18650:n liittäminen suojakorttiin. Kiinalaisten tavaroiden tukkukauppa

Levy on suunniteltu suojaamaan litiumakkua oikosululta, ylilataukselta ja ylipurkaukselta. Sitä on tarkoitus käyttää maksimivirralla 3 A, joten 4 A vaihtoehto on myös melkein sama, mutta 2 A (liite B A:n sijaan), hieman halvempi.

Nimi kertoo selkeästi akun vakiokoon, mutta levy sopii myös useimpiin litiumakuihin, joiden halkaisija on 18 mm, esim. 18350, 18490, 18500. Ja jos et käytä akkuun asennusta, se sopii mihin tahansa vakiokokoon, tärkeintä on, että enimmäisparametrit ovat sopivia.

Testaus

Parametrit myyjältä:

• Akun enimmäisjännite: 4,275 V
• Akun vähimmäisjännite: 2,5 V
• Lähtövirta: 4A

Myyjällä ei ole muita tietoja, joten päätin testata levyn ominaisuuksia itse. Testattu käyttämällä kahta lähdevaihtoehtoa - ja akkua. Ensimmäinen tarvittiin jännitesuojan toiminnan tarkistamiseksi, toinen - nykyinen.

Todellakin, kun se saavuttaa 2,5 V tai hieman alle, kortti katkaisee sisääntulon, ulostulo osoittautuu nollaksi, eikä pankkia pureta enempää. Jotta piiri alkaa jälleen kulkea virtaa, tulojännite on nostettava 3 V:iin. Tämä hystereesi eliminoi tarpeettoman kytkennän tilan vaihtamisen yhteydessä.

En pystynyt testaamaan ylilataussuojaa kokonaan, mutta se näyttää toimivan. Jos lataat yksinkertaisella jännitelähteellä vastuksen kautta. Tarkistaakseen latauksen latauksen loppupuolella kortti katkaisee lähdön ja jatkaa lataamista, jos pankin jännite on edelleen alhainen. Tarkastustaajuus on noin kerran sekunnissa. Testasin lataamista useiden laturien kautta, käyttäytyminen on erilaista kaikkialla, laturit itse ohjaavat koko prosessia, eikä kortti häiritse niitä.

Jos maksimivirta ylittyy (ilmoitetaan 4 A), kortti sammuu ja ulostulossa on nollavirta. Jotta lauta toimisi uudelleen, kuorma on poistettava. Oikosuljetin akun suojalla 1 ohmin vastukseen, lähtövirta meni hieman yli 2,5 A, jännite oli vastaavasti sama. Tämä on ainoa kyseenalainen kohta tässä taulussa. Osoittautuu, että heti kun lisään hieman kuormaa (pienennä vastusta), jännite laskee edelleen ja levyn jännite katkeaa. Akku on normaali, ja se pystyy toimittamaan tarkalleen jopa 2,8 A. Ehkä johdot ja yleismittari vaikuttivat. Seuraavaksi oikosulun kortin lähdön ja se sammuu välittömästi. Suojauksen nollaamiseksi sinun on sammutettava kuorma.

Valmistautuminen kokoonpanoon

Kytkentäkaavio on yksinkertainen, levyn koskettimet on merkitty, mutta levyn kiinnitys akkuun ei ole helppo tehtävä, lähinnä erikoismateriaalien tarpeen vuoksi. Tarvitset ehdottomasti jotain asetettavaa levyn ja akun väliin sekä litteän johtimen, joka ulottuu akun plussasta miinukseen.

Koska nyt tulee juottaminen akun plussaan, niin plussaan on lisättävä jotain kuperampaa, jotta kuorma ei putoa tämän juottamisen paikkaan, olen jo tehnyt jotain vastaavaa.

Sähköliitännät ovat jälleen melko yksinkertaisia. Levyn takaosa on kokonaan kosketinlevy, joka tunnetaan myös nimellä "P-" -tappi, sitä ei tarvitse juottaa. "P+"-napa, kuten "B+"-napa, on kytkettävä akun positiiviseen napaan. Ne on jo kytketty levylle, joten teippi voidaan vetää mistä tahansa. Toisen johdon tulee kytkeä "B-" akun miinukseen, sen tulee olla lyhyt ja sopia kokonaan levyn ja akun väliseen rakoon.

On parasta käyttää metallinauhaa pitkänä johtimena levystä akun plussaan. Tällaisia ​​nauhoja voi ostaa jopa Ebaysta, mutta tarvitsen vain pari nauhaa, on järkevää katsoa näköetäisyydeltä. Löysin tämän kuparinauhan, paksuus ~ 0,1 mm, ihanteellinen. Litteän johtimen käytön tarve selittyy halulla säilyttää akun kokonaismitat usein kuluttajalaitteissa ei ole ylimääräistä välystä.

Levy on kiinnitettävä jotenkin akun negatiiviseen tyynyyn. Täällä tarvitset yhdistettä, tiivistysainetta tai ehkä kaksipuolinen teippi riittää. Kaikki riippuu siitä, aiotko huoltaa tätä piiriä tulevaisuudessa. Lisäkiinnitys on lämpökutistuva putki, joten absoluuttinen kiinnitys vaikuttaa valinnaiselta.

Kokoonpano ja yhteenveto

Päätin kokeilla sitä ensin tyhjällä akulla. Näin voin tarkistaa kaikki toimet virheiden varalta ilman riskiä.

Katsotaan kuinka paljon tölkin pituus muuttuu.

Toistaiseksi jatke on havaittavissa vain parilla millimetrillä, mutta täytyy ottaa huomioon, että myös negatiiviseen koskettimeen tulee juottamista (reunaa pitkin juottamalla voi säästää rahaa, mutta en ajatellut sitä heti, mutta sitä varten anturitesti on tarkoitettu), samoin kuin tiiviste levyn ja akun välissä, päihitti en halua siruja laitteistoon. Se voidaan tehdä myös melko ohueksi, mutta vahvaksi, koska täällä ei ole suuria jännitteitä, mutta fyysistä voimaa käytetään usein. Toistaiseksi päätin laittaa vanhan kutistepalan, melko paksua. Eli tein kaiken mahdollisimman paksuksi.

Ota teippi ja leikkaa pari palaa irti. Pitkä pala kulkee koko akkua pitkin, lyhyttä tarvitaan vain laudan tyynyn oikosulkemiseen tölkin miinuksella, voit jopa käyttää lankaa. Tinaamme kaikki heti ja juotamme toinen pää levyyn.




Seuraavaksi sinun on juotettava lyhyt pää tölkkiin. Sinun täytyy juottaa vähimmäismäärällä juotetta, kaikki ylimääräinen pidentää valmiin kokoonpanon. Leikkasin toista sivua hieman irti, jotta teipille jäisi tilaa. Kaikki on kytkettävä niin, että nauhan mutkat eivät ulotu akun yli.


Juota nyt jäljellä oleva teippi tölkin plus-osaan. Tässä on erittäin tärkeää varmistaa, että tämä nauha ei kosketa tölkin runkoa. Lisää eristettä teipin alle. Koska tämä on testi tyhjälle akulle, olin liian laiska tekemään tätä eristystä (turhaan, koska tämä on myös materiaalitesti). Tämä eristys on perusta akun turvalliselle käytölle, koska jos koteloon tulee oikosulku, akku oikosulkee ohittaen suojan.

Seuraavaksi jää vain kiristää putki ja asettaa se niin, että se kiertyy hieman reunan yli molemmista päistä. Ja tässä ilmestyi pääongelma - putki osoittautui liian hauraaksi. Lisäksi oli valitettavaa, että putken mutka putosi nauhan yhteen reunaan, mikä johti välittömästi repeämiseen. Laudan reunat olivat liian teräviä ja ne rikkoivat myös putken.




Plussapuolella kaikki on hienoa. Tämä putki pelkää ylikuumenemista, ehkä tämä vaikutti myös tulokseen.

Valitettavasti minulla on rajoitettu määrä lämpökutistetta (edellinen tilaukseni oli viallinen). Siksi päätin lykätä toista yritystä. Aluksi en aikonut käyttää näitä levyjä aiottuun tarkoitukseen, tämä muoto oli onnettomuus. Mutta testin aikana sain selville jotain siltä varalta, että haluan yrittää uudelleen:

1. Tärkeintä on, että on parempi ottaa suojalla varustettu purkki, joka on täsmälleen sama. On epätodennäköistä, että pystyt tekemään sen paremmin ja halvemmalla itse.
2. Älä ylikuumenna lämpökutistetta. Pidä taitokset poissa metalliteipistä.
3. Poista purseet nauhalangasta. Tasoita purkin pinta niin paljon kuin mahdollista. Nauha on eristettävä hyvin kotelosta ja ulkoisesta ympäristöstä.
4. Juota kosketin negatiiviseen koskettimeen lähellä reunaa niin, että juotos ei lepää levyn keskiosaa vasten sirujen kanssa.
5. Lämpökutiste pitää levyn melko tiukasti kiinni, ei tarvitse huolehtia levyn kiinnittämisestä akkuun. Mutta jos on sopiva yhdiste, sinun tulee käyttää sitä.
6. Levyjen reunat kannattaa tylstää esimerkiksi asettamalla sähköteippikerros tai sama lämpökutiste kehän ympärille.
7. Vaikka kuinka yrität, 3-5 mm akkuun lisätään silti.

Levyjä voidaan käyttää suojana kotitekoisille tai valmiille laitteille. Voit myös rakentaa tällaisen levyn ei akkuun, vaan akun pidikkeeseen. Tällaisia ​​valmiita malleja on saatavilla markkinoilla.

On epätodennäköistä, että yritän enää tehdä suojattua akkua itse, olen liian kömpelö siinä. Pysyn alkuperäisessä ajatuksessa käyttää kuluttajalaitteita akkujen sijaan.

En vieläkään ymmärrä, mikä kolmas siru on asennettu levylle, merkintä 10DB tai 100B, toinen rivi G62S. Jos joku tietää niin vinkkaa kommentteihin. Loput kaksi piiriä ovat kenttätransistoreiden kokoonpanoja, kaksi kullekin.

Tärkein tulos tässä minulle on tämä. Suojatuissa akkupankeissa on merkittävä suunnitteluvirhe koko rungon läpi kulkevan johtavan nauhan muodossa. Sen vaurio tai, todennäköisemmin sen terävistä reunoista johtuen, sen alla/yläpuolella olevan eristeen vaurioituminen voi johtaa nauhan kosketukseen rungon kanssa, eli akun oikosulkuun, joka ohittaa suojauksen. Näin ollen on epätodennäköistä, että suojattujen sylinterimäisten akkujen, erityisesti kotitekoisten, käyttö on turvallisempaa kaikissa sovelluksissa.

Turvatoimet

Mutta jos sinulla ei ole tällaisia ​​laitteita, voit tulla toimeen juotosraudalla. Voit lyhentää kuumennusaikaa tinauksen aikana käyttämällä aktiivista fluxia, muista puhdistaa se jälkeenpäin. On erittäin vaikeaa tinata akku pienitehoisella juotosraudalla, jossa on ohut kärki, käytä sopivaa työkalua. Ota huomioon 1-2 sekunnin jatkuva kosketus juotosraudan ja akun välillä. Jos se ei toimi niin nopeasti, anna akun jäähtyä ja säädä työkalujasi ja/tai tekniikkaasi.

Juotin kaiken juotosraudalla kiinnittämättä huomiota vähäiseen ylikuumenemiseen, koska testiakku oli joka tapauksessa tyhjä.

Päivitys 3.7.2017

Näen usein neuvoja, että se on kiinnitettävä vastushitsauksella, näyttää siltä, ​​​​että juottamalla tapahtuu ylikuumenemista. Kosketushitsaus lämmittää myös kosketuskohdan ja korkeampaan lämpötilaan (kuparin sulamispiste on noin 1350°C, toisin kuin juotteen maksimi 300°C). Mutta vastushitsauksen aikana pienempi määrä metallia kuumennetaan. En ole varma, kumpi menetelmä on turvallisempi tässä, mutta olen varma, että molemmat ovat varsin soveltuvia.

Tämä myytti on jo voitettu, mutta nyt näen juotoskärjeistä usein myös neuvoja erittäin tehokkaiden juotoskolvien valintaan. Myös hölynpölyä. Juotosajat ovat nopeita täällä, ja ainoa asia, jolla on merkitystä, on kuinka paljon energiaa kärki varastoi ja kuinka nopeasti se pystyy vapauttamaan sen. Pelkkä paksu kärki litteällä teroituksella riittää, vaikka 25 watin juotoskolvi 5 mm:n kärjellä.

Itse asiassa paljon suurempi ongelma on juotosliitoksen mekaaninen lujuus. Jos et käytä erityisiä temppuja (kuvattu), teippi purkista voidaan repiä irti erittäin helposti.

Tämä taulu oli ollut varastossa pitkään, kunnes tuli mahdollisuus käyttää sitä aiottuun tarkoitukseen. Jos pidät kaavioista ja työkaluista, se on mielenkiintoista.

Jos joku muistaa, minulla on muunnettu ruuvimeisseli
Yli 2 vuoden ajan se toimi aktiivisesti ja säännöllisesti purkaen ja latautuen 40 kertaa.
Kunnes hän ylikuormitti sen itse pahoin, tehden OSB-levyyn tuuletusreiän 102 mm:n kruunulla pitäen tuskin työkalua molemmin käsin :)


Langallinen ruuvimeisseli ei myöskään kestänyt tätä työtä, eikä käsillä ollut tehokasta poraa. Tuloksena on, että yksi akuista ei kestänyt väärinkäyttöä ja meni tauolle. Lainkaan:(
Akun osittaisen purkamisen jälkeen kävi ilmi, että rullan alumiininauhakosketin oli palanut. En osaa vielä korjata akkuja :(




Työkalua tarvittiin kipeästi, joten ensimmäinen ajatus oli ostaa sama 26650 LiMn2O4 akku ja palauttaa akkupaketti nopeasti. Mutta samaa akkua ei löytynyt kaupoista. Kiinasta tilaaminen ja odotus on liian pitkä...
Lisäksi päätin lisätä yksikköön BMS-suojalevyn, jotta tämä ei toistu. Mutta ongelma on, että akussa ei ole yhtään vapaata tilaa :(
Lyhyesti sanottuna, ostin suhteellisen halvan suurvirran SONY US18650VTC4 (2100mAh 30A huippu 60A). Ne maksavat 750 ruplaa 3 kappaletta - tämä on hieman kalliimpaa kuin Kiinasta tilaaminen, mutta tässä ja nyt! Otti
2100 mAh:n kapasiteetti on tietysti huomattavasti pienempi kuin entinen 3500 mAh, mutta selviän siitä jotenkin, kyllästyy silti nopeammin kuin purkautuu. Seuraavalla savutauolla ja välipalalla voi ladata, varsinkin kun nyt lataan sen uudella laturilla korkealla virralla :)
Tarkistin jäljellä olevien kahden 26650 3500 mAh akun jäljellä olevan kapasiteetin suhteen - sain 3140 mAh. 10 %:n kapasiteetin pudotus on ihan hyväksyttävää ja akkuja voi silti käyttää jossain.

Haluttaessa tämä kortti voidaan helposti muuntaa 2S:ksi yhdistämällä B2 ja B+ hyppyjohdolla, kun taas virtakytkimet voivat lämmetä enemmän kenttäkytkinkanavien resistanssin kasvun vuoksi.
Ohjaimet tarjoavat suojaa

Rikkomatta periaatteitani kopioin alkuperäisen piirikaavion.


Vaikka järjestelmä näyttää monimutkaiselta, se toimii yksinkertaisesti ja selkeästi. Virheet eivät tietenkään ole kadonneet - kiinalaiset pitävät jälkensä :)
Transistorien numerointi esitetään tavanomaisesti.
Tasomuunnin ja signaalin lisäin HY2210:llä on asennettu pnn-transistoreihin Q1-Q6
Yksinkertainen transistorilogiikka tehokytkimien ohjaamiseksi on koottu n-p-n-transistoreihin Q7-Q9
Q7 avautuu, kun mikä tahansa akku puretaan yli 2,40 V:n jännitteeseen, palautuminen tapahtuu, kun jännite ylittää 3,0 V (kuorman poistamisen tai lataukseen kytkemisen jälkeen).
Q8 varmistaa, että suoja lukittuu laukaisun jälkeen, kunnes kuorma on poistettu kokonaan. Samalla se tarjoaa nopean suojan kuorman oikosulun varalta, kun virta hyppää yli 100 A.
Q9 avautuu, kun mikä tahansa akku ladataan yli 4,28 V:n jännitteeseen. Tässä tapauksessa virtakytkimet eivät häiritse purkausvirran virtausta.
En tarkistanut kaikkien ohjaimien tarkkoja kynnysarvoja, koska... tämä on työvoimavaltaista, mutta todellisuudessa ne eivät juurikaan poikkea eritelmässä ilmoitetuista.

S1 ja S2 ovat vain ohjauspisteitä, eikä niillä ole mitään tekemistä lämpösuojauksen kanssa. Lisäksi niitä ei voi yhdistää toisiinsa. Kerron ja näytän sinulle alla, kuinka lämpösuoja liitetään oikein.
S1:ssä näkyy signaali, kun jokin elementti on ylipurkautunut.
S2:ssa näkyy signaali, kun jokin elementti on ylivarattu, sekä sen jälkeen, kun virtasuoja laukeaa.
Levyn virrankulutus on hyvin pieni (useita mikroampeeria).

Uudet akut

Akut on allekirjoitettu ja testattu, kapasiteetti vastaa nimellisarvoa

Huolimatta vastushitsauskoneen olemassaolosta juotin akut, koska... tässä tapauksessa tämä on paras ratkaisu.
Ennen juottamista on paristot tinattava hyvin.

Akut juotetaan ja asennetaan paikoilleen

Levy on juotettu (kuvassa levy on jo uusittu)
Varo oikosuluttamasta paristojen päitä.

Virtajohdot - silikonieristetty 1,5 neliömm
Ohjausjohdot - MGTF-0.2

Tyypillinen piirilevyn kytkentäkaavio ei ole optimaalinen, koska Levylle menee jopa 4 virtajohtoa. Yhdistin sen yksinkertaisemmalla mallilla, kun vain 2 virtajohtoa menee piirilevyyn. Tämä liitäntä on sallittu, kun akkujen liitäntäjohdot ovat lyhyitä.

Kuormituksen alaisena, kun painat liipaisinta voimakkaasti, levysuoja laukeaa välittömästi:(
Aluksi oletin loogisesti, että se katkesi virran ylikuormituksen takia, mutta kortin shuntin oikosulku ei muuttanut mitään. Kävi selväksi, että kortin nykyinen ylikuormitus ei laukaise suojausta.
Seuraavaksi liitin tallennustilassa olevan oskilloskoopin akkuihin ja tarkistin niiden jännitteen kuormitettuna. Jännite onnistui pudota alle 7V ja suojaus toimi heti :(
Tästä syystä suojaus laukeaa. Miksi jännite putosi niin paljon, koska akut ovat korkeavirtaisia? Siirrytään mittauksiin ja laskelmiin:
- akun jännite 11,4 V (HP890CN)
- akkujen sisäinen vastus teknisistä tiedoista DC-IR 66 mOhm (3x22 mOhm)
- mitattu moottorin resistanssi 63mOhm
- liitäntäjohtojen ja ruuvimeisselin kytkimen vastus - 23 mOhm
- suojalevyn vastus - shuntti + MOSFET + liitäntäjohdot - 10 mOhm
Piirin kokonaisvastus 66+63+23+10=162mOhm
Piirivirta 11,4/0,162= 70A
Paljon kuitenkin...

Mutta ongelma ei ole virta, vaan akkujen jännitteen pudotus.
70A virralla kunkin akun jännite laskee 70*0,022=1,54V ja tulee 3,8-1,54=2,26V. Tämä on todellinen syy suojan laukeamiseen!
Suojaa ei kannata säätää tai poistaa – käytön turvallisuus heikkenee, joten sitä tulee yksinkertaisesti hidastaa moottorin käynnistyessä. Lisää 0,47uF kondensaattori oikeaan paikkaan ja viive on valmis :)
Jos jonkun on vaikea juottaa pikkurahaa levylle, voit juottaa kondensaattorin pintaliitännällä S1:n ja B-
Minun oli helpompi asentaa SMD-kondensaattori :)
Moottorilla on nyt tarpeeksi aikaa pyöriä kuormitettuna. Kun moottori on täysin tukossa täydellä kaasulla, suojaus aktivoituu 0,3 sekunnin kuluttua, eikä heti, kuten ennen.
Uudelleen suunniteltu lauta


Älä kiinnitä huomiota 470kOhm vastukseen - alkuperäinen 510kOhm vastus vaurioitui kokeiden seurauksena ja se korvattiin millä tahansa käsillä olevalla :)
Levy sisältää korkearesistanssipiirejä, joten juottamisen jälkeen levy on pestävä perusteellisesti.

Kaava uudelleentyöskentelyn jälkeen

Kuvaus kaikista parannuksista
1. HY2210:n nastasta 2 juotettiin tarpeeton 0,1 µF kondensaattori shunttiin. On epäselvää, miksi he asensivat sen ollenkaan. Se ei vaikuta työhön, mutta juotin sen varalta.
2. Kanta-emitterivastus on lisätty normaalia palautumista varten suojauksen lauetun jälkeen.
Ilman sitä suojan automaattinen palautuminen kuorman poistamisen jälkeen on erittäin epävakaa, koska Pieninkin häiriö P-:ssä estää suojauksen palautumisen. Sopiva vastuksen arvo on 1-3 MOhm. Juotin tämän vastuksen varovasti suoraan transistorin napoihin. Varo ylikuumentamasta sitä!
3. 0,47 uF:n kondensaattori on lisätty hidastamaan ylipurkaussuojan vastetta 25 ms:sta (tyypillinen HY2210:lle) 300 ms:iin. Yritin kytkeä 0,1 uF:n kondensaattorin - suoja vastasi liian nopeasti mojovaan RS-775-moottoriin. Jos moottori on aivan brutaali, saatat joutua asentamaan kapasitiivisemman kondensaattorin, esimerkiksi 1 µF

Nyt jyrkkä liipaisimen painaminen kuormitettuna ei laukaise suojausta :)

Suojaavan lämpökytkimen liittäminen.
Sekä NO- että NC-lämpökytkin voidaan kytkeä tähän korttiin.
Tarjoan alla olevat kaaviot.


Käytin NO lämpökytkintä KSD 9700 5A 70ºC

Liimattu akkuihin

Samalla päätin luopua virtalähteestä lataamisesta virtaa rajoittavilla vastuksilla ja ladata akut muunnetulla 3S 12.6V 3A laturilla

Lopullinen kaava osoittautui tältä

Latausletku 12,6V 3A

Olen jo tehnyt sille UV:n. kirich, mutta kuten aina, minulla on jotain lisättävää

Alkuperäisessä muodossaan laturi ei pidä ilmoitettua 3A virtaa ja ylikuumenee. Lisäksi se lähettää havaittavia häiriöitä lähellä olevaan radiovastaanottimeen.
Laturi purettiin jo ennen testejä :)

Lataus eroaa yksinkertaisista virtalähteistä lisäasennettujen virranrajoituspiirielementtien ansiosta.

Kerron lyhyesti muutoksista :)
- Puuttuva tulosuodatin asennettu. Nyt radio ei vastaa lataukseen.
- Siirsi termistori NTC1 (5D-9) ja sulake LF1 (T2A) oikeisiin paikkoihin
- Kortilla on tilaa purkausvastusten R1 + R2 asentamiseen. Niitä tarvitaan CX1:n purkamiseen sen jälkeen, kun lataus on irrotettu verkosta. Asensin CX1:n rinnalle purkausvastuksen OMLT-0,5 620 kOhm :)

Asensin lähtökuristimen L1 jumpperien sijaan. Toiminta ei vaikuttanut millään tavalla, koska latauksen lähtöaaltoilulla ei ole suurta merkitystä.

Pienennetty lähtöjännite 12,8 V:sta 12,65 V:iin kytkemällä 390 kOhm vastus rinnan vastuksen R29 8,2 kOhm kanssa
- Pienensi lähtövirtaa 3,2 A:sta 2 A:iin korvaamalla 1,6 kOhmin vastuksen R26 1 kOhmin vastuksella


Virtaa pienennettiin, koska ensinnäkin tämä laturi ei pysty syöttämään 3A virtaa ilman ylikuumenemista, ja toiseksi, koska US18650VTC4-akkujen latausvirta on enintään 2A.
Piirilevyn asettelua ei ole tehty oikein, mikä johtaa huonoon lähtöjännitteen ja -virran vakauteen. En muuttanut sitä, koska se ei ole kovin kriittinen.

Johtopäätökset:
- SONY US18650VTC4 akuilla on vain yksi haittapuoli - pieni kapasiteetti
- BMS 3S 25A -kortti toimii normaalisti pienen muutoksen jälkeen
- 3S 12.6V 3A lataus alkuperäisessä muodossaan ei toimi tyydyttävästi ja vaatii merkittävää parannusta, en voi suositella, anteeksi

Muutoksen jälkeen ruuvimeisseli on toiminut normaalisti 4 kuukautta. Tehon lasku ei tunnu, se latautuu nopeasti, reilussa tunnissa.

Tietyn laturin ominaisuuksien arvioiminen on vaikeaa ymmärtämättä, miten Li-ion-akun esimerkillisen latauksen pitäisi todellisuudessa edetä. Siksi, ennen kuin siirrymme suoraan kaavioihin, muistetaan pieni teoria.

Mitä ovat litiumparistot?

Riippuen siitä, mistä materiaalista litiumakun positiivinen elektrodi on valmistettu, on olemassa useita lajikkeita:

• litiumkoboltaattikatodilla;
• litioituun rautafosfaattiin perustuvalla katodilla;
• perustuu nikkeli-koboltti-alumiiniin;
• perustuu nikkeli-koboltti-mangaaniin.

Kaikilla näillä akuilla on omat ominaisuutensa, mutta koska nämä vivahteet eivät ole perustavanlaatuisia yleisen kuluttajan kannalta, niitä ei käsitellä tässä artikkelissa.

Lisäksi kaikkia litiumioniakkuja valmistetaan eri kokoisina ja eri muotoisina. Ne voivat olla joko koteloituja (esim. suosittu 18650 nykyään) tai laminoituja tai prismaattisia (geelipolymeeriakut). Jälkimmäiset ovat hermeettisesti suljettuja erikoiskalvosta valmistettuja pusseja, jotka sisältävät elektrodeja ja elektrodimassaa.

Li-ion-akkujen yleisimmät koot on esitetty alla olevassa taulukossa (kaikkien nimellisjännite on 3,7 volttia):

Sisäiset sähkökemialliset prosessit etenevät samalla tavalla eivätkä riipu akun muotokertoimesta ja rakenteesta, joten kaikki alla sanottu koskee yhtä lailla kaikkia litiumakkuja.

Kuinka ladata litiumioniakkuja oikein

Oikein tapa ladata litiumakkuja on ladata kahdessa vaiheessa. Tätä menetelmää Sony käyttää kaikissa latureissaan. Monimutkaisemmasta lataussäätimestä huolimatta tämä varmistaa litiumioniakkujen täydellisemmän latauksen lyhentämättä niiden käyttöikää.

Tässä puhutaan litiumakkujen kaksivaiheisesta latausprofiilista, lyhennettynä CC/CV (vakiovirta, vakiojännite). On myös vaihtoehtoja pulssi- ​​ja askelvirroilla, mutta niitä ei käsitellä tässä artikkelissa. Voit lukea lisää lataamisesta pulssivirralla.

Tarkastellaan siis kumpaakin latausvaihetta tarkemmin.

1. Ensimmäisessä vaiheessa Jatkuva latausvirta on varmistettava. Nykyinen arvo on 0,2-0,5C. Nopeutettua latausta varten virtaa saa nostaa 0,5-1,0 C:een (jossa C on akun kapasiteetti).

Esimerkiksi akulle, jonka kapasiteetti on 3000 mAh, nimellinen latausvirta ensimmäisessä vaiheessa on 600-1500 mA ja kiihdytetty latausvirta voi olla välillä 1,5-3A.

Tietyn arvon jatkuvan latausvirran varmistamiseksi latauspiirin on kyettävä nostamaan jännitettä akun navoissa. Itse asiassa ensimmäisessä vaiheessa laturi toimii klassisena virran stabilisaattorina.

Tärkeää: Jos aiot ladata akkuja sisäänrakennetulla suojalevyllä (PCB), niin latauspiiriä suunniteltaessa on varmistettava, että piirin avoimen piirin jännite ei koskaan saa ylittää 6-7 volttia. Muuten suojalevy voi vaurioitua.

Sillä hetkellä, kun akun jännite nousee 4,2 volttiin, akku saa noin 70-80% kapasiteetistaan ​​(ominaiskapasiteetin arvo riippuu latausvirrasta: kiihdytetyllä latauksella se on hieman pienempi, nimellinen lataus - hieman enemmän). Tämä hetki merkitsee ensimmäisen latausvaiheen loppua ja toimii signaalina siirtymiselle toiseen (ja viimeiseen) vaiheeseen.

2. Toinen latausvaihe- tämä on akun lataamista vakiojännitteellä, mutta asteittain laskevalla (laskevalla) virralla.

Tässä vaiheessa laturi ylläpitää 4,15-4,25 voltin jännitettä akussa ja ohjaa virran arvoa.

Kapasiteetin kasvaessa latausvirta pienenee. Heti kun sen arvo laskee 0,05-0,01 C:een, latausprosessi katsotaan päättyneeksi.

Tärkeä vivahde oikean laturin toiminnassa on sen täydellinen irrottaminen akusta latauksen päätyttyä. Tämä johtuu siitä, että litiumakkujen ei ole äärimmäisen toivottavaa, että ne pysyvät pitkään korkean jännitteen alaisena, jonka yleensä tarjoaa laturi (eli 4,18-4,24 volttia). Tämä johtaa akun kemiallisen koostumuksen nopeutuneeseen hajoamiseen ja sen seurauksena sen kapasiteetin heikkenemiseen. Pitkäaikainen oleskelu tarkoittaa kymmeniä tunteja tai enemmän.

Toisessa latausvaiheessa akku onnistuu saamaan kapasiteetistaan ​​noin 0,1-0,15 lisää. Akun kokonaislataus saavuttaa siten 90-95 %, mikä on erinomainen indikaattori.

Tarkastelimme kahta latauksen päävaihetta. Litiumakkujen latauskysymyksen kattavuus olisi kuitenkin epätäydellinen, jos toista latausvaihetta ei mainita - ns. esilataa.

Alustava latausvaihe (esilataus)- tätä vaihetta käytetään vain syväpurkautuneille akuille (alle 2,5 V) niiden saattamiseksi normaaliin toimintatilaan.

Tässä vaiheessa lataukseen tarjotaan alennettu vakiovirta, kunnes akun jännite saavuttaa 2,8 V.

Esivaihe on välttämätön, jotta estetään vaurioituneiden akkujen turpoaminen ja paineen aleneminen (tai jopa tulen aiheuttama räjähdys), joissa on esimerkiksi sisäinen oikosulku elektrodien välillä. Jos suuri latausvirta johdetaan välittömästi tällaisen akun läpi, tämä johtaa väistämättä sen kuumenemiseen, ja sitten se riippuu.

Toinen esilatauksen etu on akun esilämmitys, mikä on tärkeää ladattaessa matalissa ympäristön lämpötiloissa (kylmänä vuodenaikana lämmittämättömässä huoneessa).

Älykkään latauksen tulee pystyä tarkkailemaan akun jännitettä esilatausvaiheessa ja, jos jännite ei nouse pitkään aikaan, tehdä johtopäätös, että akku on viallinen.

Kaikki litiumioniakun latauksen vaiheet (mukaan lukien esilatausvaihe) on kuvattu kaaviomaisesti tässä kaaviossa:

Nimellislatausjännitteen ylittäminen 0,15 V voi lyhentää akun käyttöikää puoleen. Latausjännitteen alentaminen 0,1 voltilla vähentää ladatun akun kapasiteettia noin 10 %, mutta pidentää merkittävästi sen käyttöikää. Täyteen ladatun akun jännite laturista poistamisen jälkeen on 4,1-4,15 volttia.

Sallikaa minun tehdä yhteenveto yllä olevasta ja hahmotella pääkohdat:

1. Mitä virtaa minun tulee käyttää litiumioniakun lataamiseen (esimerkiksi 18650 tai mikä tahansa muu)?

Virta riippuu siitä, kuinka nopeasti haluat ladata sen, ja se voi vaihdella 0,2 C - 1 C.

Esimerkiksi akun kooltaan 18650, jonka kapasiteetti on 3400 mAh, pienin latausvirta on 680 mA ja suurin 3400 mA.

2. Kuinka kauan esimerkiksi samojen 18650 akkujen lataaminen kestää?

Latausaika riippuu suoraan latausvirrasta ja lasketaan kaavalla:

T = C / I lataus.

Esimerkiksi 3400 mAh:n akun latausaika 1A virralla on noin 3,5 tuntia.

3. Kuinka ladata litiumpolymeeriakku oikein?

Kaikki litiumakut latautuvat samalla tavalla. Sillä ei ole väliä, onko kyseessä litiumpolymeeri vai litiumioni. Meille kuluttajille ei ole eroa.

Mikä on suojalevy?

Suojalevy (tai PCB - tehonohjauskortti) on suunniteltu suojaamaan litiumakun oikosululta, ylilataukselta ja ylipurkaukselta. Pääsääntöisesti suojamoduuleissa on myös ylikuumenemissuoja.

Litiumparistojen käyttö kodinkoneissa on turvallisuussyistä kiellettyä, ellei niissä ole sisäänrakennettua suojalevyä. Siksi kaikissa matkapuhelimien akuissa on aina PCB-levy. Akun lähtöliittimet sijaitsevat suoraan kortilla:

Nämä levyt käyttävät kuusijalkaista latausohjainta erikoislaitteessa (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 ja muut analogit). Tämän ohjaimen tehtävänä on irrottaa akku kuormasta, kun akku on täysin tyhjä, ja irrottaa akku latauksesta, kun se saavuttaa 4,25 V.

Tässä on esimerkiksi kaavio BP-6M akun suojalevystä, joka toimitettiin vanhojen Nokia-puhelimien mukana:

Jos puhumme 18650:stä, ne voidaan valmistaa joko suojalevyllä tai ilman. Suojamoduuli sijaitsee lähellä akun negatiivista napaa.

Levy lisää akun pituutta 2-3 mm.

Akut, joissa ei ole PCB-moduulia, sisältyvät yleensä akkuihin, joissa on omat suojapiirinsä.

Mikä tahansa suojattu akku voi helposti muuttua akuksi ilman suojaa, sinun tarvitsee vain tyhjentää se.

Nykyään 18650-akun maksimikapasiteetti on 3400 mAh. Suojatuilla akuilla on oltava vastaava merkintä kotelossa ("Suojattu").

Älä sekoita piirikorttia PCM-moduuliin (PCM - teholatausmoduuli). Jos ensimmäiset palvelevat vain akun suojaamista, jälkimmäiset on suunniteltu ohjaamaan latausprosessia - ne rajoittavat latausvirtaa tietyllä tasolla, ohjaavat lämpötilaa ja yleensä varmistavat koko prosessin. PCM-korttia kutsutaan latausohjaimeksi.

Toivottavasti nyt ei ole enää kysymyksiä, kuinka ladata 18650-akku tai jokin muu litiumakku? Sitten siirrytään pieneen valikoimaan valmiita piiriratkaisuja latureita varten (samat latausohjaimet).

Li-ion-akkujen latausjärjestelmät

Kaikki piirit soveltuvat minkä tahansa litiumakun lataamiseen, jää vain päättää latausvirta ja elementtipohja.

LM317

Kaavio yksinkertaisesta laturista, joka perustuu LM317-siruun latausilmaisimella:

Piiri on yksinkertaisin, koko kokoonpano rajoittuu lähtöjännitteen asettamiseen 4,2 volttiin trimmausvastuksella R8 (ilman kytkettyä akkua!) ja latausvirran asettamiseen valitsemalla vastukset R4, R6. Vastuksen R1 teho on vähintään 1 watti.

Heti kun LED-valo sammuu, latausprosessi voidaan katsoa päättyneeksi (latausvirta ei koskaan laske nollaan). Ei ole suositeltavaa pitää akkua tällä latauksella pitkään sen jälkeen, kun se on ladattu täyteen.

Lm317-mikropiiriä käytetään laajalti erilaisissa jännitteen ja virran stabilaattoreissa (kytkentäpiiristä riippuen). Sitä myydään joka kulmassa ja se maksaa penniä (voit ottaa 10 kappaletta vain 55 ruplaa).

LM317 toimitetaan eri koteloissa:

Pin-määritys (pinout):

LM317-sirun analogit ovat: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (kaksi viimeistä ovat kotimaisia).

Latausvirtaa voidaan nostaa 3A:iin, jos otat LM350:n LM317:n sijaan. Se tulee kuitenkin kalliimmaksi - 11 ruplaa/kpl.

Painettu piirilevy ja piirikokoonpano on esitetty alla:

Vanha Neuvostoliiton transistori KT361 voidaan korvata vastaavalla pnp-transistorilla (esimerkiksi KT3107, KT3108 tai bourgeois 2N5086, 2SA733, BC308A). Se voidaan poistaa kokonaan, jos latausilmaisinta ei tarvita.

Piirin haittapuoli: syöttöjännitteen tulee olla välillä 8-12V. Tämä johtuu siitä, että LM317-sirun normaalia toimintaa varten akkujännitteen ja syöttöjännitteen välisen eron on oltava vähintään 4,25 volttia. Siksi sitä ei voi saada virtaa USB-portista.

MAX1555 tai MAX1551

MAX1551/MAX1555 ovat erikoislatureita Li+-akuille, jotka toimivat USB:stä tai erillisestä virtalähteestä (esim. puhelimen laturi).

Ainoa ero näiden mikropiirien välillä on, että MAX1555 tuottaa signaalin, joka ilmaisee latausprosessin, ja MAX1551 tuottaa signaalin, että virta on päällä. Ne. 1555 on edelleen suositeltava useimmissa tapauksissa, joten 1551 on nyt vaikea löytää myynnistä.

Yksityiskohtainen kuvaus näistä mikropiireistä valmistajalta on.

DC-adapterin maksimitulojännite on 7 V, kun se saa virtaa USB:stä - 6 V. Kun syöttöjännite putoaa 3,52 V:iin, mikropiiri sammuu ja lataus pysähtyy.

Mikropiiri itse tunnistaa, missä tulossa syöttöjännite on ja muodostaa yhteyden siihen. Jos virta syötetään USB-väylän kautta, enimmäislatausvirta on rajoitettu 100 mA:iin - tämän avulla voit kytkeä laturin minkä tahansa tietokoneen USB-porttiin ilman pelkoa eteläsillan polttamisesta.

Kun laite saa virtaa erillisestä virtalähteestä, tyypillinen latausvirta on 280 mA.

Siruissa on sisäänrakennettu ylikuumenemissuoja. Mutta myös tässä tapauksessa piiri jatkaa toimintaansa vähentäen latausvirtaa 17 mA jokaista 110 ° C:n ylittävää astetta kohti.

On esilataustoiminto (katso yllä): niin kauan kuin akun jännite on alle 3 V, mikropiiri rajoittaa latausvirran 40 mA:iin.

Mikropiirissä on 5 nastaa. Tässä on tyypillinen kytkentäkaavio:

Jos on takuu, että sovittimen lähdön jännite ei missään olosuhteissa voi ylittää 7 volttia, voit tehdä ilman 7805-stabilisaattoria.

USB-latausvaihtoehto voidaan koota esimerkiksi tähän.

Mikropiiri ei vaadi ulkoisia diodeja tai ulkoisia transistoreita. Yleensä tietysti upeita pieniä asioita! Vain ne ovat liian pieniä ja epämukavia juotettavaksi. Ja ne ovat myös kalliita ().

LP2951

LP2951-stabilisaattorin valmistaa National Semiconductors (). Se tarjoaa sisäänrakennetun virranrajoitustoiminnon toteutuksen ja antaa sinun luoda vakaan latausjännitetason litiumioniakulle piirin lähdössä.

Latausjännite on 4,08 - 4,26 volttia ja se asetetaan vastuksella R3, kun akku on irrotettuna. Jännite pidetään erittäin tarkasti.

Latausvirta on 150 - 300 mA, tätä arvoa rajoittavat LP2951-sirun sisäiset piirit (valmistajasta riippuen).

Käytä diodia pienellä käänteisvirralla. Se voi olla esimerkiksi mikä tahansa 1N400X-sarja, jonka voit ostaa. Diodia käytetään estodiodina estämään käänteisvirta akusta LP2951-sirulle, kun tulojännite on kytketty pois päältä.

Tämä laturi tuottaa melko alhaisen latausvirran, joten mikä tahansa 18650-akku voi latautua yön yli.

Mikropiiri voidaan ostaa sekä DIP- että SOIC-paketissa (maksaa noin 10 ruplaa kappaleelta).

MCP73831

Sirun avulla voit luoda oikeat laturit, ja se on myös halvempi kuin paljon huumattu MAX1555.

Tyypillinen kytkentäkaavio on otettu:

Piirin tärkeä etu on matalaresistanssisten tehokkaiden vastusten puuttuminen, jotka rajoittavat latausvirtaa. Tässä virran asetetaan vastuksella, joka on kytketty mikropiirin 5. nastaan. Sen vastuksen tulee olla välillä 2-10 kOhm.

Koottu laturi näyttää tältä:

Mikropiiri lämpenee melko hyvin käytön aikana, mutta tämä ei näytä häiritsevän sitä. Se täyttää tehtävänsä.

Tässä on toinen versio painetusta piirilevystä, jossa on SMD-LED ja mikro-USB-liitin:

LTC4054 (STC4054)

Erittäin yksinkertainen kaava, loistava vaihtoehto! Mahdollistaa latauksen virralla 800 mA asti (katso). Totta, se yleensä kuumenee, mutta tässä tapauksessa sisäänrakennettu ylikuumenemissuoja vähentää virtaa.

Piiriä voidaan yksinkertaistaa merkittävästi heittämällä yksi tai jopa molemmat LEDit ulos transistorilla. Sitten se näyttää tältä (sinun on myönnettävä, se ei voisi olla yksinkertaisempaa: vastuspari ja yksi kondensaattori):

Yksi piirilevyvaihtoehdoista on saatavilla osoitteessa . Levy on suunniteltu vakiokoon 0805 elementeille.

I = 1000/R. Älä aseta suurta virtaa heti; katso ensin kuinka kuuma mikropiiri lämpenee. Omaan tarkoitukseen otin 2,7 kOhm vastuksen, ja latausvirta osoittautui noin 360 mA.

On epätodennäköistä, että on mahdollista sovittaa jäähdytin tähän mikropiiriin, eikä se ole tosiasia, että se on tehokas kidekotelon liitoksen korkean lämpövastuksen vuoksi. Valmistaja suosittelee, että jäähdytyselementti tehdään "johtojen läpi" - tehdään jäljet ​​mahdollisimman paksuiksi ja jätetään kalvo lastun rungon alle. Yleensä mitä enemmän "maa"foliota on jäljellä, sitä parempi.

Muuten, suurin osa lämmöstä haihtuu 3. jalan kautta, joten voit tehdä tästä jäljestä erittäin leveän ja paksun (täytä se ylimääräisellä juotteella).

LTC4054-sirupakkauksessa voi olla merkintä LTH7 tai LTADY.

LTH7 eroaa LTADY:stä siinä, että ensimmäinen pystyy nostamaan erittäin alhaisen akun (jossa jännite on alle 2,9 volttia), kun taas toinen ei (se täytyy heiluta erikseen).

Siru osoittautui erittäin onnistuneeksi, joten siinä on joukko analogeja: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, 8PT405, 8PT , 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Ennen kuin käytät mitään analogeista, tarkista tietolomakkeet.

TP4056

Mikropiiri on tehty SOP-8-koteloon (katso), sen vatsassa on metallinen jäähdytyselementti, joka ei ole kytketty koskettimiin, mikä mahdollistaa tehokkaamman lämmönpoiston. Mahdollistaa akun lataamisen jopa 1 A:n virralla (virta riippuu virransäätövastuksesta).

Kytkentäkaavio vaatii vähimmäismäärän ripustuselementtejä:

Piiri toteuttaa klassisen latausprosessin - ensin lataus vakiovirralla, sitten vakiojännitteellä ja laskevalla virralla. Kaikki on tieteellistä. Jos tarkastelet latausta askel askeleelta, voit erottaa useita vaiheita:

1. Kytketyn akun jännitteen valvonta (tätä tapahtuu koko ajan).
2. Esilatausvaihe (jos akun varaus on alle 2,9 V). Lataa 1/10 virralla vastuksen R prog ohjelmoimasta virrasta (100 mA R prog = 1,2 kOhm) tasolle 2,9 V.
3. Lataus suurimmalla vakiovirralla (1000 mA, R prog = 1,2 kOhm);
4. Kun akku saavuttaa 4,2 V, akun jännite on kiinteä tälle tasolle. Latausvirran asteittainen lasku alkaa.
5. Kun virta saavuttaa 1/10 vastuksen R prog ohjelmoimasta virrasta (100 mA R prog = 1,2 kOhm), laturi sammuu.
6. Kun lataus on valmis, säädin jatkaa akun jännitteen valvontaa (katso kohta 1). Valvontapiirin käyttämä virta on 2-3 µA. Kun jännite putoaa 4,0 V:iin, lataus alkaa uudelleen. Ja niin edelleen ympyrässä.

Latausvirta (ampeereina) lasketaan kaavalla I=1200/R prog. Suurin sallittu jännite on 1000 mA.

Todellinen lataustesti 3400 mAh 18650 akulla näkyy kaaviossa:

Mikropiirin etuna on, että latausvirta säädetään vain yhdellä vastuksella. Tehokkaita matalaresistanssisia vastuksia ei tarvita. Lisäksi siinä on latausprosessin ilmaisin sekä osoitus latauksen päättymisestä. Kun akkua ei ole kytketty, merkkivalo vilkkuu muutaman sekunnin välein.

Piirin syöttöjännitteen tulee olla 4,5...8 voltin sisällä. Mitä lähempänä 4,5 V, sitä parempi (joten siru lämpenee vähemmän).

Ensimmäistä jalkaa käytetään litiumioniakun (yleensä matkapuhelimen akun keskinapaan) sisäänrakennetun lämpötila-anturin kytkemiseen. Jos jännite lähdössä on alle 45 % tai yli 80 % syöttöjännitteestä, lataus keskeytyy. Jos et tarvitse lämpötilan säätöä, istuta jalka maahan.

Huomio! Tällä piirillä on yksi merkittävä haittapuoli: akun käänteisen napaisuuden suojapiirin puuttuminen. Tässä tapauksessa säätimen taataan palavan loppuun maksimivirran ylityksen vuoksi. Tässä tapauksessa piirin syöttöjännite menee suoraan akkuun, mikä on erittäin vaarallista.

Sinetti on yksinkertainen ja voidaan tehdä tunnissa polvellasi. Jos aika on tärkeää, voit tilata valmiita moduuleja. Jotkut valmiiden moduulien valmistajat lisäävät suojan ylivirtaa ja ylipurkausta vastaan ​​(voit esimerkiksi valita, minkä levyn tarvitset - suojauksella tai ilman ja millä liittimellä).

Löydät myös valmiita levyjä lämpötila-anturin koskettimella. Tai jopa latausmoduuli, jossa on useita rinnakkaisia ​​TP4056-mikropiirejä latausvirran lisäämiseksi ja käänteisen napaisuuden suojauksella (esimerkki).

LTC1734

Myös hyvin yksinkertainen kaava. Latausvirta asetetaan vastuksella R prog (esim. jos asennat 3 kOhm vastuksen, virta on 500 mA).

Mikropiirit on yleensä merkitty koteloon: LTRG (ne löytyvät usein vanhoista Samsung-puhelimista).

Mikä tahansa pnp-transistori sopii, tärkeintä on, että se on suunniteltu tietylle latausvirralle.

Esitetyssä kaaviossa ei ole latausilmaisinta, mutta LTC1734:ssä sanotaan, että nastalla "4" (Prog) on ​​kaksi toimintoa - virran asettaminen ja akun latauksen loppumisen valvonta. Esimerkkinä on esitetty piiri, joka ohjaa latauksen päättymistä LT1716-vertailijalla.

LT1716-vertailija voidaan tässä tapauksessa korvata halvalla LM358:lla.

TL431 + transistori

On luultavasti vaikea keksiä piiriä, jossa käytetään edullisempia komponentteja. Vaikein osa tässä on löytää TL431-viitejännitelähde. Mutta ne ovat niin yleisiä, että niitä löytyy melkein kaikkialta (harvoin virtalähde pärjää ilman tätä mikropiiriä).

No, TIP41-transistori voidaan korvata millä tahansa muulla sopivalla kollektorivirralla. Jopa vanha Neuvostoliiton KT819, KT805 (tai vähemmän tehokas KT815, KT817) käy.

Piirin asettaminen tarkoittaa lähtöjännitteen asettelua (ilman akkua!!!) trimmivastuksen avulla 4,2 volttiin. Vastus R1 asettaa latausvirran maksimiarvon.

Tämä piiri toteuttaa täysin kaksivaiheisen litiumakkujen latausprosessin - ensin latauksen tasavirralla, sitten siirtymällä jännitteen stabilointivaiheeseen ja pienentämällä virran tasaisesti lähes nollaan. Ainoa haittapuoli on piirin huono toistettavuus (se on oikukas asennuksessa ja vaativa käytetyille komponenteille).

MCP73812

Microchipistä löytyy toinenkin ansaittomasti laiminlyöty mikropiiri - MCP73812 (katso). Sen perusteella saadaan erittäin edullinen latausvaihtoehto (ja edullinen!). Koko runkosarja on vain yksi vastus!

Muuten, mikropiiri on valmistettu juotosystävällisessä pakkauksessa - SOT23-5.

Ainoa negatiivinen asia on, että se kuumenee hyvin eikä latausilmaisua ole. Se ei myöskään jotenkin toimi kovin luotettavasti, jos sinulla on pienitehoinen virtalähde (joka aiheuttaa jännitteen pudotuksen).

Yleensä, jos latausilmoitus ei ole sinulle tärkeä ja 500 mA:n virta sopii sinulle, MCP73812 on erittäin hyvä vaihtoehto.

NCP1835

Tarjolla on täysin integroitu ratkaisu - NCP1835B, joka tarjoaa erittäin vakaan latausjännitteen (4,2 ±0,05 V).

Ehkä tämän mikropiirin ainoa haittapuoli on sen liian pieni koko (DFN-10 kotelo, koko 3x3 mm). Kaikki eivät voi tarjota tällaisten minielementtien korkealaatuista juottamista.

Kiistattomista eduista haluaisin mainita seuraavat:

1. Vähimmäismäärä kehon osia.
2. Mahdollisuus ladata täysin tyhjä akku (esilatausvirta 30 mA);
3. Latauksen päättymisen määrittäminen.
4. Ohjelmoitava latausvirta - jopa 1000 mA.
5. Latauksen ja virheiden ilmaisu (pystyy havaitsemaan ei-ladattavat akut ja ilmoittamaan tästä).
6. Suojaus pitkäaikaista latausta vastaan ​​(muutamalla kondensaattorin C t kapasitanssia, voit asettaa enimmäislatausajan 6,6 - 784 minuuttiin).

Mikropiirin hinta ei ole aivan halpa, mutta ei myöskään niin korkea (~1 dollari), että sitä ei tarvitsisi käyttää. Jos olet tyytyväinen juotosraudaan, suosittelen valitsemaan tämän vaihtoehdon.

Tarkempi kuvaus löytyy.

Voinko ladata litiumioniakkua ilman ohjainta?

Kyllä, voit. Tämä edellyttää kuitenkin latausvirran ja -jännitteen tarkkaa hallintaa.

Yleensä akkua, esimerkiksi 18650-malliamme, ei voi ladata ilman laturia. Sinun on silti rajoitettava jotenkin maksimilatausvirtaa, joten ainakin alkeellisinta muistia tarvitaan edelleen.

Yksinkertaisin laturi mille tahansa litiumakulle on vastus, joka on kytketty sarjaan akun kanssa:

Vastuksen resistanssi ja tehohäviö riippuvat lataukseen käytettävän virtalähteen jännitteestä.

Esimerkkinä lasketaan vastus 5 voltin virtalähteelle. Lataamme 18650 akun, jonka kapasiteetti on 2400 mAh.

Joten latauksen alussa jännitehäviö vastuksen yli on:

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

Oletetaan, että 5 V virtalähteemme on mitoitettu maksimivirralle 1 A. Piiri kuluttaa suurimman virran latauksen alussa, kun akun jännite on minimaalinen ja on 2,7-2,8 volttia.

Huomio: näissä laskelmissa ei oteta huomioon mahdollisuutta, että akku voi olla hyvin syväpurkautunut ja sen jännite voi olla paljon pienempi, jopa nollaan.

Siten vastuksen resistanssin, joka tarvitaan rajoittamaan virtaa latauksen alussa 1 ampeerilla, tulisi olla:

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

Vastuksen tehohäviö:

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

Akun latauksen lopussa, kun sen jännite lähestyy 4,2 V, latausvirta on:

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

Eli, kuten näemme, kaikki arvot eivät ylitä tietyn akun sallittuja rajoja: alkuvirta ei ylitä tietyn akun suurinta sallittua latausvirtaa (2,4 A), ja loppuvirta ylittää virran. jolloin akun kapasiteetti ei enää kasva ( 0,24 A).

Tällaisen latauksen suurin haitta on tarve seurata jatkuvasti akun jännitettä. Ja sammuta lataus manuaalisesti heti, kun jännite saavuttaa 4,2 voltin. Tosiasia on, että litiumparistot sietävät jopa lyhytaikaista ylijännitettä erittäin huonosti - elektrodien massat alkavat hajota nopeasti, mikä väistämättä johtaa kapasiteetin menettämiseen. Samalla luodaan kaikki edellytykset ylikuumenemiselle ja paineenpoistolle.

Jos akussasi on sisäänrakennettu suojalevy, josta keskusteltiin juuri edellä, kaikki yksinkertaistuu. Kun akussa saavutetaan tietty jännite, kortti itse irrottaa sen laturista. Tällä latausmenetelmällä on kuitenkin merkittäviä haittoja, joista keskustelimme.

Akun sisäänrakennettu suojaus ei salli sen ylilatautumista missään olosuhteissa. Sinun tarvitsee vain ohjata latausvirtaa niin, että se ei ylitä tietyn akun sallittuja arvoja (suojalevyt eivät valitettavasti voi rajoittaa latausvirtaa).

Lataus laboratoriovirtalähteellä

Jos sinulla on virtalähde, jossa on virtasuoja (rajoitus), olet pelastettu! Tällainen virtalähde on jo täysimittainen laturi, joka toteuttaa oikean latausprofiilin, josta kirjoitimme yllä (CC/CV).

Li-ionin lataamiseen tarvitsee vain asettaa virtalähde 4,2 volttiin ja asettaa haluttu virtaraja. Ja voit kytkeä akun.

Aluksi, kun akku on vielä tyhjä, laboratorion virtalähde toimii virtasuojatilassa (eli stabiloi lähtövirran tietylle tasolle). Sitten, kun pankin jännite nousee asetettuun 4,2 V:iin, virtalähde siirtyy jännitteen stabilointitilaan ja virta alkaa laskea.

Kun virta putoaa 0,05-0,1 C:een, akkua voidaan pitää täyteen ladattuna.

Kuten näette, laboratorion virtalähde on melkein ihanteellinen laturi! Ainoa asia, jota se ei voi tehdä automaattisesti, on päättää ladata akku täyteen ja sammuttaa. Mutta tämä on pieni asia, johon sinun ei pitäisi edes kiinnittää huomiota.

Kuinka ladata litiumakkuja?

Ja jos puhumme kertakäyttöisestä akusta, jota ei ole tarkoitettu lataukseen, oikea (ja ainoa oikea) vastaus tähän kysymykseen on EI.

Tosiasia on, että jokaiselle litiumakulle (esimerkiksi tavalliselle CR2032:lle litteän tabletin muodossa) on ominaista sisäinen passivoiva kerros, joka peittää litiumanodin. Tämä kerros estää kemiallisen reaktion anodin ja elektrolyytin välillä. Ja ulkoisen virran syöttö tuhoaa yllä olevan suojakerroksen, mikä johtaa akun vaurioitumiseen.

Muuten, jos puhumme ei-ladattavasta CR2032-akusta, niin LIR2032, joka on hyvin samanlainen kuin se, on jo täysi akku. Se voidaan ja pitää ladata. Vain sen jännite ei ole 3, vaan 3,6 V.

Artikkelin alussa käsiteltiin litiumakkujen lataamista (oli se sitten puhelimen akku, 18650 tai mikä tahansa muu Li-ion-akku).

Levy on suunniteltu suojaamaan litiumakkua oikosululta, ylilataukselta ja ylipurkaukselta. Sitä on tarkoitus käyttää maksimivirralla 3 A, joten 4 A vaihtoehto on myös melkein sama, mutta 2 A (liite B A:n sijaan), hieman halvempi.

Levy on hieno, mutta minulla ei ollut tarpeeksi kokemusta asentaa se kunnolla. Siellä on paljon tekstiä, voit vain katsoa kuvia.

Nimi kertoo selkeästi akun vakiokoon, mutta levy sopii myös useimpiin litiumakuihin, joiden halkaisija on 18 mm, esim. 18350, 18490, 18500. Ja jos et käytä akkuun asennusta, se sopii mihin tahansa vakiokokoon, tärkeintä on, että enimmäisparametrit ovat sopivia.

Testaus

• Akun enimmäisjännite: 4,275 V
• Akun vähimmäisjännite: 2,5 V
• Lähtövirta: 4A

Todellakin, kun se saavuttaa 2,5 V tai hieman alle, kortti katkaisee sisääntulon, ulostulo osoittautuu nollaksi, eikä pankkia pureta enempää. Jotta piiri alkaa jälleen kulkea virtaa, tulojännite on nostettava 3 V:iin. Tämä hystereesi eliminoi tarpeettoman kytkennän tilan vaihtamisen yhteydessä.

En pystynyt testaamaan ylilataussuojaa kokonaan, mutta se näyttää toimivan. Jos lataat yksinkertaisella jännitelähteellä vastuksen kautta. Tarkistaakseen latauksen latauksen loppupuolella kortti katkaisee lähdön ja jatkaa lataamista, jos pankin jännite on edelleen alhainen. Tarkastustaajuus on noin kerran sekunnissa. Testasin lataamista useiden laturien kautta, käyttäytyminen on erilaista kaikkialla, laturit itse ohjaavat koko prosessia, eikä kortti häiritse niitä.

Jos maksimivirta ylittyy (ilmoitetaan 4 A), kortti sammuu ja ulostulossa on nollavirta. Jotta lauta toimisi uudelleen, kuorma on poistettava. Oikosuljetin akun suojalla 1 ohmin vastukseen, lähtövirta meni hieman yli 2,5 A, jännite oli vastaavasti sama. Tämä on ainoa kyseenalainen kohta tässä taulussa. Osoittautuu, että heti kun lisään hieman kuormaa (pienennä vastusta), jännite laskee edelleen ja levyn jännite katkeaa. Akku on normaali, ja se pystyy toimittamaan tarkalleen jopa 2,8 A. Ehkä johdot ja yleismittari vaikuttivat. Seuraavaksi oikosulun kortin lähdön ja se sammuu välittömästi. Suojauksen nollaamiseksi sinun on sammutettava kuorma.

Valmistautuminen kokoonpanoon

Koska nyt juotetaan akun plussaa, on plussaan lisättävä jotain kuperampaa, jotta kuorma ei putoa tämän juotoksen kohdalle.

Sähköliitännät ovat jälleen melko yksinkertaisia. Levyn takaosa on kokonaan kosketinlevy, joka tunnetaan myös nimellä "P-" -tappi, sitä ei tarvitse juottaa. "P+"-napa, kuten "B+"-napa, on kytkettävä akun positiiviseen napaan. Ne on jo kytketty levylle, joten teippi voidaan vetää mistä tahansa. Toisen johdon tulee kytkeä "B-" akun miinukseen, sen tulee olla lyhyt ja sopia kokonaan levyn ja akun väliseen rakoon.

On parasta käyttää metallinauhaa pitkänä johtimena levystä akun plussaan. Tällaisia ​​nauhoja voi ostaa jopa Ebaysta, mutta tarvitsen vain pari nauhaa, on järkevää katsoa näköetäisyydeltä. Löysin tämän kuparinauhan, paksuus ~ 0,1 mm, ihanteellinen. Litteän johtimen käytön tarve selittyy halulla säilyttää akun kokonaismitat usein kuluttajalaitteissa ei ole ylimääräistä välystä.

Levy on kiinnitettävä jotenkin akun negatiiviseen tyynyyn. Täällä tarvitset yhdistettä, tiivistysainetta tai ehkä kaksipuolinen teippi riittää. Kaikki riippuu siitä, aiotko huoltaa tätä piiriä tulevaisuudessa. Lisäkiinnitys on lämpökutistuva putki, joten absoluuttinen kiinnitys vaikuttaa valinnaiselta.

Kokoonpano ja yhteenveto

Katsotaan kuinka paljon tölkin pituus muuttuu.

Toistaiseksi jatke on havaittavissa vain parilla millimetrillä, mutta täytyy ottaa huomioon, että myös negatiiviseen koskettimeen tulee juottamista (reunaa pitkin juottamalla voi säästää rahaa, mutta en ajatellut sitä heti, mutta sitä varten anturitesti on tarkoitettu), samoin kuin tiiviste levyn ja akun välissä, päihitti en halua siruja laitteistoon. Se voidaan tehdä myös melko ohueksi, mutta vahvaksi, koska täällä ei ole suuria jännitteitä, mutta fyysistä voimaa käytetään usein. Toistaiseksi päätin laittaa vanhan kutistepalan, melko paksua. Eli tein kaiken mahdollisimman paksuksi.

Ota teippi ja leikkaa pari palaa irti. Pitkä pala kulkee koko akkua pitkin, lyhyttä tarvitaan vain laudan tyynyn oikosulkemiseen tölkin miinuksella, voit jopa käyttää lankaa. Tinaamme kaikki heti ja juotamme toinen pää levyyn.

Seuraavaksi sinun on juotettava lyhyt pää tölkkiin. Sinun täytyy juottaa vähimmäismäärällä juotetta, kaikki ylimääräinen pidentää valmiin kokoonpanon. Leikkasin toista sivua hieman irti, jotta teipille jäisi tilaa. Kaikki on kytkettävä niin, että nauhan mutkat eivät ulotu akun yli.

Juota nyt jäljellä oleva teippi tölkin plus-osaan. Tässä on erittäin tärkeää varmistaa, että tämä nauha ei kosketa tölkin runkoa. Lisää eristettä teipin alle. Koska tämä on testi tyhjälle akulle, olin liian laiska tekemään tätä eristystä (turhaan, koska tämä on myös materiaalitesti). Tämä eristys on perusta akun turvalliselle käytölle, koska jos koteloon tulee oikosulku, akku oikosulkee ohittaen suojan.

Seuraavaksi jää vain kiristää putki ja asettaa se niin, että se kiertyy hieman reunan yli molemmista päistä. Ja tässä ilmestyi pääongelma - putki osoittautui liian hauraaksi. Lisäksi oli valitettavaa, että putken mutka putosi nauhan yhteen reunaan, mikä johti välittömästi repeämiseen. Laudan reunat olivat liian teräviä ja ne rikkoivat myös putken.

Plussapuolella kaikki on hienoa. Tämä putki pelkää ylikuumenemista, ehkä tämä vaikutti myös tulokseen.

Valitettavasti minulla on rajoitettu määrä lämpökutistetta (edellinen tilaukseni oli viallinen). Siksi päätin lykätä toista yritystä. Aluksi en aikonut käyttää näitä levyjä aiottuun tarkoitukseen, tämä muoto oli onnettomuus. Mutta testin aikana sain selville jotain siltä varalta, että haluan yrittää uudelleen:

• Tärkeintä on, että on parempi ottaa suojalla varustettu purkki, joka on täsmälleen sama. On epätodennäköistä, että pystyt tekemään sen paremmin ja halvemmalla itse.
• Älä ylikuumenna lämpökutistetta. Pidä taitokset poissa metalliteipistä.
• Poista purseet nauhalangasta. Tasoita purkin pinta niin paljon kuin mahdollista. Nauha on eristettävä hyvin kotelosta ja ulkoisesta ympäristöstä.
• Juota kosketin negatiiviseen koskettimeen lähellä reunaa niin, että juotos ei lepää levyn keskiosaa vasten sirujen kanssa.
• Lämpökutiste pitää levyn melko tiukasti kiinni, ei tarvitse huolehtia levyn kiinnittämisestä akkuun. Mutta jos on sopiva yhdiste, sinun tulee käyttää sitä.
• Levyjen reunat kannattaa tylstää esimerkiksi asettamalla sähköteippikerros tai sama lämpökutiste kehän ympärille.
• Vaikka kuinka yrität, 3-5 mm akkuun lisätään silti.

On epätodennäköistä, että yritän enää tehdä suojattua akkua itse, olen liian kömpelö siinä. Pysyn alkuperäisessä ajatuksessa käyttää kuluttajalaitteita akkujen sijaan.

En vieläkään ymmärrä, mikä kolmas siru on asennettu levylle, merkintä 10DB tai 100B, toinen rivi G62S. Jos joku tietää niin vinkkaa kommentteihin. Loput kaksi piiriä ovat kenttätransistoreiden kokoonpanoja, kaksi kullekin.

Tärkein tulos tässä minulle on tämä. Suojatuissa akkupankeissa on merkittävä suunnitteluvirhe koko rungon läpi kulkevan johtavan nauhan muodossa. Sen vaurio tai, todennäköisemmin sen terävistä reunoista johtuen, sen alla/yläpuolella olevan eristeen vaurioituminen voi johtaa nauhan kosketukseen rungon kanssa, eli akun oikosulkuun, joka ohittaa suojauksen. Näin ollen on epätodennäköistä, että suojattujen sylinterimäisten akkujen, erityisesti kotitekoisten, käyttö on turvallisempaa kaikissa sovelluksissa.

Turvatoimet

Mutta jos sinulla ei ole tällaisia ​​laitteita, voit tulla toimeen juotosraudalla. Voit lyhentää kuumennusaikaa tinauksen aikana käyttämällä aktiivista fluxia, muista puhdistaa se jälkeenpäin. On erittäin vaikeaa tinata akku pienitehoisella juotosraudalla, jossa on ohut kärki, käytä sopivaa työkalua. Ota huomioon 1-2 sekunnin jatkuva kosketus juotosraudan ja akun välillä. Jos se ei toimi niin nopeasti, anna akun jäähtyä ja säädä työkalujasi ja/tai tekniikkaasi.

Juotin kaiken juotosraudalla kiinnittämättä huomiota vähäiseen ylikuumenemiseen, koska testiakku oli joka tapauksessa tyhjä.