Σήμερα, πολλοί χρήστες έχουν συσσωρεύσει αρκετές μπαταρίες λιθίου που λειτουργούν και δεν χρησιμοποιούνται, οι οποίες εμφανίζονται κατά την αντικατάσταση κινητών τηλεφώνων με smartphones.
Όταν χρησιμοποιείτε μπαταρίες σε τηλέφωνα με το δικό τους φορτιστή, λόγω της χρήσης εξειδικευμένων μικροκυκλωμάτων για τον έλεγχο της φόρτισης, δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου προβλήματα στη φόρτιση. Αλλά όταν χρησιμοποιείτε μπαταρίες λιθίου σε διάφορες σπιτικό τίθεται το ερώτημα πώς και πώς να φορτίζονται τέτοιες μπαταρίες. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι οι μπαταρίες λιθίου περιέχουν ήδη ενσωματωμένους ελεγκτές φορτίου, αλλά στην πραγματικότητα έχουν ενσωματωμένα συστήματα προστασίας, όπως αυτές που ονομάζονται προστατευμένες. Τα συστήματα προστασίας σε αυτά προορίζονται κυρίως να προστατεύουν από τη βαθιά εκφόρτιση και την υπέρταση όταν φορτίζουν πάνω από 4.25V, δηλ. Αυτή είναι μια προστασία έκτακτης ανάγκης και όχι ένας ελεγκτής χρέωσης.
Κάποιοι "φίλοι" στην τοποθεσία εδώ θα γράψουν επίσης ότι για λίγα χρήματα μπορείτε να παραγγείλετε ένα ειδικό πίνακα από την Κίνα, με το οποίο μπορείτε να φορτίζετε μπαταρίες λιθίου. Αλλά αυτό είναι μόνο για τους οπαδούς των "ψώνια". Δεν έχει νόημα να αγοράσετε κάτι που είναι εύκολο να συναρμολογηθεί σε λίγα λεπτά από φθηνά και κοινά σημεία. Μην ξεχνάτε ότι η παραγγελθείσα αμοιβή θα πρέπει να περιμένει περίπου ένα μήνα. Ναι, και η αγορασμένη συσκευή δεν φέρνει ικανοποίηση όπως έγινε το κάνετε μόνοι σας.
Ο προτεινόμενος φορτιστής είναι σε θέση να επαναλάβει σχεδόν όλους. Αυτό το σχέδιο είναι πολύ πρωτόγονο, αλλά αντιμετωπίζει πλήρως το καθήκον του. Το μόνο που απαιτείται για την υψηλή φόρτιση των μπαταριών Li-Ion είναι η σταθεροποίηση της τάσης εξόδου του φορτιστή και ο περιορισμός του ρεύματος φόρτισης.
Ο φορτιστής χαρακτηρίζεται από αξιοπιστία, συμπαγή και υψηλή σταθερότητα της τάσης εξόδου και, όπως γνωρίζετε, για μπαταρίες ιόντων λιθίου, αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό κατά τη φόρτιση.
Διάγραμμα φορτιστή μπαταρίας ιόντων λιθίου
Το κύκλωμα φορτιστή είναι κατασκευασμένο από έναν ρυθμιζόμενο ρυθμιστή τάσης TL431 και ένα διπολικό τρανζίστορ NPN μέσης ισχύος. Το κύκλωμα σάς επιτρέπει να περιορίσετε το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας και να σταθεροποιήσετε την τάση εξόδου.
Ο ρόλος του ρυθμιστικού στοιχείου είναι το τρανζίστορ Τ1. Η αντίσταση R2 περιορίζει το ρεύμα φόρτισης, η τιμή του οποίου εξαρτάται μόνο από τις παραμέτρους της μπαταρίας. Απαιτείται μια αντίσταση 1 watt. Άλλες αντιστάσεις μπορεί να έχουν ισχύ 125 ή 250 mW.
Η επιλογή του τρανζίστορ καθορίζεται από το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης που έχει ρυθμιστεί για τη φόρτιση της μπαταρίας. Για την εξεταζόμενη περίπτωση, η φόρτιση των μπαταριών από κινητά τηλέφωνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τρανζίστορ NPN εσωτερικής ή εισαγόμενης μεσαίας ισχύος (για παράδειγμα, KT815, KT817, KT819). Με υψηλή τάση εισόδου ή όταν χρησιμοποιείτε τρανζίστορ χαμηλής ισχύος, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε το τρανζίστορ σε ένα ψυγείο.
Το LED1 (που επισημαίνεται με κόκκινο χρώμα στο διάγραμμα) χρησιμοποιείται για την οπτική σήμανση της φόρτισης της μπαταρίας. Όταν ενεργοποιείτε μια αποφορτισμένη μπαταρία, η ένδειξη ανάβει έντονα και μειώνεται καθώς φορτίζεται. Η ενδεικτική λυχνία είναι ανάλογη με το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας. Αλλά θα πρέπει να σημειωθεί ότι με το LED να πέσει τελείως, η μπαταρία θα εξακολουθεί να φορτίζεται με ρεύμα μικρότερο από 50mA, το οποίο απαιτεί περιοδική παρακολούθηση της συσκευής για να αποφευχθεί η υπερβολική φόρτιση.
Για να βελτιωθεί η ακρίβεια της παρακολούθησης του τέλους της φόρτισης, προστέθηκε στο κύκλωμα του φορτιστή μια επιπλέον επιλογή για την ένδειξη της φόρτισης της μπαταρίας (που επισημαίνεται με πράσινο χρώμα) στην LED2, το τρανζίστορ PNT χαμηλής ισχύος KT361 και ο αισθητήρας ρεύματος R5. Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιαδήποτε παραλλαγή της ένδειξης, ανάλογα με την απαιτούμενη ακρίβεια του ελέγχου φόρτισης της μπαταρίας.
Το κύκλωμα που παρουσιάζεται είναι σχεδιασμένο να φορτίζει μόνο μία μπαταρία ιόντων λιθίου. Αλλά αυτός ο φορτιστής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη φόρτιση άλλων τύπων μπαταριών. Απαιτείται μόνο η ρύθμιση της απαιτούμενης τάσης εξόδου και του ρεύματος φόρτισης.
Κατασκευή φορτιστή
1. Αγοράζουμε ή επιλέγουμε από τα διαθέσιμα εξαρτήματα για συναρμολόγηση σύμφωνα με το σχέδιο.
2. Συναρμολόγηση του κυκλώματος.
Για να ελέγξετε τη λειτουργικότητα του κυκλώματος και τις ρυθμίσεις του, συναρμολογήστε το φορτιστή στην πλακέτα κυκλώματος.
Η δίοδος στο κύκλωμα ισχύος της μπαταρίας (αρνητικό κύκλωμα - μπλε καλώδιο) έχει σχεδιαστεί για να αποτρέπει την εκφόρτιση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου χωρίς την τάση στην είσοδο του φορτιστή.
3. Ρύθμιση της τάσης εξόδου του κυκλώματος.
Συνδέουμε το κύκλωμα σε πηγή ισχύος με τάση 5 ... 9 volts. Με την αντιστάθμιση ψαλιδίσματος R3, ρυθμίζουμε την τάση εξόδου του φορτιστή στην περιοχή των 4,18 - 4,20 βολτ (αν χρειάζεται, μετρήστε την αντίσταση στο τέλος της ρύθμισης και τοποθετήστε την αντίσταση με την επιθυμητή αντίσταση).
4. Ρύθμιση του ρεύματος φόρτισης του κυκλώματος.
Αφού συνδέσετε την αποφορτισμένη μπαταρία στο κύκλωμα (καθώς ανάβει η ενδεικτική λυχνία LED), ρυθμίζουμε την τιμή ρεύματος φόρτισης (100 ... 300 mA) χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή R2. Με αντίσταση R2 μικρότερη από 3 ohms, η ενδεικτική λυχνία LED ενδέχεται να μην ανάψει.
5. Ετοιμάζουμε μια σανίδα για την τοποθέτηση και συγκόλληση εξαρτημάτων.
Κόβουμε το απαιτούμενο μέγεθος από το καθολικό χαρτόνι, επεξεργαζόμαστε προσεκτικά τις άκρες του χαρτονιού με ένα αρχείο, καθαρίζουμε και τακτοποιούμε τα κομμάτια επαφής.
6. Εγκατάσταση ενός κυκλώματος εντοπισμού σφαλμάτων σε μια πλακέτα εργασίας
Μεταφέρουμε τα εξαρτήματα από την πλακέτα κυκλωμάτων στην πλακέτα, συνδέουμε τα εξαρτήματα, εκτελούμε την καλωδίωση που λείπει από τις συνδέσεις με ένα λεπτό καλώδιο τοποθέτησης. Στο τέλος της συναρμολόγησης, ελέγξουμε προσεκτικά την εγκατάσταση.
Ο φορτιστής μπορεί να συναρμολογηθεί με οποιοδήποτε βολικό τρόπο, συμπεριλαμβανομένης της τοποθέτησης σε τοίχο. Όταν εγκαθίσταται χωρίς σφάλματα και εξαρτήματα που μπορούν να επισκευαστούν, αρχίζει να λειτουργεί αμέσως μετά την ενεργοποίηση.
Όταν συνδέεται σε φορτιστή, μια αποφορτισμένη μπαταρία αρχίζει να καταναλώνει μέγιστο ρεύμα (περιορίζεται από το R2). Όταν η τάση της μπαταρίας προσεγγίσει το ρυθμισμένο, το ρεύμα φόρτισης θα πέσει και όταν η τάση στην μπαταρία φτάσει τα 4,2 volt, το ρεύμα φόρτισης θα είναι πρακτικά μηδενικό.
Ωστόσο, δεν συνιστάται να αφήσετε τη μπαταρία συνδεδεμένη στο φορτιστή για μεγάλο χρονικό διάστημα, επειδή δεν του αρέσει να φορτίζει ακόμη και με ένα μικρό ρεύμα και μπορεί να εκραγεί ή να πιάσει φωτιά.
Εάν η συσκευή δεν λειτουργεί, τότε είναι απαραίτητο να ελέγξετε τον ακροδέκτη ελέγχου (1) του TL431 για τάση.Η τιμή του πρέπει να είναι τουλάχιστον 2,5 V. Αυτή είναι η μικρότερη επιτρεπόμενη τιμή της τάσης αναφοράς για αυτό το τσιπ. Το τσιπ TL431 είναι αρκετά συνηθισμένο, ειδικά σε PSU υπολογιστών.