Dnes sa mnohým používateľom nahromadilo niekoľko funkčných a nepoužitých lítiových batérií, ktoré sa objavujú pri výmene mobilné telefóny do smartfónov.
Pri použití batérií v telefónoch s vlastnou nabíjačkou vďaka použitiu špecializovaných čipov na kontrolu nabíjania prakticky nevznikajú problémy s nabíjaním. Pri použití lítiových batérií v rôznych domácich výrobkoch však vyvstáva otázka, ako a čím takéto batérie nabíjať. Niektorí tomu veria lítiové batérie obsahujú už zabudované regulátory nabíjania, ale v skutočnosti majú zabudované ochranné obvody, takéto batérie sa nazývajú chránené. Ochranné obvody v nich sú určené najmä na ochranu pred hlbokým vybitím a prepätím pri nabíjaní nad 4,25V, t.j. Toto je núdzová ochrana, nie regulátor nabíjania.
Niektorí „kutilovia“ na stránke okamžite napíšu, že za málo peňazí si môžete objednať špeciálnu dosku z Číny, pomocou ktorej môžete nabíjať lítiové batérie. Ale to je len pre milovníkov „nakupovania“. Nemá zmysel kupovať niečo, čo sa dá jednoducho zložiť za pár minút z lacných a bežných dielov. Netreba zabúdať, že na objednanú dosku si počkáte približne mesiac. A zakúpené zariadenie neprináša také uspokojenie ako podomácky vyrobené.
Navrhnuté Nabíjačka Zopakovať to dokáže takmer každý. Táto schéma je veľmi primitívna, ale úplne sa vyrovná so svojou úlohou. Pre kvalitné nabíjanie Li-Ion akumulátorov stačí len stabilizovať výstupné napätie nabíjačky a obmedziť nabíjací prúd.
Nabíjačka má spoľahlivé, kompaktné a vysoko stabilné výstupné napätie, čo je, ako je známe, pre lítium-iónové batérie veľmi dôležité. dôležitá charakteristika pri nabíjaní.
Nabíjací obvod pre li-ion batériu
Obvod nabíjačky je vyrobený pomocou nastaviteľného stabilizátora napätia TL431 a stredne výkonného bipolárneho tranzistora NPN. Obvod umožňuje obmedziť nabíjací prúd batérie a stabilizovať výstupné napätie.
Tranzistor T1 pôsobí ako regulačný prvok. Rezistor R2 obmedzuje nabíjací prúd, ktorého hodnota závisí len od parametrov batérie. Odporúča sa použiť 1W odpor. Ostatné odpory môžu byť 125 alebo 250 mW.
Výber tranzistora je určený požadovaným nabíjacím prúdom nastaveným na nabíjanie batérie. V posudzovanom prípade, nabíjanie batérií z mobilných telefónov, môžete použiť domáce alebo dovezené NPN tranzistory stredný výkon (napríklad KT815, KT817, KT819). Ak je vstupné napätie vysoké alebo sa používa tranzistor s nízkym výkonom, tranzistor musí byť inštalovaný na radiátore.
LED1 (na obrázku zvýraznená červenou farbou) slúži na vizuálnu indikáciu nabitia batérie. Keď zapnete vybitú batériu, indikátor sa jasne rozsvieti a počas nabíjania stmavne. Svetelný indikátor je úmerný nabíjaciemu prúdu batérie. Malo by sa však vziať do úvahy, že ak LED úplne zhasne, batéria sa bude stále nabíjať prúdom menším ako 50 mA, čo si vyžaduje pravidelné monitorovanie zariadenia, aby sa zabránilo prebíjaniu.
Pre zvýšenie presnosti sledovania konca nabíjania a doplnková možnosť indikácia nabitia batérie (zvýraznená zelená) na LED2, nízkovýkonovom PNP tranzistore KT361 a prúdovom snímači R5. Zariadenie môže využívať akýkoľvek typ indikátora v závislosti od požadovanej presnosti sledovania nabitia batérie.
Prezentovaný obvod je určený na nabíjanie iba jednej Li-ion batérie. Ale túto nabíjačku je možné použiť aj na nabíjanie iných typov batérií. Stačí nastaviť požadované výstupné napätie a nabíjací prúd.
Výroba nabíjačky
1. Nakupujeme alebo vyberáme z dostupných komponentov komponenty na montáž podľa schémy.
2. Zostavenie obvodu.
Na kontrolu funkčnosti obvodu a jeho nastavení zostavíme nabíjačku na dosku plošných spojov.
Dióda v napájacom obvode batérie (záporná zbernica - modrý vodič) je navrhnutá tak, aby zabránila vybitiu lítium-iónovej batérie pri absencii napätia na vstupe nabíjačky.
3. Nastavenie výstupného napätia obvodu.
Obvod pripájame k zdroju energie s napätím 5...9 voltov. Pomocou odporu trimra R3 nastavíme výstupné napätie nabíjačky v rozmedzí 4,18 - 4,20 voltov (v prípade potreby na konci nastavenia zmeriame jej odpor a nainštalujeme odpor s požadovaným odporom).
4. Nastavenie nabíjacieho prúdu obvodu.
Po pripojení vybitého akumulátora do obvodu (čo signalizuje rozsvietenie LED) pomocou rezistora R2 nastavíme pomocou testera hodnotu nabíjacieho prúdu (100...300 mA). Ak je odpor R2 menší ako 3 ohmy, LED sa nemusí rozsvietiť.
5. Pripravte dosku na montáž a spájkovanie dielov.
Vystrihnite z nej požadovanú veľkosť univerzálna doska, okraje dosky opatrne spracujte pilníkom, očistite a pocínujte kontaktné dráhy.
6. Inštalácia ladeného obvodu na pracovnú dosku
Diely prenesieme z dosky plošných spojov na pracovnú, prispájkujeme diely a pomocou tenkého montážneho drôtu vytvoríme chýbajúce spoje. Po dokončení montáže montáž dôkladne skontrolujeme.
Vyrobil som si nabíjačku pre štyri lítium-iónové batérie. Niekto si teraz pomyslí: dobre, urobil to a urobil, na internete je ich dosť. A hneď chcem povedať, že môj dizajn je schopný nabíjať buď jednu batériu, alebo štyri naraz. Všetky batérie sa nabíjajú nezávisle od seba.
To umožňuje súčasne nabíjať batérie z rôzne zariadenia a s rôznymi počiatočnými poplatkami.
Vyrobil som si nabíjačku na batérie 18650, ktorú používam do baterky, powerbanky, notebooku atď.
Obvod sa skladá z hotových modulov a zostavuje sa veľmi rýchlo a jednoducho.
Bude potrebovať
- - 4 veci.
- - 4 veci.
- Spinky.
Výroba nabíjačky pre rôzne počty batérií
Najprv vytvoríme priehradku na batérie. Za týmto účelom si vezmite univerzálnu dosku s plošnými spojmi veľké množstvo otvory a bežné sponky na papier.
Tieto rohy odhryzneme zo spiniek.
Vložíme ho do dosky, keď sme predtým vyskúšali dĺžku batérií, ktoré potrebujete. Pretože takáto nabíjačka sa dá vyrobiť nielen pre batérie 18650.
Časti sponiek prispájkujeme na spodok dosky.
Potom vezmeme regulátory nabíjania a umiestnime ich na zostávajúce miesto na doske, najlepšie oproti každej batérii.
Na týchto nohách bude namontovaný regulátor nabíjania vyrobený z PLS konektora.
Prispájkujte modul navrchu a na dosku pod ním. Tieto nohy budú prenášať napájací prúd do modulu a nabíjací prúd do batérií.
Pripravené sú štyri časti.
Ďalej na prepínanie nabíjacích bodov nainštalujeme tlačidlá alebo prepínače.
Celé sa to spája takto:
Môžete sa opýtať – prečo sú tam len tri tlačidlá a nie štyri? A ja odpoviem - kedze jeden modul bude fungovat vzdy, pretoze sa vzdy nabija jedna baterka, inak nema zmysel zapajat nabijacku vobec.
Spájkujeme vodivé dráhy.
Výsledkom je, že tlačidlami môžete pripojiť miesto na nabíjanie 1 až 4 batérií.
Na nabíjacom module je nainštalovaná LED dióda, ktorá indikuje, že batéria, ktorá sa z neho nabíja, je alebo nie je nabitá.
Celé zariadenie som zložil za pol hodiny. Kŕmi sa od 5 voltaický blok napájací zdroj (adaptér), mimochodom, aj ten treba voliť rozumne, aby nabíjal všetky štyri batérie naraz. Celý obvod je možné napájať aj z USB počítača.
Adaptér pripojíme k prvému modulu a potom zapneme potrebné tlačidlá a napätie z prvého modulu pôjde na iné miesta v závislosti od zapnutých spínačov.
Lítium-iónové batérie nie sú také náročné ako ich nikel-metal hydridové náprotivky, ale stále vyžadujú určitú starostlivosť. Držať sa päť jednoduché pravidlá , môžete nielen predĺžiť životný cyklus lítium-iónové batérie, ale aj zvýšenie prevádzkovej doby mobilných zariadení bez dobíjania.
Nedovoľte úplné vybitie. Lítium-iónové batérie nemajú takzvaný pamäťový efekt, takže sa dajú a navyše musia nabíjať bez čakania na vybitie na nulu. Mnoho výrobcov počíta životnosť lítium-iónovej batérie podľa počtu cyklov úplného vybitia (do 0 %). Pre kvalitné batérie toto 400-600 cyklov. Ak chcete predĺžiť životnosť lítium-iónovej batérie, nabíjajte telefón častejšie. Optimálne je, keď nabitie batérie klesne pod 10-20 percent, môžete telefón nabiť. Tým sa zvýši počet cyklov vybíjania na 1000-1100
.
Odborníci opisujú tento proces s indikátorom ako Depth Of Discharge. Ak je váš telefón vybitý na 20 %, potom je hĺbka vybitia 80 %. Nasledujúca tabuľka ukazuje závislosť počtu cyklov vybitia lítium-iónovej batérie od hĺbky vybitia:
Vybitie raz za 3 mesiace. Dlhé plné nabíjanie je pre lítium-iónové batérie rovnako škodlivé ako neustále vybíjanie na nulu.
Vzhľadom na extrémne nestabilný proces nabíjania (telefón často nabíjame podľa potreby a všade, kde je to možné, z USB, zo zásuvky, z externej batérie a pod.) odborníci odporúčajú raz za 3 mesiace batériu úplne vybiť a následne nabiť na 100 % a nabitie 8-12 hodín. To pomáha resetovať takzvané príznaky vysokej a nízkej batérie. Môžete si o tom prečítať viac.
Skladujte čiastočne nabité. Optimálny stav pre dlhodobé skladovanie lítium-iónovej batérie je medzi 30 a 50 percentami nabitia pri 15 °C. Ak necháte batériu plne nabitú, jej kapacita sa časom výrazne zníži. Ale batéria, ktorá dlho zbierala prach na poličke, vybitá na nulu, s najväčšou pravdepodobnosťou už nie je nažive - je čas ju poslať na recykláciu.
Nižšie uvedená tabuľka ukazuje, koľko kapacity zostáva v lítium-iónovej batérii v závislosti od skladovacej teploty a úrovne nabitia pri skladovaní 1 rok. 
Použite originálnu nabíjačku. Málokto vie, že nabíjačka je vo väčšine prípadov zabudovaná priamo vo vnútri mobilných zariadení a externe sieťový adaptér Iba znižuje napätie a usmerňuje prúd domácej elektrickej siete, to znamená, že priamo neovplyvňuje batériu. Niektoré prístroje, ako napríklad digitálne fotoaparáty, nemajú vstavanú nabíjačku, a preto sa ich lítium-iónové batérie vkladajú do externej „nabíjačky“. Práve tu môže používanie externej nabíjačky pochybnej kvality namiesto originálnej negatívne ovplyvniť výkon batérie.
Zabráňte prehriatiu. No, najhorším nepriateľom lítium-iónových batérií je vysoká teplota - absolútne neznášajú prehriatie. Preto nedovoľte mobilné zariadenia priame slnečné svetlo a nenechávajte ich v tesnej blízkosti zdrojov tepla, ako sú elektrické ohrievače. Maximálne prípustné teploty, pri ktorých je možné používať lítium-iónové batérie: od –40°C do +50°C
Môžete sa tiež pozrieť
Moderné elektronické zariadenia(typ mobilné telefóny, notebooky či tablety) sú napájané lítium-iónovými batériami, ktoré nahradili ich alkalické náprotivky. Nikel-kadmiové a nikel-metal hydridové batérie ustúpili lítium-iónovým batériám kvôli ich lepším technickým a spotrebiteľským vlastnostiam. Dostupné nabitie v takýchto batériách od okamihu výroby sa pohybuje od štyroch do šiestich percent, potom sa začne používaním znižovať. Počas prvých 12 mesiacov sa kapacita batérie zníži o 10 až 20 %.
Originálne nabíjačky
Nabíjacie jednotky pre iónové batérie sú veľmi podobné podobným zariadeniam pre olovené batérie, avšak ich batérie, nazývané „banky“ pre ich vonkajšiu podobnosť, majú vyššie napätie, takže existujú prísnejšie požiadavky na toleranciu (napríklad prípustné napätie rozdiel je len 0. 05 c). Najbežnejším formátom iónovej batérie 18650 je, že má priemer 1,8 cm a výšku 6,5 cm.
Na poznámku. Bežná lítium-iónová batéria potrebuje na nabitie až tri hodiny a presnejší čas je určený jej pôvodnou kapacitou.
Výrobcovia Li- iónové batérie Na nabíjanie sa odporúča používať iba originálne nabíjačky, ktoré zaručene zabezpečia potrebné napätie pre akumulátor a nezničia časť jeho kapacity prebitím prvku a narušením chemického systému, taktiež je nežiaduce akumulátor plne nabíjať.
Poznámka! Pri dlhodobom skladovaní by lítiové batérie mali mať optimálne malé nabitie (nie viac ako 50 %) a je tiež potrebné ich z jednotiek vybrať.
Ak majú lítiové batérie ochrannú dosku, potom im prebitie nehrozí.
Zabudovaná ochranná doska odpojí nadmerné napätie (viac ako 3,7 voltu na článok) počas nabíjania a vypne batériu, ak úroveň nabitia klesne na minimum, zvyčajne 2,4 voltu. Regulátor nabíjania rozpozná okamih, keď napätie na banke dosiahne 3,7 voltu a odpojí nabíjačku od batérie. Toto nevyhnutné zariadenie tiež monitoruje teplotu batérie, aby sa zabránilo prehriatiu a nadprúdu. Ochrana je založená na mikroobvode DV01-P. Po prerušení obvodu regulátorom sa jeho obnovenie vykoná automaticky, keď sú parametre normalizované.
Na čipe červený indikátor znamená nabitie a zelený alebo modrý znamená, že batéria je nabitá.
Ako správne nabíjať lítiové batérie
Slávni výrobcovia li-ion batérie(napríklad Sony) využívajú vo svojich nabíjačkách dvoj- alebo trojstupňový princíp nabíjania, ktorý dokáže výrazne predĺžiť výdrž batérie.
Na výstupe má nabíjačka napätie päť voltov a aktuálna hodnota sa pohybuje od 0,5 do 1,0 nominálnej kapacity batérie (napríklad pre prvok s kapacitou 2200 miliampérhodín by mal byť prúd nabíjačky od 1,1 ampéra.)
V počiatočnom štádiu, po pripojení nabíjačky pre lítiové batérie, je aktuálna hodnota od 0,2 do 1,0 nominálnej kapacity, pričom napätie je 4,1 voltu (na článok). Za týchto podmienok sa batérie nabijú za 40 až 50 minút.
Na dosiahnutie konštantného prúdu musí byť obvod nabíjačky schopný zvýšiť napätie na svorkách batérie, pričom nabíjačka pre väčšinu lítium-iónových batérií funguje ako bežný regulátor napätia.
Dôležité! Ak je potrebné nabíjať lítium-iónové batérie, ktoré majú zabudovanú ochrannú dosku, napätie naprázdno by nemalo byť väčšie ako šesť až sedem voltov, inak sa zhorší.
Keď napätie dosiahne 4,2 voltu, kapacita batérie bude medzi 70 a 80 percentami kapacity, čo bude signalizovať koniec počiatočnej fázy nabíjania.
Ďalšia fáza sa vykoná, ak existuje DC napätie.
Ďalšie informácie. V niektorých jednotkách aj viac rýchle nabíjanie Používa sa pulzná metóda. Ak má lítium-iónová batéria grafitový systém, potom musí spĺňať limit napätia 4,1 voltu na článok. Ak je tento parameter prekročený, hustota energie batérie sa zvýši a spustí oxidačné reakcie, čím sa skráti životnosť batérie. IN moderné modely batérie používajú špeciálne prísady, ktoré umožňujú zvýšiť napätie pri pripojení nabíjačky pre lítium-iónové batérie na 4,2 voltu plus/mínus 0,05 voltu.
V jednoduchých lítiových batériách nabíjačky udržujú úroveň napätia 3,9 voltu, čo je pre nich spoľahlivou zárukou dlhej životnosti.
Pri dodávaní prúdu s kapacitou 1 batérie bude čas na získanie optimálne nabitej batérie od 2 do 3 hodín. Akonáhle sa nabitie úplne nabije, napätie dosiahne medznú normu, aktuálna hodnota rýchlo klesne a zostane na úrovni niekoľkých percent pôvodnej hodnoty.
Ak sa umelo zvýši nabíjací prúd, doba používania nabíjačky na napájanie lítium-iónových batérií sa takmer neskráti. V tomto prípade sa napätie spočiatku zvyšuje rýchlejšie, ale súčasne sa zvyšuje trvanie druhého stupňa.
Niektoré nabíjačky dokážu batériu úplne nabiť za 60 – 70 minút, pri takomto nabíjaní odpadá druhý stupeň a batériu je možné použiť až po počiatočnej fáze (úroveň nabitia bude tiež na úrovni 70 percent kapacity).
V tretej a poslednej fáze nabíjania sa uskutoční kompenzačné nabíjanie. Nevykonáva sa zakaždým, ale iba raz za 3 týždne, pri skladovaní (nepoužívaní) batérií. V podmienkach skladovania batérie nie je možné použiť prúdové nabíjanie, pretože v tomto prípade dochádza k metalizácii lítia. Krátkodobé dobíjanie prúdom konštantného napätia však pomáha predchádzať stratám nabitia. Nabíjanie sa zastaví, keď napätie dosiahne 4,2 V.
Pokovovanie lítia je nebezpečné v dôsledku uvoľnenia kyslíka a náhleho zvýšenia tlaku, čo môže viesť k vznieteniu až výbuchu.
DIY nabíjačka batérií
Nabíjačka na lítium-iónové batérie je lacná, ale ak máte trochu vedomostí o elektronike, môžete si ju vyrobiť sami. Ak neexistujú presné informácie o pôvode prvkov batérie a existujú pochybnosti o presnosti meracích prístrojov, mali by ste nastaviť prah nabíjania v oblasti od 4,1 do 4,15 voltov. To platí najmä vtedy, ak batéria nemá ochrannú dosku.
Na zostavenie nabíjačky pre lítiové batérie vlastnými rukami stačí jeden zjednodušený obvod, ktorých je na internete veľa voľne dostupných.
Ako indikátor môžete použiť LED diódu typu nabíjania, ktorá sa rozsvieti pri výraznom znížení nabitia batérie a zhasne pri vybití na „nulu“.
Nabíjačka je zostavená v nasledujúcom poradí:
- nachádza sa vhodné bývanie;
- je namontovaný päťvoltový napájací zdroj a ďalšie časti obvodu (prísne dodržujte postupnosť!);
- pár mosadzných pásikov je vyrezaný a pripevnený k otvorom zásuvky;
- pomocou matice sa určí vzdialenosť medzi kontaktmi a pripojenou batériou;
- Na zmenu polarity je nainštalovaný prepínač (voliteľné).
Ak je úlohou zostaviť nabíjačku pre batérie 18650 vlastnými rukami, bude potrebný zložitejší obvod a viac technických zručností.
Všetky lítium-iónové batérie vyžadujú z času na čas dobíjanie, je však potrebné vyhnúť sa prebíjaniu, ako aj úplnému vybitiu. Udržanie funkčnosti batérií a udržanie ich pracovnej kapacity po dlhú dobu je možné pomocou špeciálnych nabíjačiek. Je vhodné používať originálne nabíjačky, ktoré si však môžete zostaviť sami.
Video
Najpopulárnejšie sú lítiové batérie (Li-Io, Li-Po). tento moment dobíjateľné zdroje elektrickej energie. Lítiová batéria má menovité napätie 3,7 V, ktoré je uvedené na obale. Avšak 100% nabitá batéria má napätie 4,2 V a vybitá „na nulu“ má napätie 2,5 V. Batériu nemá zmysel vybíjať pod 3 V, po prvé sa zhorší a po druhé, v rozsahu od 3 do 2,5 Dodáva len pár percent energie do batérie. Rozsah prevádzkového napätia je teda 3 – 4,2 V. Môj výber tipov na používanie a skladovanie lítiových batérií si môžete pozrieť v tomto videu
Existujú dve možnosti pripojenia batérií, sériové a paralelné.
Pri sériovom zapojení sa sčítava napätie na všetkých batériách, keď je pripojená záťaž, z každej batérie tečie prúd rovný celkovému prúdu v obvode; vo všeobecnosti odpor záťaže nastavuje vybíjací prúd. Toto by ste si mali pamätať zo školy. Teraz prichádza zábavná časť, kapacita. Kapacita zostavy s týmto zapojením sa pomerne rovná kapacite batérie s najmenšou kapacitou. Predstavme si, že všetky batérie sú nabité na 100 %. Pozri, vybíjací prúd je všade rovnaký a najskôr sa vybije batéria s najmenšou kapacitou, to je prinajmenšom logické. A akonáhle sa vybije, už nebude možné túto zostavu načítať. Áno, zostávajúce batérie sú stále nabité. Ale ak budeme pokračovať v odstraňovaní prúdu, naša slabá batéria sa začne nadmerne vybíjať a zlyhá. To znamená, že je správne predpokladať, že kapacita sériovo zapojenej zostavy sa rovná kapacite najmenšej alebo najviac vybitej batérie. Z toho vyvodíme záver: na zostavenie sériovej batérie musíte po prvé použiť batérie rovnakej kapacity a po druhé, pred montážou musia byť všetky nabité rovnako, inými slovami, 100%. Existuje taká vec, ktorá sa nazýva BMS (Battery Monitoring System), dokáže monitorovať každú batériu v batérii a akonáhle sa jedna z nich vybije, odpojí celú batériu od záťaže, o tom bude reč nižšie. Teraz k nabíjaniu takejto batérie. Musí sa nabíjať napätím rovným súčtu maximálnych napätí na všetkých batériách. Pre lítium je to 4,2 voltu. To znamená, že nabíjame trojčlennú batériu s napätím 12,6 V. Pozrite sa, čo sa stane, ak batérie nie sú rovnaké. Batéria s najmenšou kapacitou sa nabíja najrýchlejšie. Zvyšok však ešte neobvinili. A naša úbohá batéria sa bude smažiť a nabíjať, kým sa nenabije zvyšok. Pripomínam, že lítium tiež nemá veľmi rád nadmerné vybíjanie a zhoršuje sa. Aby ste tomu zabránili, pripomeňte si predchádzajúci záver.
Prejdime k paralelnému zapojeniu. Kapacita takejto batérie sa rovná súčtu kapacít všetkých batérií v nej obsiahnutých. Vybíjací prúd pre každý článok sa rovná celkovému zaťažovaciemu prúdu vydelenému počtom článkov. To znamená, že čím viac Akum v takejto zostave, tým viac prúdu môže dodať. Ale s napätím sa stane zaujímavá vec. Ak zbierame batérie, ktoré majú rôzne napätie, teda zhruba nabité na rôzne percentá, tak si po pripojení začnú vymieňať energiu, až kým sa napätie na všetkých článkoch nestane rovnakým. Dospeli sme k záveru: pred montážou sa batérie musia opäť rovnomerne nabiť, inak po pripojení budú pretekať veľké prúdy a vybitá batéria sa poškodí a s najväčšou pravdepodobnosťou sa môže dokonca vznietiť. Počas procesu vybíjania si batérie vymieňajú aj energiu, to znamená, že ak má jedna z plechoviek nižšiu kapacitu, ostatné jej nedovolia vybiť sa rýchlejšie ako ony samy, to znamená, že v paralelnej montáži môžete použiť batérie s rôznou kapacitou. . Jedinou výnimkou je prevádzka pri vysokých prúdoch. Na rôznych batériách pod záťažou napätie klesá inak a medzi „silnými“ a „slabými“ batériami začne pretekať prúd, a to vôbec nepotrebujeme. A to isté platí pre nabíjanie. Batérie rôznych kapacít môžete nabíjať úplne bezpečne paralelne, to znamená, že nie je potrebné vyvažovanie, zostava sa vyrovná sama.
V oboch uvažovaných prípadoch je potrebné dodržať nabíjací prúd a vybíjací prúd. Nabíjací prúd pre Li-Io by nemal presiahnuť polovicu kapacity batérie v ampéroch (1000 mAh batéria - nabíjanie 0,5 A, 2 Ah batéria, nabíjanie 1 A). Maximálny vybíjací prúd je zvyčajne uvedený v údajovom liste (TTX) batérie. Napríklad: Batérie notebookov a smartfónov 18650 nemožno zaťažiť prúdom presahujúcim 2 kapacity batérie v ampéroch (príklad: batéria 2 500 mAh, čo znamená, že maximum, ktoré z nej potrebujete odobrať, je 2,5 * 2 = 5 ampérov). Existujú však vysokoprúdové batérie, kde je vybíjací prúd jasne uvedený v charakteristikách.
Vlastnosti nabíjania batérií pomocou čínskych modulov
Štandardne zakúpený nabíjací a ochranný modul pre 20 rubľov pre lítiovú batériu ( odkaz na Aliexpress)
(umiestnený predajcom ako modul pre jednu plechovku 18650) dokáže a bude nabíjať akúkoľvek lítiovú batériu bez ohľadu na jej tvar, veľkosť a kapacitu na správne napätie 4,2 voltu (napätie plne nabitej batérie na kapacitu). Aj keď ide o obrovské 8000mah lítiové balenie (samozrejme hovoríme o jednom 3,6-3,7v článku). Modul poskytuje nabíjací prúd 1 ampér, to znamená, že môžu bezpečne nabíjať akúkoľvek batériu s kapacitou 2000 mAh a vyššou (2Ah, čo znamená, že nabíjací prúd je polovičný ako kapacita, 1A) a podľa toho sa doba nabíjania v hodinách bude rovnať kapacite batérie v ampéroch. (v skutočnosti o niečo viac, jeden a pol až dve hodiny na každých 1000 mAh). Mimochodom, batériu je možné pripojiť k záťaži počas nabíjania.
Dôležité! Ak chcete nabíjať batériu s menšou kapacitou (napríklad jednu starú 900mAh plechovku alebo malý 230mAh lítiový balíček), nabíjací prúd 1A je príliš veľký a mal by sa znížiť. To sa vykoná výmenou odporu R3 na module podľa priloženej tabuľky. Rezistor nemusí byť nevyhnutne smd, bude stačiť ten najbežnejší. Dovoľte mi pripomenúť, že nabíjací prúd by mal byť polovičný ako kapacita batérie (alebo menej, žiadny veľký problém).
Ale ak predajca povie, že tento modul je na jednu plechovku 18650, môže nabíjať dve plechovky? Alebo tri? Čo ak potrebujete poskladať priestrannú powerbanku z niekoľkých batérií?
MÔCŤ! Všetky lítiové batérie je možné zapojiť paralelne (všetky plusy plus mínusy, mínusy mínus) BEZ OHĽADU NA KAPACITU. Batérie spájkované paralelne si udržujú prevádzkové napätie 4,2V a ich kapacita sa sčítava. Aj keď si vezmete jednu plechovku za 3400 mAh a druhú za 900, dostanete 4300. Batérie budú fungovať ako jeden celok a budú sa vybíjať úmerne ich kapacite.
Napätie v PARALELNEJ zostave je VŽDY ROVNAKÉ NA VŠETKÝCH BATÉRIÁCH! A ani jedna batéria sa nemôže fyzicky vybiť v zostave pred ostatnými, funguje tu princíp komunikujúcich nádob. Tí, ktorí tvrdia opak a tvrdia, že batérie s nižšou kapacitou sa rýchlejšie vybijú a zomierajú, sú zmätení so SÉRIOVOU montážou, pľujú im do tváre.
Dôležité! Pred vzájomným spojením musia mať všetky batérie približne rovnaké napätie, aby medzi nimi v čase spájkovania nepretekali vyrovnávacie prúdy, môžu byť veľmi veľké. Preto je najlepšie pred montážou jednoducho nabiť každú batériu samostatne. Čas nabíjania celej zostavy sa samozrejme zvýši, keďže používate rovnaký 1A modul. Ale môžete paralelne dva moduly získať nabíjací prúd až 2A (ak vaša nabíjačka dokáže poskytnúť toľko). Na to je potrebné prepojiť všetky podobné svorky modulov prepojkami (okrem Out- a B+, tie sú na doskách duplikované s inými niklami a aj tak už budú zapojené). Alebo si môžete kúpiť modul ( odkaz na Aliexpress), na ktorých sú už mikroobvody paralelne. Tento modul je schopný nabíjať prúdom 3 A.
Ospravedlňujeme sa za zrejmé veci, ale ľudia sú stále zmätení, takže budeme musieť prediskutovať rozdiel medzi paralelným a sériovým pripojením.
PARALELNÝ pripojenie (všetky plusy až plusy, všetky mínusy až mínusy) udržiava napätie batérie 4,2 voltov, ale zvyšuje kapacitu sčítaním všetkých kapacít dohromady. Všetky power banky využívajú paralelné pripojenie niekoľkých batérií. Takáto zostava sa dá stále nabíjať z USB a napätie sa zvýši na výstup 5V pomocou boost prevodníka.
KONZISTENTNÝ pripojenie (každé plus mínus nasledujúcej batérie) dáva niekoľkonásobné zvýšenie napätia jednej nabitej banky 4,2V (2s - 8,4V, 3s - 12,6V atď.), ale kapacita zostáva rovnaká. Ak sa použijú tri 2000 mAh batérie, potom je montážna kapacita 2 000 mAh.
Dôležité! Predpokladá sa, že pre sekvenčnú montáž je prísne nevyhnutné používať iba batérie rovnakej kapacity. V skutočnosti to nie je pravda. Môžete použiť rôzne, ale potom bude kapacita batérie určená NAJMENŠOU kapacitou v zostave. Pridajte 3000+3000+800 a dostanete 800mah montáž. Potom začnú špecialisti spievať, že menej priestranná batéria sa potom rýchlejšie vybije a zomrie. Ale to je jedno! Hlavným a skutočne posvätným pravidlom je, že pre sekvenčnú montáž je vždy potrebné použiť ochrannú dosku BMS na požadovaný počet plechoviek. Zistí napätie na každom článku a vypne celú zostavu, ak sa jeden vybije ako prvý. V prípade 800 banky sa vybije, BMS odpojí záťaž od batérie, vybíjanie sa zastaví a zostatkové nabitie 2200mah na zvyšných bankách už nebude vadiť - treba nabiť.
Doska BMS, na rozdiel od jedného nabíjacieho modulu, NIE JE sekvenčnou nabíjačkou. Potrebné na nabíjanie nakonfigurovaný zdroj požadované napätie a aktuálne. Guyver o tom urobil video, takže nestrácajte čas, pozrite si ho, je o tom čo najpodrobnejšie.
Je možné nabíjať reťazovú zostavu pripojením niekoľkých samostatných nabíjacích modulov?
V skutočnosti je to za určitých predpokladov možné. Pri niektorých domácich výrobkoch sa osvedčila schéma využívajúca jednotlivé moduly zapojené aj do série, ale KAŽDÝ modul potrebuje svoj SAMOSTATNÝ ZDROJ NAPÁJANIA. Ak nabíjate 3 sekundy, vezmite tri nabíjačky telefónu a pripojte každú k jednému modulu. Pri použití jedného zdroja - skrat napájania, nič nefunguje. Takýto systém funguje aj ako ochrana zostavy (moduly však nie sú schopné dodávať viac ako 3 ampéry) Alebo jednoducho nabite zostavu jeden po druhom a pripojte modul ku každej batérii až do úplného nabitia.
Indikátor nabitia batérie
Ďalším naliehavým problémom je aspoň približne vedieť, koľko energie na batérii zostáva, aby sa nevybila v najkritickejšom momente.
Pre paralelné 4,2-voltové zostavy by najzrejmejším riešením bolo okamžité zakúpenie hotovej dosky power banky, ktorá už má displej zobrazujúci percentá nabitia. Tieto percentá nie sú veľmi presné, ale stále pomáhajú. Emisná cena je približne 150 - 200 rubľov, všetky sú uvedené na webovej stránke Guyver. Aj keď nestaviate powerbanku ale niečo iné, táto doska je celkom lacná a malá na to, aby sa zmestila do domáceho produktu. Navyše už má funkciu nabíjania a ochrany batérií.
K dispozícii sú hotové miniatúrne indikátory pre jednu alebo niekoľko plechoviek, 90-100 rubľov
Najlacnejšou a najobľúbenejšou metódou je použitie zosilňovača MT3608 (30 rubľov), nastaveného na 5-5,1v. V skutočnosti, ak si vyrobíte powerbanku pomocou akéhokoľvek 5-voltového konvertora, potom už ani nemusíte kupovať nič navyše. Úprava pozostáva z inštalácie červenej alebo zelenej LED (iné farby budú fungovať pri inom výstupnom napätí, od 6V a vyššie) cez 200-500 ohmový prúd obmedzujúci odpor medzi výstupnú kladnú svorku (to bude plus) a vstupná kladná svorka (pre LED to bude mínus). Čítate správne, medzi dvoma plusmi! Faktom je, že pri prevádzke meniča sa medzi plusmi vytvorí rozdiel napätia; +4,2 a +5 V si navzájom dávajú napätie 0,8 V. Keď je batéria vybitá, jej napätie klesne, ale výstup z meniča je vždy stabilný, čo znamená, že rozdiel sa zvýši. A keď je napätie na banke 3,2-3,4V, rozdiel dosiahne požadovanú hodnotu na rozsvietenie LED - začne ukazovať, že je čas nabíjať.
Ako merať kapacitu batérie?
Už sme si zvykli na názor, že na merania potrebujete Imax b6, no stojí peniaze a pre väčšinu rádioamatérov je nadbytočný. Existuje ale spôsob, ako zmerať kapacitu 1-2-3 plechovkovej batérie s dostatočnou presnosťou a lacno - jednoduchý USB tester.