ظهرت أول بطارية تعتمد على الليثيوم في عام 1991. ولكن فقط على خلفية الانتشار الهواتف المحمولةكما تلقت أجهزة Li-ion طلبًا واسع النطاق. على هذه اللحظةتُستخدم بطاريات الليثيوم في أي مكان يتطلب تشغيل جهاز إلكتروني أو تقني بشكل مستقل. توفر البطاريات الطاقة الأجهزة المنزليةوالأدوات الكهربائية والأدوات والمعدات المختلفة. نظرًا لانخفاض عتبة التفريغ الذاتي ، والقدرة على تجديد الطاقة دون انتظار الاستهلاك الكامل لمصدر الطاقة والمورد الغني لبطاريات Li-ion ، فهي قادرة على دعم تشغيل الأجهزة التي تتطلب طاقة عالية.
تصميم بطارية الليثيوم
حسب التصميم ، يتم إنتاج بطاريات Li-ion في تصميمات موشورية وأسطوانية. يتم تصنيع البطاريات المنشورية عن طريق تكديس ألواح مستطيلة واحدة فوق الأخرى. في مثل هذه النماذج ، يتم توفير عبوة أكثر كثافة مقارنة بالنظائر الأسطوانية ، ولكن من الضروري توفير قوى ضغط أكثر كثافة فيما يتعلق بالأقطاب الكهربائية. الجهاز الأسطواني لبطارية الليثيوم عبارة عن حزمة بها أقطاب كهربائية وفاصل ، ملفوفة ومحاطة بإطار معدني متصل بالقطب السالب. يتم إحضار القطب الموجب للبطارية إلى الغطاء من خلال عازل خاص. بالمناسبة ، يتم استخدام مبدأ تجميع الأسطوانة أيضًا في بعض إصدارات النماذج المنشورية في شكل حلزوني بيضاوي الشكل. يجمع هذا التصميم بين مزايا كلا النوعين من بطاريات الليثيوم.
لماذا لا تصل إلى الصفر؟
لا ينصح الخبراء باستخدام البطاريات حتى يتم استهلاك الطاقة بالكامل. في أجهزة الليثيوملا يوجد تأثير على الذاكرة لأنواع البطاريات الأخرى. في الممارسة العملية ، هذا يعني أنه من الضروري شحن البطارية قبل أن ينخفض مستواها إلى الصفر. بالمناسبة ، فإن عدد الدورات التي يتم فيها شحن بطاريات الليثيوم هو مؤشر على متانة إمدادات الطاقة - يشير المصنعون إلى هذا الرقم في وضع العلامات.
على سبيل المثال ، بالنسبة للطرز عالية الجودة ، يمكن أن يكون عدد الدورات 600. لزيادة عمر بطارية Li-ion ، يجب عليك شحن الجهاز بانتظام. المستوى الأمثل ، عند الوصول إلى ما يستحق بدء الشحن ، هو 15٪. هذا المقياس قادر على زيادة عدد الدورات إلى 1100.
كيف يتم الشحن؟
يتم شحن بطاريات الليثيوم وفقًا لنظام مختلط ، أي أولاً من تيار ثابت قدره 1 درجة مئوية إلى متوسط جهد يبلغ 4.2 فولت ، ثم عند مستوى جهد ثابت. تستغرق المرحلة الابتدائية حوالي 40 دقيقة ، والثانية - أطول. تجدر الإشارة إلى أنه لا يمكن شحن سوى بطاريات الليثيوم الحديثة بجهد يصل إلى 4.2 فولت. تتمتع نماذج البطاريات الصناعية والعسكرية بعمر خدمة أطول من الطرز القياسية ، ونتيجة لذلك تم نقل عتبة نهاية الشحن إلى 3.90 خامسا.
كم من الوقت يستغرق الشحن؟
تستغرق عملية شحن خلية الليثيوم بتيار 1 درجة مئوية ، كقاعدة عامة ، 2.5 ساعة.تقوم بطارية Li-ion بتجديد الطاقة بالكامل عندما يتوافق مستوى الجهد مع نفس مؤشرات القطع. في الوقت نفسه ، يجب أن ينخفض التيار بنسبة 3 ٪ تقريبًا من الشحنة الأولية. هناك رأي مفاده أن بطاريات الليثيوم تشحن بشكل أسرع مع زيادة التيار. في الواقع ، ليس هذا هو الحال ، ومع ذلك ، يساهم تيار الشحن المتزايد في زيادة الجهد ، بينما يستغرق إعادة الشحن من اللحظة التي تنتهي فيها المرحلة الأولى مزيدًا من الوقت.
في بعض أنواع الأجهزة ، يستغرق شحن بطاريات الليثيوم أقل من ساعة ، ويرجع انخفاض الوقت إلى حقيقة أن المرحلة الثانية من الدورة غائبة ويمكن استخدام البطارية فور الانتهاء من المرحلة الأولى. ولكن هناك تحذير واحد: لا تقوم البطارية بتجديد احتياطي الطاقة بالكامل - إنها 70٪ فقط.
على ما يبدو ، ما هو معنى مخطط الرسوم هذا؟ هذا النهج مفيد إذا كانت هناك حاجة إلى دورات شحن سريعة متعددة. على سبيل المثال ، سيتطلب مفك البراغي ببطارية ليثيوم 30 دقيقة لكل عملية ، وبعد ذلك يمكنك شحن البطارية الحالية ومواصلة العمل مع بطارية احتياطية (تأتي الأدوات الكهربائية عادةً مع بطاريتين).
لماذا تحتاج لإعادة شحن البطارية؟
يوصى ببدء الشحن قبل أن تنخفض الطاقة إلى الصفر ، ومع ذلك ، مرة واحدة في الشهر لا يزال الأمر يستحق التفريغ الكامل.بعد ذلك ، يجب استخدام شاحن بطارية الليثيوم الأصلي لتجديد 100٪ من الطاقة. ترجع الحاجة إلى هذا الإجراء إلى خصوصية بطاريات Li-ion. ربما لاحظ المستخدمون المتمرسون للأجهزة التي تعمل بالليثيوم أن إشارة الشحنة المتبقية ليست صحيحة دائمًا. على سبيل المثال ، تعرض شاشة الكمبيوتر اللوحي أن الجهاز تم تفريغه بنسبة 50٪ فقط - في الواقع ، يمكن لـ 10 دقائق فقط من العمل النشط "هبوط" البطارية.
لمنع مثل هذه التناقضات ، يجب تفريغ بطاريات الليثيوم تمامًا. نتيجة لذلك ، سيكون الجهاز قادرًا على حساب قدرات مصدر الطاقة بدقة أكبر وعرض المعلومات بدقة على الشاشة.
تقليل استهلاك الطاقة أثناء الشحن
على الرغم من الطعام أجهزة محمولةوالأدوات الأخرى التي تتطلب بطاريات الليثيوم للعمل ، لا تضاهى من حيث استهلاك الطاقة مع قوية الأجهزة المنزلية، بعض نصائح بسيطةسيساعد ليس فقط في توفير الكهرباء ، ولكن أيضًا على إطالة عمر الأجهزة:
- تطبيق إمكانيات حشو برمجيات الجهاز لتقليل استهلاك الطاقة.
- تعطيل الميزات التي تعمل دون داع. على سبيل المثال ، الإنترنت والشبكات المختلفة والبلوتوث - وفقًا للإحصاءات ، يمكن تقليل عملهم المشترك وقت العملالأجهزة.
- تحسين إعدادات الجهاز - تعتيم الإضاءة الخلفية وإيقاف تشغيل التنبيهات غير الضرورية و مؤثرات صوتيةسيتم تمديد عمل الأداة من 10 إلى 15 دقيقة. إنه قليل ، لكن المواقف الحرجةلن تكون زائدة عن الحاجة.
قواعد الحفاظ على بطارية الليثيوم
المتانة هي واحدة من نقاط القوةبطاريات ليثيوم أيون. وبالتالي ، فإن الانخفاض السنوي في الحجم نتيجة التفريغ الذاتي لا يزيد عن 10 ٪. على الرغم من ذلك ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار الطرق الكيميائية والهيكلية أثناء التشغيل للحفاظ على البطاريات من ارتفاع درجة الحرارة. إذا كانت بطاريات الليثيوم الحديثة تتمتع بالحماية المقدمة ضد النهج الخاطئ للشحن ، فإن تأثيرات درجة الحرارة لا تزال تشكل خطرًا عليها. لذلك ، يوصى بتقليل أي تسخين غير ضروري للبطاريات. ومع ذلك ، يعمل المصنعون في هذا الاتجاه. سيؤدي استخدام خلايا الكاثود ، على وجه الخصوص ، إلى زيادة السلامة الحرارية لمصادر طاقة الليثيوم.
لشحن بطاريات الليثيوم أيون في حالة عدم وجود شاحن مخصص. هذه البطاريات شائعة جدًا ، ولكن لا يستطيع الجميع (أو يريد) شراء شاحن لشحنه المناسب ، وغالبًا ما يتم شحنه بمصادر طاقة تقليدية منظمة. دعونا نلقي نظرة على كيفية القيام بذلك.
لنأخذ على سبيل المثال بطارية ليثيوم أيون من Panasonic ncr18650b بسرعة 3.6 فولت 3400 مللي أمبير. سنحذرك على الفور من أن شحن هذا النوع من البطاريات أمر خطير للغاية إذا تم القيام به بشكل غير صحيح. بعض الأمثلة على التنمر لا تزال قائمة ، وبعض "الاقتصاديين الفائقين" الصينيين لا يتمتعون بأي حماية ويمكن أن ينفجروا.
بطارية مع حماية
يجب أن تحتوي البطارية المحمية على عناصر الحماية التالية:
- PTC، حماية ضد ارتفاع درجة الحرارة ، وبشكل غير مباشر ، زيادة التيار.
- البحث الجنائي، صمام الضغط ، سوف يغلق الخلية إذا كان الضغط مرتفعًا بالداخل ، والذي قد يحدث بسبب الشحن الزائد.
- ثنائي الفينيل متعدد الكلور، لوحة الحماية من التفريغ الزائد ، إعادة التعيين تلقائيًا أو عند وضعها في الشاحن.
يوضح الشكل أعلاه كيفية ترتيب حماية الجرة. يستخدم هذا التصميم لأي نوع من بطاريات الليثيوم أيون المحمية الحديثة. لن يكون PTC وصمام الضغط مرئيين لأنه جزء من البطارية الأصلية ، ولكن يمكن رؤية جميع الأجزاء الأخرى للحماية. فيما يلي المتغيرات الخاصة بوحدات الحماية الإلكترونية التي توجد غالبًا في بطاريات Li-Ion القياسية المستديرة.
شحن الليثيوم
يمكنك العثور على مخطط نموذجي ومبدأ الشحن لبطاريات ncr18650b في ورقة البيانات. وفقًا للوثائق ، يبلغ تيار الشحن 1600 مللي أمبير والجهد 4.2 فولت.
تتكون العملية نفسها من مرحلتين ، الأولى هي التيار المستمر ، حيث تحتاج إلى ضبط القيمة على تيار ثابت 1600 مللي أمبير ، وعندما يصل جهد البطارية إلى 4.20 فولت ، تبدأ المرحلة الثانية - الجهد الثابت. في هذه المرحلة ، سينخفض التيار قليلاً ، وسيأتي حوالي 10٪ من تيار الشحن من الشاحن - أي حوالي 170 مللي أمبير. ينطبق هذا الدليل على جميع بطاريات Lithium Ion و Lithium Polymer ، وليس فقط من النوع 18650.
من الصعب ضبط الأوضاع المذكورة أعلاه يدويًا وصيانتها على مصدر طاقة تقليدي ، لذلك من الأفضل الاستمرار في استخدام دوائر دقيقة خاصة مصممة لأتمتة عملية الشحن (انظر الرسوم البيانية). كحالة قصوى ، يمكنك الشحن بتيار ثابت بنسبة 30-40 ٪ من السعة الكاملة (جواز السفر) للبطارية ، وتخطي المرحلة الثانية ، ولكن هذا سيقلل إلى حد ما من عمر العنصر.
يمكنك التعرف على دائرة الشاحن ، وهي مثالية لبطاريات الليثيوم أيون الليثيوم.
في البداية ، أراد مؤلفها تقديم خيار بسيط على شريحة lm317 ، ولكن في هذه الحالة ، يجب أن يتم تشغيل الشحن من جهد أعلى من 5 فولت. والسبب هو أن الفرق بين جهد الإدخال والإخراج لشريحة lm317 يجب أن يكون على الأقل 2 فولت. يبلغ جهد بطارية الليثيوم أيون المشحونة حوالي 4.2 فولت. لذلك ، يكون فرق الجهد أقل من 1 فولت. وهذا يعني أنه يمكنك التوصل إلى حل آخر.
على AliExpress ، يمكنك شراء لوحة متخصصة لشحن بطاريات الليثيوم ، والتي تكلف حوالي دولار واحد. نعم ، إنه كذلك ، ولكن لماذا تشتري شيئًا يمكن القيام به في بضع دقائق. علاوة على ذلك ، يستغرق الأمر شهرًا حتى يكون الطلب معك. ولكن إذا قررت شرائه جاهزًا ، من أجل استخدامه على الفور ، قم بشرائه من هذا المتجر الصيني. في البحث عن المتجر ، أدخل: TP4056 1A
أبسط مخطط
سننظر اليوم في خيارات شاحن UDB لبطاريات الليثيوم ، والتي يمكن للجميع تكرارها. المخطط هو أبسط مخطط يمكنك التفكير فيه.
حل
هذه دائرة هجينة ، حيث يوجد استقرار للجهد ويحد من شحن البطارية.
وصف الشحن
تم بناء استقرار الجهد على أساس الدائرة الدقيقة tl431 القابلة للتعديل ذات الصمام الثنائي الزينر. الترانزستور كعنصر تضخيم. يتم ضبط تيار الشحن بواسطة المقاوم R1 ويعتمد فقط على معلمات البطارية المشحونة. ينصح باستخدام هذا المقاوم بقوة 1 واط. وجميع المقاومات الأخرى 0.25 أو 0.125 واط.
كما نعلم ، يبلغ جهد خلية واحدة لبطارية ليثيوم أيون مشحونة بالكامل حوالي 4.2 فولت. لذلك ، عند إخراج الشاحن ، يجب أن نضبط هذا الجهد بالضبط ، والذي يتم تحديده من خلال اختيار المقاومات R2 و R3. هناك الكثير برامج عبر الإنترنتوفقًا لحساب جهد التثبيت للدائرة الصغيرة TL431.
للحصول على الإعداد الأكثر دقة لجهد الخرج ، يوصى باستبدال المقاوم R2 بمقاومة متعددة الدورات تبلغ حوالي 10 كيلو أوم. بالمناسبة ، مثل هذا الحل ممكن أيضًا. لدينا مؤشر LED كمؤشر شحن ، أي لون LED تقريبًا ، سيفي بالغرض.
يتم ضبط الإعداد بالكامل على ضبط جهد الخرج على 4.2 فولت.
بضع كلمات عن زينر ديود TL431. هذه دارة ميكروية شائعة جدًا ، ولا ينبغي الخلط بينها وبين الترانزستورات في عبوة مماثلة. توجد هذه الدائرة الدقيقة في أي مصدر طاقة تبديل تقريبًا ، على سبيل المثال ، جهاز كمبيوتر واحد ، حيث يتم ربط الدائرة المصغرة في أغلب الأحيان.
ترانزستور الطاقة ليس حرجًا ، أي ترانزستور عكسي ذو طاقة متوسطة أو عالية مناسب ، على سبيل المثال ، من الترانزستور السوفيتي ، KT819 ، KT805 مناسب. من أقل قوة KT815 و KT817 وأي ترانزستورات أخرى ذات معلمات مماثلة.
ما هي البطاريات المناسبة للجهاز؟
تم تصميم الدائرة لشحن خلية واحدة فقط من بطارية الليثيوم. يمكنك شحن 18650 بطارية قياسية وبطاريات أخرى ، ما عليك سوى ضبط الجهد المناسب عند خرج الشاحن.
إذا لم تعمل الدائرة فجأة ، لسبب ما ، فقم بفحص الجهد عند خرج التحكم في الدائرة المصغرة. يجب أن يكون 2.5 فولت على الأقل. هذا هو الحد الأدنى لجهد التشغيل لمرجع الجهد الخارجي الخاص بـ IC. على الرغم من وجود إصدارات يكون فيها الحد الأدنى لجهد التشغيل 3 فولت.
يُنصح أيضًا ببناء مقعد اختبار صغير للدائرة الدقيقة المحددة للتحقق من أدائها قبل اللحام. وبعد التجميع ، نتحقق من التثبيت بعناية.
في منشور آخر ، مادة حول التحسين.
قد يقول الكثيرون أنه مقابل القليل من المال يمكنك طلب لوحة خاصة من الصين ، يمكنك من خلالها شحن بطاريات الليثيوم عبر USB. سيكلف حوالي 1 دولار.
لكن ليس من المنطقي شراء شيء يمكن تجميعه بسهولة في بضع دقائق. لا تنس أن اللوحة المطلوبة ستنتظر حوالي شهر. والجهاز الذي تم شراؤه لا يجلب الكثير من المتعة مثل الجهاز اليدوي.
كان من المخطط في الأصل تجميع شاحن يعتمد على شريحة LM317.
ولكن بعد ذلك يتطلب جهد أعلى من 5 فولت لتشغيل هذه الشحنة ، وستحتاج الشريحة إلى فرق 2 فولت بين جهد الدخل والإخراج. بطارية ليثيوم مشحونة بجهد 4.2 فولت وهذا لا يفي بالمتطلبات الموضحة (5-4.2 = 0.8) ، لذلك يجب إيجاد حل آخر.
يمكن للجميع تقريبًا تكرار التمارين التي ستتم مناقشتها في هذه المقالة. مخططها بسيط للغاية للتكرار.
يمكن تنزيل أحد هذه البرامج في نهاية المقالة.
لضبط جهد الخرج ، يمكنك تغيير المقاوم R2 إلى مقاوم متعدد الدورات. يجب أن تكون مقاومته حوالي 10 كيلو أوم.
الملفات المرفقة: :
كيف تصنع باور بانك بسيط بيديك: رسم تخطيطي لبنك طاقة محلي الصنع بطارية ليثيوم أيون افعلها بنفسك: كيف تشحن بشكل صحيح
من الصعب تقييم خصائص شاحن معين دون فهم كيفية تدفق الشحنة المثالية لبطارية ليثيوم أيون. لذلك ، قبل الانتقال مباشرة إلى الدوائر ، دعنا نتذكر القليل من النظرية.
ما هي بطاريات الليثيوم
اعتمادًا على المادة التي يتكون منها القطب الموجب لبطارية الليثيوم ، هناك عدة أنواع منها:
- مع الكاثود الليثيوم كوبالتات.
- مع الكاثود على أساس فوسفات الحديد الصخري ؛
- على أساس النيكل والكوبالت والألمنيوم ؛
- على أساس النيكل والكوبالت والمنغنيز.
كل هذه البطاريات لها خصائصها الخاصة ، ولكن نظرًا لأن هذه الفروق الدقيقة ليست ذات أهمية أساسية للمستهلك العام ، فلن يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة.
أيضًا ، يتم إنتاج جميع بطاريات الليثيوم أيون بأحجام وعوامل شكل مختلفة. يمكن أن تكون إما في إصدار حالة (على سبيل المثال ، بطاريات 18650 التي تحظى بشعبية اليوم) أو في إصدار مصفح أو منشور (بطاريات هلام البوليمر). هذه الأخيرة عبارة عن أكياس محكمة الإغلاق مصنوعة من فيلم خاص ، حيث توجد الأقطاب الكهربائية وكتلة القطب.
تظهر الأحجام الأكثر شيوعًا لبطاريات ليثيوم أيون في الجدول أدناه (تحتوي جميعها على جهد اسمي يبلغ 3.7 فولت):
| تعيين | مقاس | حجم مماثل |
|---|---|---|
| XXYY0, أين XX- بيان القطر بالملليمتر ، YY- قيمة الطول بالملم ، 0 - يعكس التنفيذ على شكل اسطوانة |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø يتوافق مع AAA ، لكن نصف الطول) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1 / 2AA | |
| 14270 | Ø AA ، طول CR2 | |
| 14430 | Ø 14 مم (مثل AA) ، لكن أقصر | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S / 300S | |
| 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 |
تسير العمليات الكهروكيميائية الداخلية بنفس الطريقة ولا تعتمد على عامل الشكل وأداء البطارية ، لذلك كل ما قيل أدناه ينطبق بالتساوي على جميع بطاريات الليثيوم.
كيفية شحن بطاريات الليثيوم أيون بشكل صحيح
معظم الطريق الصحيحشحن بطارية الليثيوم هو شحنة من مرحلتين. هذه هي الطريقة التي تستخدم سونيفي جميع أجهزة الشحن الخاصة بك. على الرغم من وحدة التحكم في الشحن الأكثر تعقيدًا ، إلا أن هذا يوفر شحنًا كاملاً لبطاريات Li-ion دون تقليل عمرها التشغيلي.
نحن هنا نتحدث عن ملف تعريف شحن من مرحلتين لبطاريات الليثيوم ، يتم اختصاره كـ CC / CV (تيار ثابت ، جهد ثابت). هناك أيضًا خيارات ذات التيارات النبضية والمتدرجة ، لكن لم يتم أخذها في الاعتبار في هذه المقالة. يمكنك قراءة المزيد عن الشحن بالتيار النبضي.
لذلك ، دعنا نفكر في كلتا مرحلتي الشحن بمزيد من التفصيل.
1. في المرحلة الأولىيجب توفير تيار شحن ثابت. القيمة الحالية هي 0.2-0.5 درجة مئوية. بالنسبة للشحن السريع ، يُسمح بزيادة التيار حتى 0.5-1.0 درجة مئوية (حيث C هي سعة البطارية).
على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية 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 (الشاحن) قادرة على رفع الجهد عند أطراف البطارية. في الواقع ، في المرحلة الأولى ، تعمل الذاكرة كمثبت تيار كلاسيكي.
مهم:إذا كنت تخطط لشحن البطاريات بلوحة حماية مدمجة (PCB) ، فعند تصميم دائرة الشاحن ، يجب عليك التأكد من أن جهد الدائرة المفتوحة للدائرة لا يمكن أن يتجاوز 6-7 فولت. خلاف ذلك ، قد تفشل لوحة الحماية.
في الوقت الذي يرتفع فيه الجهد على 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 ، بشحنة اسمية - أكثر بقليل). هذه اللحظة هي نهاية المرحلة الأولى من الشحنة وهي بمثابة إشارة للانتقال إلى المرحلة الثانية (والأخيرة).
2. مرحلة الشحن الثانية- هذا هو شحن البطارية بجهد ثابت ، ولكن يتناقص (هبوط) تدريجيًا.
في هذه المرحلة ، يحتفظ الشاحن بجهد من 4.15-4.25 فولت على البطارية ويتحكم في القيمة الحالية.
مع زيادة السعة ، سينخفض تيار الشحن. بمجرد انخفاض قيمته إلى 0.05-0.01 درجة مئوية ، تعتبر عملية الشحن مكتملة.
فارق بسيط مهم في تشغيل الشاحن الصحيح هو فصله الكامل عن البطارية بعد اكتمال الشحن. هذا يرجع إلى حقيقة أنه من غير المرغوب فيه للغاية أن تكون بطاريات الليثيوم تحت الجهد العالي لفترة طويلة ، والتي يتم توفيرها عادةً بواسطة الشاحن (أي 4.18-4.24 فولت). هذا يؤدي إلى تدهور متسارع التركيب الكيميائيالبطارية ، ونتيجة لذلك ، انخفاض في قدرتها. الإقامة الطويلة تعني عشرات الساعات أو أكثر.
خلال المرحلة الثانية من الشحن ، تمكنت البطارية من اكتساب حوالي 0.1-0.15 أكثر من سعتها. وبالتالي يصل إجمالي شحن البطارية إلى 90-95٪ ، وهو مؤشر ممتاز.
لقد نظرنا في مرحلتين رئيسيتين من الشحن. ومع ذلك ، فإن تغطية مسألة شحن بطاريات الليثيوم ستكون غير مكتملة إذا لم يتم ذكر مرحلة أخرى من الشحن - ما يسمى. الشحن المسبق.
مرحلة الشحن المسبق (الشحن المسبق)- تستخدم هذه المرحلة فقط للبطاريات شديدة التفريغ (أقل من 2.5 فولت) لإعادتها إلى وضع التشغيل العادي.
في هذه المرحلة ، يتم توفير الشحن بتيار ثابت مخفض حتى يصل جهد البطارية إلى 2.8 فولت.
تعد المرحلة الأولية ضرورية لمنع التورم وإزالة الضغط (أو حتى الانفجار بالنار) للبطاريات التالفة ، والتي ، على سبيل المثال ، بها دائرة قصر داخلية بين الأقطاب الكهربائية. إذا تم تمرير تيار شحن كبير على الفور عبر هذه البطارية ، فسيؤدي ذلك حتمًا إلى تسخينها ، ثم كم هو محظوظ.
فائدة أخرى للشحن المسبق هي التسخين المسبق للبطارية ، وهو أمر مهم عند الشحن في درجات الحرارة المنخفضة بيئة(في غرفة غير مدفأة خلال موسم البرد).
يجب أن يكون الشحن الذكي قادرًا على مراقبة الجهد على البطارية أثناء المرحلة الأولية من الشحن ، وإذا لم يرتفع الجهد لفترة طويلة ، يجب أن يستنتج أن البطارية معيبة.
يتم عرض جميع مراحل شحن بطارية ليثيوم أيون (بما في ذلك مرحلة الشحن المسبق) بشكل تخطيطي في هذا الرسم البياني: 
يمكن أن يؤدي تجاوز جهد الشحن المقدر بمقدار 0.15 فولت إلى تقليل عمر البطارية إلى النصف. يقلل تقليل جهد الشحن بمقدار 0.1 فولت من سعة البطارية المشحونة بحوالي 10٪ ، ولكنه يطيل من عمرها بشكل كبير. الجهد الكهربائي للبطارية المشحونة بالكامل بعد إزالتها من الشاحن هو 4.1-4.15 فولت.
لتلخيص ما سبق ، نوجز الأطروحات الرئيسية:
1. ما التيار لشحن بطارية ليثيوم أيون (على سبيل المثال ، 18650 أو أي بطارية أخرى)؟
سيعتمد التيار على السرعة التي ترغب في شحنها ويمكن أن يتراوح من 0.2 درجة مئوية إلى 1 درجة مئوية.
على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية 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 ، على سبيل المثال ، نفس البطاريات القابلة لإعادة الشحن 18650؟
يعتمد وقت الشحن بشكل مباشر على تيار الشحن ويتم حسابه بواسطة الصيغة:
T \ u003d C / I المسؤول.
على سبيل المثال ، سيكون وقت شحن بطاريتنا بسعة 3400 مللي أمبير مع تيار 1 أمبير حوالي 3.5 ساعة.
3. كيفية شحن بطارية ليثيوم بوليمر بشكل صحيح؟
يتم شحن جميع بطاريات الليثيوم بنفس الطريقة. لا يهم إذا كان ليثيوم بوليمر أو أيون الليثيوم. بالنسبة لنا كمستهلكين ، لا يوجد فرق.
ما هي لوحة الحماية؟
تم تصميم لوحة الحماية (أو PCB - لوحة التحكم في الطاقة) للحماية من ماس كهربائى ، والشحن الزائد والإفراط في تفريغ بطارية الليثيوم. كقاعدة عامة ، يتم تضمين الحماية من الحرارة الزائدة أيضًا في وحدات الحماية.
لأسباب تتعلق بالسلامة ، يُحظر استخدام بطاريات الليثيوم في الأجهزة المنزلية إذا لم يكن بها لوحة حماية مدمجة. لذلك ، تحتوي جميع بطاريات الهواتف المحمولة دائمًا على لوحة PCB. توجد أطراف خرج البطارية مباشرة على اللوحة: 
تستخدم هذه اللوحات وحدة تحكم شحن سداسية الأرجل على مكروخ متخصص (نظائر JW01 ، JW11 ، K091 ، G2J ، G3J ، S8210 ، S8261 ، NE57600 ، إلخ). تتمثل مهمة وحدة التحكم هذه في فصل البطارية عن الحمولة عند تفريغ البطارية تمامًا وفصل البطارية عن الشحن عندما تصل إلى 4.25 فولت.
هنا ، على سبيل المثال ، رسم تخطيطي للوحة حماية البطارية BP-6M التي تم توفيرها مع هواتف Nokia القديمة: 
إذا تحدثنا عن 18650 ، فيمكن إنتاجها مع وبدون لوحة حماية. توجد وحدة الحماية في منطقة الطرف السالب للبطارية. 
يزيد اللوح من طول البطارية بمقدار 2-3 مم. 
عادة ما يتم تضمين البطاريات التي لا تحتوي على وحدة PCB في البطاريات المرفقة المخططات الخاصةحماية.
يمكن بسهولة تحويل أي بطارية مزودة بحماية إلى بطارية غير محمية بمجرد نزعها. 
حتى الآن ، تبلغ السعة القصوى لبطارية 18650 3400 مللي أمبير. يجب أن يكون للبطاريات ذات الحماية تسمية مقابلة في العلبة ("محمية"). 
لا تخلط بين لوحة PCB ووحدة PCM (PCM - وحدة شحن الطاقة). إذا كانت الأولى تعمل فقط على حماية البطارية ، فإن الأخيرة مصممة للتحكم في عملية الشحن - فهي تحد من تيار الشحن عند مستوى معين ، وتتحكم في درجة الحرارة ، وتضمن عمومًا العملية بأكملها. لوحة PCM هي ما نسميه وحدة التحكم في الشحن.
آمل الآن ألا تكون هناك أسئلة متبقية ، كيف يتم شحن بطارية 18650 أو أي بطارية ليثيوم أخرى؟ ثم ننتقل إلى مجموعة صغيرة من حلول الدوائر الجاهزة لأجهزة الشحن (نفس وحدات التحكم في الشحن).
مخططات شحن بطاريات الليثيوم
جميع الدوائر مناسبة لشحن أي بطارية ليثيوم ، يبقى فقط تحديد تيار الشحن وقاعدة العنصر.
إل إم 317
مخطط شاحن بسيط يعتمد على شريحة LM317 مع مؤشر شحن: 
الدائرة بسيطة ، الإعداد الكامل ينخفض إلى ضبط جهد الخرج على 4.2 فولت باستخدام المقاوم المتقلب R8 (بدون بطارية متصلة!) وضبط تيار الشحن عن طريق اختيار المقاومات R4 ، R6. قوة المقاوم R1 لا تقل عن 1 واط.
بمجرد أن ينطفئ LED ، يمكن اعتبار عملية الشحن مكتملة (لن ينخفض تيار الشحن أبدًا إلى الصفر). لا يوصى بإبقاء البطارية في هذا الشحن لفترة طويلة بعد شحنها بالكامل.
تستخدم شريحة lm317 على نطاق واسع في العديد من مثبتات الجهد والتيار (حسب دائرة التبديل). يباع في كل زاوية ويكلف بنسًا واحدًا بشكل عام (يمكنك أن تأخذ 10 قطع مقابل 55 روبل فقط).
يأتي LM317 في حالات مختلفة: 
تعيين دبوس (pinout): 
نظائرها لشريحة LM317 هي: GL317 ، SG31 ، SG317 ، UC317T ، ECG1900 ، LM31MDT ، SP900 ، KR142EN12 ، KR1157EN1 (الأخيران هما الإنتاج المحلي).
يمكن زيادة تيار الشحن حتى 3 أمبير إذا أخذت LM350 بدلاً من LM317. صحيح أنه سيكون أكثر تكلفة - 11 روبل / قطعة.
يتم عرض لوحة الدوائر المطبوعة ومجموعة الدوائر أدناه: 
يمكن استبدال الترانزستور السوفيتي القديم KT361 بآخر مماثل الترانزستور pnp(على سبيل المثال ، KT3107 ، KT3108 أو البرجوازية 2N5086 ، 2SA733 ، BC308A). يمكن إزالته تمامًا إذا لم يكن مؤشر الشحن ضروريًا.
عيب الدائرة: يجب أن يكون جهد الإمداد في حدود 8-12 فولت. هذا يرجع إلى حقيقة أن ل عملية عاديةرقائق LM317 ، يجب أن يكون الفرق بين جهد البطارية والجهد الكهربائي 4.25 فولت على الأقل. وبالتالي ، لن يكون من الممكن تشغيله من منفذ USB.
MAX1555 أو MAX1551
MAX1551 / MAX1555 هي أجهزة شحن متخصصة لبطاريات Li + التي يمكن أن تعمل من USB أو من محول طاقة منفصل (على سبيل المثال ، شاحن الهاتف).
الفرق الوحيد بين هذه الدوائر هو أن MAX1555 يعطي إشارة لمؤشر تقدم الشحن ، و MAX1551 - إشارة إلى أن الطاقة قيد التشغيل. أولئك. لا يزال الرقم 1555 مفضلاً في معظم الحالات ، لذلك يصعب الآن العثور على 1551 للبيع.
وصف تفصيلي لهذه الرقائق من الشركة المصنعة -.
الحد الأقصى لجهد الدخل من محول التيار المستمر هو 7 فولت ، عند تشغيله من USB يكون 6 فولت. عندما ينخفض جهد الإمداد إلى 3.52 فولت ، تنطفئ الدائرة المصغرة ويتوقف الشحن.
تكتشف الدائرة الدقيقة نفسها الإدخال الذي يوجد فيه جهد الإمداد ومتصل به. إذا تم توفير الطاقة عبر ناقل USB ، فسيقتصر الحد الأقصى لتيار الشحن على 100 مللي أمبير - وهذا يسمح لك بتوصيل الشاحن بمنفذ USB لأي كمبيوتر دون خوف من حرق الجسر الجنوبي.
عند 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 أعلى من 110 درجة مئوية.
توجد وظيفة الشحن المسبق (انظر أعلاه): طالما أن جهد البطارية أقل من 3 فولت ، فإن الدائرة المصغرة تحد من تيار الشحن إلى 40 مللي أمبير.
تحتوي الدائرة المصغرة على 5 دبابيس. فيما يلي مخطط نموذجي للأسلاك: 
إذا كان هناك ضمان بأن الجهد الكهربائي عند خرج المحول الخاص بك لا يمكن أن يتجاوز 7 فولت تحت أي ظرف من الظروف ، فيمكنك الاستغناء عن المثبت 7805.
يمكن تجميع خيار شحن USB ، على سبيل المثال ، في هذا الخيار. 
لا تحتاج الدائرة الدقيقة إلى أي ثنائيات خارجية أو ترانزستورات خارجية. بشكل عام ، بالطبع ، شيك مكروهي! فقط هم صغيرون جدًا ، من غير الملائم اللحام. وهي لا تزال باهظة الثمن ().
إل بي 2951
تم تصنيع مثبت LP2951 بواسطة National Semiconductors (). إنه يوفر تنفيذ وظيفة الحد الحالية المدمجة ويسمح لك بتوليد مستوى ثابت من جهد الشحن لبطارية ليثيوم أيون عند خرج الدائرة.
قيمة جهد الشحن هي 4.08 - 4.26 فولت ويتم ضبطها بواسطة المقاوم R3 عند فصل البطارية. التوتر دقيق للغاية.
تيار الشحن هو 150-300 مللي أمبير ، وهذه القيمة محدودة بالدوائر الداخلية لشريحة LP2951 (اعتمادًا على الشركة المصنعة).
استخدم الصمام الثنائي بتيار عكسي صغير. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون أيًا من سلسلة 1N400X التي يمكنك الحصول عليها. يستخدم الصمام الثنائي كصمام ثنائي لمنع التيار العكسي من البطارية إلى شريحة LP2951 عند إيقاف جهد الدخل. 
ينتج هذا الشاحن تيار شحن منخفضًا إلى حد ما ، لذلك يمكن شحن أي بطارية 18650 طوال الليل.
يمكن شراء الدائرة المصغرة في كل من حزمة DIP وفي حزمة SOIC (التكلفة حوالي 10 روبل لكل قطعة).
MCP73831
تسمح لك الشريحة بإنشاء أجهزة الشحن المناسبة ، بالإضافة إلى أنها أرخص من MAX1555. 
يتم أخذ دارة التبديل النموذجية من: 
من المزايا المهمة للدائرة عدم وجود مقاومات قوية منخفضة المقاومة تحد من تيار الشحن. هنا ، يتم ضبط التيار بواسطة المقاوم المتصل بالمخرج الخامس من الدائرة المصغرة. يجب أن تكون مقاومته في حدود 2-10 كيلو أوم.
تبدو مجموعة الشاحن كما يلي: 
تسخن الدائرة المصغرة جيدًا أثناء التشغيل ، لكن لا يبدو أن هذا يتعارض معها. تؤدي وظيفتها.
إليك متغير ثنائي الفينيل متعدد الكلور آخر مع موصل SMD led وموصل micro USB: 
LTC4054 (STC4054)
جداً دارة بسيطة، خيار رائع! يسمح بالشحن بتيار يصل إلى 800 مللي أمبير (انظر). صحيح أنه يميل إلى أن يصبح شديد السخونة ، ولكن في هذه الحالة ، تعمل الحماية المدمجة من الحرارة الزائدة على تقليل التيار. 
يمكن تبسيط الدائرة إلى حد كبير عن طريق التخلص من أحد مصابيح LED أو كليهما باستخدام ترانزستور. ثم سيبدو هكذا (توافق ، لا يوجد مكان أسهل: زوج من المقاومات وكوندر واحد): 
أحد خيارات ثنائي الفينيل متعدد الكلور متاح في. تم تصميم اللوحة لعناصر بحجم 0805.
أنا = 1000 / ر. يجب ألا تضبط تيارًا كبيرًا على الفور ، انظر أولاً إلى مقدار تسخين الدائرة المصغرة. لأغراضي ، أخذت مقاومة 2.7 kOhm ، بينما تبين أن تيار الشحن يبلغ حوالي 360 مللي أمبير.
من غير المحتمل أن يتم تكييف المبرد مع هذه الدائرة الدقيقة ، وليس حقيقة أنها ستكون فعالة بسبب المقاومة الحرارية العالية لانتقال العلبة البلورية. توصي الشركة المصنعة بجعل المشتت الحراري "من خلال الخيوط" - مما يجعل المسارات سميكة قدر الإمكان مع ترك الرقاقة تحت علبة الدائرة الدقيقة. وبشكل عام ، كلما تركت المزيد من رقائق "الأرض" ، كان ذلك أفضل.
بالمناسبة ، تتم إزالة معظم الحرارة من خلال الساق الثالثة ، بحيث يمكنك جعل هذا المسار عريضًا وسميكًا جدًا (املأه باللحام الزائد). 
يمكن تسمية حزمة شرائح LTC4054 باسم LTH7 أو LTADY.
يختلف LTH7 عن LTADY في أن الأول يمكنه رفع بطارية ميتة جدًا (يكون الجهد فيها أقل من 2.9 فولت) ، بينما لا يمكن للبطارية الثانية (تحتاج إلى تأرجحها بشكل منفصل).
Микросхема вышла очень удачной, поэтому имеет кучу аналогов: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016 ، CYT5026 ، Q7051. قبل استخدام أي من نظائرها ، تحقق من أوراق البيانات.
TP4056
صُنعت الدائرة المصغرة في عبوة SOP-8 (انظر) ، وتحتوي على المشتت الحراري المعدني على بطنها غير متصل بالملامسات ، مما يجعل من الممكن إزالة الحرارة بشكل أكثر كفاءة. يسمح لك بشحن البطارية بتيار يصل إلى 1 أمبير (يعتمد التيار على المقاوم المضبوط حاليًا). 
يتطلب مخطط الاتصال الحد الأدنى من المرفقات: 
تنفذ الدائرة عملية الشحن التقليدية - أولاً الشحن بتيار ثابت ، ثم بجهد ثابت وتيار ساقط. كل شيء علمي. إذا قمت بتفكيك الشحن خطوة بخطوة ، فيمكنك التمييز بين عدة مراحل:
- مراقبة جهد البطارية المتصلة (يحدث هذا طوال الوقت).
- مرحلة الشحن المسبق (إذا تم تفريغ البطارية أقل من 2.9 فولت). تيار الشحن 1/10 من المقاوم R prog (100mA عند R prog = 1.2 kOhm) إلى مستوى 2.9 فولت.
- الشحن بحد أقصى تيار ثابت (1000 مللي أمبير عند R prog = 1.2 كيلو أوم) ؛
- عندما تصل البطارية إلى 4.2 فولت ، يتم تثبيت جهد البطارية عند هذا المستوى. يبدأ انخفاض تدريجي في تيار الشحن.
- عندما يصل التيار إلى 1/10 من R prog المبرمج بواسطة المقاوم (100mA في R prog = 1.2 kOhm) ، ينطفئ الشاحن.
- 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 ، يتم تشغيل الشحن مرة أخرى. وهكذا في دائرة.
يتم حساب تيار الشحن (بالأمبير) بواسطة الصيغة أنا = 1200 / ص بروغ. الحد الأقصى المسموح به هو 1000 مللي أمبير.
يظهر في الرسم البياني اختبار حقيقي للشحن ببطارية 18650 بسرعة 3400 مللي أمبير في الساعة: 
ميزة الدائرة المصغرة هي أن تيار الشحن يتم ضبطه بواسطة مقاوم واحد فقط. المقاومات القوية منخفضة المقاومة ليست مطلوبة. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد مؤشر لعملية الشحن ، بالإضافة إلى مؤشر على انتهاء الشحن. عند عدم توصيل البطارية ، يومض المؤشر مرة كل بضع ثوان.
يجب أن يقع جهد إمداد الدائرة في حدود 4.5 ... 8 فولت. كلما اقتربنا من 4.5 فولت - كان ذلك أفضل (بحيث تسخن الشريحة بدرجة أقل).
يتم استخدام المحطة الأولى لتوصيل مستشعر درجة الحرارة المدمج في بطارية ليثيوم أيون (عادةً ما يكون هذا هو الطرف الأوسط للبطارية الهاتف الخلوي). إذا كان جهد الخرج أقل من 45٪ أو أكثر من 80٪ من جهد الإمداد ، فسيتم تعليق الشحن. إذا لم تكن بحاجة إلى التحكم في درجة الحرارة ، فقط ضع تلك القدم على الأرض.
انتباه! هذه الدائرة لها عيب كبير: عدم وجود دائرة حماية عكسية للبطارية. في هذه الحالة ، يتم ضمان احتراق وحدة التحكم بسبب تجاوز الحد الأقصى للتيار. في هذه الحالة ، يقع جهد إمداد الدائرة مباشرة على البطارية ، وهو أمر خطير للغاية.
الختم بسيط ، يتم في غضون ساعة على الركبة. إذا ضاع الوقت ، يمكنك طلب وحدات جاهزة. تضيف بعض الشركات المصنعة للوحدات النمطية المكتملة الحماية ضد التيار الزائد والتفريغ الزائد (على سبيل المثال ، يمكنك اختيار اللوحة التي تحتاجها - مع الحماية أو بدونها ، وبأي موصل). 
يمكنك أيضًا العثور على لوحات جاهزة مزودة بملامس لجهاز استشعار درجة الحرارة. أو حتى وحدة شحن بها عدة شرائح TP4056 بالتوازي لزيادة تيار الشحن وحماية قطبية عكسية (مثال).
LTC1734
إنه أيضًا تصميم بسيط للغاية. يتم تعيين تيار الشحن بواسطة المقاوم R prog (على سبيل المثال ، إذا قمت بوضع المقاوم 3 kΩ ، فسيكون التيار 500 مللي أمبير).
عادةً ما يتم تمييز الدوائر الدقيقة على العلبة: LTRG (يمكن العثور عليها غالبًا في الهواتف القديمة من Samsung). 
سوف يصلح الترانزستور أي p-n-p، الشيء الرئيسي هو أنه مصمم لتيار شحن معين.
لا يوجد مؤشر شحن في هذا الرسم التخطيطي ، 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 مقارنة LT1716. 
يمكن استبدال المقارنة LT1716 في هذه الحالة بـ LM358 رخيصة.
TL431 + الترانزستور
ربما يكون من الصعب التوصل إلى دائرة من مكونات يسهل الوصول إليها. أصعب شيء هنا هو إيجاد مصدر الجهد المرجعي TL431. لكنها شائعة جدًا لدرجة أنها توجد في كل مكان تقريبًا (نادرًا ما يعمل مصدر الطاقة بدون هذه الدائرة الدقيقة). 
حسنًا ، يمكن استبدال ترانزستور TIP41 بأي ترانزستور آخر بتيار جامع مناسب. حتى السوفيتي القديم KT819 ، KT805 (أو أقل قوة KT815 ، KT817) سيفي بالغرض.
ينحصر إعداد الدائرة في ضبط جهد الخرج (بدون بطارية !!!) باستخدام أداة تشذيب عند مستوى 4.2 فولت. مجموعات المقاوم R1 أقصى قيمةالتيار الشاحن.
ينفذ هذا المخطط بشكل كامل العملية ذات المرحلتين لشحن بطاريات الليثيوم - أولاً الشحن بالتيار المباشر ، ثم الانتقال إلى مرحلة تثبيت الجهد والانخفاض السلس في التيار إلى الصفر تقريبًا. العيب الوحيد هو ضعف تكرار الدائرة (متقلبة في الإعداد والمطالبة بالمكونات المستخدمة).
MCP73812
هناك رقاقة أخرى مهملة بشكل غير مستحق من Microchip - MCP73812 (انظر). بناءً عليه ، تحصل على خيار شحن الميزانية للغاية (وغير مكلف!). المجموعة الكاملة هي مجرد مقاوم واحد!
بالمناسبة ، الدائرة المصغرة مصنوعة في علبة مناسبة للحام - SOT23-5. 
العيب الوحيد هو أن الجو يصبح شديد السخونة ولا يوجد مؤشر على الشحن. 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 للغاية.
NCP1835
يتم تقديم حل متكامل تمامًا - NCP1835B ، مما يوفر ثباتًا عاليًا لجهد الشحن (4.2 ± 0.05 فولت).
ربما يكون العيب الوحيد لهذه الدائرة الصغيرة هو صغر حجمها (حزمة DFN-10 ، الحجم 3x3 مم). ليس كل شخص قادرًا على توفير لحام عالي الجودة لهذه العناصر المصغرة. 
من المزايا التي لا جدال فيها ، أود أن أشير إلى ما يلي:
- الحد الأدنى لعدد أجزاء طقم الجسم.
- القدرة على شحن بطارية فارغة تمامًا (تيار الشحن المسبق 30 مللي أمبير) ؛
- تعريف نهاية الشحن.
- تيار الشحن القابل للبرمجة - حتى 1000 مللي أمبير.
- مؤشر الشحن والخطأ (قادر على اكتشاف البطاريات غير القابلة لإعادة الشحن والإشارة إلى ذلك).
- حماية 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 المصغرة ليست رخيصة ، ولكنها ليست كبيرة جدًا (حوالي 1 دولار) لرفض استخدامها. إذا كنت صديقًا لمكواة لحام ، فإنني أوصي باختيار هذا الخيار.
أكثر وصف مفصلفي داخل .
هل من الممكن شحن بطارية ليثيوم أيون بدون جهاز تحكم؟
نعم تستطيع. ومع ذلك ، سيتطلب ذلك تحكمًا صارمًا في تيار الشحن والجهد.
بشكل عام ، لن يعمل شحن البطارية ، على سبيل المثال ، لدينا 18650 بدون شاحن على الإطلاق. ما زلت بحاجة إلى الحد بطريقة أو بأخرى من الحد الأقصى لتيار الشحن ، لذلك على الأقل الذاكرة الأكثر بدائية ، ولكن لا تزال مطلوبة.
أبسط شاحن لأي بطارية ليثيوم هو المقاوم المتسلسل مع البطارية: 
تعتمد المقاومة وتبديد الطاقة للمقاوم على جهد مصدر الطاقة الذي سيتم استخدامه للشحن.
دعنا ، كمثال ، نحسب المقاوم لمصدر طاقة 5 فولت. سنقوم بشحن بطارية 18650 بسعة 2400 مللي أمبير.
لذلك ، في بداية الشحن ، سيكون انخفاض الجهد عبر المقاوم كما يلي:
U r \ u003d 5 - 2.8 = 2.2 فولت
لنفترض أن مصدر الطاقة 5 فولت الخاص بنا مُصنَّف بحد أقصى 1 أمبير. ستستهلك الدائرة أكبر تيار في بداية الشحن ، عندما يكون الجهد على البطارية في حده الأدنى ويكون 2.7-2.8 فولت.
انتبه: لا تأخذ هذه الحسابات في الاعتبار إمكانية تفريغ البطارية بعمق كبير ويمكن أن يكون الجهد الكهربائي عليها أقل بكثير ، وصولاً إلى الصفر.
وبالتالي ، يجب أن تكون مقاومة المقاوم المطلوبة للحد من التيار في بداية الشحن عند مستوى 1 أمبير:
R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 أوم
قوة تبديد المقاوم:
P r \ u003d I 2 R \ u003d 1 * 1 * 2.2 \ u003d 2.2 واط
في نهاية شحن البطارية ، عندما يقترب الجهد الكهربائي عليها من 4.2 فولت ، سيكون تيار الشحن كما يلي:
أنا أتحمل \ u003d (U un - 4.2) / R \ u003d (5 - 4.2) / 2.2 \ u003d 0.3 A
أي ، كما نرى ، لا تتجاوز جميع القيم الحدود المسموح بها لبطارية معينة: التيار الأولي لا يتجاوز الحد الأقصى المسموح به لتيار الشحن لبطارية معينة (2.4 أمبير) ، والتيار النهائي يتجاوز التيار الذي لم تعد تكتسب فيه البطارية القدرة (0.24 أ).
معظم العيب الرئيسييتكون هذا الشحن من الحاجة إلى مراقبة الجهد على البطارية باستمرار. وقم بإيقاف الشحن يدويًا بمجرد وصول الجهد إلى 4.2 فولت. الحقيقة هي أن بطاريات الليثيوم لا تتحمل حتى الجهد الزائد على المدى القصير بشكل جيد للغاية - تبدأ كتل القطب الكهربائي في التدهور بسرعة ، مما يؤدي حتماً إلى فقدان القدرة. في الوقت نفسه ، يتم إنشاء جميع المتطلبات الأساسية لارتفاع درجة الحرارة وإزالة الضغط.
إذا كانت بطاريتك تحتوي على لوحة حماية مدمجة ، والتي تمت مناقشتها أعلى قليلاً ، فسيتم تبسيط كل شيء. عند الوصول إلى جهد معين على البطارية ، ستقوم اللوحة نفسها بفصلها عن الشاحن. ومع ذلك ، فإن طريقة الشحن هذه لها عيوب كبيرة تحدثنا عنها.
لن تسمح الحماية المضمنة في البطارية بإعادة شحنها تحت أي ظرف من الظروف. كل ما عليك فعله هو التحكم في تيار الشحن بحيث لا يتجاوز القيم المسموح بهالهذه البطارية (لا يمكن أن تحد لوحات الحماية من تيار الشحن ، للأسف).
الشحن باستخدام مصدر طاقة معمل
إذا كان لديك مصدر طاقة مع حماية (قيود) حالية تحت تصرفك ، فسيتم حفظك! مصدر الطاقة هذا هو بالفعل شاحن كامل يقوم بتنفيذ ملف تعريف الشحن الصحيح ، والذي كتبناه أعلاه (CC / CV).
كل ما عليك القيام به لشحن li-ion هو ضبط مصدر الطاقة على 4.2 فولت وتعيين الحد الحالي المطلوب. ويمكنك توصيل البطارية.
في البداية ، عندما لا تزال البطارية فارغة ، سيعمل مصدر طاقة المختبر في وضع الحماية الحالي (أي أنه سيثبت تيار الخرج عند مستوى معين). بعد ذلك ، عندما يرتفع الجهد 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 مختبر PSU هو شاحن مثالي تقريبًا! الشيء الوحيد الذي لا يمكنه فعله تلقائيًا هو اتخاذ قرار بشحن البطارية بالكامل وإيقاف تشغيلها. لكن هذا تافه لا يستحق الاهتمام به.
كيف تشحن بطاريات الليثيوم؟
وإذا كنا نتحدث عن بطارية يمكن التخلص منها غير مخصصة لإعادة الشحن ، فإن الإجابة الصحيحة (والصحيحة فقط) على هذا السؤال هي لا.
الحقيقة هي أن أي بطارية ليثيوم (على سبيل المثال ، CR2032 الشائعة في شكل قرص مسطح) تتميز بوجود طبقة تخميل داخلية تغطي أنود الليثيوم. تمنع هذه الطبقة الأنود من التفاعل كيميائيًا مع المنحل بالكهرباء. وإمداد التيار الخارجي يدمر الطبقة الواقية أعلاه ، مما يؤدي إلى تلف البطارية.
بالمناسبة ، إذا تحدثنا عن بطارية CR2032 غير القابلة لإعادة الشحن ، فإن LIR2032 ، التي تشبهها إلى حد كبير ، هي بالفعل بطارية كاملة. يمكن وينبغي إعادة شحنها. فقط جهدها ليس 3 ، لكن 3.6 فولت.
تمت مناقشة كيفية شحن بطاريات الليثيوم (سواء كانت بطارية هاتف ، 18650 أو أي بطارية ليثيوم أيون أخرى) في بداية المقال.
من أين تشتري الرقائق؟
يمكنك بالطبع الشراء من Chip-Deep ، لكنها باهظة الثمن هناك. لذلك ، أنا دائمًا آخذها في متجر واحد سري للغاية)) أهم شيء هو اختيار البائع المناسب ، ثم سيأتي الطلب بسرعة وبالتأكيد.
لراحتك ، لقد جمعت البائعين الأكثر موثوقية في جدول واحد ، استخدمه لصحتك:
| اسم | ورقة البيانات | سعر | |
|---|---|---|---|
| إل إم 317 | 5.5 فرك / قطعة | يشتري | |
| إل إم 350 | |||
| LTC1734 | 42 فرك / قطعة | يشتري | |
| TL431.00 (ليرة تركية) | 85 كوب / بيسي. | يشتري | |
| MCP73812 | 65 فرك / قطعة | يشتري | |
| NCP1835 | 83 فرك / قطعة. | يشتري | |
| * جميع الرقائق مع الشحن المجاني | |||