شاحن لبطارية ليثيوم أيون من غير المرغوب فيه. كيفية تصميم شاحن لبطاريات الليثيوم أيون في المنزل شاحن 18650 محلي الصنع

تلعب البطاريات دورًا مهمًا في أي آلية لا تعمل من التيار الكهربائي. تعد البطاريات القابلة لإعادة الشحن باهظة الثمن نظرًا للتكاليف التي يجب شراؤها بها. شاحن. في البطارياتيتم استخدام مجموعات مختلفة من المواد الموصلة والكهارل - حمض الرصاص، النيكل والكادميوم (NiCd)، هيدريد معدن النيكل (NiMH)، ليثيوم أيون (Li-ion)، بوليمر ليثيوم أيون (Li-Po).

أستخدم بطاريات الليثيوم أيون في مشاريعي، لذلك قررت أن أصنع شاحني الخاص لبطاريات الليثيوم 18650 بدلاً من شراء واحدة باهظة الثمن، فلنبدأ.

الخطوة 1: الفيديو

يظهر الفيديو تجميع الشاحن.
رابط إلى يوتيوب

الخطوة 2: قائمة المكونات الكهربائية

عرض 3 صور أخرى

قائمة المكونات المطلوبة لتجميع شاحن بطارية 18650:

• وحدة الشاحن تعتمد على شريحة TP4056 مع حماية البطارية
• مثبت الجهد 7805، سوف تحتاج إلى قطعة واحدة
• مكثف 100 نانو فاراد، 4 قطع (غير مطلوب إذا كان هناك مصدر طاقة 5 فولت)

الخطوة 3: قائمة الأدوات

للعمل سوف تحتاج إلى الأدوات التالية:

• سكين ساخن
• صندوق بلاستيكي 8x7x3 سم (أو ما شابه ذلك في الحجم)

الآن بعد أن تم إعداد جميع الأدوات والمكونات اللازمة للعمل، دعنا ننتقل إلى وحدة TP4056.

الخطوة 4: وحدة شاحن بطارية Li-io بناءً على شريحة TP4056

المزيد عن هذه الوحدة. يوجد إصداران من هذه الوحدات في السوق: مع حماية البطارية وبدونها.

تقوم لوحة الدائرة التي تحتوي على دائرة الحماية بمراقبة الجهد باستخدام مرشح دائرة الطاقة DW01A (الدائرة المتكاملة لحماية البطارية) وFS8205A (وحدة الترانزستور ذات القناة N). وبالتالي، تحتوي لوحة القطع على ثلاث دوائر متكاملة (TP4056+DW01A+FS8205A)، بينما تحتوي وحدة الشاحن بدون حماية البطارية على دائرة متكاملة واحدة فقط (TP4056).

TP4056 – وحدة شحن لبطاريات Li-io أحادية الخلية مع شحن خطي للتيار والجهد الثابت. إن غلاف SOP والعدد المنخفض من المكونات الخارجية يجعل هذه الوحدة خيارًا ممتازًا للاستخدام في الأجهزة الكهربائية محلية الصنع. يتم شحنه عبر USB تمامًا مثل بنك الطاقة العادي. يتم إرفاق دبوس وحدة TP4056 (الشكل 2)، كما هو الحال في الرسم البياني لدورة الشحن (الشكل 3) مع منحنيات تيار ثابت وجهد ثابت. يشير الثنائيان الموجودان على لوحة التبديل إلى حالة الشحن الحالية - الشحن، توقف الشحن، وما إلى ذلك (الشكل 4).

لتجنب إتلاف البطارية، قم بشحن 3.7 فولت بطاريات الليثيوم أيونيجب أن يتم تنفيذها بقيمة تيار مباشر تبلغ 0.2-0.7 من سعتها حتى الجهد الناتجلا يصل إلى 4.2 فولت، وبعد ذلك سيتم تنفيذ الشحن بجهد ثابت وتيار متناقص تدريجيًا (يصل إلى 10٪ من القيمة الأصلية). لا يمكننا قطع الشحن عند 4.2 فولت، حيث أن مستوى الشحن سيكون 40-80% من السعة الكاملة للبطارية. وحدة TP4056 مسؤولة عن هذه العملية. نقطة أخرى مهمة هي أن المقاوم المتصل بمنفذ PROG يحدد تيار الشحن. في الوحدات المتوفرة في السوق، عادة ما يتم توصيل مقاوم 1.2 كيلو أوم بهذا الدبوس، والذي يتوافق مع تيار شحن قدره 1A (الشكل 5). للحصول على قيم أخرى لتيار الشحن، يمكنك تجربة استخدام مقاومات أخرى.

DW01A عبارة عن دائرة متكاملة لحماية البطارية، ويوضح الشكل 6 مخطط اتصال نموذجي. يتم توصيل MOSFETs M1 وM2 خارجيًا بواسطة دائرة متكاملة FS8205A.

يتم تثبيت هذه المكونات على لوحة القطع لوحدة شاحن بطارية ليثيوم أيون TP4056، والتي تم ربطها في الخطوة 2. نحتاج فقط إلى القيام بأمرين: إعطاء جهد في نطاق 4-8 فولت لموصل الإدخال، و قم بتوصيل أقطاب البطارية بكل من دبابيس + و- وحدة TP4056.

بعد ذلك، سنواصل تجميع الشاحن.

الخطوة 5: مخطط الأسلاك

لإكمال تجميع المكونات الكهربائية، نقوم بلحامها وفقًا للمخطط. لقد أرفقت رسمًا تخطيطيًا في برنامج Fritzing وصورة للاتصال الفعلي.

1. + قم بتوصيل جهة اتصال موصل الطاقة بأحد جهات اتصال المحول، و- قم بتوصيل جهة اتصال موصل الطاقة بمنفذ GND الخاص بالمثبت 7805
2. نقوم بتوصيل جهة الاتصال الثانية للمفتاح بدبوس Vin الخاص بالمثبت 7805
3. نقوم بتثبيت ثلاثة مكثفات 100 nF بالتوازي بين أطراف Vin و GND الخاصة بمنظم الجهد (استخدم اللوح لهذا)
4. قم بتركيب مكثف 100 nF بين أطراف Vout وGND الخاصة بمنظم الجهد (على لوحة التجارب)
5. قم بتوصيل طرف Vout الخاص بمنظم الجهد إلى طرف IN+ الخاص بوحدة TP4056
6. قم بتوصيل طرف GND الخاص بمنظم الجهد إلى طرف IN الخاص بوحدة TP4056
7. قم بتوصيل جهة الاتصال + الخاصة بحجرة البطارية بالمنفذ B+ الخاص بوحدة TP4056، وقم بتوصيل جهة الاتصال – الخاصة بحجرة البطارية بالمنفذ B بوحدة TP4056

هذا يكمل الاتصالات. إذا كنت تستخدم مصدر طاقة 5 فولت، فتخطى جميع النقاط المتعلقة بالوصلات إلى منظم الجهد 7805، وقم بتوصيل + و- للوحدة مباشرة بمنفذي IN+ وIN- لوحدة TP4056، على التوالي.
إذا كنت تستخدم مصدر طاقة 12 فولت، فسوف يسخن المثبت 7805 عند مرور تيار 1 أمبير، ويمكن تصحيح ذلك باستخدام المشتت الحراري.

الخطوة 6: التجميع، الجزء 1: قطع الثقوب في الجسم

عرض 7 صور أخرى

من أجل تركيب جميع المكونات الكهربائية في السكن بشكل صحيح، تحتاج إلى قطع الثقوب فيه:

1. باستخدام شفرة السكين، حدد حدود حجرة البطارية على العلبة (الشكل 1).
2. استخدم سكينًا ساخنًا لقطع الثقب وفقًا للعلامات الموجودة (الشكل 2 و3).
3. بعد قطع الثقب، يجب أن يبدو الغلاف كما في الشكل 4.
4. حدد المكان الذي يوجد به موصل USB الخاص بوحدة TP4056 (الشكل 5 و6).
5. باستخدام سكين ساخن، اقطع فتحة في علبة موصل USB (الشكل 7).
6. حدد الأماكن الموجودة في العلبة حيث سيتم وضع الثنائيات الخاصة بوحدة TP4056 (الشكل 8 و 9).
7. استخدم سكينًا ساخنًا لقطع فتحات الثنائيات (الشكل 10).
8. بنفس الطريقة، قم بعمل فتحات لموصل الطاقة والمفتاح (الشكل 11 و12)

الخطوة 7: التجميع، الجزء 2: تركيب المكونات الكهربائية

اتبع الإرشادات لتثبيت المكونات في الهيكل:

1. قم بتركيب حجرة البطارية بحيث تكون نقاط التثبيت على الجزء الخارجي من الحجرة/العلبة. قم بلصق الحجرة بمسدس الغراء (الشكل 1).
2. استبدل وحدة TP4056 بحيث يتناسب موصل USB والثنائيات مع الفتحات المقابلة، ويتم تثبيتها بالغراء الساخن (الشكل 2).
3. استبدل مثبت الجهد 7805 وقم بتثبيته بالغراء الساخن (الشكل 3).
4. أعد تثبيت موصل الطاقة وقم بالتبديل وثبتهما بالغراء الساخن (الشكل 4).
5. يجب أن يبدو موقع المكونات كما هو في الشكل 5.
6. قم بتثبيت الغطاء السفلي في مكانه باستخدام البراغي (الشكل 6).
7. لاحقًا قمت بتغطية الحواف الخشنة التي خلفتها السكين الساخن بشريط كهربائي أسود. ويمكن أيضًا تنعيمها باستخدام ورق الصنفرة.

يظهر الشاحن المكتمل في الشكل 7. الآن يحتاج إلى اختباره.

الخطوة 8: الاختبار

ضع البطارية الفارغة في الشاحن. قم بتشغيل الطاقة إلى موصل 12 فولت أو USB. ينبغي أن يومض الصمام الثنائي الأحمر، وهذا يعني أن عملية الشحن جارية.

عند اكتمال الشحن، يجب أن يضيء الصمام الثنائي الأزرق.
أرفق صورة للشاحن أثناء الشحن وصورة ببطارية مشحونة.
هذا يكمل العمل.

من الصعب تقييم خصائص شاحن معين دون فهم كيفية عمل الشاحن المثالي فعليًا. تهمة ليثيوم أيونبطارية لذلك، قبل الانتقال مباشرة إلى المخططات، دعونا نتذكر القليل من النظرية.

ما هي بطاريات الليثيوم؟

اعتمادًا على المادة التي يتكون منها القطب الموجب لبطارية الليثيوم، هناك عدة أنواع:

• مع كاثود كوبالتات الليثيوم.
• مع الكاثود على أساس فوسفات الحديد lithiated؛
• على أساس النيكل والكوبالت والألومنيوم.
• على أساس النيكل والكوبالت والمنغنيز.

كل هذه البطاريات لها خصائصها الخاصة، ولكن بما أن هذه الفروق الدقيقة ليست ذات أهمية أساسية بالنسبة للمستهلك العام، فلن يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة.

كما يتم إنتاج جميع بطاريات الليثيوم أيون بأحجام وعوامل شكل مختلفة. يمكن أن تكون إما مغلفة (على سبيل المثال، 18650 المشهورة اليوم) أو مغلفة أو موشورية (بطاريات جل بوليمر). هذه الأخيرة عبارة عن أكياس محكمة الغلق مصنوعة من فيلم خاص يحتوي على أقطاب كهربائية وكتلة قطب كهربائي.

يتم عرض الأحجام الأكثر شيوعًا لبطاريات الليثيوم أيون في الجدول أدناه (جميعها لها جهد اسمي يبلغ 3.7 فولت):

تعيين	مقاس معياري	حجم مماثل
XXYY0, أين العشرين- إشارة إلى القطر بالملم، ص- قيمة الطول بالملم، 0 - يعكس التصميم على شكل اسطوانة	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø يتوافق مع AAA، ولكن بنصف الطول)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 أأ
	14270	Ø AA، الطول CR2
	14430	Ø 14 ملم (مثل AA)، لكن طوله أقصر
	14500	أأ
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150 ثانية/300 ثانية
	17670	2xCR123 (أو 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (أو 150A/300P)
	18650	2xCR123 (أو 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	مع
	26650
	32650
	33600	د
	42120

تتم العمليات الكهروكيميائية الداخلية بنفس الطريقة ولا تعتمد على عامل الشكل وتصميم البطارية، لذا فإن كل ما هو مذكور أدناه ينطبق بالتساوي على جميع بطاريات الليثيوم.

كيفية شحن بطاريات الليثيوم أيون بشكل صحيح

معظم الطريق الصحيحيتم شحن بطاريات الليثيوم على مرحلتين. هذه هي الطريقة التي تستخدمها سوني في جميع أجهزة الشحن الخاصة بها. على الرغم من وجود وحدة تحكم شحن أكثر تعقيدًا، إلا أن هذا يضمن شحنًا أكثر اكتمالاً لبطاريات الليثيوم أيون دون تقليل عمر الخدمة.

نحن هنا نتحدث عن ملف تعريف الشحن على مرحلتين لبطاريات الليثيوم، والمختصر بـ CC/CV (تيار ثابت، جهد ثابت). هناك أيضًا خيارات لتيارات النبض والخطوة، لكن لم تتم مناقشتها في هذه المقالة. المزيد عن الشحن تيار النبضيمكن قراءتها.

لذلك، دعونا نلقي نظرة على مرحلتي الشحن بمزيد من التفصيل.

1. في المرحلة الأولىيجب ضمان تيار الشحن المستمر. القيمة الحالية هي 0.2-0.5C. للشحن المتسارع، يُسمح بزيادة التيار إلى 0.5-1.0 درجة مئوية (حيث C هي سعة البطارية).

على سبيل المثال، بالنسبة للبطارية بسعة 3000 مللي أمبير، فإن تيار الشحن الاسمي في المرحلة الأولى هو 600-1500 مللي أمبير، ويمكن أن يكون تيار الشحن المتسارع في حدود 1.5-3A.

لضمان تيار شحن ثابت بقيمة معينة، يجب أن تكون دائرة الشاحن قادرة على زيادة الجهد عند أطراف البطارية. في الواقع، في المرحلة الأولى، يعمل الشاحن كمثبت تيار كلاسيكي.

مهم:إذا كنت تخطط لشحن البطاريات باستخدام لوحة حماية مدمجة (PCB)، فعند تصميم دائرة الشاحن، عليك التأكد من أن جهد الدائرة المفتوحة للدائرة لا يمكن أن يتجاوز 6-7 فولت. وإلا، فقد تتعرض لوحة الحماية للتلف.

في اللحظة التي يرتفع فيها جهد البطارية إلى 4.2 فولت، ستكتسب البطارية ما يقرب من 70-80٪ من سعتها (ستعتمد قيمة السعة المحددة على تيار الشحن: مع الشحن المتسارع ستكون أقل قليلاً، مع تهمة اسمية - أكثر من ذلك بقليل). تمثل هذه اللحظة نهاية المرحلة الأولى من الشحن وتكون بمثابة إشارة للانتقال إلى المرحلة الثانية (والأخيرة).

2. مرحلة الشحن الثانية- هذا هو شحن البطارية بجهد ثابت ولكن بتيار يتناقص (يسقط) تدريجياً.

في هذه المرحلة، يحافظ الشاحن على جهد كهربائي يتراوح بين 4.15-4.25 فولت على البطارية ويتحكم في القيمة الحالية.

ومع زيادة السعة، سينخفض ​​تيار الشحن. بمجرد أن تنخفض قيمته إلى 0.05-0.01C، تعتبر عملية الشحن كاملة.

من الفروق الدقيقة المهمة في تشغيل الشاحن الصحيح فصله الكامل عن البطارية بعد اكتمال الشحن. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه من غير المرغوب فيه للغاية بالنسبة لبطاريات الليثيوم أن تظل تحت الجهد العالي لفترة طويلة، والذي عادة ما يوفره الشاحن (أي 4.18-4.24 فولت). وهذا يؤدي إلى التدهور المتسارع التركيب الكيميائيالبطارية، ونتيجة لذلك، انخفاض في قدرتها. الإقامة الطويلة تعني عشرات الساعات أو أكثر.

خلال المرحلة الثانية من الشحن، تمكنت البطارية من زيادة سعتها بحوالي 0.1-0.15. وبذلك يصل إجمالي شحن البطارية إلى 90-95%، وهو مؤشر ممتاز.

نظرنا إلى مرحلتين رئيسيتين للشحن. ومع ذلك، فإن تغطية مسألة شحن بطاريات الليثيوم ستكون غير مكتملة إذا لم يتم ذكر مرحلة شحن أخرى - ما يسمى. الشحن المسبق.

مرحلة الشحن الأولية (الشحن المسبق)- تستخدم هذه المرحلة فقط للبطاريات شديدة التفريغ (أقل من 2.5 فولت) لإعادتها إلى وضع التشغيل العادي.

في هذه المرحلة، يتم تزويد الشحنة بتيار ثابت مخفض حتى يصل جهد البطارية إلى 2.8 فولت.

تعد المرحلة الأولية ضرورية لمنع التورم وانخفاض الضغط (أو حتى الانفجار بالنار) للبطاريات التالفة التي تحتوي، على سبيل المثال، على ماس كهربائي داخلي بين الأقطاب الكهربائية. إذا تم تمرير تيار شحن كبير على الفور من خلال هذه البطارية، فسيؤدي ذلك حتما إلى تسخينها، ثم يعتمد ذلك.

هناك فائدة أخرى للشحن المسبق وهي التسخين المسبق للبطارية، وهو أمر مهم عند الشحن في درجات حرارة منخفضة بيئة(في غرفة غير مدفأة خلال موسم البرد).

يجب أن يكون الشحن الذكي قادرًا على مراقبة الجهد الكهربي للبطارية أثناء مرحلة الشحن الأولية، وفي حالة الجهد الكهربي لفترة طويلةلا يرتفع، نستنتج أن البطارية معيبة.

يتم توضيح جميع مراحل شحن بطارية الليثيوم أيون (بما في ذلك مرحلة الشحن المسبق) بشكل تخطيطي في هذا الرسم البياني:

يمكن أن يؤدي تجاوز جهد الشحن المقنن بمقدار 0.15 فولت إلى تقليل عمر البطارية بمقدار النصف. يؤدي خفض جهد الشحن بمقدار 0.1 فولت إلى تقليل سعة البطارية المشحونة بحوالي 10%، ولكنه يطيل عمر الخدمة بشكل ملحوظ. جهد البطارية المشحونة بالكامل بعد إزالتها من الشاحن هو 4.1-4.15 فولت.

اسمحوا لي أن ألخص ما سبق وألخص النقاط الرئيسية:

1. ما التيار الذي يجب استخدامه لشحن بطارية ليثيوم أيون (على سبيل المثال، 18650 أو أي بطارية أخرى)؟

سيعتمد التيار على مدى السرعة التي ترغب في شحنها بها ويمكن أن يتراوح من 0.2 درجة مئوية إلى 1 درجة مئوية.

على سبيل المثال، بالنسبة لبطارية بحجم 18650 بسعة 3400 مللي أمبير، فإن الحد الأدنى لتيار الشحن هو 680 مللي أمبير، والحد الأقصى 3400 مللي أمبير.

2. كم من الوقت يستغرق شحن نفس البطاريات 18650 مثلا؟

يعتمد وقت الشحن بشكل مباشر على تيار الشحن ويتم حسابه باستخدام الصيغة:

T = C / أنا أشحن.

على سبيل المثال، سيكون وقت شحن بطارية 3400 مللي أمبير بتيار 1 أمبير حوالي 3.5 ساعة.

3. كيف يتم شحن بطارية الليثيوم بوليمر بشكل صحيح؟

يتم شحن جميع بطاريات الليثيوم بنفس الطريقة. لا يهم ما إذا كان بوليمر الليثيوم أو أيون الليثيوم. بالنسبة لنا، المستهلكين، لا يوجد فرق.

ما هي لوحة الحماية؟

تم تصميم لوحة الحماية (أو PCB - لوحة التحكم في الطاقة) للحماية من قصر الدائرة والشحن الزائد والتفريغ الزائد لبطارية الليثيوم. وكقاعدة عامة، يتم تضمين الحماية من الحرارة الزائدة أيضًا في وحدات الحماية.

لأسباب تتعلق بالسلامة، يمنع استخدام بطاريات الليثيوم في الأجهزة المنزلية إلا إذا كانت تحتوي على لوحة حماية مدمجة. ولهذا السبب تحتوي جميع بطاريات الهواتف المحمولة دائمًا على لوحة PCB. توجد أطراف إخراج البطارية مباشرة على اللوحة:

تستخدم هذه اللوحات وحدة تحكم شحن ذات ستة أرجل على جهاز متخصص (JW01، JW11، K091، G2J، G3J، S8210، S8261، NE57600 ونظائرها الأخرى). مهمة وحدة التحكم هذه هي فصل البطارية عن الحمل عندما تفريغها بالكاملالبطاريات وفصل البطارية عن الشحن عندما يصل جهدها إلى 4.25 فولت.

وهنا على سبيل المثال رسم تخطيطي للوحة حماية البطارية BP-6M التي تم تزويدها بهواتف نوكيا القديمة:

إذا تحدثنا عن 18650، فيمكن إنتاجها إما مع أو بدون لوحة حماية. توجد وحدة الحماية بالقرب من الطرف السالب للبطارية.

تزيد اللوحة من طول البطارية بمقدار 2-3 ملم.

عادةً ما يتم تضمين البطاريات التي لا تحتوي على وحدة PCB في البطاريات التي تأتي مع دوائر الحماية الخاصة بها.

يمكن لأي بطارية تتمتع بالحماية أن تتحول بسهولة إلى بطارية بدون حماية، ما عليك سوى إخراجها من الأمعاء.

واليوم تبلغ السعة القصوى لبطارية 18650 3400 مللي أمبير. يجب أن يكون للبطاريات المحمية تسمية مقابلة على العلبة ("محمية").

لا تخلط بين لوحة PCB ووحدة PCM (PCM - وحدة شحن الطاقة). إذا كان الأول يخدم فقط غرض حماية البطارية، فإن الأخير مصمم للتحكم في عملية الشحن - فهو يحد من تيار الشحن عند مستوى معين، ويتحكم في درجة الحرارة، وبشكل عام، يضمن العملية برمتها. لوحة PCM هي ما نسميه وحدة التحكم بالشحن.

أتمنى الآن ألا يكون هناك أي أسئلة، كيف يتم شحن بطارية 18650 أو أي بطارية ليثيوم أخرى؟ ثم ننتقل إلى مجموعة صغيرة من حلول الدوائر الجاهزة لأجهزة الشحن (نفس وحدات التحكم بالشحن).

مخططات شحن بطاريات الليثيوم أيون

جميع الدوائر مناسبة لشحن أي بطارية ليثيوم، ويبقى فقط اتخاذ قرار بشأن تيار الشحن وقاعدة العنصر.

LM317

رسم تخطيطي لشاحن بسيط يعتمد على شريحة LM317 مع مؤشر الشحن:

الدائرة هي الأبسط، حيث يتلخص الإعداد بأكمله في ضبط جهد الخرج على 4.2 فولت باستخدام المقاوم R8 (بدون بطارية متصلة!) وضبط تيار الشحن عن طريق اختيار المقاومات R4، R6. قوة المقاوم R1 لا تقل عن 1 واط.

بمجرد أن ينطفئ مؤشر LED، يمكن اعتبار عملية الشحن مكتملة (لن ينخفض ​​تيار الشحن إلى الصفر أبدًا). لا يُنصح بإبقاء البطارية على هذا الشحن لفترة طويلة بعد شحنها بالكامل.

تُستخدم الدائرة الدقيقة lm317 على نطاق واسع في مثبتات الجهد والتيار المختلفة (اعتمادًا على دائرة الاتصال). يتم بيعها في كل زاوية وتكلف قرشًا صغيرًا (يمكنك أن تأخذ 10 قطع مقابل 55 روبل فقط).

يأتي LM317 في علب مختلفة:

تعيين الدبوس (pinout):

نظائرها من شريحة LM317 هي: GL317، SG31، SG317، UC317T، ECG1900، LM31MDT، SP900، KR142EN12، KR1157EN1 (يتم إنتاج الأخيرين محليًا).

يمكن زيادة تيار الشحن إلى 3A إذا كنت تستخدم LM350 بدلاً من LM317. ومع ذلك، سيكون أكثر تكلفة - 11 روبل / قطعة.

يتم عرض لوحة الدوائر المطبوعة ومجموعة الدوائر أدناه:

يمكن استبدال الترانزستور السوفييتي القديم KT361 بآخر مماثل الترانزستور بي إن بي(على سبيل المثال، KT3107، KT3108 أو البرجوازية 2N5086، 2SA733، BC308A). يمكن إزالته تمامًا إذا لم تكن هناك حاجة لمؤشر الشحن.

عيب الدائرة: يجب أن يكون جهد الإمداد في حدود 8-12 فولت. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه بالنسبة للتشغيل العادي لشريحة LM317، يجب أن يكون الفرق بين جهد البطارية وجهد الإمداد 4.25 فولت على الأقل. وبالتالي، لن يكون من الممكن تشغيله من منفذ USB.

ماكس1555 أو ماكس1551

MAX1551/MAX1555 عبارة عن أجهزة شحن متخصصة لبطاريات Li+، قادرة على التشغيل من USB أو من محول طاقة منفصل (على سبيل المثال، شاحن الهاتف).

والفرق الوحيد بين هذه الدوائر الدقيقة هو أن MAX1555 ينتج إشارة للإشارة إلى عملية الشحن، وينتج MAX1551 إشارة إلى أن الطاقة قيد التشغيل. أولئك. لا يزال 1555 هو المفضل في معظم الحالات، لذلك يصعب الآن العثور على 1551 للبيع.

يوجد وصف تفصيلي لهذه الدوائر الدقيقة من الشركة المصنعة.

الحد الأقصى لجهد الإدخال من محول التيار المستمر هو 7 فولت، عند تشغيله بواسطة USB - 6 فولت. عندما ينخفض ​​جهد الإمداد إلى 3.52 فولت، يتم إيقاف تشغيل الدائرة الدقيقة ويتوقف الشحن.

تكتشف الدائرة الدقيقة نفسها المدخل الذي يوجد به جهد الإمداد وتتصل به. إذا تم توفير الطاقة عبر ناقل USB، فإن الحد الأقصى لتيار الشحن يقتصر على 100 مللي أمبير - وهذا يسمح لك بتوصيل الشاحن بمنفذ USB لأي جهاز كمبيوتر دون خوف من حرق الجسر الجنوبي.

عندما يتم تشغيله بواسطة مصدر طاقة منفصل، يكون تيار الشحن النموذجي 280 مللي أمبير.

تحتوي الرقائق على حماية مدمجة من الحرارة الزائدة. ولكن حتى في هذه الحالة، تستمر الدائرة في العمل، مما يقلل تيار الشحن بمقدار 17 مللي أمبير لكل درجة فوق 110 درجة مئوية.

هناك وظيفة الشحن المسبق (انظر أعلاه): طالما أن جهد البطارية أقل من 3 فولت، فإن الدائرة الدقيقة تحد من تيار الشحن إلى 40 مللي أمبير.

تحتوي الدائرة الدقيقة على 5 دبابيس. فيما يلي مخطط اتصال نموذجي:

إذا كان هناك ضمان بأن الجهد عند خرج المحول الخاص بك لا يمكن أن يتجاوز 7 فولت تحت أي ظرف من الظروف، فيمكنك الاستغناء عن المثبت 7805.

يمكن تجميع خيار الشحن عبر USB، على سبيل المثال، في هذا الخيار.

لا تتطلب الدائرة الدقيقة الثنائيات الخارجية أو الترانزستورات الخارجية. بشكل عام، بالطبع، الأشياء الصغيرة الرائعة! فقط أنها صغيرة جدًا وغير مريحة للحام. وهي أيضًا باهظة الثمن ().

LP2951

يتم تصنيع مثبت LP2951 بواسطة شركة National Semiconductors (). إنه يوفر تنفيذ وظيفة تحديد التيار المضمنة ويسمح لك بتوليد مستوى جهد شحن ثابت لبطارية ليثيوم أيون عند إخراج الدائرة.

جهد الشحن هو 4.08 - 4.26 فولت ويتم ضبطه بواسطة المقاوم R3 عند فصل البطارية. يتم الاحتفاظ بالجهد بدقة شديدة.

تيار الشحن هو 150 - 300 مللي أمبير، هذه القيمة محدودة بالدوائر الداخلية لشريحة LP2951 (حسب الشركة المصنعة).

استخدم الصمام الثنائي مع تيار عكسي صغير. على سبيل المثال، يمكن أن يكون أيًا من سلسلة 1N400X التي يمكنك شراؤها. يتم استخدام الصمام الثنائي كصمام ثنائي مانع لمنع التيار العكسي من البطارية إلى شريحة LP2951 عند إيقاف تشغيل جهد الإدخال.

ينتج هذا الشاحن تيار شحن منخفضًا إلى حد ما، لذلك يمكن شحن أي بطارية 18650 طوال الليل.

يمكن شراء الدائرة الدقيقة في حزمة DIP وفي حزمة SOIC (تكلف حوالي 10 روبل للقطعة الواحدة).

MCP73831

تتيح لك الشريحة إنشاء أجهزة الشحن المناسبة، كما أنها أرخص من MAX1555 الذي تم الترويج له كثيرًا.

يتم أخذ مخطط الاتصال النموذجي من:

من المزايا المهمة للدائرة عدم وجود مقاومات قوية منخفضة المقاومة تحد من تيار الشحن. هنا يتم ضبط التيار بواسطة مقاوم متصل بالدبوس الخامس للدائرة الدقيقة. يجب أن تكون مقاومتها في حدود 2-10 كيلو أوم.

يبدو الشاحن المجمع كما يلي:

تسخن الدائرة الدقيقة جيدًا أثناء التشغيل، لكن يبدو أن هذا لا يزعجها. إنها تؤدي وظيفتها.

إليك نسخة أخرى من لوحة الدوائر المطبوعة المزودة بمصباح SMD LED وموصل micro-USB:

LTC4054 (STC4054)

مخطط بسيط جدا، خيار عظيم! يسمح بالشحن بتيار يصل إلى 800 مللي أمبير (انظر). صحيح أنه يميل إلى أن يصبح ساخنًا جدًا، ولكن في هذه الحالة تعمل الحماية المدمجة من الحرارة الزائدة على تقليل التيار.

يمكن تبسيط الدائرة بشكل كبير عن طريق التخلص من أحد مصابيح LED أو كليهما باستخدام الترانزستور. بعد ذلك سيبدو الأمر هكذا (يجب أن تعترف، لا يمكن أن يكون الأمر أبسط من ذلك: زوج من المقاومات ومكثف واحد):

يتوفر أحد خيارات لوحات الدوائر المطبوعة على . تم تصميم اللوحة لعناصر ذات حجم قياسي 0805.

أنا=1000/ر. لا ينبغي عليك ضبط تيار مرتفع على الفور، انظر أولاً إلى مدى سخونة الدائرة الدقيقة. لأغراضي، أخذت المقاوم 2.7 كيلو أوم، وتبين أن تيار الشحن يبلغ حوالي 360 مللي أمبير.

من غير المحتمل أن يكون من الممكن تكييف المبرد مع هذه الدائرة الدقيقة، وليس حقيقة أنه سيكون فعالاً بسبب المقاومة الحرارية العالية لوصلة العلبة البلورية. توصي الشركة المصنعة بإجراء المشتت الحراري "من خلال الخيوط" - مما يجعل الآثار سميكة قدر الإمكان وترك الرقاقة تحت جسم الشريحة. بشكل عام، كلما زاد عدد الرقائق "الأرضية"، كلما كان ذلك أفضل.

بالمناسبة، يتم تبديد معظم الحرارة من خلال الساق الثالثة، لذا يمكنك جعل هذا الأثر عريضًا وسميكًا جدًا (املأه باللحام الزائد).

قد تحمل حزمة شرائح LTC4054 اسم LTH7 أو LTADY.

يختلف LTH7 عن LTADY في أن الأول يمكنه رفع بطارية منخفضة جدًا (التي يكون الجهد فيها أقل من 2.9 فولت)، بينما لا يستطيع الثاني (تحتاج إلى تأرجحها بشكل منفصل).

تبين أن الشريحة ناجحة للغاية، لذلك فهي تحتوي على مجموعة من نظائرها: STC4054، MCP73831، TB4054، QX4054، TP4054، SGM4054، ACE4054، LP4054، U4054، BL4054، WPM4054، IT4504، Y1880، PT6102، PT6181، VS61 02, HX6001، LC6000، LN5060، CX9058، EC49016، CYT5026، Q7051. قبل استخدام أي من نظائرها، تحقق من أوراق البيانات.

TP4056

الدائرة الدقيقة مصنوعة في غلاف SOP-8 (انظر)، وتحتوي على مشتت حراري معدني على بطنها، غير متصل بجهات الاتصال، مما يسمح بإزالة الحرارة بشكل أكثر كفاءة. يسمح لك بشحن البطارية بتيار يصل إلى 1 أمبير (يعتمد التيار على مقاومة الإعداد الحالي).

يتطلب مخطط الاتصال الحد الأدنى من العناصر المعلقة:

تنفذ الدائرة عملية الشحن الكلاسيكية - الشحن أولاً بتيار ثابت، ثم بجهد ثابت وتيار هابط. كل شيء علمي. إذا نظرت إلى الشحن خطوة بخطوة، يمكنك التمييز بين عدة مراحل:

1. مراقبة جهد البطارية المتصلة (يحدث هذا دائمًا).
2. مرحلة الشحن المسبق (إذا تم تفريغ البطارية أقل من 2.9 فولت). اشحن بتيار 1/10 من التيار المبرمج بواسطة المقاوم R prog (100 مللي أمبير عند R prog = 1.2 كيلو أوم) إلى مستوى 2.9 فولت.
3. الشحن بأقصى تيار ثابت (1000 مللي أمبير عند R prog = 1.2 كيلو أوم) ؛
4. عندما تصل البطارية إلى 4.2 فولت، يكون جهد البطارية ثابتًا عند هذا المستوى. يبدأ الانخفاض التدريجي في تيار الشحن.
5. عندما يصل التيار إلى 1/10 من التيار المبرمج بواسطة المقاوم R prog (100 مللي أمبير عند R prog = 1.2 كيلو أوم)، يتم إيقاف تشغيل الشاحن.
6. بعد اكتمال الشحن، تستمر وحدة التحكم في مراقبة جهد البطارية (انظر النقطة 1). التيار الذي تستهلكه دائرة المراقبة هو 2-3 μA. بعد انخفاض الجهد إلى 4.0 فولت، يبدأ الشحن مرة أخرى. وهكذا في دائرة.

يتم حساب تيار الشحن (بالأمبير) بواسطة الصيغة أنا = 1200/R بروغ. الحد الأقصى المسموح به هو 1000 مللي أمبير.

يظهر في الرسم البياني اختبار شحن حقيقي ببطارية 3400 مللي أمبير 18650:

ميزة الدائرة الدقيقة هي أن تيار الشحن يتم ضبطه بواسطة مقاوم واحد فقط. ليست هناك حاجة لمقاومات قوية منخفضة المقاومة. بالإضافة إلى وجود مؤشر لعملية الشحن، وكذلك مؤشر لانتهاء الشحن. عندما لا تكون البطارية متصلة، يومض المؤشر كل بضع ثوان.

يجب أن يكون جهد إمداد الدائرة ضمن 4.5...8 فولت. كلما اقتربنا من 4.5 فولت، كان ذلك أفضل (وبالتالي تسخن الشريحة بشكل أقل).

يتم استخدام المحطة الأولى لتوصيل مستشعر درجة الحرارة المدمج في بطارية الليثيوم أيون (عادةً الطرف الأوسط لبطارية الهاتف الخليوي). إذا كان جهد الخرج أقل من 45% أو أعلى من 80% من جهد الإمداد، فسيتم تعليق الشحن. إذا لم تكن بحاجة إلى التحكم في درجة الحرارة، فما عليك سوى زرع تلك القدم على الأرض.

انتباه! هذه الدائرة لها عيب واحد مهم: عدم وجود دائرة حماية قطبية عكسية للبطارية. في هذه الحالة، يتم ضمان حرق وحدة التحكم بسبب تجاوز الحد الأقصى للتيار. في هذه الحالة، يذهب جهد الدائرة مباشرة إلى البطارية، وهو أمر خطير للغاية.

الخاتم بسيط ويمكن إجراؤه خلال ساعة على ركبتك. إذا كان الوقت هو الجوهر، يمكنك طلب وحدات جاهزة. تضيف بعض الشركات المصنعة للوحدات الجاهزة حماية ضد التيار الزائد والتفريغ الزائد (على سبيل المثال، يمكنك اختيار اللوحة التي تحتاجها - مع أو بدون حماية، ومع أي موصل).

يمكنك أيضًا العثور على لوحات جاهزة مع جهة اتصال لجهاز استشعار درجة الحرارة. أو حتى وحدة شحن تحتوي على عدة دوائر دقيقة متوازية TP4056 لزيادة تيار الشحن مع حماية القطبية العكسية (مثال).

LTC1734

أيضا مخطط بسيط جدا. يتم ضبط تيار الشحن بواسطة المقاوم R prog (على سبيل المثال، إذا قمت بتثبيت مقاوم 3 كيلو أوم، فسيكون التيار 500 مللي أمبير).

عادةً ما يتم وضع علامة على الدوائر الدقيقة على العلبة: LTRG (غالبًا ما يمكن العثور عليها في هواتف Samsung القديمة).

الترانزستور سوف يعمل بشكل جيد أي ص ن صالشيء الرئيسي هو أنه مصمم لتيار شحن معين.

لا يوجد مؤشر شحن في الرسم البياني المشار إليه، ولكن في LTC1734 يُقال أن الدبوس "4" (Prog) له وظيفتان - ضبط التيار ومراقبة نهاية شحن البطارية. على سبيل المثال، يتم عرض دائرة مع التحكم في نهاية الشحن باستخدام المقارنة LT1716.

يمكن استبدال المقارنة LT1716 في هذه الحالة بـ LM358 الرخيص.

TL431 + الترانزستور

ربما يكون من الصعب التوصل إلى دائرة تستخدم مكونات أقل تكلفة. أصعب شيء هنا هو العثور على مصدر الجهد المرجعي TL431. لكنها شائعة جدًا بحيث توجد في كل مكان تقريبًا (نادرًا ما يعمل مصدر الطاقة بدون هذه الدائرة الدقيقة).

حسنًا، يمكن استبدال الترانزستور TIP41 بأي ترانزستور آخر بتيار مجمع مناسب. حتى KT819 السوفيتي القديم، KT805 (أو KT815 الأقل قوة، KT817) سيفي بالغرض.

يتلخص إعداد الدائرة في ضبط جهد الخرج (بدون بطارية!!!) باستخدام مقاوم القطع عند 4.2 فولت. يقوم المقاوم R1 بتعيين الحد الأقصى لقيمة تيار الشحن.

تنفذ هذه الدائرة بالكامل عملية شحن بطاريات الليثيوم المكونة من مرحلتين - الشحن أولاً بالتيار المباشر، ثم الانتقال إلى مرحلة تثبيت الجهد وتقليل التيار بسلاسة إلى الصفر تقريبًا. العيب الوحيد هو ضعف تكرار الدائرة (فهي متقلبة في الإعداد وتتطلب المكونات المستخدمة).

MCP73812

هناك دائرة كهربائية صغيرة أخرى مهملة بشكل غير مستحق من Microchip - MCP73812 (انظر). بناءً عليه، يتم الحصول على خيار شحن اقتصادي للغاية (وغير مكلف!). طقم الجسم كله عبارة عن مقاوم واحد فقط!

بالمناسبة، يتم تصنيع الدائرة المصغرة في حزمة صديقة للحام - SOT23-5.

السلبية الوحيدة هي أن الجو يصبح ساخنًا جدًا ولا يوجد مؤشر للشحن. كما أنه بطريقة ما لا يعمل بشكل موثوق للغاية إذا كان لديك مصدر طاقة منخفض الطاقة (مما يؤدي إلى انخفاض الجهد).

بشكل عام، إذا لم يكن مؤشر الشحن مهمًا بالنسبة لك، وكان تيار 500 مللي أمبير يناسبك، فإن MCP73812 يعد خيارًا جيدًا جدًا.

NCP1835

يتم تقديم حل متكامل تمامًا - NCP1835B، مما يوفر ثباتًا عاليًا لجهد الشحن (4.2 ±0.05 فولت).

ربما يكون العيب الوحيد لهذه الدائرة الدقيقة هو حجمها الصغير جدًا (علبة DFN-10 بحجم 3 × 3 مم). لا يستطيع الجميع توفير لحام عالي الجودة لهذه العناصر المصغرة.

من بين المزايا التي لا يمكن إنكارها أود أن أشير إلى ما يلي:

1. الحد الأدنى لعدد أجزاء الجسم.
2. إمكانية شحن بطارية فارغة تمامًا (تيار الشحن المسبق 30 مللي أمبير)؛
3. تحديد نهاية الشحن.
4. تيار شحن قابل للبرمجة - يصل إلى 1000 مللي أمبير.
5. مؤشر الشحن والخطأ (قادر على اكتشاف البطاريات غير القابلة للشحن والإشارة إلى ذلك).
6. الحماية ضد الشحن على المدى الطويل (عن طريق تغيير سعة المكثف C t، يمكنك ضبط الحد الأقصى لوقت الشحن من 6.6 إلى 784 دقيقة).

تكلفة الدائرة الدقيقة ليست رخيصة تمامًا، ولكنها أيضًا ليست مرتفعة جدًا (~ 1 دولار) بحيث يمكنك رفض استخدامها. إذا كنت مرتاحًا مع مكواة اللحام، فإنني أوصي باختيار هذا الخيار.

أكثر وصف تفصيليفي داخل .

هل يمكنني شحن بطارية ليثيوم أيون بدون وحدة تحكم؟

نعم يمكنك ذلك. ومع ذلك، فإن هذا سيتطلب مراقبة دقيقة لتيار الشحن والجهد.

بشكل عام لن يكون من الممكن شحن بطارية مثلا 18650 بدون شاحن. لا تزال بحاجة إلى الحد بطريقة أو بأخرى من الحد الأقصى لتيار الشحن، لذلك ستظل هناك حاجة إلى الذاكرة الأكثر بدائية على الأقل.

إن أبسط شاحن لأي بطارية ليثيوم هو عبارة عن مقاوم متصل على التوالي بالبطارية:

تعتمد مقاومة وتبديد طاقة المقاوم على جهد مصدر الطاقة الذي سيتم استخدامه للشحن.

على سبيل المثال، دعونا نحسب المقاومة لمصدر طاقة 5 فولت. سنقوم بشحن بطارية 18650 بسعة 2400 مللي أمبير.

لذلك، في بداية الشحن، سيكون انخفاض الجهد عبر المقاوم:

U r = 5 - 2.8 = 2.2 فولت

لنفترض أن مصدر الطاقة 5V الخاص بنا تم تصنيفه لتيار أقصى يبلغ 1A. سوف تستهلك الدائرة أعلى تيار في بداية الشحن، عندما يكون جهد البطارية في حده الأدنى ويبلغ 2.7-2.8 فولت.

تنبيه: هذه الحسابات لا تأخذ في الاعتبار احتمال أن تكون البطارية فارغة جدًا وأن الجهد الكهربي عليها قد يكون أقل بكثير، حتى إلى الصفر.

وبالتالي، فإن مقاومة المقاوم المطلوبة للحد من التيار في بداية الشحن عند 1 أمبير يجب أن تكون:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 أوم

تبديد قوة المقاوم:

P r = I 2 R = 1*1*2.2 = 2.2 واط

في نهاية شحن البطارية، عندما يقترب الجهد الكهربائي فيها من 4.2 فولت، سيكون تيار الشحن:

الشحن = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 أمبير

أي كما نرى أن جميع القيم لا تتجاوز الحدود المسموح بها لبطارية معينة: التيار الأولي لا يتجاوز الحد الأقصى لتيار الشحن المسموح به لبطارية معينة (2.4 أمبير)، والتيار النهائي يتجاوز التيار حيث لم تعد البطارية تكتسب سعة (0.24 أمبير).

العيب الرئيسي لمثل هذا الشحن هو الحاجة إلى مراقبة جهد البطارية باستمرار. ويتم إيقاف الشحن يدويًا بمجرد وصول الجهد إلى 4.2 فولت. والحقيقة هي أن بطاريات الليثيوم تتسامح مع الجهد الزائد على المدى القصير بشكل سيء للغاية - تبدأ كتل القطب في التدهور بسرعة، مما يؤدي حتما إلى فقدان القدرة. في الوقت نفسه، يتم إنشاء جميع المتطلبات الأساسية لارتفاع درجة الحرارة وانخفاض الضغط.

إذا كانت بطاريتك تحتوي على لوحة حماية مدمجة، والتي تمت مناقشتها أعلاه، يصبح كل شيء أسهل. عند الوصول إلى جهد معين في البطارية، ستقوم اللوحة نفسها بفصلها عن الشاحن. ومع ذلك، فإن طريقة الشحن هذه لها عيوب كبيرة، والتي ناقشناها في هذا المقال.

لن تسمح الحماية المضمنة في البطارية بالشحن الزائد تحت أي ظرف من الظروف. كل ما عليك فعله هو التحكم في تيار الشحن بحيث لا يتجاوز القيم المسموح بها لبطارية معينة (لوحات الحماية لا يمكنها الحد من تيار الشحن للأسف).

الشحن باستخدام مصدر طاقة المختبر

إذا كان لديك مصدر طاقة مزود بحماية حالية (محدودة)، فقد تم حفظك! مصدر الطاقة هذا هو بالفعل شاحن كامل يقوم بتنفيذ ملف تعريف الشحن الصحيح، والذي كتبنا عنه أعلاه (CC/CV).

كل ما عليك فعله لشحن ليثيوم أيون هو ضبط مصدر الطاقة على 4.2 فولت وتعيين الحد الحالي المطلوب. ويمكنك توصيل البطارية.

في البداية، عندما لا تزال البطارية فارغة، سيعمل مصدر الطاقة في المختبر في وضع الحماية الحالي (أي أنه سيثبت تيار الخرج عند مستوى معين). بعد ذلك، عندما يرتفع الجهد الموجود على البنك إلى 4.2 فولت، سيتحول مصدر الطاقة إلى وضع تثبيت الجهد، وسيبدأ التيار في الانخفاض.

عندما ينخفض ​​التيار إلى 0.05-0.1 درجة مئوية، يمكن اعتبار البطارية مشحونة بالكامل.

كما ترون، فإن مصدر الطاقة في المختبر هو الشاحن المثالي تقريبًا! الشيء الوحيد الذي لا يمكنه فعله تلقائيًا هو اتخاذ قرار بشحن البطارية بالكامل وإيقاف تشغيلها. لكن هذا شيء صغير لا ينبغي عليك حتى الاهتمام به.

كيفية شحن بطاريات الليثيوم؟

وإذا كنا نتحدث عن بطارية يمكن التخلص منها، غير مخصصة لإعادة الشحن، فإن الإجابة الصحيحة (والصحيحة فقط) على هذا السؤال هي لا.

والحقيقة هي أن أي بطارية ليثيوم (على سبيل المثال، CR2032 المشترك في شكل قرص مسطح) تتميز بوجود طبقة تخميل داخلية تغطي أنود الليثيوم. تمنع هذه الطبقة تفاعل كيميائيالأنود مع المنحل بالكهرباء. ويؤدي إمداد التيار الخارجي إلى تدمير الطبقة الواقية المذكورة أعلاه، مما يؤدي إلى تلف البطارية.

بالمناسبة، إذا تحدثنا عن بطارية CR2032 غير القابلة لإعادة الشحن، فإن LIR2032، الذي يشبهها كثيرًا، هو بالفعل بطارية كاملة. يمكن وينبغي شحنها. فقط الجهد الخاص به ليس 3، ولكن 3.6V.

تمت مناقشة كيفية شحن بطاريات الليثيوم (سواء كانت بطارية هاتف أو 18650 أو أي بطارية ليثيوم أيون أخرى) في بداية المقال.

85 كوبيل/قطعة. يشتري MCP73812 65 روبية/قطعة. يشتري NCP1835 83 روبية/قطعة. يشتري * جميع الدوائر الدقيقة بها ًالشحن مجانا

شاحن محلي الصنع لبطاريات 18650.

ذات مرة كنت بحاجة لشحن بطارية 18650 لمصباح يدوي في المرآب، ولكن لم يكن هناك شاحن في متناول اليد. ليس لدي أي رغبة في حمل iMax B6 معي، لذلك قررت أن أشحنه بنفسي بأقل تكلفة.

للشحن، تحتاج إلى حامل بطارية 18650. وبما أن الحامل سيتم استخدامه في أماكن أخرى بالإضافة إلى الشحن، فقد قررت شراء الكثير من الحوامل المتعددة. وهذا أرخص من شراء واحدة في كل مرة.
لقد طلبت حامل بطارية بلاستيكي للدراجة. الكثير من 4 قطع. التكلفة 1.91 دولار (مع قسيمة)
وصل الطرد في عبوة بيكوف رمادية عادية. يوجد بالداخل كيلومترات من مطبات الأطفال والبضائع في الواقع.








البلاستيك طبيعي، الأسلاك مضغوطة. تناسب البطارية ذات الحجم القياسي 18650 (65 مم) دون مشاكل. البطاريات ذات الحماية (69 ملم) مناسبة أيضًا.


في الصورة، يتم إدخال بطارية ذات حجم قياسي في الحامل. عند إزالة البطارية، ظهر السؤال الأول: يمتد البلاستيك على جوانب البطارية لمنعها من السقوط تلقائيًا، لكن إزالة البطارية تصبح مشكلة. يمكنك بالطبع نزع 18650 باستخدام مفك البراغي، لكن فرصة خدش البطارية مرتفعة جدًا. تقرر تحديث الحامل عن طريق لصق شريط من القماش (الشريط) في المنتصف.




بعد هذه الترقية، يمكن إزالة البطارية بسهولة شديدة.

يتطلب الشاحن جهاز تحكم بالشحن. على موقع eBay، ذهبت على الفور إلى بائع مألوف أشتري منه الأجهزة الإلكترونية. بعد بحث قصير وجدت واحدة لبطاريات الليثيوم. لقد اشتريت وحدة تحكم مقابل 1.11 دولارًا مع مدخل لمستشعر درجة الحرارة، على الرغم من أنه يمكنك أيضًا العثور على وحدة تحكم أبسط منه بأقل من دولار ().

تبدو وحدة التحكم كما يلي:

يحتوي الوشاح على مدخل MicroUSB قياسي، والذي يسمح لك بشحن البطاريات من منفذ USB للكمبيوتر أو من شاحن الشبكة الذي يحتوي على مخرج USB (على سبيل المثال، هنا)
شريحة TP4056 ملحومة على اللوحة (هناك واحدة للمهتمين)

ومن موقع البائع فإن خصائص اللوحة هي:

جهد الإدخال: 4V-8V الحد الأقصى لتيار الشحن الناتج: 1000 مللي أمبير
يضيء مؤشر الشحن D1، ويكتمل الشحن بمؤشر D2
حجم لوحة PCB: 37.3 (مم) × 15 (مم)

وصف مختصر للمجلس في الصور:


وفقًا لورقة البيانات، إذا قمت بزيادة مقاومة R4 إلى 2.4 كيلو أوم، فيمكنك تقليل (الحد) من تيار الشحن إلى 500 مللي أمبير.
لقد قمت بلصق اللوحة على حامل البطارية بمسدس حراري.


لقد وضعت ولحام الأسلاك هناك أيضًا

إذا قمت بتطبيق الجهد على منفذ USB، ثم يضيء المؤشر D2 باللون الأخضر ويبدأ المؤشر D1 بالوميض باللون الأحمر (لم يتم إدخال البطارية في الحامل).

عند إدخال البطارية وتوصيل الطاقة الخارجية، يضيء المؤشر D1

في حالة البطارية المشحونة جزئيًا، القراءات المأخوذة من منفذ USB:
U=5.02V أنا=0.49A. جهد البطارية 4.21 فولت

القياسات في بداية الشحن

بعد اكتمال الشحن، يضيء المؤشر D2 باللون الأخضر

في حالة البطارية المشحونة بالكامل، القراءات المأخوذة من منفذ USB:
أنا = 0.00A. جهد البطارية 4.21 فولت

القياسات في نهاية التهمة

بعد ذلك، قررت التحقق مما إذا كنت قد قمت بشحن البطارية بالكامل باستخدام شاحن محلي الصنع. للقيام بذلك، انتظرت بضع ساعات وحاولت الشحن بطارية اي ماكس B6 الحالي 0.5 أ.

كما ترون على المؤشر، استغرق شحن البطارية ما يقرب من 10 دقائق واستغرق شحنها 14 مللي أمبير فقط. علاوة على ذلك، انخفض التيار على الفور تقريبًا إلى 0.1 أمبير وظل هناك لمدة 10 دقائق كاملة.

وبالمناسبة، الصورة الأخيرة توضح استخدامًا آخر للحامل لبطاريات 18650.
عن قرب، يبدو الحامل المزود بأطراف توصيل لجهاز iMax B6 كما يلي:

لقد قمت بلصق الشريط باستخدام الغراء الفائق العادي. لقد قمت بقطع جوانب الحامل (3 قطع) بسكين، ولم يتبق سوى جانب واحد للسلامة.

بعد ذلك، حاولت تفريغ البطارية لفهم ما إذا كان 18650 سيتخلى عن سعته، وفي نفس الوقت، بعد التفريغ، تحقق من مقدار التيار الذي تم استهلاكه في اللحظة الأولى للشحن من منفذ USB.


الصورة توضح أن الـ 18650 يعمل بنسبة 100% (السعة مكتوبة على البطارية نفسها)

لحظة الشحن الأولية:


تم شحن هذه البطارية بسعة 1365 مللي أمبير في الساعة من حالة تفريغها بالكامل خلال ما يزيد قليلاً عن 3 ساعات.

باختصار إيجابيات وسلبيات:
السلبيات
من الصعب إخراج البطارية من الحامل. وبعد تعديل بسيط، تتم إزالة هذا الطرح.

ملاحظات (ليست إيجابيات أو سلبيات)
لقد لاحظت وجود خطأ صغير في الشاحن. إذا قمت بتوصيل الطاقة إلى منفذ USB ثم قمت بإدخال البطارية، فلن يبدأ الشحن. أي أنك تحتاج أولاً إلى إدخال البطارية، ثم توصيل الجهد بالشاحن.

الايجابيات
1) السعر. اشحن 18650 بطارية بالكامل مقابل 1.5 دولار.
2) إمكانية ضبط تيار الشحن عن طريق استبدال المقاوم R4 (تحتوي ورقة البيانات على جدول يوضح المقاوم الذي يجب تثبيته لضبط تيار الشحن)
3) المدمجة

الاستنتاجات
مقابل 1.5 دولار ونصف الساعة، حصلت على شاحن صغير يناسبني تمامًا.

أخطط لشراء +106 اضافة الى المفضلة اعجبني الاستعراض +93 +217

تُستخدم بطاريات Li-ion 18650 على نطاق واسع جدًا في العديد من الأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها اليوم. على سبيل المثال، أضواء LEDوالبطاريات الموجودة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والدراجات الكهربائية أو بنك الطاقة.

تعد هذه البطاريات مصدرًا موثوقًا للطاقة، لذا فهي أيضًا مريحة جدًا للاستخدام في المشاريع اليدوية. يشبه شكل بطاريات الليثيوم أيون 18650 بطارية AA، لكن جهد الخرج هو 3.7 فولت بسعة 1600 إلى 3600 مللي أمبير (بطاريات AA أو AAA لها جهد 1.5 فولت/1.2 فولت).

ومع ذلك، في الوقت الحالي، لا يزال شحن هذه البطاريات ليس بالأمر السهل نظرًا لأن أجهزة الشحن التجارية باهظة الثمن. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب بطاريات الليثيوم أيون شاحنًا جودة جيدةوإلا فسوف يتدهور عمر البطارية. يعمل الشاحن المتوازن بشكل جيد، ولكنه متوفر بنطاق سعري أعلى.

لذلك قررنا في هذا البرنامج التعليمي إنشاء شاحن Li-Ion يمكنه شحن أربعة أجهزة 18650 في نفس الوقت. من السهل جدًا صنع هذا الشاحن ويقوم بمهمة الشاحن المتوازن عن طريق قطع الطاقة عن البطاريات الفردية بمجرد شحنها بالكامل.

الخطوة 1: الملحقات

سنحتاج إلى عدة "قطع غيار" لشاحننا:

• لوحة الدوائر المطبوعة للأغراض العامة
• وحدة TP4056
• مقاطع الورق
• موصل
• مفاتيح ثنائي الفينيل متعدد الكلور
• بطاريات ليثيوم أيون 3.7 فولت
• لحام حديد

يمكنك شراء كل هذا من متاجر مختلفة، خاصة في المتاجر الأجنبية، على سبيل المثال، Amazon أو E-Bay.

الخطوة 2: لنبدأ في التجميع

• يأخذ لوحة الدوائر المطبوعةللأغراض العامة ووضع البطاريات على رأس اللوحة؛
• ضع علامة على المسافة بين حواف البطاريات وعرضها على لوحة الدائرة الكهربائية؛
• افتح 8 مشابك ورق واستخدم الزردية لقص المشابك من الحواف كما هو موضح في الصورة أعلاه؛
• يجب عمل إجمالي 8 مشابك على شكل حرف U (اعتمادًا على عدد البطاريات التي يتم شحنها)؛
• أدخل المشابك على شكل حرف U في لوحة الدائرة بحيث يمكن تركيب البطاريات بين المشابك؛
• ستكون المشابك بمثابة حاملات للبطاريات؛
• استخدم أيضًا القطع المتبقية من مشابك الورق لعمل دعامات جانبية؛
• قم بتثبيت المشابك جيدًا على اللوحة كما هو موضح في الشكل.

ملحوظة: تأكد من عدم توصيل المشابك ببعضها البعض أثناء اللحام.

الخطوة 3: إضافة المكونات

• ضع وحدة الشحن TP4056 على PCB كما هو موضح في الصورة أعلاه؛
• باستخدام علامة، ضع علامة على فتحات الوحدة على اللوحة؛
• قم بلحام دبوس في كل من الفتحات المميزة؛
• أدخل الوحدة فوق المسامير واللحام بعناية؛
• استخدم عدد الوحدات مساويا لعدد البطاريات التي يتم شحنها، أي. وحدة واحدة لكل بطارية؛
• قم بلحام جميع الوحدات على اللوحة كما هو موضح في الصورة؛
• خذ المفاتيح وألحمها بين كل وحدة على PCB.

ملاحظة: تأكد من مشاهدة الفيديو (أدناه) وإلقاء نظرة على الصور لتجنب أي أخطاء.

الخطوة 4: توصيل المكونات

• ارجع إلى مخطط الأسلاك أعلاه وقم بلحام جميع المكونات معًا؛
• تأكد من تحديد القطبية على حاملات البطاريات ذات المشبك على شكل حرف U؛
• قم بتوصيل أطراف حامل البطارية بأطراف الإدخال الخاصة بوحدة الشحن TP4056 وفقًا للقطبية؛
• قم بتوصيل الوحدات بحيث يمكنها نقل الطاقة من شاحن ثابت واحد؛
• قم أيضًا بتثبيت الاتصالات بين المفاتيح بحيث يمكن استخدامها للتحكم بشكل مستقل في قوة الوحدات.

الخطوة 5: اختبار الشاحن

• أدخل البطاريات في حاملات البطاريات الموجودة على اللوحة؛
• قم بتوصيل الشاحن تليفون محمولإلى إحدى الوحدات وتشغيل الطاقة؛
• سيضيء مؤشر على الوحدة للإشارة إلى الشحن؛
• استخدم المفاتيح للتحكم في الطاقة الموردة للبطاريات؛
• قم بإيقاف تشغيل جميع المفاتيح إذا كنت تريد شحن بطارية واحدة فقط؛
• قم بتشغيل المفاتيح وفقًا لكمية شحن البطارية في وقت معين؛
• لأن كل بطارية لها شاحن منفصل، لذلك لن يواجهوا أبدًا مشكلة الشحن الزائد وإعادة الشحن (المشكلة الأكثر شيوعًا التي تلحق الضرر بخلايا أيون الليثيوم).

ملحوظة: وحدة الشحن TP4056 قادرة على توفير 1 أمبير عند 5 فولت، وبما أننا صنعنا شاحنًا لأربع بطاريات، فمن الضروري استخدام شاحن متنقل 2 أمبير، بحيث يتم توفير 500 مللي أمبير على الأقل لكل خلية.

الخطوة 6: درس الفيديو

وهكذا أيها الأصدقاء، بهذا ينتهي الدرس. اصنعها في المنزل واستخدم أي عدد من خلايا أيون الليثيوم دون القلق بشأن شحنها.

إذا فاتك شيء ما، شاهد الفيديو حول كيفية صنع هذا الشاحن الرائع والمفيد للغاية.

بالإضافة إلى ذلك، لا تنس ترك تعليقاتك واقتراحاتك في التعليقات في مجموعة فكونتاكتي الخاصة بنا. ترقبوا التحديثات على دروسنا.

ربما يواجه العديد من الأشخاص مشاكل في الشحن بطارية ليثيوم أيونبدون وحدة تحكم، كان لي هذا الوضع. لقد استلمت جهاز كمبيوتر محمولًا ميتًا، وكان هناك 4 علب SANYO UR18650A في البطارية حية.
قررت استبدال مصباح يدوي LEDبدلاً من ثلاث بطاريات AAA. نشأ السؤال حول توجيه الاتهام إليهم.
بعد البحث على الإنترنت، عثرت على مجموعة من الرسوم البيانية، لكن التفاصيل ضيقة بعض الشيء في مدينتنا.
لقد حاولت الشحن من شاحن هاتف محمول، المشكلة تكمن في التحكم في الشحن، فأنت بحاجة إلى مراقبة التدفئة باستمرار، فهي تبدأ في التسخين، وتحتاج إلى قطع الاتصال بالشحن، وإلا ستتلف البطارية في أفضل الأحوال، وإلا يمكنك إشعال النار.
قررت أن أفعل ذلك بنفسي. اشتريت سريرًا للبطارية من المتجر. اشتريت شاحنًا من سوق السلع المستعملة. لتسهيل تتبع نهاية الشحن، يُنصح بالعثور على واحد مزود بمصباح LED ثنائي اللون يشير إلى نهاية الشحن. يتحول من الأحمر إلى الأخضر عند اكتمال الشحن.
ولكن يمكنك أيضًا استخدام واحدة عادية. يمكن استبدال الشاحن بسلك USB وشحنه من جهاز كمبيوتر أو شاحن بمخرج USB.
الشاحن الخاص بي مخصص فقط للبطاريات بدون وحدة تحكم. أخذت وحدة التحكم من بطارية الهاتف الخليوي القديمة. فهو يضمن عدم زيادة شحن البطارية فوق جهد 4.2 فولت، أو تفريغها أقل من 2...3 فولت. كما توفر دائرة الحماية من دوائر القصر عن طريق فصل البنك نفسه عن المستهلك في لحظة حدوث قصر في الدائرة.
يحتوي على شريحة DW01 ومجموعة من ترانزستورات SM8502A MOSFET (M1، M2). هناك أيضًا علامات أخرى، لكن الدوائر مشابهة لهذه وتعمل بشكل مماثل.

جهاز التحكم بشحن بطارية الهاتف الخليوي.

دائرة التحكم.

دائرة تحكم أخرى.
الشيء الرئيسي هو عدم الخلط بين قطبية لحام وحدة التحكم بالسرير ووحدة التحكم بالشاحن. تحتوي لوحة التحكم على جهات اتصال "+" و"-".

يُنصح بوضع مؤشر مرئي بوضوح في السرير بالقرب من نقطة الاتصال الإيجابية، باستخدام طلاء أحمر أو فيلم ذاتي اللصق، لتجنب انعكاس القطبية.
لقد جمعت كل شيء معًا وهذا ما حدث.

رسوم كبيرة. عندما يصل الجهد إلى 4.2 فولت، تقوم وحدة التحكم بفصل البطارية عن الشحن ويتحول مؤشر LED من الأحمر إلى الأخضر. اكتمل الشحن. يمكنك شحن بطاريات Li-Ion أخرى، فقط استخدم سريرًا مختلفًا. حظا موفقا للجميع.