8-900-374-94-44
Человека в современной жизни окружает множество электронных помощников. В быту мы используем планшеты, мобильные телефоны, ноутбуки и т. п. На работе используются шуруповёрты, портативные дрели, фонарики, power bank и пуско-зарядные аккумуляторы для автомобиля. Во всех этих устройствах используются разные типы аккумуляторных батарей. Но больше всего распространены литий─ионные аккумуляторы. Они стали популярными благодаря небольшим размерам и массе в сочетании с высокой энергоёмкостью. При разумной стоимости они имеют приличный срок эксплуатации (300─400 циклов заряд-разряд). Поскольку эти АКБ широко используются в разных устройствах, которые нас окружают, надо понимать, как их правильно заряжать. Поэтому сегодняшний материал посвящён зарядке Li─Ion аккумуляторов.
Содержание статьи
Поскольку многие пользователи имеют смутное представление о том, что такое литий─ионная аккумуляторная батарея, скажем пару слов о её устройстве. Если смотреть на примере аккумулятора мобильного телефона, то аккумулятор там имеет следующую конструкцию.
Конструкция литий─ионного аккумулятора
АКБ мобильного телефона в абсолютном большинстве случаев имеет в своей конструкции один аккумуляторный элемент, который часто называют банкой. Номинальное напряжение банки обычно составляет 3,7 вольта. В АКБ ноутбуков таких элементов может быть от 2 до 12. Но там они не прямоугольной, а цилиндрической формы (тип 18650). Также в составе аккумулятора есть контроллер, который представляет собой плату с распаянной на ней управляющей микросхемой. Она управляет процессом заряда и разряда банки, не допуская её перезаряда или глубокого разряда.
Таким образом, производители аккумуляторов уже позаботились о том, чтобы избежать внештатных ситуаций при зарядке и разрядке батареи. А пользователю остаётся только соблюдать некоторые правила эксплуатации, о которых будет сказано ниже.
Вернуться к содержанию
При зарядке Li─Ion аккумулятора нужно помнить о том, что лучше всего поддерживать заряд батареи на уровне 20─80% от полной ёмкости. Литий─ионные АКБ не любят перезаряд. Как говорилось выше, контроллер контролирует степень заряженности аккумуляторного элемента или элементов, если их несколько. Он не допустит их перезарядки. Но это не значит, что аккумулятор можно сутками держать на зарядке. Это совершенно ни к чему.
Телефон и зарядное устройство
Теперь перечислим несколько вариантов, как заряжать Li─Ion аккумулятор.
Зарядное устройство «лягушка»
Вернуться к содержанию
Теперь коротко расскажем об основных правилах эксплуатации литий─ионных аккумуляторов.
Эту процедуру следует проводить раз в 3 месяца. Она заключается в полной разрядке и последующей полной зарядке АКБ. Это необходимо делать, чтобы контроллер аккумулятора «откалибровал» границы заряда и разряда батареи.
Калибровка литий─ионного аккумулятора
Для калибровки также можно использовать утилиты, которые существуют для iOS и Андроид.
Если вам интересна переделка шуруповёрта на литиевые аккумуляторы 18650, можете прочитать статью по ссылке.
Перед тем как отправить литий─ионную АКБ на хранение, её также нужно заряжать. Но уровень заряда должен быть около 50 процентов. Это считается оптимальным значением. Температура хранения батареи в идеале должна составлять 15 градусов Цельсия. В таких условиях литиевый аккумулятор лучше всего сохраняет ёмкость. Чем выше температура хранения, тем больше будут потери ёмкости при хранении.
При длительном хранении раз в три месяца проводите полный заряд-разряд аккумулятора и снова заряжайте его до 50%.
Литиевые аккумуляторы представляют гальваническую пару, в которой катодом служат соли лития. Независимо, литий-ионный, литий-полимерный сухой или гибридный аккумулятор, зарядное устройство подходит всем. Изделия могут иметь форму цилиндра, или герметичную мягкую упаковку, способ зарядки для них общий, отвечающий особенностям электрохимической реакции. Как зарядить Li-ion АКБ?
Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.
Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.
Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.
Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?
На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.
Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.
Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.
Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.
Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.
Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов
Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.
Каждый литиевый аккумулятор представляет герметичное изделие цилиндрической, призматической формы, для Li-pol в мягкой упаковке. Все они имеют напряжение 3,6- 4,2 В и разную емкость, измеряемую в мА/ч. Если собрать последовательно 3 банки получится батарея с напряжением на клеммах 10,8 — 12,6 В. Емкость при последовательной зарядке, измеряется по самому слабому литиевому аккумулятору в связке.
Как правильно заряжать литиевый аккумулятор 18650 или Pol на 12 вольт, нужно знать. Для возвращения прибору емкости необходимо использовать ЗУ с контроллером. Важно иметь в сборке РСМ для каждой банки, защиту от недо- и перезаряда. Другая схема незащищенных литиево-ионных аккумуляторов – установка РСВ – управляющей платы, лучше с балансирами, для равномерной зарядки банок.
На зарядном устройстве необходимо задать напряжение, под которым работает батарея, 12,6 В. На приборной доске устанавливается количество банок и ток зарядки, равный 0,2- 0,5 С.
Как заряжать, предлагаем посмотреть видео, способ зарядки для 2, 3 литиевых аккумуляторов 18650, соединенных последовательно. Используется бюджетное зарядное устройство.
Варианты зарядки литий-ионных литиево-полимерных аккумуляторов:
Специалисты советуют использовать для зарядки литиевых аккумуляторов штатное зарядное, остальные – только в форс-мажорных обстоятельствах. Однако, как зарядить литиевый аккумулятор без штатного зарядного устройства, нужно знать.
Шуруповерт на литиевых аккумуляторах почти всегда апгрейд. Если с Ni-Cd элементами были одни требования к зарядке, теперь они стали противоположными. В первую очередь нужно приобрести или собрать зарядник, именно для энергоемких литиевых аккумуляторов шуруповерта с форм фактором 18650. Схема зарядки применяется из двух этапов CC/CV.
Зарядка литиевого аккумулятора шуруповерта оптимальна, когда остается 20-50 % емкости – одна палочка на индикаторе. Чем чаще заряжать, тем стабильнее напряжение на клеммах и длиннее жизнь источника энергии. Чем ровнее напряжение на клеммах, тем больше циклов выдержит литиевый аккумулятор шуруповерта.
| Глубина разряда, % | Количество циклов заряда |
| 100 | 500 |
| 50 | 1500 |
| 25 | 2500 |
| 10 | 4 700 |
Если в шуруповерте 2 аккумулятора, один снимите, зарядите на 50-60 % и держите в резерве. Но второй заряжайте всегда по окончании работы, даже на 10 %. Лучшая температура для заряда +15-25 0 С. При минусе батарея шуруповерта не зарядится, но работать до -10 0 может.
Как заряжать литиевый аккумулятор шуруповерта зарядным устройством, зависит от схемы сбора батареи из банок. В любом случае, напряжение на ЗУ должно быть равно заявленному для прибора, а сила тока 0,5 С на первом этапе. На втором, напряжение клеммное стабильно, а сила тока падает, вплоть до окончания процесса.
Время зарядки аккумуляторов определяется процессом восстановления емкости. Различают полный и частичный заряд.
Емкость измеряется в ампер-часах. Это значит, если подать заряд, численно равный емкости, то за час на клеммах создастся нужное напряжение, а запас энергии будет 70-80 %. Если емкость измеряется в единицах С, при быстрой зарядке следует подавать ток 1С-2С. Время быстрой зарядки около часа.
Для полного цикла зарядки батарей из нескольких элементов, соединенных последовательно, используют 2 этапа – CC/CV. Этап СС длится, пока на клеммах не появится напряжение , равное рабочему, в вольтах. Второй этап: при стабильном напряжении подается в банку ток, но с увеличением емкости, он стремится к нулю. Время заряда занимает около 3 часов, независимо от емкости.
Две разных системы аккумуляторов – литиевые и свинцовые требуют разного подхода к восстановлению емкости. Свинцовый АКБ не настолько требовательны к параметрам зарядки, как литиевые. Да и критерии заряда другие.
Для зарядки на первом этапе Li-ion, Li-pol требуется постоянный ток, на втором этапе постоянное напряжение. Если не контролировать параметры на первом этапе, возможен перезаряд. Но если в батарее есть встроенная защита – BMS – она справится. Поэтому несколько добавить энергии можно даже зарядником от телефона.
В зарядном устройстве для свинцовых АКБ главный показатель – стабильное напряжение. Для литиевых зарядников на первом этапе важен стабильный ток.
Правда, появились универсальные ЗУ, которые можно перенастроить на тот или иной режим зарядки. Перед вами российская разработка «Кулон».
batts.pro
Зарядить литий-ионных (li-ion) аккумуляторы можно зарядными устройствами или самостоятельно. Не будем рассматривать устройство li-ion и полимерных (li-pol) аккумуляторов, а сразу перейдем к практике. Оба типа аккумулятора заряжаются одинаково поэтому далее будем говорить о li-ion.
Зарядка li-ion аккумулятораДля самостоятельного заряда Вам нужно ограничивать напряжение и силу тока. идеальный вариант для этого лабораторный источник питания.
Допустимые и рекомендуемые режимы заряда и разряда указаны в документации на конкретную батарею, если ее удается найти. Например в мощных смартфонах аккумуляторы заряжаются током значительно превышающим половину емкости.
В литий-ионных аккумуляторах с напряжением выше 3,7 В аккумуляторы соединены параллельно. Поделив напряжение аккумулятора на 3,7 получается число последовательно соединенных аккумуляторов. Умножив число аккумуляторов на 3, получим минимальное напряжение для вашей батареи. Умножив на 4,2 получим максимальное напряжение.
Li-Ion аккумуляторы практически лишены «эффекта памяти» поэтому не нуждаются в тренировке. Старайтесь не разряжать батарею полностью и не держать постоянно заряженной.
Оптимальный заряд для батареи 50-80%. Однако мучится и выдерживать такие значения при использовании ноутбука, смартфона или даже фонарика — бессмысленно. Обычно заряжают когда удобно и по необходимости, разряжается до скольки придется. Li-Ion для этого и создан, нет смысла себя ограничивать.
Следуя вышеперечисленному методы зарядки батарей большими напряжениями или током «для толчка» вредны АКБ. Лучше оставьте батарею на малом токе на несколько часов или пару дней. Это более бережливый способ оживить батарею. Это позволит контроллеру отработать как положено и разрешить заряд нормальными токами.
Пожалуй на этом все, удачных зарядок.
lopit.ru
Очень часто в мерах предосторожности многие люди задаются вопросом: «Как функционируют li-ion аккумуляторы, как правильно заряжать такие устройства?». Жизнь в современном мире практически невозможно представить без различных электронных приспособлений и техники — от простых фонариков, ставших незаменимыми практически для каждого человека смартфонов до массивных автомобилей и грузовиков. Каждое из этих устройств работает благодаря зарядным устройствам различных типов.
Самый распространенный вид аккумуляторов — литий-ионные, получившие популярность благодаря компактности и высокому уровню энергосбережения. Стоит отметить прекрасное соотношение цены и качества: аккумуляторы недешевы, но имеют более длительный срок службы. А поскольку такие зарядные устройства распространены особенно широко, то необходимо иметь понятие о том, как нужно заряжать литий, также стоит разобраться в схемах их конструкции. Разберемся во всем по порядку.
Впервые литиевые батареи начали производить в самом начале прошлого столетия — в далеком 1912 году. Тогда же были и созданы их первые схемы. Однако в бытовых приспособлениях они нашли свое место лишь спустя 60 лет. Стоит подчеркнуть, что это были именно батареи. Первые же попытки создания литиевых аккумуляторов оканчивались провалами в связи с появлением затруднений в осуществлении их безопасной эксплуатации.
Первые аккумуляторы данного типа действительно представляли существенную опасность, если не угрозу, человеческим жизням. Это вполне объяснимо по следующей причине: из всех существующих металлов литий признан наилегчайшим с максимальным электрохимическим потенциалом и обеспечением максимальной энергетической плотности.
Удивительно емкие зарядные устройства, работающие на литии, обеспечивают высокое напряжение, в то же время циклическая работа приборов, работающих на литии, способствует выходу тепловой кондиции за пределы. В таких случаях происходит возгорание исходящих газовых веществ, из-за чего, например, в 1991 году многие японцы пострадали от ожогов по вине воспламенения.
Выяснив опасность чистого лития, исследователи решили обратить внимание на ионные аналоги. Разумеется, энергетическая плотность ионных аккумуляторов относительно уступала своим чисто литиевым аналогам, так же, как и никель-кадмиевым приспособлений с повышенным током заряда. Однако благодаря своей безвредности они получили определенное преимущество.
На этом преимущества ion-аккумуляторов не заканчиваются. Аккумуляторы, работающие на ионах лития, обладают пониженным саморазрядом и повышенным напряжением единичного элемента, что делает конструкцию заметно проще. А сравнительно небольшое количество расходов на использование и сервис избавляют от необходимости регулярных разрядных циклов для емкостного восстановления.
Однако здесь, пожалуй, и заканчиваются все достоинства аккумуляторов, работающих на ионах лития. В связи с этим стоит перейти к описанию недостатков аккумуляторов данного типа.
Требуемая для ion-аккумуляторов встроенная протекционная система влечет за собой дополнительные расходы. Помимо этого, даже в случае нахождения в бездействий литий-ионные зарядные устройства обладают старением. Однако разработчики не разглашают сведений об этой проблеме по естественной причине.
Пытаясь найти решение для всех вышеперечисленных проблем, после долгих раздумий запустили в производство полимерные аккумуляторы.
Li-pol аккумулятор получил такое название не случайно. Дело в том, что здесь применяется сухой жесткий полимер, по своей форме напоминающий пластиковую пленку и пропускающий электрический ток.
Такой тип конструкции очень удобен в связи с тем, что делает производственный процесс проще и по сути несет меньше вреда за счет отсутствия риска воспламенения. При этом возможно создавать тонкие миллиметровые устройства какой угодно формы, которые можно внедрить практически во что угодно.
Однако pol-аккумуляторы имеют и слабую сторону. Негативный аспект, который бросается в глаза, — недостаточная электропроводимость при условии содержания в помещениях с комнатной температурой. Когда температура нагрева превосходит 60°С, происходит увеличение электропроводимости до нужной степени. Однако о массовой эксплуатации здесь не может идти и речи.
Многие люди считают, что создание аккумуляторов своими руками — это дело рук исключительно профессионалов. Отчасти они правы, поскольку не каждому возомнившему себя новым Николой Тесла человеку под силу это сделать, не нанеся при этом ущерба никому, включая себя.
Однако сконструировать такое подобие аккумулятора можно и своими руками следуя специальной схеме. Возможно, кто-то скажет, что только рабочие соответствующих профессий обладают этой нужной вещицей. На самом деле их можно легко найти — нужен всего лишь интернет для этого.
Сейчас же стоит, наконец, перейти к вопросу, задаваемому в начале статьи: какими правилами эксплуатации нужно руководствоваться, чтобы знать, как зарядить li-ion аккумулятор? Иными словами, как правильно заряжать литий-ионные аккумуляторы, чтобы не совершить никаких ошибок и не навредить ни зарядному устройству, ни своему электронному помощнику, ни, что самое главное, самому себе?
Для начала нужно помнить, что нет необходимости в тотальной разрядке аккумулятора в связи с отсутствием в них «эффекта запоминания».
Необходимость в тотальной разрядке все-таки существует, но исключительно раз в 3 месяца. Это следует делать потому, что ошибка, совершаемая многими людьми, а именно — нестабильная зарядка с отсутствием регулярного цикла, может дать сбой зарядов контроллера. Одного раза тотальной разрядки будет вполне достаточно для продолжительной работы приспособления — ни больше, ни меньше этого.
В тех случаях, когда устройство не нужно для использования, его желательно зарядить на 30% либо же ровно до половины и отложить туда, где температура равна 15°С. Это поможет сохранить батарею надолго с отсутствием значимого урона.
Ни для кого не является секретом тот факт, что, например, у мобильных телефонов и планшетов зарядное устройство находится внутри. Однако аккумуляторы как фотоаппаратов, так и видеокамер требуют изъятия и зарядки во внешнем приспособлении, потому как сторонняя «зарядка» способна пагубно повлиять на их состояние и, как следствие, дальнейшую работу.
Аккумуляторы портятся под влиянием высоких температур. Холод, разумеется, также негативно влияет на них, однако это гораздо менее существенно. Данные аспекты нельзя оставлять без внимания при использовании батарей с ионами лития. Их ни в коем случае нельзя оставлять под прямыми лучами солнца и неподалеку от тепловых источников. Температурный диапазон, при котором можно хранить аккумулятор, находится между -40 и +50°С.
Многим известно, что применение несертифицированных приспособлений для зарядки рискованно и небезопасно. Это предупреждение касается и производимых в Китае «лягушек»: риск применения таких приспособлений заключается в их способности вспыхивать и возгораться во время процесса зарядки.
Поэтому если уж и применять «лягушку» в качестве зарядного устройства, то исключительно при крайней необходимости и с предельной осторожностью. В противном случае это может плохо окончиться — например, уничтожением аккумулятора смартфона или даже пожаром.
И, наконец, последний вопрос: каким током заряжать литий-ионные устройства? При данном процессе применяется способ «постоянного тока», что ограничивает аккумуляторное напряжение. Говоря о том, как нужно правильно заряжать li-pol аккумуляторы, необходимо понимать, что их желательно отсоединить от зарядного устройства при 80 процентах заряда — тотальные разрядка и первая зарядка не приведут к примечательной результативности. А чтобы устройство служило дольше, важно знать, как правильно заряжать аккумулятор еще нового телефона.
batteryk.com
Буду краток. То, как надо обращаться с аккумуляторами — зависит от технологии, в них используемой.
Ni-Cd, Ni-MH необходимо для предотвращения падения ёмкости заряда — разряжать в нуль перед зарядкой. Иначе происходит укрупнение элементов, которые несут заряд и в итоге общая ёмкость аккумулятора падает. Именно с тех времен и родилось «при покупке обязательно разрядите, зарядите; повторите процедуру 3 раза». Это актуально и сейчас, вот только в тех же мобильниках такие аккумуляторы уже много лет неиспользуются. Но актуальности не потеряло — путем нескольких циклов глубокого разряда и последующего заряда восстанавливаются уже вроде как «убитые» аккумуляторы. То что аккумуляторы надо разряжать полностью и делать такие глубокие циклы — запомнили и передавали из уст в уста.
Но прогресс не стоял на месте и потихоньку в большинстве устройств (имею ввиду ноутбуки, мобильники, плееры) аккумуляторы сменились на литий-ионные и чуть позднее появились литий-полимерные.
Но Li-Ion, Li-Pol — устроены совсем иначе. И обращаться с ними необходимо совсем иначе. Эти аккумуляторы не терпят глубокого разряда — легко их таким образом вообще вывести из строя. Именно поэтому и продаются устройства на 2/3 заряженными. И совсем не для того, что бы устройство можно было включить для проверки.
Но закостенелость мышления людей делает своё черное дело — до сих пор ходят из уст в уста передаются «как надо правильно заряжать аккумуляторы», даже не делая акцент о каком типе идет речь. То что русскому хорошо — немцу смерть — и знать не знают.
А вот начни спрашивать — «ты хоть физику процесса знаешь?», «что там происходит при заряде, разряде, почему можно, почему нельзя?». Сказать не могут. Друг сказал… вот и курсирует десятилетиями по сарафанному радио тысячи заблуждений.
Поэтому сторонников «разрядов-зарядов» Li-Ion аккумуляторов прошу написать подробно чем же они основывают свое мнение, потому как наука и практика не на их стороне.
Их даже хранить (когда на долгое время не планируете использоваться) необходимо по разному — никель-кадмиевые и метал-гидридные необходимо полностью разрядить, а литий-ионные и литий-полимерные — наоборот зарядить процентов до 60-80.
toster.ru
Всем нам уже все уши прожужжали, что литий-ионные аккумуляторы правильнее всего заряжать постоянным током до напряжения 4.2 В. По достижении данного значения считается, что аккумулятор набрал где-то 70-80% своей максимальной емкости. К слову сказать, этот момент наступает достаточно быстро и чем больше был ток заряда, тем быстрее.
Теперь остается зафиксировать на аккумуляторе это напряжение и подержать его так еще какое-то время. За это время аккумулятор должен набрать еще процентов 20 емкости. Ток заряда при этом будет неуклонно снижаться но, что немаловажно, до нуля так никогда и не дойдет. Окончанием заряда можно считать снижение тока до ~0.05 от номинальной емкости (той, которая указана на этикетке).
Это так называемый двухэтапный режим заряда CC/CV, о котором более подробно мы рассказывали в этой статье.Описанная логика по своей сути очень правильная и в первом приближении не имеет недостатков: быстрый набор основной емкости, четко заданные критерии перехода к фазе снижения тока и момента окончания зарядки. Но так ли это?
На самом деле, для описанной выше логике работы зарядных устройств порог в 4.2 вольта выбран далеко не случайно. Дело в том, что длительное прикладывание повышенного напряжение к li-ion аккумуляторам ведет к деградации их электродов и электродных масс (электролита) и, как следствие, потери емкости. А так как фаза заряда с фиксированным напряжением и падающим током обычно довольно длительная, то желательно ограничить напряжение сверху на уровне 4.2 (или 4.24В). Что и делается на практике.
Однако, более правильным было бы контролировать напряжение на аккумуляторе не тогда, когда через него протекает большой зарядный ток, а во время холостого хода. Дело в том, что в зависимости от величины внутреннего сопротивления батареи и тока, напряжение на аккумуляторе может запросто достигать 4.3 и даже 4.4 Вольта (если, конечно, нет PCB-модуля, который отрубит акб из-за перенапряжения). Таким образом, зарядное устройство перейдет в режим стабилизации напряжения немного раньше, чем хотелось бы, увеличивая тем самым общее время заряда.
Умная зарядка дейстовала бы следующим образом: сначала отключила бы зарядный ток, выждала бы небольшую паузу, измерила бы напряжение холостого хода на аккумуляторе и на основании этого приняла бы решение о своих дальнейших действиях. Чем ближе напряжение приблизилось к 4.15В (это напряжение полностью заряженного аккумулятора), тем более короткий импульс зарядного тока выдает зарядка. Как только напряжение достигнет заданного порога (4.15 вольта), импульсы тока совсем прекратятся.
Вот как это выглядит на графике:
В таком зарядном устройстве можно оставлять аккумулятор на сколь угодно длительное время, и он будет подзаряжаться по мере необходимости.
Мы только что описали еще один (более правильный) способ зарядки литиевых аккумуляторов — импульсный. Но такие зарядки менее распространены, так как для реализации этого алгоритма требуется микропроцессорное управление, что усложняет и удорожает схему.
Но не надо грустить! Оказывается, существует схема импульсного зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов БЕЗ МИКРОПРОЦЕССОРА. Вот она:
Как это ни удивительно эта несложная схема в полной мере реализует весь описанный выше алгоритм заряда при полном отсутствии «мозгов». Схема работает следующим образом.
С момент включения схема начинает заряжать аккумулятор постоянным током. Величина тока зависит от напряжения питания и сопротивления резистора RD.
В момент, когда напряжение на элементе при наличие зарядного тока начинает превышать 4,15 Вольта, компаратор (KA393 или KIA70XX) видит это и закрывает транзистор VT1. Далее следует пауза, за время которой напряжение на элементе снижается до своего истинного значения. Т.к. напряжение холостого хода на аккумуляторе ещё не достигло величины 4,15 В, оно вскоре упадет ниже этого значения. Компаратор, увидив это, вновь откроет зарядный ключ.
Процесс будет повторяться снова и снова, с той лишь разницей, что по мере зарядки аккумулятора импульсы зарядного тока будут всё время сокращаться, а длительность паузы между импульсами, наоборот, увеличиваться. То есть будет увеличиваться скважность импульсов.
Ближе к концу зарядки длительность импульса зарядного тока составляет доли процента от длительности паузы между ними, а напряжение на элементе будет практически равно 4,15 Вольта (конкретное значение выставляется потенциометром R1 при настройке схемы).
Теперь о деталях. Разумеется, можно использовать обычный трансформатор без средней точки. Прекрасно можно обойтись и однополупериодным выпрямителем. А еще проще взять в качестве питания какой-нибудь уже готовый 5-вольтовый зарядник от сотового телефона. Чтобы его не спалить возможно придется еще сильнее ограничить ток заряда, увеличив RD, например, до 0.47 Ом.
Транзисторы что-то типа KTA1273. Силовой полевик указан на схеме, но еще лучше взять PHB108NQ03LT (выпаять из старой материнской платы от компа).
Подстроечник 470 Ом. И не самых маленьких размеров, т.к. он все-таки должен рассеивать какую-то мощность. Брать более 470 ом не советую, т.к. это увеличивает гистерезис срабатывания микросхемы KIA (микросхема может просто вырубить зарядку вместо того, чтобы генерировать импульсы, как задумано).
Схемы можно объединять в последовательные цепочки. Это позволяет заряжать батареи из последовательно соединенных аккумуляторов.
Внимание! В случае одновременного заряда нескольких элементов соединенных последовательно, для каждого аккумулятора должна использоваться своя схема со своим собственным трансформатором питания. Или со своей собственной вторичной обмоткой трансформатора. В любом случае каждый канал должен иметь собственный источник питания, не имеющий гальванической связи с другими источниками. В противном случае некоторые из аккумуляторов окажутся замкнутыми накоротко и произойдет небольшой ба-ба-бах!
Схему можно значительно упростить, выкинув необязательные цепи, а также заменив полевик на обычный биполярный транзистор. Вот, например, парочка вполне рабочих вариантов:
Транзистор можно заменить на наш дубовый КТ837. Питания лучше не делать больше 6 вольт, т.к. чем оно выше, тем сильнее все будет греться. Резистором R1 при сильно разряженном аккумуляторе нужно ограничить ток на уровне 700-800 мА, этого будет вполне достаточно для одного элемента li-ion. При подборе резистора главное не превысить максимальную мощность силового транзистора и способности источника питания.
Если не получилось найти микросхемы KIA70хх, их можно заменить другими детекторами напряжения, например, BD4730. Вот вариант зарядки с этой микросхемой:
Для того, чтобы настроить схему, необходимо отловить момент, когда напряжение на аккумуляторе станет ровно 4.2В и в этот момент выставить на 5-ом выводе микросхемы напряжение 2.99 Вольта (при помощи резистора R6). Если есть регулируемый блок питания, можно выставить на нем ровно 4.2 Вольта и на время настройки подключить его вместо аккумулятора.
Любая из этих схем позволяет заряжать литиевые аккумуляторы любых типоразмеров и емкостей (с учетом коррекции зарядного тока) — от небольших элементов в призматических корпусах до циллиндрических 18650 или гигантских 42120.
electro-shema.ru
11 158
Привет!
Принес пару недель назад 6 макитовских девайсов в ремонт.
4 шуруповёрта, 1 лобзик и 1 шлифмашинку.
Прямо коробку целую. Тяжелую.
Озвучили мне цену ремонта. Оказалось, только один шуруповёрт имело экономический смысл восстанавливать. Остальные пошли на запчасти.
Вобщем, сама собой пришла пора замены парка ручного аккумуляторного инструмента.
Вот и закупил сразу для всех столяров новые шуруповёрты с Li-ion аккумуляторами.
Сразу проблема.
Парни привыкли к Ni-cd аккумуляторам, а Li-ion требуют совсем другого подхода. Прямо до противоположности.
И, понятно, речь ведь идет не только о том, как заряжать Li-ion аккумулятор шуруповёрта. Если его неправильно разряжать и/или хранить – тоже мало хорошего для него будет.
Поэтому просмотрел пару десятков сайтов и пару часов видео.
Выкинул всю шелуху и сделал самую «сухую» без «воды» выжимку.
| Глубина разряда | Количество циклов заряда |
|---|---|
| 100% | 500 |
| 50% | 1500 |
| 25% | 2500 |
| 10% | 4700 |
Резервный Li-ion применяйте в случае если основной рабочий Li-ion разрядился в результате интенсивной работы и нет времени ждать его зарядки.
Вот и все. Теперь вы знаете как заряжать Li-ion аккумулятор для шуруповерта.
Вот отсюда можете скачать себе отформатированную на А4 страницу памятку по разумному использованию Li-ion аккумуляторного шуруповерта.
Я вручил такую каждому столяру, да еще повесил в цехе на доску объявлений.
И вот еще может быть вопрос – почему я перешел с Ni-cd на Li-ion аккумуляторные шуруповёрты?
Вот преимущества Li-ion аккумуляторов перед Ni-cd:
Есть ли недостатки?
Не знаю таких.
Пишут что:
Ну и, наконец, если вы работаете с шуруповертом профессионально – не сомневайтесь особо – рассыпется он одновременно с Li-ion батареей. Так что покупать отдельно Li-ion аккумулятор скорее всего не придется.
Как раз при разумном невандальном использовании на пару-тройку лет должно шуруповерта хватить.
И, да, еще одно важное правило. Не экономьте на мощности шуруповерта. Она соответствует вольтажу батареи. Берите с Li-ion батареей на 20 вольт минимум. Крутить будет как зверь.
А кУпите слабенький – толку мало от него будет, и радости от копеечной экономии не будет тоже.
Я вообще набрал шуруповертов с батареями Li-ion на 25 вольт. Столяры не нарадуются. Особенно после Ni-cd на 14 вольт.
Вроде всё. Остались вопросы, не согласны с чем-то – пишите в комменты.
P.S.S. После прочтения статьи появились вопросы, замечания, возражения? Пишите их в комментариях ниже. Постараюсь ответить на все.
www.fitosauna.ru