Ładowarka do akumulatorów-Bateria li-ion lub litowo-jonowa to akumulator, który wykorzystuje interkalowany związek litu na dodatnim końcu i grafit na ujemnym terminalu. W większości elektroniki użytkowej, 3.7V Li-ion baterie są z komputerów latarki do akumulatorów pojazdów elektrycznych. Z drugiej strony, ładowarka baterii jest aplikacją używaną do przechowywania energii w akumulatorze, ponieważ prowadzi przez niego prąd elektryczny. Ograniczają one szybkość, z jaką prąd/napięcie przechodzi przez baterie, aby zapobiec przeładowaniu. Dlatego ten artykuł będzie nurkował głęboko w podkreślaniu prądu ładowania lub napięcia i materiałów do wykorzystania podczas projektowania obwodów ładowarki akumulatorów litowo-jonowych.
Ładowarka do akumulatorów litowo-jonowych 3.7V - schemat ideowy
Jest to przykład ładowarki do baterii Li-ion, która może ładować baterię litowo-jonową 3,7V przy użyciu zasilania 5VDC. Bateria wykorzystuje mikroprocesor MCP73831, cenny zaawansowany kontroler dla aplikacji o ograniczonej przestrzeni i wrażliwych na koszty. Układ stosuje algorytm stałego napięcia/prądu z ustalonymi wcześniej warunkami i zakończeniem ładowania.
(Schemat ideowy ładowarki do akumulatorów litowo-jonowych 3.7V)
Projekt ładowarki baterii litowo-jonowej - użycie MOSFET, LM317
Po pierwsze, musimy zidentyfikować, że baterie litowo-jonowe są bardziej podatne na przeładowanie lub wysoki prąd początkowy, cecha znana jako ładowanie z szybkością 1C. W tym momencie C symbolizuje wartość Ah baterii otrzymującej ładunek. Zazwyczaj standardową wartością jest 0,5C. Jednakże, nie jest wskazane, aby używać tych ekstremalnych ładowań, ponieważ powoduje to stres na baterii, co skutkuje wysoką temperaturą. Niemniej jednak, oto kilka układów scalonych do ładowania baterii.
(zdjęcie ładowarki do akumulatorów li-ion)
Ładowarka do akumulatorów-Ładowarka Li-Ion wykorzystująca pojedynczy MOSFET
Jest to jedna z najtańszych i nieskomplikowanych ładowarek li-ion, jakie można wykonać. Do stworzenia tego prostego układu potrzebny będzie jeden MOSFET, timer oraz rezystor 470-ohm ¼ wata. W kursie brakuje regulacji temperatury akumulatora, dlatego pamiętaj o zastosowaniu niskiego prądu wejściowego obwodu. Zalecane stałe ilości prądu to około 0,5C.
(Rysunek obwodu ładowarki Li-Ion z wykorzystaniem pojedynczego MOSFET-u)
Układ ładowarki do akumulatorów litowo-jonowych z wykorzystaniem LM317
Ładowarka do akumulatorów-Potrzebne materiały
Trzy oporniki: R1(330Ω), RV1(1kΩ) i R2*(2.2Ω,1/2 -wata)
Dwa kondensatory: C1( 1000µF, 25V) i C2(100nF)
Półprzewodniki: LM317 (regulator napięcia zmiennego dodatniego), BC547 (tranzystor NPN ogólnego przeznaczenia) oraz 1N4007 (dioda prostownicza)
Różne
Blok dwóch zacisków
Działanie ładowarki akumulatorów Li-Ion przy użyciu IC 317
Układ wykorzystuje układ scalony LM317 i tranzystory NPN do wykrywania i ograniczania prądu, utrudniając sytuację przeładowania. Kiedy prąd jest dopuszczony do przepływu w przebiegu, IC 217 ogranicza prąd i generuje napięcie wyjściowe 3.9V do podłączonej baterii litowo-jonowej. Z drugiej strony, temperatura jest kontrolowana przez dwa tranzystory NPN podłączone do pinu ADJ. Pin ADJ jest uziemiony, więc jeśli tranzystory przewodzą, powstaje zwarcie, co powoduje wyłączenie prądu wyjściowego do akumulatora.
(Rysunek obwodu ładowarki akumulatora Li-Ion z wykorzystaniem układu IC 317)
Ładowarka do akumulatorów-Kalibracje krok po kroku
Projekt płytki drukowanej
Poniżej znajduje się strona komponentowa PCB obwodu baterii litowo-jonowej.
(obraz modułu ładowania Li-Ion - strona komponentu)
Ładowarka do akumulatorów-Ładowanie i wydajność
Podczas rozładowywania proces ładowania polega na tym, że jony litu przemieszczają się z elektrody ujemnej do dodatniej. Podczas ładowania dzieje się odwrotnie.
Konserwacja akumulatorów litowo-jonowych wymaga minimalnych wymagań i prostych instrukcji, jednak są to istotne zastosowania. Na przykład, należy zapewnić odcięcie prądu/napięcia na całym poziomie ładowania, zapewnić stałe napięcie i stały prąd wejściowy. Nie należy dopuszczać do pełnego rozładowania baterii. Dodatkowo, ładowanie/rozładowanie akumulatora wpływa na jego temperaturę, która mieści się w zakresie temperatury pokojowej. Dzięki temu Twoja Bateria będzie działała z powodzeniem.
Safety
Dostępna i tania dla producenta
Bardzo niskie samorozładowanie
Stara technologia stąd dojrzała i jest wystarczająca ilość informacji o akumulatorach
Wymagają niewielkiej konserwacji
Ładowarka do akumulatorów-Wady
Nie można przechowywać baterii po rozładowaniu
Wymagają ochrony przed przeładowaniem lub zbyt głębokim rozładowaniem
Starzenie się z czasem, niezależnie od tego, czy są używane czy nie
Wymagają ochrony przed przeładowaniem lub zbyt głębokim rozładowaniem
Starzenie się baterii w czasie, niezależnie od tego, czy jest używana czy nie
Wnioski
Generalnie, baterie Li-ion mają większą żywotność i znacząco wzrasta ona, jeśli głębokość każdego rozładowania mieści się w 80% pojemności znamionowej. Niemniej jednak, jeśli ręczne monitorowanie baterii jest zadaniem, można przyjąć automatyczny układ, aby zachować bezpieczeństwo i zapewnić dłuższą żywotność baterii. Na przykład, układ scalony TP4056 posiada funkcję automatycznego odcięcia i automatycznego ładowania. Wreszcie, prosimy o kontakt z nami w przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących baterii litowo-jonowych lub ich obwodów.