кабелем, которое заряжает аккумулятор через устройство, в которое он установлен. Однако есть также способы, позволяющие заряжать литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства.
Как зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства?
Хотя ионно-литиевые батареи очень полезны, просты в использовании и перезаряжаются, их все же необходимо использовать с осторожностью, поскольку они также могут быть очень опасными при неправильном обращении или использовании.
Одна из ошибок, которые люди обычно совершают с литий-ионными батареями, заключается в том, что они пытаются зарядить батарею с помощью разных зарядных устройств, если они потеряли исходное или они могут пытаться зарядить батарею быстрее, используя более мощные зарядные устройства. Однако следует отметить, что это может быть чрезвычайно вредным для аккумуляторов, а также для места, где они заряжаются, поскольку существует потенциальная опасность возгорания вследствие короткого замыкания.
Поэтому, если вы потеряли зарядное устройство, которое можно использовать с литий-ионным аккумулятором, попробуйте зарядить аккумулятор без него. Есть несколько способов сделать это.
1. Во-первых, используйте обычные батареи AA или AAA для зарядки литий-ионной батареи, используемой с вашей техникой. Для этого вам потребуются батарейки AA или AAA, пара небольших проводов и изолента. Чтобы зарядить аккумулятор, необходимо выполнить следующие действия:
• Во-первых, вам необходимо извлечь аккумулятор для зарядки из вашего устройства, потому что невозможно зарядить аккумулятор с помощью этого метода, пока он находится в устройстве.
• Во-вторых, вам необходимо установить правильное количество батареек AA или AAA, которые помогут вам зарядить ваше устройство. Обычно батарея AA составляет 1,5 В, а батарея мобильного телефона — 3,7 В; Следовательно, вам необходимо иметь с собой 3 батарейки АА.
• Теперь вы должны присоединить провода к батареям AA с одного конца и к батарее, которую необходимо зарядить, с другого конца. Убедитесь, что вы правильно определили положительные и отрицательные стороны батарей, потому что, если это не так, все ваши усилия будут напрасны. Кроме того, вы должны использовать изоленту, чтобы надлежащим образом прикрепить провода к батареям, иначе было бы опасно находиться рядом с зоной зарядки батарей.
• Работа сделана, аккумулятор должен заряжаться.
2. Вы, наверное, слышали о трюке для зарядки аккумуляторов. Ну а если нет, то вот оно! Во-первых, вам нужно будет снять литий-ионный аккумулятор с вашего устройства и потереть аккумулятор обеими руками в течение примерно 30-45 секунд.
3. Другой способ зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства — использовать цепь зарядки. Цепь зарядки может быть очень легко построена у вас дома. Схема может заряжать обычную батарею мобильного телефона 3,7 В от источника питания 5 В постоянного тока. В схеме используются несколько проводов, ИС, микрочип (MCP73831) и электрические ленты. Однако это больше похоже на создание зарядного устройства дома, а не на его покупку. Этот метод не очень рекомендуется, если вы не являетесь экспертом в области электромонтажных работ, потому что даже один провод здесь и там, и вы подвергнете опасности свою батарею, свое окружение и даже свою жизнь в крайних случаях.
Советы по зарядке литий-ионных аккумуляторов
Первый и, пожалуй, самый важный из советов — никогда не заряжать аккумулятор за ночь.
Возможно, вам захочется сэкономить время утром или ночью, подключив аккумулятор к зарядному устройству на всю ночь, чтобы к утру он был заряжен на 100%. Однако это приносит больше вреда, чем пользы; Батареи, хотя и оснащены устройством, которое перестает принимать приток энергии при полном заряде, повреждаются при перезарядке. Некоторые обычные последствия — это вздутие аккумулятора, взрыв, пожар и серьезное повреждение аккумулятора в течение длительного времени.
Хорошо, если вы сохраните заряд литий-ионного аккумулятора от 40% до 80%; это помогает продлить срок службы батареи. Поэтому вам следует воздержаться от разряда аккумулятора до 0%, а затем от зарядки до 100%. Продолжительные часы зарядки также вызывают повышение температуры аккумулятора, поэтому меньшее время зарядки также поможет вам решить эту проблему.
Еще один совет — не подвергайте литий-ионные батареи воздействию экстремальных температур. Температура от 20 до 25 градусов по Цельсию — лучшая температура для аккумулятора.
Поэтому не храните аккумуляторы в машине, когда на улице жарко.
Литий-ионный аккумулятор заряжается в первый раз
Литий-ионные батареи намного усовершенствованы и безопаснее, чем батареи более старых технологий, такие как никель-кадмиевые. Эти новые литий-ионные аккумуляторы не заряжаются по-разному, будь то первая зарядка или сотая зарядка. Такие вещи, как «не использовать во время зарядки», «полностью разрядить перед зарядкой» и «заряжать нечасто» не относятся к этим батареям. Таким образом, вы можете зарядить его и в первый раз нормально.
- Предыдущая статья： Эффективность системы утилизации литиевых батарей
- Следующая статья： Что такое литий-ионный аккумулятор?
Самые популярные категории
Индивидуальные решения
-
Схема конструкции аккумулятора 11,1 В, 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B
-
Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса
-
Решения для литий-ионных аккумуляторов AGV 25,6 В, 38,4 Ач
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов.
СхемаГлавная » Источники питания » Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. Схема
Это простое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, а так же и литий-полимерных аккумуляторов построено на широко известном линейном стабилизаторе LM317.
Процесс заряда показан на графике ниже. В первый момент процесса зарядки ток заряда постоянен, при достижении целевого уровня напряжения (Umax) на аккумуляторе, зарядное устройство переходит в режим, когда напряжение остается постоянным, а ток асимптотически стремится к нулю.
Выходное напряжение литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, как правило, составляет 4,2В (для некоторых типов 4,1 В). Обычно, выходное напряжение не совпадает с номинальным напряжением которое составляет 3,7В (иногда 3,6В).
Не рекомендуется заряжать данный тип аккумуляторов до полных 4,2В, так как это уменьшает срок службы аккумулятора. Если уменьшить выходное напряжение до 4,1В, емкость падает на 10%, но в тоже время срок службы (количество циклов) увеличится почти в два раза.
При эксплуатации аккумуляторов, нельзя доводить номинальное напряжение ниже 3,4…3,3В.
Как уже было сказано, зарядка построена на стабилизаторе LM317. Li-Ion и Li-Pol довольно требовательны к точности зарядного напряжения. Если вы хотите, произвести заряд до полного напряжения (обычно 4,2В), то необходимо выставить это напряжение с точностью плюс/минус 1%. После зарядки до 90% емкости (4,1В), точность может быть немного меньше (около 3%).
Схема с применением LM317 обеспечивает достаточно точную стабилизацию напряжения. Целевое напряжение устанавливается потенциометром R2. Стабилизация тока не столь критична, как стабилизация напряжения, поэтому достаточно, стабилизировать его с помощью шунтирующего резистора Rx и NPN транзистора (VT1).
Если падение напряжения на резисторе Rx достигает примерно 0,95В, то транзистор начинает открываться. Это уменьшает напряжение на контакте «Общий» стабилизатора Lm317 и тем самым стабилизируется ток.
Необходимый ток зарядки для конкретного литий-ионного (Li-Ion) и литий-полимерного (Li-Pol) аккумулятора выбирается путем изменения сопротивления Rx.
Сопротивление Rx приблизительно соответствует следующему отношению: 0,95/Imax. Указанное на схеме значение резистора Rx соответствует току в 200мА.
Входное напряжение питания зарядного устройства должно находиться в диапазоне от 9 до 24 вольт. Превышение данного уровня увеличивает потери мощности в цепи LM317, снижение — нарушит правильную работу (нужно пересчитывать падение напряжения на шунте и минимальное напряжения на контакте «Общий»). Транзистор VT1 можно заменить на BC237, KC507, C945 или отечественный КТ3102.
Стабилизатор LM317 необходимо разместить на радиаторе. Зарядное устройство устойчиво к короткому замыканию на выходе. Стабилизатор в худшем случае (короткое замыкание) рассеивает потери мощности: P = U х I макс. Максимально допустимая потеря LM317 в корпусе TO220 составляет 20 ватт.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Подробнее
Блок питания 0…30В/3A
Набор для сборки регулируемого блока питания.
..
Подробнее
Categories Источники питания Tags LM317, Зарядное устройство
Отправить сообщение об ошибке.
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов
от Ayesha Khan
9 874 просмотраВведение:
Цепь, которая перезаряжает батареи, называется зарядным устройством или перезарядкой. Он подает постоянный ток на аккумулятор для укрепления использованных электролитов. Существуют различные зарядные устройства для многих приложений. Литий-ионный аккумулятор или литий-ионный аккумулятор — это один из типов аккумуляторов, в котором в качестве основного элемента используются ионы лития, которые перемещаются от положительного электрода к отрицательному в процессе зарядки, а при разрядке движутся в противоположном направлении.
Здесь мы обсудим принцип работы и характеристики схем зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. Он использует тип заряда, называемый «постоянный ток, постоянное напряжение CCTV» . Схема состоит из нескольких простых компонентов. Основным компонентом схемы является микросхема LP2951, представляющая собой линейный стабилизатор. ИС идеально подходит для приложений с батарейным питанием.
Купить на Amazon
Компоненты аппаратного обеспечения
Следующие компоненты необходимы для изготовления схемы зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов 9.0007
| S. No | Components | Value | Qty |
|---|---|---|---|
| 1. | Single Li-ion cell | 1 | |
2. | Regulator IC | LP2951 | 1 |
| 3. | Diode | IN4007 | 1 |
| 4. | Pot | 50K | 1 |
| 5. | Resistor | 806K, 2M | 1, 1 |
| 6. | Ceramic Capacitor | 0.1uF, 2.2uF, 330pF | 1, 1, 1 |
LP2951 Pinout
For a detailed description of распиновка, габаритные размеры и технические характеристики загрузить техническое описание LP2951
Схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов
Схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторовРабочее объяснение
Схема проста в сборке и используется многими способами.
Он использует LP2951, диод, потенциометр 50К и несколько пассивных компонентов. ИС особенно используется для стабилизации напряжения с удивительно низким перепадом входного и выходного напряжения. Диод используется для ограничения потока напряжения в обратном направлении от батареи к микросхеме, когда вход отключен. Потенциометр изменяет выходное напряжение в диапазоне от 4,0 В до 4,26 В. Высокомощные резисторы используются для снижения тока, а их допуск обеспечивает точное выходное напряжение. Конденсаторы, с другой стороны, используются для минимизации колебаний.
Области применения и области применения:
Литий-ионные батареи подходят для широкого спектра реальных применений.
- Зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов лучше всего подходят для хранения солнечной энергии.
- В системах сигнализации и наблюдения используются литиевые аккумуляторы на случай отключения электроэнергии.
- Лучше всего подходит для аварийного резервного питания, поскольку обеспечивает немедленное питание для запуска оборудования.
- Эти аккумуляторы обеспечивают надежное и долговечное питание электромобилей.
- Кроме того, эти батареи используются во многих других электронных продуктах.
Преимущества литий-ионных аккумуляторов:
Литий-ионные аккумуляторы имеют ряд преимуществ. Некоторые из них перечислены ниже:
- Требуется минимальное техническое обслуживание, поскольку литий-ионные аккумуляторы не требуют полива.
- Срок службы этих батарей составляет минимум 8 лет и более, поэтому они подходят для длительного использования.
- Литий-ионные аккумуляторы более безопасны в использовании по сравнению с другими аккумуляторами, для работы которых требуется топливо или химикаты.
Похожие сообщения:
2 Схема простого зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов
Содержание
В этой статье мы изучим схему простого зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с автоотключением, функциями контроля тока.
Принципиальная схема простого зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов
После того, как схема собрана и настроена, показанную ниже конструкцию можно использовать для зарядки любого запасного литий-ионного аккумулятора через мобильное зарядное устройство 5 В или порт USB.
Сначала подключите аккумулятор к указанным точкам, а затем подключите разъем USB к мобильному зарядному устройству или разъему USB компьютера. Зеленый светодиод должен мгновенно загореться, указывая на то, что батарея заряжается.
Вы можете подключить вольтметр к аккумулятору, чтобы следить за его зарядкой и проверять, правильно ли цепь отключает питание в указанном пределе.
Нажмите здесь, чтобы купить В этом проекте я покажу вам, как спроектировать простую схему индикатора уровня заряда батареи, используя легкодоступные компоненты. Индикатор уровня заряда батареи показывает состояние батареи, просто светясь светодиодами. В этой статье объясняется, как спроектировать аккумулятор.
Продолжить чтение…
Список деталей:-
- Transistor Q1 BC547, Q2 BD140
- LED D1-D2 Red & Green
- Resistor R1-R5 1k 1/4watt 5pc , R6 220 ohm 1/4watt
- IC LM 358
- Zener Diode D4 3V 1/4watt
- Capacitor 1uf/10v or 16v
- Diode D3 IN5408
- Connector 2pc
- PCB
Нажмите здесь, чтобы:- Купить этот комплект
Как настроить указанную выше схему зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов
- Во-первых, убедитесь, что пресет полностью переместился со стороны земли. Это означает, что контакт № 2 изначально должен быть на уровне земли через предустановку.
- Затем, без подключенной батареи, подайте переменный источник питания на +/- линии питания цепи.
- Вы увидите, что зеленый светодиод загорится мгновенно. V с переменным источником питания
- Теперь медленно вращайте пресет, пока зеленый светодиод не погаснет, а КРАСНЫЙ не загорится.
- Вот и все! Теперь схема настроена на отключение при напряжении 4,2 В, когда фактическая литий-ионная ячейка достигает этого уровня.
- Для окончательного тестирования подключите разряженную батарею к указанному месту, подключите входное питание через мобильное зарядное устройство и получайте удовольствие, наблюдая, как батарея заряжается и отключается при установленном пороге 4,2 В.
Схема печатной платы:
Как сделать схему зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов 3,7 В Смотреть видео
Это простое зарядное устройство для литий-ионных (Li-Ion) и литий-полимерных (Li-Pol) аккумуляторов с известной интегральной схемой LM317.
Зарядка происходит сначала в режиме тока – Напряжение растет, ток постоянный.
После достижения целевого напряжения (Umax) зарядное устройство переходит в режим напряжения, когда напряжение постоянно, а ток асимптотически приближается к нулю.
В данный момент ток небольшой, батарея заряжена. Заданное напряжение Li-ion и Li-Pol аккумуляторов обычно составляет 4,2 В (для некоторых типов 4,1 В). Заданное напряжение не совпадает с номинальным напряжением. Обычно это 3,7 В (иногда 3,6). Аккумулятор не нужно заряжать до полного напряжения 4,2 В, поскольку это сокращает срок его службы.
Если снизить целевое напряжение до 4,1 В, емкость упадет на 10%, а срок службы (количество циклов) увеличится почти вдвое. При использовании аккумуляторов они никогда не должны разряжаться ниже 3,4-3,3 В. Аккумуляторы Li-ion и Li-pol не любят хранить ни в заряженном, ни в разряженном состоянии, их следует хранить частично заряженными.
Схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с LM317
Схема зарядного устройства показана ниже. Микросхема LM317 служит стабилизатором напряжения.
Li-Ion и Li-Pol достаточно требовательны к точности зарядного напряжения. Если вы хотите зарядить до полного напряжения (обычно 4,2 В), необходимо отрегулировать это напряжение с точностью +/- 1%. Клетки очень чувствительны к перезарядке. Если заряжать на 90% мощности (4,1 В), то достаточно чуть меньшей точности (около 3%). Схема LM317 обеспечивает относительно точную стабилизацию напряжения.
Список деталей
- LM317 1pc
- Diode D1,D2,D3 1N4007
- Capacitor C1 470uf/25v, C2 100nf
- Transistor Q1 BC547, Q2 BC557
- VR 5K or 10K
- Светодиод 5 мм 1 шт.
- Резистор R1 4,7 Ом, R2 1 кОм, R3 1 кОм, R4 220 Ом все 1/4 Вт
- Резистор R6 1 Ом на 2 Вт на 1 А, 2,7 Ом на 9 мОм 9,2 Ом 2 Вт на 40 Вт0012
Работа и настройка цепи
Заданное напряжение устанавливается триммером VR.
Мы устанавливаем его без подключения ячейки, потому что целевое напряжение соответствует выходному напряжению без нагрузки. Стабилизация тока не так критична, как стабилизация напряжения, поэтому достаточно стабилизировать его шунтирующим резистором и NPN-транзистором.
Если падение напряжения на шунте Rx достигает примерно 0,95 В (суммарное падение напряжения на B-E и диоде 1N4007 NPN-транзистора), транзистор начинает открываться. Это снижает напряжение на контакте adj и, таким образом, стабилизирует ток. Ток зависит от значения Rx. Выберите его в соответствии с типом заряжаемой ячейки. Для зарядного тока 500 мА я использовал значение 2R2. Рассчитано значение Rx: Rx = 0,95 / Iмакс.
Из соображений безопасности последовательно с ячейкой рекомендуется подключать предохранитель соответствующего размера. Напряжение питания должно быть в пределах примерно 9 – 24В. Слишком высокое напряжение увеличивает потери мощности схемы LM317, слишком низкое не позволит работать должным образом (необходимо учитывать падение напряжения на шунте и минимальное падение напряжения для микросхемы).
Схема LM317 должна быть размещена на достаточно большом радиаторе. Зарядное устройство устойчиво к короткому замыканию на выходе. LM317 в наихудшем случае (короткое замыкание) рассеивает потери мощности: P = U в x I макс.
для цепи заряжателя батареи Ли-иона с ЛМ317
Просто загрузите изображение ниже и распечатайте его на обычной бумаге формата А4, или вы можете скачать файл gerber по ссылке ниже
Нажмите здесь, чтобы загрузить файл Gerber
Как сделать это зарядное устройство для литиевых батарей с LM317 Смотреть видео
Если вы хотите заряжать от 5 до 10 литиевых аккумуляторов параллельно, то эта схема для вас. Эта схема обеспечит вам ток более 10 ампер на выходе, но вы должны использовать 5 вольт 10 ампер в качестве входа.
списокчастей для высокой цепи заряжателя батареи лития ампера
- TL431 1pc
- Mosfet IRFZ44N 1pc
- Veriable Resistor 10k 1pc
- LED 5MM LED1 Green, LED2 Blue or Red
- Resistor R1 4.
