​Схема импульсного зарядного устройства: как разобраться?

В настоящее время в среде людей, увлекающихся радиоэлектроникой, популярны импульсные зарядники – устройства, в которых ток пульсирующий. Схемы таких устройств не простые и собрать их довольно трудоемко. Хотя следует отметить, что для специалиста механизм действия достаточно прост и при желании схемы можно собрать без каких-либо сложностей.

Схема импульсного автоматического зарядного устройства по классическому варианту – это первое, что следует изучить начинающему радиомонтажнику. Классическая схема имеет регулятор на тиристорах. Недостаток использования тиристоров это большой объем и, конечно, по весу такое устройство тоже великовато.

Принцип работы классического варианта автоматического зарядного устройства следующий: подключение аккумулятора, выставление нужного зарядного тока (в соответствии с рекомендациями 10 процентов от полной емкости батареи). Процесс зарядки в контроле не нуждается. После того, как процесс завершится, индикатор на заряднике должен изменить цвет.

Такое АЗУ собирается на основе микросхемы UC3845, очень демократичной по цене. Схема имеет стандартное включение. После включения микросхемы начинает работать мощный полевой транзистор, который получает нагрузку от импульсного трансформатора.

Комплектующие для построения данной схемы можно добыть легко и просто. Если собирать схему самостоятельно, то очевидно, что новичку и дилетанту собрать ее будет довольно сложно. А тот, кто является практикующим радиолюбителем, наверняка имеет в кладовой старые блоки питания от компьютеров. Радиодетали для данной схемы можно снять с этих блоков. там же добывают и трансформатор, который все же нужно будет перемотать. Поскольку устройство импульсное, то достаточно пары десятков витков, что по времени займет не более часа.

Можно пойти другим путем – переоборудовать готовое зарядное устройство, которое сломано или не устраивает по техническим параметрам. Тогда получится очень хорошая модель, где надежность не потеряется, а схема существенно упростится.

Описание схем ИЗУ для автомобильных аккумуляторов
Длительная эксплуатация аккумуляторной батареи с нарушением правил зарядки, а так же попадание аккумулятора в такие условия, когда он подвергается быстрой разрядке, чревато быстрым износом. Функционирование в таких режимах вызывает возникновение крупнокристаллических труднорастворимых кристаллов-дендридов, приводящих к разрушению электродов, возникают межэлектродные замыкания и коробление пластин. Если начинается процесс ускорения саморазряда, то это вызывает снижение рабочей емкости в батареи.
Кристаллизация вызывает повышение внутреннего сопротивления, которое вызванное ведет к понижению напряжения даже при небольших нагрузках. Если же заряд повышать принудительно, то может начаться кипение электролита.

Итак, в случае, если принудительно повышается напряжение зарядов, то во время проведения процедуры восстановления батарей может случиться закипание электролита, вследствие чего температура в элементах повысится, усилится газообразование, причем возможен даже механический разрыв. Следовательно, аккумулятор восстановлен быть не может в данной ситуации.

Что в таких случаях делать? Если осуществлять регенерацию пластин при помощи пульсирующего тока, то есть возможность значительно улучшить технические характеристики батареи. Дело в том под воздействием пульсирующего тока внутреннее сопротивление восстанавливается и входит в рабочее состояние.

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора предусматривает возможность воостановления батарей любого типа. Возможно восстановление и заряд NiCd аккумуляторов, свинцовых аккумуляторов и даже аккумуляторных устройств для мощных машин. Благоприятная динамика процесса восстановления даже аккумуляторов в запущенном состоянии обусловлена особенностяями электронной схемы.

Автомобильное импульсное зарядное устройство, благодаря пульсации процесса зарядки и восстановления дает возможность эксплуатировать элементы батарей еще длительное время. Причем, эксплуатационные характеристики остаются высокими.

Итак, как устроено импульсное пуско-зарядное устройство? Схема включает в себя генератор, который оснащен аналоговым таймером. Питание подается через сетевой блок питания. Следует отметить, что использование интегрального таймера дает возможность добиться стабильности частоты и минимизации энергопотребления.

Интервалы времени между импульсами находятся в зависимости от емкости конденсаторов. Установка диодов на схеме позволяет получать непроизвольный разряд. Когда схема начинает работать, то напряжение на первом конденсаторе нулевое. Процесс зарядки начинается и напряжение нарастает. При достижении требуемого уровня напряжения на выходе, происходит автоматическое отключение зарядки. На выходе устанавливается нулевое напряжение.

Источник

Схема пульсирующее зарядное устройство для

Зарядное устройство для аккумулятора – это необходимый девайс каждого автолюбителя. Но в силу высокой стоимости и частых поломок, позволить себе купить новое ЗУ может далеко не каждый. Но выход есть.

Если вы имеете определенные навыки и умеете держать в руках инструменты, в том числе и паяльник, то сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками – не составит труда. Ниже более подробно изучим этот вопрос.

Немного полезной информации

Аккумулятором называется накопитель электрического заряда. Во время подачи на него электрического напряжения, происходит накопление энергии, что объясняется химическими изменениями внутри батареи. При подключении источника потребления можно наблюдать обратный процесс, который обусловлен обратным химическим изменением, создающим напряжение в области клеммов устройства. Через нагрузку происходит прохождение тока. То есть, чтобы получить напряжение от аккумуляторной батареи, следует сначала ее зарядить.

Сам процесс заряда батареи происходит по определенным правилам и зависит от вида аккумулятора. Из-за нарушения данных правил возможно уменьшение срока эксплуатации батареи, а также ее емкости.

Именно поэтому параметры для зарядного устройства к автомобильному аккумулятору должны подбираться строго индивидуально, для определенного носителя энергии.

Это возможно в случае со сложными зарядными устройствами, имеющими регулируемые параметры, а также приобретая отдельное ЗУ специально под определенную батарею. Но есть более универсальный и практичный вариант – сделать зарядное устройство своими руками.

Виды зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

В процессе заряда батареи происходит восстановление израсходованной в емкости энергии. С этой целью на клеммы аккумуляторной емкости происходит подача напряжения, которая слегка выше, нежели основные рабочие показатели аккумуляторной батареи. В зависимости от вида зарядного устройства, подаваться может:

1. Постоянный ток. Средняя длительность такого заряда составляет около 10 часов и более, при этом на протяжении всего времени происходит подача фиксированного тока. Напряжение может изменяться в пределах от 13,8 до 14,4 В в самом начале зарядки, а в конце она может снизиться до отметки в 12,8 В. То есть это постепенный метод накопления емкости батареи, который в ходе эксплуатации держится дольше. Но среди минусов можно выделить необходимость в контроле над процессом, так как важно вовремя выключить ЗУ. В случае перезаряда возможно закипание электролита, что снизит функциональность батареи.
2. Постоянное напряжение. При таком типе заряда устройство все время подает напряжение в 14,4 В, при этом происходит изменение значений от больших в начале зарядки, до меньших – в конце. Поэтому перезаряд невозможен, разве что в случае если вы оставите ЗУ на несколько дней. Достоинством является меньшее время для заряда (7-8 часов), и возможность оставить ЗУ без присмотра. Но при частом использовании данного метода возможно более быстрое выхождение батареи из строя, в процессе эксплуатации она будет быстрее разряжаться.

Поэтому, если нет необходимости в быстром заряде батареи, лучше отдать предпочтение первому варианту – с постоянным током. А в случае, когда нужно быстро восстановить работоспособность АБ подойдет постоянное напряжение, но не для многоразового пользования.

Если же задаетесь вопросом, какое лучше зарядное устройство сделать своими руками, то здесь однозначно стоит выбрать вариант с подачей постоянного тока. По схеме этот прибор достаточно прост, и состоит из доступных элементов.

Как узнать состояние батареи?

Необходимость в зарядке аккумулятора автомобиля зависит от уровня заряда. И метод проверки, именуемый в народе как «крутит/не крутит» является не самым удачным методом. Если же батарея «не крутит», например, перед выездом, то вы вообще не сможете завести машину, состояние «не крутит»– критическое и может предполагать крайне негативные последствия для самого аккумулятора.

Самым эффективным и безопасным методом является измерение напряжение при помощи самого простого тестера. Так, при температуре воздуха приблизительно около 20 градусов, зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключенного от нагрузки аккумулятора такова:

• 12,6-12,7 – батарея полностью заряжена;
• 12,3-12,4 – уровень заряда составляет около 75%;
• 12,0-12,1 – приблизительно 50%;
• 11,8-11,9 – 25%;
• 11,6-11,7 – батарея находится в разряженном состоянии;
• если же показатель находится ниже отметки в 11,6 В, то это означает глубокий разряд.

Все вышеперечисленные показатели измеряются в вольтах.

Показатель в 10,6 Вольт является критическим, и если уровень еще больше снизится, то аккумуляторная батарея, особенно которая давно обслуживалась, просто выйдет из строя.

Нужные параметры при зарядке постоянным током

Уже доказано, что производить заряд автомобильных свинцовых кислотных аккумуляторных батарей (в основном в автомобилях присутствуют именно такие) необходимо при помощи тока, не превышающего показателя в 10% от емкости всей батареи.

Так, в случае емкости АБ в 55 A/ч, максимальная подача тока заряда должна быть 5,5 А. По такому принципу высчитывается максимальный ток для любой батареи. Можно даже немного снизить подачу тока, но в таком случае процесс заряда будет идти немного медленнее. Накопление заряда будет происходить даже в случае, если ток заряда будет ближе к отметке 0,1 А. Но в таком случае для восстановления емкости необходимо будет очень много времени.

Минимальное время заряда АБ при уровне тока в 10% от заряда составляет 10 часов, но это в случае полного разряда батареи, которого допускать недопустимо. Поэтому на фактическое время до полного заряда влияет глубина разряда.

Чтобы произвести расчет примерного времени до полного заряда, следует выяснить разницу между максимальным зарядом (12,8 вольт) и вольтажом на данный момент. Если эту цифру умножить на 10, то можно получить приблизительно время в часах.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Обычно с целью пополнения емкости электрического накопителя, необходима бытовая сеть в 220 вольт, преобразовывающаяся в пониженное напряжение с помощью преобразователя. Сделать ЗУ своими руками вполне возможно, скорее, это даже не вызовет никаких проблем. Для этого достаточно будет минимальных знаний в области электротехники и умение пользоваться паяльником, и другими инструментами.

Простые схемы

Самый простой и действенный метод заключается в использовании понижающего трансформатора. С его помощью снижается напряжение в 220 В до необходимых для заряда 13-15 вольт.

Найти трансформаторы такого типа можно в старых ламповых телевизорах или же в блоках питания для компьютера, которые продаются на блошиных рынках. Однако имеется нюанс – на выходе трансформатора переменное напряжение. Поэтому появляется необходимость в его выпрямлении.

Это можно сделать с помощью таких методов:

• Одного выпрямляющего диода, установленного после трансформатора, при этом на выходе подобного зарядного устройства будет наблюдаться пульсирующий ток с сильными ударами, так как срезана только одна полуволна. Ниже представлена самая простая схема с одним диодом.

• Второй метод – это использование диодного моста, благодаря которому отрицательная волна будет заворачиваться вверх. Зарядное устройство тоже будет обладать пульсирующим током, но биение уже будут менее выраженными. Чаще всего в домашних условиях реализовывают именно эту схему, хотя она является далеко не самым лучшим вариантом. Диодный мост можно собрать самостоятельно на любых выпрямляющих диодах. Или же можно не заморачиваться, и приобрести уже готовую сборку.

• Третий вариант – это диодный мост со сглаживающим конденсатором (4000-5000 мкФ, 25 вольт). На выходе данной схемы мы получается постоянный ток, что очень даже подходит для изготовления зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками.

Все вышеперечисленные схемы имеют в своем составе также предохранители типа 1А и приборы для измерения. С их помощью возможно контролировать процесс заряда аккумуляторной батареи. Однако можно исключить их из данных схем, но в таком случае для периодических измерений и контроля над функциональностью прибора необходимо будет использовать мультиметр.

И если в случае с контролем напряжения подобный вариант возможен (просто нужно будет приставлять щупы к клеммам), то вот проконтролировать ток будет достаточно сложно. В таком случае для измерения необходимо будет включать прибор в разрыв цепи. Это означает, что каждый раз для проверки тока потребуется выключать питание, после проводить проверку мультиметром в режиме измерения тока, а потом опять включать питание. Придется разбирать измерительную цепь в обратном направлении. В связи с этим необходимо заранее подумать о применении амперметра хотя бы на 10 А.

Среди недостатков данных схем можно выделить отсутствие возможности регулировки параметров заряда. Поэтому выбирая элементную базу, отдавайте предпочтение таким вариантам, чтобы на выходе сила тока соответствовала тем самым 10% или немного меньше от емкости батареи. Напряжение должно наблюдаться в пределах от 13,2 до 14,4 вольт.

Но что делать в случае, когда ток больше необходимой отметки? Для этого в схему ЗУ следует добавить резистор, который размещают на плюсовом выходе диодного моста непосредственно перед амперметром. По месту необходимо подобрать сопротивление, основной ориентир – ток. При этом мощность резистора должна быть немного больше, так как на него будет рассеиваться лишний заряд, приблизительно 10-20 ВТ.

Еще один нюанс – скорее всего зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, сделанное своими руками по вышеперечисленным схемам будет сильно нагреваться. Чтобы избежать перегорания, можно в схему добавить куллер, который должен располагаться после диодного моста.

Схемы с регулировкой

Недостатком всех данных схем является отсутствие возможности производить регулировку подачи тока. И единственный вариант изменить это – менять сопротивления. Можно поставить переменный подстроечный резистор, что является наиболее простым и эффективным вариантом. Однако более надежно будет произвести ручную регулировку тока в схеме с использованием двух транзисторов и подстроечным резистором.

Ниже предоставлена схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками, в которой имеется возможность производить ручную регулировку тока заряда.

Источник

Импульсная зарядка для li-ion аккумуляторов

Всем нам уже все уши прожужжали, что литий-ионные аккумуляторы правильнее всего заряжать постоянным током до напряжения 4.2 В. По достижении данного значения считается, что аккумулятор набрал где-то 70-80% своей максимальной емкости. К слову сказать, этот момент наступает достаточно быстро и чем больше был ток заряда, тем быстрее.

Теперь остается зафиксировать на аккумуляторе это напряжение и подержать его так еще какое-то время. За это время аккумулятор должен набрать еще процентов 20 емкости. Ток заряда при этом будет неуклонно снижаться но, что немаловажно, до нуля так никогда и не дойдет. Окончанием заряда можно считать снижение тока до

0.05 от номинальной емкости (той, которая указана на этикетке).

Описанная логика по своей сути очень правильная и в первом приближении не имеет недостатков: быстрый набор основной емкости, четко заданные критерии перехода к фазе снижения тока и момента окончания зарядки. Но так ли это?

На самом деле, для описанной выше логике работы зарядных устройств порог в 4.2 вольта выбран далеко не случайно. Дело в том, что длительное прикладывание повышенного напряжение к li-ion аккумуляторам ведет к деградации их электродов и электродных масс (электролита) и, как следствие, потери емкости. А так как фаза заряда с фиксированным напряжением и падающим током обычно довольно длительная, то желательно ограничить напряжение сверху на уровне 4.2 (или 4.24В). Что и делается на практике.

Однако, более правильным было бы контролировать напряжение на аккумуляторе не тогда, когда через него протекает большой зарядный ток, а во время холостого хода. Дело в том, что в зависимости от величины внутреннего сопротивления батареи и тока, напряжение на аккумуляторе может запросто достигать 4.3 и даже 4.4 Вольта (если, конечно, нет PCB-модуля, который отрубит акб из-за перенапряжения). Таким образом, зарядное устройство перейдет в режим стабилизации напряжения немного раньше, чем хотелось бы, увеличивая тем самым общее время заряда.

Заряд импульсами тока с паузами между ними

Умная зарядка дейстовала бы следующим образом: сначала отключила бы зарядный ток, выждала бы небольшую паузу, измерила бы напряжение холостого хода на аккумуляторе и на основании этого приняла бы решение о своих дальнейших действиях. Чем ближе напряжение приблизилось к 4.15В (это напряжение полностью заряженного аккумулятора), тем более короткий импульс зарядного тока выдает зарядка. Как только напряжение достигнет заданного порога (4.15 вольта), импульсы тока совсем прекратятся.

Вот как это выглядит на графике:

В таком зарядном устройстве можно оставлять аккумулятор на сколь угодно длительное время, и он будет подзаряжаться по мере необходимости.

Мы только что описали еще один (более правильный) способ зарядки литиевых аккумуляторов — импульсный. Но такие зарядки менее распространены, так как для реализации этого алгоритма требуется микропроцессорное управление, что усложняет и удорожает схему.

Схема зарядника

Но не надо грустить! Оказывается, существует схема импульсного зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов БЕЗ МИКРОПРОЦЕССОРА. Вот она:

Как это ни удивительно эта несложная схема в полной мере реализует весь описанный выше алгоритм заряда при полном отсутствии «мозгов». Схема работает следующим образом.

С момент включения схема начинает заряжать аккумулятор постоянным током. Величина тока зависит от напряжения питания и сопротивления резистора RD.

В момент, когда напряжение на элементе при наличие зарядного тока начинает превышать 4,15 Вольта, компаратор (KA393 или KIA70XX) видит это и закрывает транзистор VT1. Далее следует пауза, за время которой напряжение на элементе снижается до своего истинного значения. Т.к. напряжение холостого хода на аккумуляторе ещё не достигло величины 4,15 В, оно вскоре упадет ниже этого значения. Компаратор, увидив это, вновь откроет зарядный ключ.

Процесс будет повторяться снова и снова, с той лишь разницей, что по мере зарядки аккумулятора импульсы зарядного тока будут всё время сокращаться, а длительность паузы между импульсами, наоборот, увеличиваться. То есть будет увеличиваться скважность импульсов.

Ближе к концу зарядки длительность импульса зарядного тока составляет доли процента от длительности паузы между ними, а напряжение на элементе будет практически равно 4,15 Вольта (конкретное значение выставляется потенциометром R1 при настройке схемы).

Теперь о деталях. Разумеется, можно использовать обычный трансформатор без средней точки. Прекрасно можно обойтись и однополупериодным выпрямителем. А еще проще взять в качестве питания какой-нибудь уже готовый 5-вольтовый зарядник от сотового телефона. Чтобы его не спалить возможно придется еще сильнее ограничить ток заряда, увеличив RD, например, до 0.47 Ом.

Транзисторы что-то типа KTA1273. Силовой полевик указан на схеме, но еще лучше взять PHB108NQ03LT (выпаять из старой материнской платы от компа).

Подстроечник 470 Ом. И не самых маленьких размеров, т.к. он все-таки должен рассеивать какую-то мощность. Брать более 470 ом не советую, т.к. это увеличивает гистерезис срабатывания микросхемы KIA (микросхема может просто вырубить зарядку вместо того, чтобы генерировать импульсы, как задумано).

Схемы можно объединять в последовательные цепочки. Это позволяет заряжать батареи из последовательно соединенных аккумуляторов.

Схему можно значительно упростить, выкинув необязательные цепи, а также заменив полевик на обычный биполярный транзистор. Вот, например, парочка вполне рабочих вариантов:

Транзистор можно заменить на наш дубовый КТ837. Питания лучше не делать больше 6 вольт, т.к. чем оно выше, тем сильнее все будет греться. Резистором R1 при сильно разряженном аккумуляторе нужно ограничить ток на уровне 700-800 мА, этого будет вполне достаточно для одного элемента li-ion. При подборе резистора главное не превысить максимальную мощность силового транзистора и способности источника питания.

Если не получилось найти микросхемы KIA70хх, их можно заменить другими детекторами напряжения, например, BD4730. Вот вариант зарядки с этой микросхемой:

Для того, чтобы настроить схему, необходимо отловить момент, когда напряжение на аккумуляторе станет ровно 4.2В и в этот момент выставить на 5-ом выводе микросхемы напряжение 2.99 Вольта (при помощи резистора R6). Если есть регулируемый блок питания, можно выставить на нем ровно 4.2 Вольта и на время настройки подключить его вместо аккумулятора.

Любая из этих схем позволяет заряжать литиевые аккумуляторы любых типоразмеров и емкостей (с учетом коррекции зарядного тока) — от небольших элементов в призматических корпусах до циллиндрических 18650 или гигантских 42120.

Источник



Схемы простых мощных зарядных устройств для аккумуляторов.

Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах.

Для начала давайте разомнёмся и забудем про такой параметр, как КПД. Предположим, что есть острое желание зарядить автомобильный АКБ, но нет возможности ввиду полного отсутствия зарядки. Также сделаем предположение, что в хозяйстве затерялись: лампа накаливания на 220 вольт, диодный мост с допустимым током, превышающим ток, при котором мы будем заряжать аккумулятор, либо, на худой конец, просто силовой (выпрямительный) диод с таким же допустимым током и максимальным обратным напряжением — не менее 300В.

Рис.1

Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ, получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора.
Поскольку 220 вольт — это действующее значение переменного напряжения сети, то силу тока, протекающую через АКБ можно рассчитать по простой формуле:
Iзар(А) = Pламп(Вт) / (220 — Uакб)(В) ≈ Pламп(Вт) / 220(В) .
Параллельное соединение двух ламп — удваивает зарядный ток, трёх — утраивает и т. д. до разумной бесконечности.
Схема, изображённая на Рис.1 справа, выдаёт ток, вдвое меньший по сравнению с предыдущей.
Большим преимуществом приведённых схем является возможность зарядки любых аккумуляторов, независимо от собственных значений их напряжений.

Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.

Рис.2

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4.
Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 кв. см.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

В данной схеме высокий показатель КПД достигнут за счёт применения в качестве токозадающих элементов конденсаторов, которые, как известно, имеют реактивную проводимость и не выделяют на себе тепловой мощности.
Далее будут приведены импульсные (ключевые) зарядные устройства, построенные по другому принципу, но также отличающиеся низким собственным энергопотреблением.

Одними из первых импульсных ЗУ, появившихся на рынке, были тиристорные устройства.
Вообще, тиристор — это прибор достаточно капризный и требующий для надёжной работы соблюдения определённого набора условий. Именно поэтому — большинство простейших схем, приведённых в различных источниках, грешат не очень стабильной работой и необходимостью подбора элементов.

Из числа удачных простых разработок можно привести схему тиристорного зарядного устройства из книги уважаемого Т. Ходасевича «Зарядные устройства», многократно повторённую многочисленной радиолюбительской братвой и изображённую на Рис.3.

Рис.3

Вот что пишет автор:

Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С.

Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VDI. VD4.
Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.
Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

Конденсатор С2 — К73-11, ёмкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
Предохранитель F1 — плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток. Диоды VD1. VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).
Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
Вместо тиристора КУ202В подойдут КУ202Г — КУ202Е. Проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
В приборе может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (к примеру, при 24. 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

Несмотря на популярность и работоспособность приведённый схемы, при функционировании устройства многие отмечают нехарактерное гудение трансформатора на частотах, отличных от 100 Гц. Связано это с отсутствием чётких и быстрых фронтов/спадов у сигналов, поступающих на управляющий вход тиристора при его включении/выключении, что в свою очередь создаёт условия для возникновения процессов генерации в нагрузке.

Несколько лучше и надёжнее работают импульсные зарядные устройства, в которых коммутирующий элемент выполнен на симметричном (двухполярном) аналоге тиристора — симисторе.
На Рис.4 приведена схема подобного устройства из вышеупомянутой книги Т. Ходасевича.

Рис.4

Описываемое ниже простое зарядное устройство имеет широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от 0 до 10А и может быть использовано для зарядки различных аккумуляторов на напряжение 12В.
В основу устройства положен симисторный регулятор с маломощным диодным мостом VD1-VD4 и резисторами R3 и R5. После подключения устройства к сети при плюсовом её полупериоде начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R3, диод VD1 и последовательно соединённые резисторы R1 и R2. При минусовом полупериоде — через те же R1 и R2, диод VD2 и резистор R5. В обоих случаях конденсатор заряжается до одного и того же напряжения, меняется лишь полярность его зарядки. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога зажигания неоновой лампы HL1, она зажигается и конденсатор быстро разряжается через лампу и управляющий электрод симистора VS1.При этом симистор открывается. В конце полупериода симистор закрывается. описанный процесс повторяется в каждом полупериоде сети.
Общеизвестно, что управление симистором посредством короткого импульса имеет тот недостаток, что при индуктивной или высокоомной активной нагрузке анодный ток прибора может не успеть достигнуть значения тока удержания за время действия управляющего импульса.
Одной из мер по устранению этого недостатка является включение параллельно нагрузке резистора. В описываемом зарядном устройстве такими резисторами являются резисторы R3 и R5, которые в зависимости от полярности полупериода сетевого напряжения поочерёдно подключаются параллельно первичной обмотке трансформатора.
Этой же цели служит и мощный резистор R6, являющийся нагрузкой выпрямителя VD5, VD6. Этот же резистор формирует импульсы разрядного тока, которые продлевают срок службы АКБ.

Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12В мощностью 10Вт.
При изготовлении трансформатора задаются следующими параметрами: напряжением на вторичной обмотке 20В при токе 10А.

Несколько упростить описанное выше устройство можно применив в его высоковольтной части динистор (Рис.5).

Рис.5

Данную схему с диаграммами мы подробно рассмотрели на странице ссылка на страницу. Поэтому повторяться не буду, скажу лишь, что наличие снабберной цепи, показанной на схеме синим цветом — обязательно. В качестве нагрузки выступает первичная обмотка сетевого трансформатора.

В современных зарядных устройствах в качестве переключающего (регулирующего) элемента практически повсеместно используются мощные полевые транзисторы. Одно из подобных устройств было подробно описано в журнале Радио №5 2011г на странице 44.

Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 6) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель — инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент — полевой транзистор VT1.
При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора — около 13 кГц. Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 0м) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается — рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт.
В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16. 17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А.
Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 — сдвоенный SBL4045PT, a VD2 и VD3 — одиночные 10TQ045.
Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое.
Чертёж платы представлен на Рис.7.

Описанный узел управления также можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя. В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, максимальное напряжение сток—исток 55 В. Возможна его замена транзистором IRFZ44N.
Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.

В результате длительной или неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, что приводит к их деградации и последующему выходу из строя. Известен способ восстановления таких батарей методом заряда их «ассиметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбирается 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

На Рис.8 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

Источник

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

GNEZDO NEWS

Друзья сайта

Статистика

Зарядное пульсирующее устройство для автомобильных аккумуляторов.

Зарядное пульсирующее устройство для автомобильных аккумуляторов.

Импульсное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

В наше время наиболее популярными становятся зарядные устройства, которые подают зарядный ток на аккумулятор не постоянно, а импульсами, попеременно то заряжая, то разряжая аккумулятор. Именно такую схему ЗУ мы и хотим предложить вам в этой статье. Ниже показана принципиальная схема устройства:

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

Как видите, схема довольно простая, и реализована на доступных не дефицитных элементах. Генератор собран на микросхеме К155ЛА3, который поочередно открывает зарядную и разрядную цепочки, ключами которых служат транзисторы VT1 (заряд), и VT2 (разряд). Резистор R5 ограничивает зарядный ток, R6 служит сопротивлением нагрузки при разряде, ток разряда при указанном номинале резистора составит примерно 1 ампер.

Потенциометром R2 регулируется скважность импульсов, от этой регулировки зависит соотношение времени заряда и разряда аккумулятора. Зеленый светодиод LED2 мигает в такт переключения генератора.

Две микросхемы стабилизаторов 7812 и 7805 служат для снижения питающего напряжения схемы +24 вольта до 5 вольт, от 5 вольт запитана микросхема генератора К155ЛА3.

По поводу узла контроля напряжения: вероятно автор данного устройства собирался заряжать не только 12 вольтовые аккумуляторы, поэтому навесил гирлянду стабилитронов, коммутируемых переключателем. От напряжения стабилизации стабилитрона зависит порог срабатывания триггера, который в свою очередь затормозит генератор. Поэтому если вам не нужны лишние “навороты”, достаточно будет подобрать один стабилитрон на напряжение стабилизации 14,4…14,6 вольта, а переключатель вообще не ставить. При достижении напряжения на аккумуляторной батарее этого порога произойдет отключение. По окончании заряда загорается красный светодиод LED1.

Емкость С4 служит для сглаживания бросков при переключении ключевых транзисторов, поэтому для большей уверенности работы отсечки ее лучше поставить в двое большего номинала, чем указано на схеме, а номинал резистора R7 вдвое уменьшить.

Понижающий трансформатор с выпрямительным мостом и сглаживающей емкостью на схеме не указаны. Трансформатор подойдет любой, на вторичной обмотке которого будет порядка 18…25 вольт, и способный отдать в нагрузку ампер 5…6. Диоды выпрямителя или диодная сборка должна так же выбираться в зависимости от максимального тока, который они смогут выдержать. Сглаживающая емкость порядка 1000…2000 мкф на 50 вольт.

Источник

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Шаг 2: Начинаем собирать

• Возьмите печатную плату общего назначения и поместите батареи поверх платы;
• Отметьте расстояние между краями батарей и их ширину печатной плате;
• Разверните 8 канцелярских скрепок и используя плоскогубцы, вырезайте зажимы с краев, как видно на изображении выше;
• Должно быть сделано в общей сложности 8 U-образных зажимов (в зависимости от количества заряжаемых батарей);
• Вставьте U-образные зажимы в печатную плату, чтобы батареи можно было установить между зажимами;
• Зажимы будут действовать как держатели батарей;
• Кроме того, используйте оставшиеся части от скрепок, чтобы сделать боковые упоры;
• Хорошо прикрепите зажимы на плате как показано на рисунке.

Примечание: убедитесь, что зажимы не подключены друг к другу во время пайки.

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.

Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.

Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?

На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.

Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.

Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.

Как контролируют параметры зарядки

Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.

Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

• LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
• MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
• LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
• MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.

Ремонт зарядной станции

Своими руками устраняют простые неисправности. Пример ремонта показан на станции 12В ДА-10/12ЭР для литий-ионных батарей напряжением 12 В, ток 1,8 А. Прибор состоит из понижающего трансформатора, четырехдиодного моста, сглаживающего пульсацию конденсатора. Светодиоды сигнализируют о подключении питания, начале и конце заряда.

Если не загорается индикатор включения, проверяют первичную обмотку трансформатора. Для этого измеряют тестером сопротивление, коснувшись щупами штырей вилки. Если есть обрыв, вскрывают корпус. Возможно, сгорел сетевой предохранитель, который меняют.

На некоторых моделях ЗУ установлен тепловой предохранитель. Он находится сверху первичной обмотки трансформатора под изоляцией, разрывает цепь при температуре +120…+130°С. Восстановление невозможно, поступают другим образом: пайкой соединяют концы обмоток. После этой операции трансформатор не защищен от короткого замыкания, поэтому лучше поставить сетевой предохранитель.

При целой первичной обмотке прозванивают вторичную и диоды. Один конец полупроводников выпаивают, подключают омметр, меняя положение щупов. Исправный диод показывает при одном подключении обрыв, при другом – КЗ. Перегоревшая первичная обмотка ремонту не подлежит – меняют трансформатор.

Если обнаружены неисправные диоды, устанавливают новые. Одновременно меняют и конденсатор: если в нем высыхает электролит, диоды перегружаются, сгорают.

Под увеличительным стеклом осматривают плату. Ликвидируют обнаруженные трещины, нарушенные контакты. Если все принятые меры не помогли, обращаются в мастерскую.

Особенности литиевых батарей

Li-ion АКБ являются очень неприхотливыми в эксплуатации. При бережном обращении они прослужат около 3-4 лет. Однако стоит ориентироваться на то, что даже если аккумуляторы не используются, они медленно умирают. Поэтому запасаться аккумуляторами к устройству впрок не совсем резонно. 2 года – это нормальное время от момента производства. Если прошло больше, то это могут быть уже вышедшие из строя батареи.

Интересно. Самый распространенный размер банки 18650 в среднем имеет ёмкость в 3500 мАч. Нормальная цена для такой батареи – 3-4 доллара. Поэтому производители, обещающие за 3 доллара Power bank объемом 10000 мАч, мягко говоря, обманывают. Хорошо, если там будет хотя бы 3000 мАч.

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторных батареек 18650 своими руками

Аккумуляторы играют важную роль в любом механизме, работающим не от сети. Перезаряжаемые аккумуляторные батареи стоят довольно дорого, из-за того, что вместе с ними нужно приобретать зарядное устройство. В аккумуляторных батареях используются разные комбинации проводниковых материалов и электролитов – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионполимерные (Li-Po).

Я использую литий-ионные аккумуляторы в своих проектах, поэтому решил сделать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, а не покупать дорогое, так что приступим.

Как сделать зарядное устройство для литиевого аккумулятора своими руками

Рассмотрим одну из самых простых схем зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. Самодельная схема зарядки реализована на микросхеме, которая выступает как стабилитрон и контроллер заряда, и транзисторе. База транзистора соединяется с управляющим электродом микросхемы. Литиевые батареи не любят перенапряжения, поэтому на выходе обязательно нужно выставить рекомендуемое напряжение в 4.2 В. Достичь этого можно с помощью регулировки микросхемы сопротивлениями R3 R4, которые имеют значения 3кОм и 2.2 кОм, соответственно. Подключаются они к первой ножке микросхемы. Регулировка задаётся единожды, и напряжение остаётся постоянным.

Чтобы можно было подстроить напряжение на выходе на месте резистора R, устанавливают потенциометр. Производить подстройку нужно без нагрузки, то есть без самого аккумулятора. С его помощью можно точно подстроить напряжение на выходе, равное 4,2 В. Потом вместо потенциометра можно поставить резистор полученного номинала.

Резистор R4 используется, чтобы открывать базу транзистора. Номинал этого сопротивления – 0,22 кОм. Когда аккумулятор будет заряжаться, его напряжение будет расти. От этого электрод управления на транзисторе будет повышать сопротивление эмиттер-коллектора. Это, в свою очередь, будет понижать ток, идущий на аккумулятор.

Ещё нужно отрегулировать ток зарядки. Для этого используют сопротивления R1. Без этого резистора не загорится светодиод, он отвечает за индикацию процесса зарядки. В зависимости от необходимого тока, подбирают резистор номиналом от 3 до 8 Ом.

Как заряжать аккумулятор, правила

Литий-ионные аккумуляторы похожи на людей тем, что они не ведут себя одинаково и работают лучше всего при температурах, которые не являются ни слишком жаркими, ни холодными.

Эти батареи работают лучше при высоких температурах, чем при низких, так как тепло снижает внутреннее сопротивление и ускоряет химическую реакцию внутри батареи. Побочным эффектом этого процесса является то, что он создает нагрузку на батарею, что может привести к сокращению срока службы в жарких условиях в течение продолжительных периодов.

С другой стороны, низкие температуры увеличивают внутреннее сопротивление, что увеличивает нагрузку на аккумулятор и сокращает его емкость. Батареи, которые обеспечивают 100% -ную емкость при 27 ° C, обычно уменьшаются на 50% при -18 ° C и так далее.

Li ion аккумуляторы как правильно заряжать?

Не разряжать полностью

Несоблюдение этих советов и инструкций может привести к повреждению аккумулятора до такой степени, что он станет непригодным для использования. Вы также можете поставить под угрозу свою безопасность и безопасность других людей, если батарея не используется должным образом. В сочетании с несовпадающим зарядным устройством может произойти перегрев или перезарядка, и существует риск возгорания.

Полная разрядка производится не чаще раза в 3 месяца

Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы?

Зарядка ионно-литиевых батарей очень отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей.

Различия заключаются в том, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокое напряжение на элемент. Они также требуют гораздо более жестких допусков на напряжение при обнаружении полной зарядки, а после полной зарядки они не допускают или требуют подзарядки

Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полной зарядки, поскольку литий-ионные аккумуляторы не допускают перезарядки

Хранение с небольшим зарядом

Большинство литий-ионных аккумуляторов, ориентированных на потребителя, заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент, и это допускает отклонение около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого вызывает напряжение в элементе и приводит к окислению, что сокращает срок службы и производительность. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.

Заряжать только оригинальной зарядкой

Зарядку литий-ионных аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:

• Заряд постоянного тока: на первой стадии зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента тока заряда контролируется. Как правило, это составляет от 0,5 до 1,0 С. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость зарядки будет равна 2000 мА для скорости зарядки С). Для потребительских элементов LCO и батарей рекомендуется скорость зарядки не более 0,8 ° C.На этом этапе напряжение на ионно-литиевом элементе увеличивается для заряда постоянного тока. Время зарядки может быть около часа для этой стадии.
• Заряд насыщения: Через некоторое время напряжение достигает пика в 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны войти во вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения. Поддерживается постоянное напряжение 4,2 В, и ток будет постоянно падать. Конец цикла зарядки достигается, когда ток падает примерно до 10% от номинального тока. Время зарядки может быть около двух часов для этой стадии в зависимости от типа элемента и производителя и т. Д.

Эффективность заряда, то есть величина заряда, удерживаемого батареей или элементом, относительно количества заряда, поступающего в элемент, является высокой. Эффективность зарядки составляет от 95 до 99%. Это отражает относительно низкие уровни повышения температуры клеток.

Не перегревать аккумулятор при зарядке

Есть моменты, когда вы не можете использовать аккумулятор в течение длительного периода времени. Вот советы по поддержанию максимальной емкости батареи для длительного хранения.

Виды зарядных устройств

Популярность шуруповёрта вызвана тем, что он упрощает процесс закручивания или выкручивания различного крепёжного элемента. Характеризуясь мобильностью и небольшими размерами, он незаменим при сборке мебельных конструкций, разборке техники, кровельных и других строительных работах. Своей мобильностью инструмент обязан входящим в его конструкцию аккумуляторным батареям.

Зарядка аккумулятора шуруповёрта происходит двумя способами: встроенным или внешним зарядным прибором. Встроенное ЗУ позволяет заряжать батарею, не извлекая её из шуруповёрта. Схема восстановления ёмкости расположена непосредственно вместе с аккумулятором. В то время как выносное подразумевает их извлечение и установку в отдельное приспособление для заряда. Различают ЗУ по типу восстанавливаемых батарей. Применяемые аккумуляторы бывают:

• никель-кадмиевые (NiCd);
• никель-металл-гидридные (NiMH);
• литий-ионные (LiIon).

Конечная стоимость шуруповёрта не в последнюю очередь зависит от типа используемых батарей и возможностей зарядного устройства. ЗУ выпускаются на 12 вольт, 14,4 вольта и 18 вольт. Кроме этого, ЗУ разделяются по возможностям и могут иметь:

• индикацию;
• быструю зарядку;
• разный тип защиты.

Наиболее используемые ЗУ используют в работе медленный заряд, обусловленный малым током. Они не содержат в своей конструкции индикацию работы и не отключаются автоматически. Это более справедливо к встроенным приборам восстановления ёмкости. ЗУ, построенные на импульсных схемах, обеспечивают возможность ускоренного заряда. Они автоматически отключаются по достижению требуемой величины напряжения или в случае возникновения аварийной ситуации.

Источник

Импульсные зарядные устройства для литиевых аккумуляторов

Современному человеку помогает множество гаджетов. В частности, мы используем ноутбуки, смартфоны, фотоаппараты, планшеты и т. д. Большая часть этих устройств в автономном режиме работает от аккумуляторных батарей литиевого типа. Благодаря аккумуляторам эти устройства действительно мобильны. Одна из разновидностей литиевых АКБ – это 18650. По виду они напоминают пальчиковые батарейки, но по размерам они больше. Такие аккумуляторные элементы присутствуют в АКБ ноутбуков, фонарях, электронных сигаретах. Именно последние сделали этот тип батарей особенно востребованным. Для тех, у кого есть такие аккумуляторы важно знать, как их правильно заряжать. В этой статье мы поговорим о зарядных устройствах (ЗУ) для аккумуляторов 18650. Мы расскажем об общих требованиях к таким устройствам, а также рассмотрим несколько примеров таких зарядок.

Зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов 18650

Для длительной работы аккумуляторных батареек 18650 необходимо зарядное высококачественного формата. Дорогие современные приборы должны обслуживаться лучшей зарядкой 18650 аккумуляторов. Ошибка покупателей при приобретении нового гаджета, использовать старую зарядку. В результате акб быстро разряжается, долго заряжается, выходит из строя.

Существует целый ряд причин, по которым Вы не должны покупать дешевое зарядное устройство или вообще использовать старое зу. Перед покупкой следует подумать, какой зарядный прибор для аккумуляторных батареек выбрать, для чего именно нужен зарядный элемент, и будут ли полезны дополнительные функции для вашей зарядки.

Перед покупкой прибора для зарядки, необходимо ознакомиться с его техническими характеристиками:

• количество одновременно заряжающихся батарей – чем их больше, тем удобнее выполнять зарядку, особенно для тех, кто использует каждый день несколько устройств, нуждающихся в подзарядке.
• бренд производителя – лучше всего, чтобы АКБ и зарядка имели одинакового производителя, что убережет от быстрого износа и поможет лучше разобраться в инструкции;
• варианты подключения к сети – удобнее всего использовать модели, имеющие шнур;
• применимы ли индикаторы – более современные модели имеют LCD экран, где отображаются все процессы, происходящие в данный момент в зарядном устройстве;
• допустимое напряжение зарядки – чем оно сильнее, тем быстрее осуществляется процесс;
• какая защита от перепадов напряжения и перегрева;
• предусмотрена ли функция самостоятельного отключения питания в автоматическом режиме после полного заряда батареи; наличие защищает литиевый аккумулятор и продлевает его срок пользования.

Количество функций влияет на цену зарядного устройства. Если дополнительный функционал роли не играет, легко обойтись бюджетным вариантом.

Зарядное для акб
Зачем нужно качественное зарядное

Дешевое малофункциональное зарядное устройство для 18650 li ion аккумуляторов не владеет функционалом для защиты и улучшенной зарядки акб, не контролирует процесс зарядки, гаджет может не подзаряжаться или перезаряжаться. В старых, давно используемых приборах, отсутствует ресурс защиты от перезаряда и перегрева, в результате чего батарея быстро выходит из обихода. Только новый качественный прибор зарядит гаджет быстро, что важно для тех, кто ценит время.

Зарядка для литиевых аккумуляторов 18650 должна выдавать 5 В и ток до 1 А. Литиевый элемент емкостью 2600 м/Ач должен заряжаться током до 2,6 А. Если в батарее есть графит, то напряжение не должно быть более 4,1 В. В противном случае произойдет окисление, и плотность энергии элемента увеличится. Продолжительность работы в режиме автономии будет уменьшаться. Но в современных приборах нет чистого графита. Перенапряжение не так опасно, хотя и нежелательно.

Если во время зарядки будет превышено напряжение, срок службы пальчиковых батарей уменьшится. Чтобы предотвратить это, в литиевые батареи устанавливаются специальные контроллеры. Это защитные платы, которые существуют для нескольких банок и для отдельных элементов 18650.

Общие требования к зарядке для аккумуляторов 18650

Зарядка для литиевых аккумуляторов 18650 должна выдавать на выходе 5 В и ток от 0,5 до 1 от номинальной ёмкости АКБ. То есть, литиевый элемент, ёмкость которого 2600 мАч, должен заряжаться током 1,3─2,6 ампера. Производители зарядных устройств для батарей литиевого типа изготавливают зарядки, которые проводят процесс в несколько этапов.

Литиевый аккумулятор 18650

Первая стадия заряда проводится током (0,2─1) от величины ёмкости.
При этом напряжение поддерживается на уровне 4,1─4,2 вольта (на одной банке). По времени этот этап длится чуть меньше часа. Вторая стадия проходит при постоянном напряжении. Некоторые производители выпускают устройства, в которых реализован импульсный режим. Это позволяет ускорить зарядку.
Если ваш Li─Ion аккумулятор имеет графитовый электрод, то напряжение должно быть не более 4,1 В на элемент. При использовании напряжения более 4,1 вольта энергетическая плотность элемента увеличивается, но запускаются окислительные процессы. Они уменьшают срок службы литиевого аккумулятора 18650. Но в современных моделях графитовых электродов в чистом виде нет. Проблема окисления частично была решена добавками. Так, что превышение напряжения 4,1 вольта для них не так критично, хотя и нежелательно.

Приспособление для зарядки 18650
Если заряжать аккумуляторы током 1*С, то полного заряда можно достичь где-то через два─три часа. После этого напряжение достигает определённой величины, и зарядное устройство резко уменьшает ток нескольких процентов от начальной величины. Если увеличивать ток заряда выше 1*С, то это практически не ускоряет время зарядки. Если первая стадия зарядки проходит при более высоком токе и быстрее, то вторая стадия будет длиться дольше.

Есть зарядки, которые заряжают литиевый аккумулятор 18650 примерно за 60 минут. В этих зарядных устройствах просто отсутствует второй этап. То есть, АКБ на первом этапе заряжается на 70─80 процентов и после этого эксплуатируется. Для аккумуляторов литиевого типа это не критично. Наоборот, их нежелательно заряжать «под завязку» и сильно разряжать.

На графике ниже можно посмотреть основные этапы зарядки Li батареи.

Стадии зарядки литиевого аккумулятора
Три стадии зарядки на графике выше означают следующее:

• Первый этап. На аккумулятор подаётся максимальный ток, равный 1*С. Окончание этого этапа наступает при достижении определённого порогового значения;
• Второй этап. На этой стадии поддерживается максимальное напряжение (около 4,1 вольта), а ток зарядки уменьшается до минимального (3% от того, что был на первой стадии);
• Третий. Компенсирующий заряд, который подаётся во время хранения аккумулятора (это делается 1 раз в 20 дней).

Струйная зарядка на последнем этапе недопустима, поскольку это приведёт к металлизации лития. Однако возможны кратковременные зарядки для компенсации саморазряда. Такой заряд рекомендуется делать 1 раз в 20 дней, если напряжение аккумулятора снизилось до 4,05 В. Когда напряжение достигает 4,2 вольта процесс должен быть остановлен. Стоит также отметить высокую чувствительность литиевых АКБ к излишнему перезаряду. Даже небольшая перезарядка вызывает появление металлического лития на отрицательном электроде. Этот чрезвычайно активный металл сразу вступает в реакцию с электролитом. На катоде начинается выделение кислорода и внутри корпуса растёт давление. Из-за этого может произойти разгерметизация и воспламенение. В аккумуляторных элементах 18650 на этот случай устанавливается механический клапан, который сбрасывает давление при определённой критической величине. Стоит также отметить, что если превышать напряжение при зарядке, то срок эксплуатации Li аккумуляторов будет уменьшаться. Чтобы это предотвратить, в литиевые батареи устанавливаются контроллеры. Это платы защиты, которые существуют для нескольких банок и для единичных элементов 18650.

Аккумуляторный элемент 18650 с платой защиты
Эта печатная плата имеет всё необходимое для контроля заряда-разряда литиевой банки. Специальная микросхема отключает банку (или банки) по минимальному и максимальному напряжениям. А также могут быть задействованы температурные датчики, которые срабатывают при определённой температуре и прерывают заряд. Про механический клапан для сброса давления уже было сказано выше. Существуют литиевые аккумуляторы, которые имеют в своём составе марганец. Он значительно тормозит образование металлического лития на аноде, и такие батареи не нуждаются в контроллере.
Все вышеперечисленные факторы нужно иметь в виду при подборе зарядки для аккумуляторов 18650. Одно дело, если вы заряжаете 18650 в составе АКБ ноутбука, где за процессом следит контроллер и электроника лэптопа. И совсем другое, когда вы будете заряжать аккумулятор 18650 напрямую. Здесь всё будет зависеть от возможностей и функционала этой зарядки.

Возможно, вас заинтересует материал о переделке шуруповёрта на литиевые аккумуляторы 18650.

Как правильно выбрать, что нужно учесть

При покупке нового гаджета рекомендуется приобретать лучшие зу для акб 18650. Хорошим зарядным устройством будет то, которое идет в комплекте с гаджетом, четко понимает, какая мощность нужна для аккумулятора, своевременно останавливает зарядку. Оригинальные зарядки сначала проводят подзарядку сильным током, а в конце подзарядки уменьшают ток. Это позволяет не перегревать элемент и продлить его срок службы. Если нужно купить зарядный прибор отдельно, следует обратить внимание на основные функции зарядки.

Сотрудничество на выгодных условиях

Приобрести зарядное устройство нужной конфигурации поможет интернет-магазин TITANAT.RU. Предлагается высококачественное оборудование для работы с аккумуляторами различных типов. В ассортименте LTO-зарядки, устройства для NMC- и LiFePO4-модулей. Также реализуются универсальные решения, соответствующие отечественным и международным нормативам.

Продукция поставляется в заводской упаковке, сопровождается набором документов.

Квалифицированную помощь в подборе изделий окажут опытные менеджеры. Они расскажут о параметрах оборудования, порекомендуют технику, соответствующую потребностям.

Возможность работы с акуумуляторами разных форматов и размеров

• Функциональные зарядки для литий ионных аккумуляторов 18650 способны заряжать пальчиковые элементы различных форм-факторов. Они имеют подвижный плюс-минус контакт, который позволяет каждому слоту в зарядном устройстве подстраиваться под длину аккумулятора. Благодаря мобильному контакту одно зарядное устройство подходит для зарядки практически всех разновидностей литий-ионных аккумуляторов, и Вам не нужно покупать новое зарядное устройство для каждого формата отдельно. Все зарядки этого типа имеют автоматический контроль и систему автоматического отключения при достижении максимального уровня заряда.
• Пользователи положительно характеризуют умные зарядные устройства, которые позволяют самостоятельно устанавливать зарядное и разрядное напряжение батареек, ускорять, измерять и восстанавливать емкость аккумулятора. Такое интеллектуальное устройство стоит дороже. Умная система не требует настройки прибора, а определяет уровень заряда, скорость, время, напряжение автоматически при вставлении батареи. Эти функции особенно важны для качественной быстрой зарядки, экономии электроэнергии, сохранении ресурса батареи.

Умное зарядное устройство для 4 аккумуляторов

• При возникновении надобности зарядить много батарей одновременно, использование самых популярных зарядных устройств на четыре аккумулятора в этом случае неудобно, используется большой ресурс времени и требует дополнительного внимания. Применение сразу нескольких зарядников, также может быть нерациональным решением этой проблемы. Для одновременной зарядки большого количества батареек существуют многоканальная зарядка для пальчиковых аккумуляторов, которая позволяет заряжать до шестнадцати единиц.

Лучшие бюджетные зарядные устройства с АлиЭкспресс

Бюджетное зарядное устройство работает также, как и любое другое. Оно прекрасно справляется с поставленной задачей, а от более дорогого сегмента его отличает отсутствие дополнительных опций. Например, здесь редко встречаются встроенные индикаторы, то есть степень заряда придется определять самостоятельно. Над дизайном производители тоже не особо заворачиваются. В общем, если вам нужно просто заряжать батарейки определенного класса, и нет желания платить за устройство серьезные деньги, то модели из данного сегмента придутся как нельзя кстати.

Варианты зарядных устройств для аккумуляторов

Обзор умных зарядных устройств для аккумуляторов.

• La Crosse Alpha Power BC-700 занимает в рейтинге лучших зарядных элементов призовое место из-за своей универсальности. Заряжает акб любого химического состава и размера. Время зарядки 2 часа. Прибор сам определяет тип и способ получения энергии. В функции обязательно входит заряд, дозаряд, разряд, предотвращение перегрева аккумулятора, выявление поврежденных батарей, их диагностика и реанимация.
• OPUS BT-C310 0 заряжает самые распространенные типы батареек аа, ааа. Индикатор перегрева и принудительное охлаждение зарядки защищает ионные аккумуляторы 18650 от повреждений.

• Зарядка Liito Kala Lii-500 с функцией разряда заряжает, тестирует, определяет внутреннее сопротивление акб. Заряжает от одного до четырех АКБ, возможны разные типы. На дисплее отражается надпись относительно одного элемента. Под экраном расположены кнопки, которые предназначены для выбора силы тока для каждого носителя энергии и режима зарядки. Зарядка отлично работает для 4 аккумуляторов с током в 1000 mА, хотя немного греется.

Источник



Импульсная зарядка для Li-ion аккумуляторов

Статья обновлена: 2020-08-27

По схеме 2-этапного режима подзарядки CC/CV, литий-ионные элементы питания заряжаются неизменным током до напряжения 4,2 В, восстанавливая порядка 80% предельной емкости. Далее достигнутое значение поддерживается еще некоторое время до окончательного набора емкости. Ток заряда уменьшается, но до нулевого значения не доходит. Процесс зарядки завершается, когда ток уменьшается примерно до 0,05 от номинальной емкости.

Описанный принцип зарядки имеет немало достоинств: позволяет оперативно набирать емкость, поддерживает необходимые параметры перехода к стадии уменьшения тока и четко задает критерии завершения зарядки. Ограничение напряжения на пределе 4,2 В оберегает аккумуляторы от потери емкости из-за деградации.

Но разумнее отслеживать напряжение на накопителе энергии не во время протекания через него значительного тока заряда, а при холостом ходе (ХХ). В зависимости от значения внутреннего сопротивления и тока, напряжение способно составить 4,3–4,4 В (если не используется PCB-модуль, отключающий источник питания при риске перенапряжения). В результате, зарядник быстрее переходит в стадию стабилизации напряжения, и общая длительность заряда увеличивается.

Зарядка Li-ion импульсным током

Альтернативный и более рациональный метод подзарядки Li-ion элементов питания – импульсами тока с промежуточными паузами. Импульсная зарядка вначале отключает зарядный ток, выдерживает незначительный промежуток времени, измеряет на накопителе энергии напряжение ХХ и, опираясь на полученные данные, принимает решение о последующих действиях. При близости напряжения к 4,15 В выдаваемые импульсы становятся короче, а при достижении этого порога подача импульсов прекращается.

Импульсная зарядка для аккумулятора бесперебойника и других устройств позволяет оставлять накопитель энергии подключенным на продолжительный период времени, чтобы при необходимости он подзаряжался. Зарядные устройства импульсного типа менее распространены, поскольку для их работы необходимо микропроцессорное управление. Оно усложняет схему и повышает стоимость устройства. Но есть упрощенная схема импульсного зарядника – без микропроцессора. Остановимся на ней подробнее.

Схема импульсного зарядного устройства

Реализовать импульсный принцип заряда Li-ion аккумуляторов можно и без использования микропроцессора, по приведенной схеме:

При включении элемент питания начинает заряжаться постоянным током, значение которого определяется напряжением питания и сопротивлением RD. Когда напряжение становится выше 4,15 В, компаратор реагирует на этот факт закрытием транзистора VT1. Затем выдерживается пауза, и напряжение уменьшается до реальной величины. Поскольку напряжение ХХ ниже 4,15 В, оно постепенно уменьшается, и компаратор заново отрывает зарядный ключ.

Далее процесс неоднократно повторяется, причем постепенно импульсы снижаются, а продолжительность пауз увеличивается. Ближе к завершению процесса зарядки продолжительность импульсов минимальна – она составляет доли % от срока выдерживаемых промежуточных пауз, а напряжение достигает величины, выставленной потенциометром R1 (4,15 В).

Особенности создания импульсной зарядки

Можно воспользоваться традиционным трансформатором без средней точки, взять однополупериодный выпрямитель или готовое 5 В зарядное устройство от мобильника. Чтобы защитить его, можно ограничить зарядный ток, подняв значение RD примерно до 0,47 Ом. Подойдет транзистор KTA1273. Силовой полевик желательно применять PHB108NQ03LT, выпаяв его из б/у материнской платы от компьютера.

Оптимальный вариант подстроечника – на 470 Ом. Если значение будет больше, возрастет гистерезис срабатывания микросхемы KIA, и вместо генерирования импульсов она будет выключать зарядку. Чтобы заряжать несколько последовательно объединенных элементов питания, можно аналогично соединять схемы.

Но для каждого конкретного элемента в таком случае должна применяться отдельная схема с источником питания – трансформатором или вторичной обмоткой. Они не должны иметь гальванической связи с остальными источниками, иначе в некоторых элементах возникнет короткое замыкание.

Схему допустимо упростить, убрав второстепенные цепи и используя вместо полевика простой биполярный транзистор.

Учитывая, что больше всего греется в импульсной зарядке конденсатор, лучше не превышать значение питания 6 В. Резистором R1 при сильно разряженном элементе питания следует ограничить ток на значении около 800 мА. При выборе резистора важно не превзойти предельную мощность силового транзистора и возможности источника питания.

Читайте в нашем предыдущем материале о первой зарядке Li-Ion аккумулятора.

Источник

15 лучших зарядных устройств для батареек с АлиЭкспресс

Современному человеку помогает множество гаджетов. В частности, мы используем ноутбуки, смартфоны, фотоаппараты, планшеты и т. д. Большая часть этих устройств в автономном режиме работает от аккумуляторных батарей литиевого типа. Благодаря аккумуляторам эти устройства действительно мобильны. Одна из разновидностей литиевых АКБ – это 18650. По виду они напоминают пальчиковые батарейки, но по размерам они больше. Такие аккумуляторные элементы присутствуют в АКБ ноутбуков, фонарях, электронных сигаретах. Именно последние сделали этот тип батарей особенно востребованным. Для тех, у кого есть такие аккумуляторы важно знать, как их правильно заряжать. В этой статье мы поговорим о зарядных устройствах (ЗУ) для аккумуляторов 18650. Мы расскажем об общих требованиях к таким устройствам, а также рассмотрим несколько примеров таких зарядок.

Зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов 18650

Для длительной работы аккумуляторных батареек 18650 необходимо зарядное высококачественного формата. Дорогие современные приборы должны обслуживаться лучшей зарядкой 18650 аккумуляторов. Ошибка покупателей при приобретении нового гаджета, использовать старую зарядку. В результате акб быстро разряжается, долго заряжается, выходит из строя.

Существует целый ряд причин, по которым Вы не должны покупать дешевое зарядное устройство или вообще использовать старое зу. Перед покупкой следует подумать, какой зарядный прибор для аккумуляторных батареек выбрать, для чего именно нужен зарядный элемент, и будут ли полезны дополнительные функции для вашей зарядки.

Перед покупкой прибора для зарядки, необходимо ознакомиться с его техническими характеристиками:

• количество одновременно заряжающихся батарей – чем их больше, тем удобнее выполнять зарядку, особенно для тех, кто использует каждый день несколько устройств, нуждающихся в подзарядке.
• бренд производителя – лучше всего, чтобы АКБ и зарядка имели одинакового производителя, что убережет от быстрого износа и поможет лучше разобраться в инструкции;
• варианты подключения к сети – удобнее всего использовать модели, имеющие шнур;
• применимы ли индикаторы – более современные модели имеют LCD экран, где отображаются все процессы, происходящие в данный момент в зарядном устройстве;
• допустимое напряжение зарядки – чем оно сильнее, тем быстрее осуществляется процесс;
• какая защита от перепадов напряжения и перегрева;
• предусмотрена ли функция самостоятельного отключения питания в автоматическом режиме после полного заряда батареи; наличие защищает литиевый аккумулятор и продлевает его срок пользования.

Количество функций влияет на цену зарядного устройства. Если дополнительный функционал роли не играет, легко обойтись бюджетным вариантом.

Зарядное для акб
Зачем нужно качественное зарядное

Дешевое малофункциональное зарядное устройство для 18650 li ion аккумуляторов не владеет функционалом для защиты и улучшенной зарядки акб, не контролирует процесс зарядки, гаджет может не подзаряжаться или перезаряжаться. В старых, давно используемых приборах, отсутствует ресурс защиты от перезаряда и перегрева, в результате чего батарея быстро выходит из обихода. Только новый качественный прибор зарядит гаджет быстро, что важно для тех, кто ценит время.

Зарядка для литиевых аккумуляторов 18650 должна выдавать 5 В и ток до 1 А. Литиевый элемент емкостью 2600 м/Ач должен заряжаться током до 2,6 А. Если в батарее есть графит, то напряжение не должно быть более 4,1 В. В противном случае произойдет окисление, и плотность энергии элемента увеличится. Продолжительность работы в режиме автономии будет уменьшаться. Но в современных приборах нет чистого графита. Перенапряжение не так опасно, хотя и нежелательно.

Если во время зарядки будет превышено напряжение, срок службы пальчиковых батарей уменьшится. Чтобы предотвратить это, в литиевые батареи устанавливаются специальные контроллеры. Это защитные платы, которые существуют для нескольких банок и для отдельных элементов 18650.

Общие требования к зарядке для аккумуляторов 18650

Зарядка для литиевых аккумуляторов 18650 должна выдавать на выходе 5 В и ток от 0,5 до 1 от номинальной ёмкости АКБ. То есть, литиевый элемент, ёмкость которого 2600 мАч, должен заряжаться током 1,3─2,6 ампера. Производители зарядных устройств для батарей литиевого типа изготавливают зарядки, которые проводят процесс в несколько этапов.

Литиевый аккумулятор 18650

Первая стадия заряда проводится током (0,2─1) от величины ёмкости.
При этом напряжение поддерживается на уровне 4,1─4,2 вольта (на одной банке). По времени этот этап длится чуть меньше часа. Вторая стадия проходит при постоянном напряжении. Некоторые производители выпускают устройства, в которых реализован импульсный режим. Это позволяет ускорить зарядку.
Если ваш Li─Ion аккумулятор имеет графитовый электрод, то напряжение должно быть не более 4,1 В на элемент. При использовании напряжения более 4,1 вольта энергетическая плотность элемента увеличивается, но запускаются окислительные процессы. Они уменьшают срок службы литиевого аккумулятора 18650. Но в современных моделях графитовых электродов в чистом виде нет. Проблема окисления частично была решена добавками. Так, что превышение напряжения 4,1 вольта для них не так критично, хотя и нежелательно.

Приспособление для зарядки 18650
Если заряжать аккумуляторы током 1*С, то полного заряда можно достичь где-то через два─три часа. После этого напряжение достигает определённой величины, и зарядное устройство резко уменьшает ток нескольких процентов от начальной величины. Если увеличивать ток заряда выше 1*С, то это практически не ускоряет время зарядки. Если первая стадия зарядки проходит при более высоком токе и быстрее, то вторая стадия будет длиться дольше.

Есть зарядки, которые заряжают литиевый аккумулятор 18650 примерно за 60 минут. В этих зарядных устройствах просто отсутствует второй этап. То есть, АКБ на первом этапе заряжается на 70─80 процентов и после этого эксплуатируется. Для аккумуляторов литиевого типа это не критично. Наоборот, их нежелательно заряжать «под завязку» и сильно разряжать.

На графике ниже можно посмотреть основные этапы зарядки Li батареи.

Стадии зарядки литиевого аккумулятора
Три стадии зарядки на графике выше означают следующее:

• Первый этап. На аккумулятор подаётся максимальный ток, равный 1*С. Окончание этого этапа наступает при достижении определённого порогового значения;
• Второй этап. На этой стадии поддерживается максимальное напряжение (около 4,1 вольта), а ток зарядки уменьшается до минимального (3% от того, что был на первой стадии);
• Третий. Компенсирующий заряд, который подаётся во время хранения аккумулятора (это делается 1 раз в 20 дней).

Струйная зарядка на последнем этапе недопустима, поскольку это приведёт к металлизации лития. Однако возможны кратковременные зарядки для компенсации саморазряда. Такой заряд рекомендуется делать 1 раз в 20 дней, если напряжение аккумулятора снизилось до 4,05 В. Когда напряжение достигает 4,2 вольта процесс должен быть остановлен. Стоит также отметить высокую чувствительность литиевых АКБ к излишнему перезаряду. Даже небольшая перезарядка вызывает появление металлического лития на отрицательном электроде. Этот чрезвычайно активный металл сразу вступает в реакцию с электролитом. На катоде начинается выделение кислорода и внутри корпуса растёт давление. Из-за этого может произойти разгерметизация и воспламенение. В аккумуляторных элементах 18650 на этот случай устанавливается механический клапан, который сбрасывает давление при определённой критической величине. Стоит также отметить, что если превышать напряжение при зарядке, то срок эксплуатации Li аккумуляторов будет уменьшаться. Чтобы это предотвратить, в литиевые батареи устанавливаются контроллеры. Это платы защиты, которые существуют для нескольких банок и для единичных элементов 18650.

Аккумуляторный элемент 18650 с платой защиты
Эта печатная плата имеет всё необходимое для контроля заряда-разряда литиевой банки. Специальная микросхема отключает банку (или банки) по минимальному и максимальному напряжениям. А также могут быть задействованы температурные датчики, которые срабатывают при определённой температуре и прерывают заряд. Про механический клапан для сброса давления уже было сказано выше. Существуют литиевые аккумуляторы, которые имеют в своём составе марганец. Он значительно тормозит образование металлического лития на аноде, и такие батареи не нуждаются в контроллере.
Все вышеперечисленные факторы нужно иметь в виду при подборе зарядки для аккумуляторов 18650. Одно дело, если вы заряжаете 18650 в составе АКБ ноутбука, где за процессом следит контроллер и электроника лэптопа. И совсем другое, когда вы будете заряжать аккумулятор 18650 напрямую. Здесь всё будет зависеть от возможностей и функционала этой зарядки.

Возможно, вас заинтересует материал о переделке шуруповёрта на литиевые аккумуляторы 18650.

Как правильно выбрать, что нужно учесть

При покупке нового гаджета рекомендуется приобретать лучшие зу для акб 18650. Хорошим зарядным устройством будет то, которое идет в комплекте с гаджетом, четко понимает, какая мощность нужна для аккумулятора, своевременно останавливает зарядку. Оригинальные зарядки сначала проводят подзарядку сильным током, а в конце подзарядки уменьшают ток. Это позволяет не перегревать элемент и продлить его срок службы. Если нужно купить зарядный прибор отдельно, следует обратить внимание на основные функции зарядки.

Сотрудничество на выгодных условиях

Приобрести зарядное устройство нужной конфигурации поможет интернет-магазин TITANAT.RU. Предлагается высококачественное оборудование для работы с аккумуляторами различных типов. В ассортименте LTO-зарядки, устройства для NMC- и LiFePO4-модулей. Также реализуются универсальные решения, соответствующие отечественным и международным нормативам.

Продукция поставляется в заводской упаковке, сопровождается набором документов.

Квалифицированную помощь в подборе изделий окажут опытные менеджеры. Они расскажут о параметрах оборудования, порекомендуют технику, соответствующую потребностям.

Возможность работы с акуумуляторами разных форматов и размеров

• Функциональные зарядки для литий ионных аккумуляторов 18650 способны заряжать пальчиковые элементы различных форм-факторов. Они имеют подвижный плюс-минус контакт, который позволяет каждому слоту в зарядном устройстве подстраиваться под длину аккумулятора. Благодаря мобильному контакту одно зарядное устройство подходит для зарядки практически всех разновидностей литий-ионных аккумуляторов, и Вам не нужно покупать новое зарядное устройство для каждого формата отдельно. Все зарядки этого типа имеют автоматический контроль и систему автоматического отключения при достижении максимального уровня заряда.
• Пользователи положительно характеризуют умные зарядные устройства, которые позволяют самостоятельно устанавливать зарядное и разрядное напряжение батареек, ускорять, измерять и восстанавливать емкость аккумулятора. Такое интеллектуальное устройство стоит дороже. Умная система не требует настройки прибора, а определяет уровень заряда, скорость, время, напряжение автоматически при вставлении батареи. Эти функции особенно важны для качественной быстрой зарядки, экономии электроэнергии, сохранении ресурса батареи.

Умное зарядное устройство для 4 аккумуляторов

• При возникновении надобности зарядить много батарей одновременно, использование самых популярных зарядных устройств на четыре аккумулятора в этом случае неудобно, используется большой ресурс времени и требует дополнительного внимания. Применение сразу нескольких зарядников, также может быть нерациональным решением этой проблемы. Для одновременной зарядки большого количества батареек существуют многоканальная зарядка для пальчиковых аккумуляторов, которая позволяет заряжать до шестнадцати единиц.

Лучшие бюджетные зарядные устройства с АлиЭкспресс

Бюджетное зарядное устройство работает также, как и любое другое. Оно прекрасно справляется с поставленной задачей, а от более дорогого сегмента его отличает отсутствие дополнительных опций. Например, здесь редко встречаются встроенные индикаторы, то есть степень заряда придется определять самостоятельно. Над дизайном производители тоже не особо заворачиваются. В общем, если вам нужно просто заряжать батарейки определенного класса, и нет желания платить за устройство серьезные деньги, то модели из данного сегмента придутся как нельзя кстати.

Варианты зарядных устройств для аккумуляторов

Обзор умных зарядных устройств для аккумуляторов.

• La Crosse Alpha Power BC-700 занимает в рейтинге лучших зарядных элементов призовое место из-за своей универсальности. Заряжает акб любого химического состава и размера. Время зарядки 2 часа. Прибор сам определяет тип и способ получения энергии. В функции обязательно входит заряд, дозаряд, разряд, предотвращение перегрева аккумулятора, выявление поврежденных батарей, их диагностика и реанимация.
• OPUS BT-C310 0 заряжает самые распространенные типы батареек аа, ааа. Индикатор перегрева и принудительное охлаждение зарядки защищает ионные аккумуляторы 18650 от повреждений.

• Зарядка Liito Kala Lii-500 с функцией разряда заряжает, тестирует, определяет внутреннее сопротивление акб. Заряжает от одного до четырех АКБ, возможны разные типы. На дисплее отражается надпись относительно одного элемента. Под экраном расположены кнопки, которые предназначены для выбора силы тока для каждого носителя энергии и режима зарядки. Зарядка отлично работает для 4 аккумуляторов с током в 1000 mА, хотя немного греется.

Источник