Меню

Зарядные устройства типа li ion

Принцип работы зарядного устройства для Li-ion

Принцип работы зарядного устройства для Li-ion

Статья обновлена: 2020-12-10

Литий-ионные аккумуляторы имеют ресурс более 1000 циклов заряд-разряд. Но для его сохранения важно соблюдать правила эксплуатации элементов питания, в т. ч. обеспечивать им корректную и своевременную зарядку. Зарядные устройства для Li — ion аккумуляторных батарей и элементов питания должны быть надежными и предназначенными для данного типа накопителей.

Лучшими считаются «умные» зарядники с многофункциональными зарядными микросхемами. Они оснащены интеллектуальной системой контроля процесса подзарядки, отслеживают основные рабочие параметры и обеспечивают безопасную подзарядку.

Многие модели таких зарядников универсальны и позволяют заряжать элементы питания разных типоразмеров и типов химии. Для этого достаточно выбрать подходящий режим и параметры зарядки. Далее мы подробнее остановимся на выборе зарядки для литий-ионных АКБ.

Технология зарядки Li — ion аккумуляторов и АКБ

Лучшие зарядные устройства для Li — ion аккумуляторов – это надежные приборы, обеспечивающие эффективный и безопасный процесс восполнения заряда. Они используют оптимальный алгоритм подзарядки литиевых элементов, продлевающий срок их службы:

Этап подготовки – протекает с медленным ростом напряжения при постоянном токе. Разряженный аккумулятор не рекомендуется начинать заряжать высоким током, чтобы исключить риск его повреждения. Поэтому вначале происходит подготовка – медленная подзарядка небольшим током. Напряжение при этом контролируется. Когда его значение поднимается до заданной величины, стартует следующий этап.

Этап быстрой подзарядки – на нем происходит ускоренный рост напряжения при неизменном значении тока. Его значение зависит от емкости аккумулятора и необходимой длительности заряда. Допустимый ток заряда зависит от модели АКБ и указывается производителем в инструкции.

Завершающий этап. Здесь могут быть реализованы разные методы, например, плавное снижение тока при неизменном напряжении. Так обеспечивается плавное окончание процесса зарядки. Продолжительность этой стадии определяет таймер. По истечении заданного времени он отключает зарядный ток. Завершающий этап обеспечивает безопасное доведение уровня заряда до предельного значения. Но бывают и другие варианты завершения процесса зарядки:

  • Ограничение по предельному току заряда – устанавливается его максимум, и зарядник поддерживает максимальный постоянный ток до набора предельного напряжения или до истечения заданного таймером времени. Предельное напряжение и время на таймере можно настраивать при помощи внешних резисторов или интерфейсов.
  • Ограничение предельной температуры – процесс подзарядки завершается при достижении элементом питания конкретной температуры. Для ее измерения используется встроенный датчик, к примеру, термистор.
  • Ограничение минимального тока заряда. На стадии быстрой подзарядки такие приборы устанавливают постоянный ток. Когда напряжение дорастает до порогового значения, зарядный ток снижается, а после достижения минимума тока заряда – подзарядка завершается.
  • Ограничение таймером по заданному времени. Отсчет начинается на старте процесса подзарядки. Данный способ применяется и для защиты от чрезмерного заряда.
  • Внешнее управление. Такие модели имеют вход для управления током заряда, что позволяет использовать любые алгоритмы зарядки при помощи наружного микроконтроллера и осуществлять настройку зарядных устройств для Li — ion аккумуляторов .
  • Smart Battery Control – применяется совместно с интеллектуальными элементами питания с интегрированной функцией управления зарядом. Такие модели имеют шину SMBus.

Линейные и импульсные ЗУ

Зарядники для Li — ion батарей могут применять разные технологии. Для питания приборов с низковольтными микросхемам и компонентами используются низковольтные элементы питания. Для них используются зарядные устройства в виде понижающих преобразователей. Для снижения напряжения и регулировки тока используются преобразователи 2 типов – линейные или импульсные. Их сравнение приведено в таблице:

Особенности

Преимущества

Для управления током заряда они модулируют сопротивление интегрированного МОП-транзистора.

Источник

Зарядные устройства типа li ion

Основная часть техники работает от Li-ion аккумуляторов, как правильно заряжать и эксплуатировать такие батареи, необходимо знать каждому пользователю. Устройства получили популярность за счет компактности и высокого уровня энергосбережения.

Некоторые виды литий-ионных аккумуляторов.

Читайте также:  Аккумуляторное радио зарядное устройство Milwaukee М18 RC 0

Что представляет собой литий-ионный аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор представляет собой вид элемента питания (АКБ), на основе которого работает электронная техника и электромобили. Литий – самый легкий металл. Его электрохимический потенциал обеспечивает оптимальную характеристику плотности на единицу массы.

В отличие от устройств другого типа, литиевые аккумуляторы содержат отрицательные пластины из металлического лития. За счет этого батареи обладают высоким напряжением на всех элементах. Современные батареи имеют длительный срок службы за счет способности выдерживать множество циклов заряд-разряд и отсутствия «эффекта памяти».

Конструкция литий-ионного аккумулятора.

Название «литий-ионный» произошло от основных используемых элементов:

  • литий-феррофосфат;
  • кобальтат лития;
  • литий-марганцевая шпинель.

В качестве переносчика заряда выступают положительные ионы лития, которые свободно перемещаются в кристаллической решетке материала и провоцируют необходимую химическую реакцию.

Идентичными особенностями обладают литий-полимерные аккумуляторы. Главным отличием от Li-ion является отсутствие в составе жидкого электролита, а также высокая стоимость.

Как правильно заряжать Li-ion аккумулятор

При эксплуатации литий-ионных аккумуляторов, необходимо правильно заряжать устройство и контролировать этот процесс. Зарядка осуществляется по специальной схеме, а контроль при помощи дополнительных плат или обычного сопротивления (резистора).

Двухступенчатая схема зарядки

Двухступенчатая схема заряда является оптимальным способом зарядки литиевых аккумуляторов. В этом случае контроллер заряда имеет повышенную нагрузку, однако это не сказывается на сроке службы устройства.

Обобщённый график заряда литий-ионного аккумулятора.

Выполнение первого этапа зависит от того, каким током будет насыщаться устройство. Номинальная величина тока равна 0,2-0,5 С (С – емкость аккумулятора), а мощность 12,6 вольт. Постоянный зарядный ток обеспечивается путем работы зарядного устройства (ЗУ), которое поднимает потенциалы на клеммах аккумулятора. При отметке в 4,2 В батарея набирает 70-80% заряда, и первый этап заканчивается.

Второй этап характеризуется постоянным напряжением и постепенно снижающимся током. Устройство поддерживает потенциал на отметке 4,15-4,25 В и контролирует параметры тока. Чем выше показатель, тем меньше становиться ток. Величина 0.05-0.01 С говорит об окончании процесса.

Как контролируют параметры зарядки

Литиевые аккумуляторы нуждаются в контроле, так как они работают в узком диапазоне изменения напряжения. Оптимальным значением считается 3 – 4,2 В. Контроллер установлен в зарядном устройстве, однако каждая батарея имеет свои прерыватели и модули защиты. В случае нарушения какого-либо параметра защитная функция отключает банку и разрывает цепь.

Виды контроллеров заряда литий-ионного аккумулятора.

Контроллер обеспечивает различные функции управления:

  • переводит режимы CC/CV;
  • контролирует подачу энергии в банках;
  • подает ток, компенсирующий саморазряд;
  • измеряет температуру, предотвращая порчу батареи;
  • отключает зарядку.

Зарядить аккумулятор без контроллера можно, используя резистор, включенный последовательно с устройством. Собрать схему своими руками несложно, если предварительно будут рассчитаны сопротивление, мощность резистора и ток заряда.

Схема заряда литий-ионного аккумулятора без контроллера. Резистор используется для ограничения тока заряда и защиты АКБ.

Эксплуатация Li-ion батарей

Первую зарядку батареи после покупки новой техники необходимо выполнять после полного разряда. То есть заряжать его сразу не нужно, необходимо довести прибор до выключения, а потом зарядить полностью.

В первую очередь это касается телефонов и ноутбуков.

При эксплуатации устройств с литий-ионными батареями необходимо следить за местом их нахождения. В холодную и жаркую погоду важно контролировать температуру батареи, не допуская перегрева (переохлаждения). Для этого существуют специальные программы, с помощью которых отслеживаются показатели.

Работа при температуре выше 30°C сказывается на способности батареи держать емкость. Уровень падает с 100% до 80%. Когда устройство полностью зарядилось, следует отключать его от источника тока. В противном случае емкость аккумулятора со временем будет снижаться, и батарея выйдет из строя.

График, демонстрирующий взаимосвязь времени и постепенного разряда аккумулятора.

Современные блоки питания способны минимизировать поступающий ток после полного заряда. Однако такая функция не дает гарантии сохранности аккумулятора. Заряжать устройство необходимо при отметке 30-50%. Постоянная полная разрядка сопровождается выделением тепла в большем объеме, это негативно сказывается на состоянии батареи.

Читайте также:  Зарядное устройство для акб автомобиля импульсное

Не стоит подключать к питанию устройства, которые работали в стрессовом режиме и получили перегрев. В этом случае необходимо дождаться, пока температура снизится, и только после этого ставить заряжаться.

Чрезвычайно холодную батарею следует вытащить из техники и нагреть в руках, а затем вставить обратно.

Для устройств, которые допускают извлечение батареи, отличным решением является приобретение резервного аккумулятора. В этом случае время работы приспособления возрастает в 2 раза. Когда основной аккумулятор разряжается, в устройство помещается запасной элемент. Удобно решение для техники, которая быстро нагревается, так как сменное устройство дает время основному остыть.

Источник



Зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов 18650 — какое выбрать

Ноутбуки, планшеты, телефоны, фотоаппараты, шуруповерты и еще всевозможные гаджеты, которые нам помогают, работают до 25 часов без подзарядки на литиевых батарейках. Сроки эксплуатации батареек зависят от качества зарядного прибора. Пальчиковые аккумуляторы требуют периодического поступления энергии. Зарядное устройство служит проводником между током и батарейкой, которая накапливает энергию для дальнейшего ее использования в гаджетах. Зарядка может быть специализированной, предназначенной только для одного типа аккумуляторов и универсальной, для заряда всех типов.

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.

Источник

Li ion аккумуляторы: правила зарядки и эксплуатации, что нельзя делать с литий-ионными батареями

Основная часть техники работает от Li-ion аккумуляторов, как правильно заряжать и эксплуатировать такие батареи, необходимо знать каждому пользователю. Устройства получили популярность за счет компактности и высокого уровня энергосбережения.

Некоторые виды литий-ионных аккумуляторов.

Что представляет собой литий-ионный аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор представляет собой вид элемента питания (АКБ), на основе которого работает электронная техника и электромобили. Литий – самый легкий металл. Его электрохимический потенциал обеспечивает оптимальную характеристику плотности на единицу массы.

В отличие от устройств другого типа, литиевые аккумуляторы содержат отрицательные пластины из металлического лития. За счет этого батареи обладают высоким напряжением на всех элементах. Современные батареи имеют длительный срок службы за счет способности выдерживать множество циклов заряд-разряд и отсутствия «эффекта памяти».

Конструкция литий-ионного аккумулятора.

Название «литий-ионный» произошло от основных используемых элементов:

  • литий-феррофосфат;
  • кобальтат лития;
  • литий-марганцевая шпинель.

В качестве переносчика заряда выступают положительные ионы лития, которые свободно перемещаются в кристаллической решетке материала и провоцируют необходимую химическую реакцию.

Идентичными особенностями обладают литий-полимерные аккумуляторы. Главным отличием от Li-ion является отсутствие в составе жидкого электролита, а также высокая стоимость.

Читайте также:  Зарядные устройства для автомобильного аккумулятора петербург

Как правильно заряжать Li-ion аккумулятор

При эксплуатации литий-ионных аккумуляторов, необходимо правильно заряжать устройство и контролировать этот процесс. Зарядка осуществляется по специальной схеме, а контроль при помощи дополнительных плат или обычного сопротивления (резистора).

Двухступенчатая схема зарядки

Двухступенчатая схема заряда является оптимальным способом зарядки литиевых аккумуляторов. В этом случае контроллер заряда имеет повышенную нагрузку, однако это не сказывается на сроке службы устройства.

Обобщённый график заряда литий-ионного аккумулятора.

Выполнение первого этапа зависит от того, каким током будет насыщаться устройство. Номинальная величина тока равна 0,2-0,5 С (С – емкость аккумулятора), а мощность 12,6 вольт. Постоянный зарядный ток обеспечивается путем работы зарядного устройства (ЗУ), которое поднимает потенциалы на клеммах аккумулятора. При отметке в 4,2 В батарея набирает 70-80% заряда, и первый этап заканчивается.

Второй этап характеризуется постоянным напряжением и постепенно снижающимся током. Устройство поддерживает потенциал на отметке 4,15-4,25 В и контролирует параметры тока. Чем выше показатель, тем меньше становиться ток. Величина 0.05-0.01 С говорит об окончании процесса.

Как контролируют параметры зарядки

Литиевые аккумуляторы нуждаются в контроле, так как они работают в узком диапазоне изменения напряжения. Оптимальным значением считается 3 – 4,2 В. Контроллер установлен в зарядном устройстве, однако каждая батарея имеет свои прерыватели и модули защиты. В случае нарушения какого-либо параметра защитная функция отключает банку и разрывает цепь.

Виды контроллеров заряда литий-ионного аккумулятора.

Контроллер обеспечивает различные функции управления:

  • переводит режимы CC/CV;
  • контролирует подачу энергии в банках;
  • подает ток, компенсирующий саморазряд;
  • измеряет температуру, предотвращая порчу батареи;
  • отключает зарядку.

Зарядить аккумулятор без контроллера можно, используя резистор, включенный последовательно с устройством. Собрать схему своими руками несложно, если предварительно будут рассчитаны сопротивление, мощность резистора и ток заряда.

Схема заряда литий-ионного аккумулятора без контроллера. Резистор используется для ограничения тока заряда и защиты АКБ.

Эксплуатация Li-ion батарей

Первую зарядку батареи после покупки новой техники необходимо выполнять после полного разряда. То есть заряжать его сразу не нужно, необходимо довести прибор до выключения, а потом зарядить полностью.

В первую очередь это касается телефонов и ноутбуков.

При эксплуатации устройств с литий-ионными батареями необходимо следить за местом их нахождения. В холодную и жаркую погоду важно контролировать температуру батареи, не допуская перегрева (переохлаждения). Для этого существуют специальные программы, с помощью которых отслеживаются показатели.

Работа при температуре выше 30°C сказывается на способности батареи держать емкость. Уровень падает с 100% до 80%. Когда устройство полностью зарядилось, следует отключать его от источника тока. В противном случае емкость аккумулятора со временем будет снижаться, и батарея выйдет из строя.

График, демонстрирующий взаимосвязь времени и постепенного разряда аккумулятора.

Современные блоки питания способны минимизировать поступающий ток после полного заряда. Однако такая функция не дает гарантии сохранности аккумулятора. Заряжать устройство необходимо при отметке 30-50%. Постоянная полная разрядка сопровождается выделением тепла в большем объеме, это негативно сказывается на состоянии батареи.

Не стоит подключать к питанию устройства, которые работали в стрессовом режиме и получили перегрев. В этом случае необходимо дождаться, пока температура снизится, и только после этого ставить заряжаться.

Чрезвычайно холодную батарею следует вытащить из техники и нагреть в руках, а затем вставить обратно.

Для устройств, которые допускают извлечение батареи, отличным решением является приобретение резервного аккумулятора. В этом случае время работы приспособления возрастает в 2 раза. Когда основной аккумулятор разряжается, в устройство помещается запасной элемент. Удобно решение для техники, которая быстро нагревается, так как сменное устройство дает время основному остыть.

Источник