Oplader voor krachtige en lithiumbatterijen. Circuit voor het opladen van lithiumbatterijen


Ik heb voor mezelf een oplader gemaakt voor vier lithium-ionbatterijen. Iemand zal nu denken: nou, hij heeft het gedaan en gedaan, er staan ​​er genoeg op internet. En ik wil meteen zeggen dat mijn ontwerp zowel één als vier batterijen tegelijk kan opladen. Alle accu's worden onafhankelijk van elkaar opgeladen.
Dit maakt het mogelijk om tegelijkertijd batterijen op te laden verschillende apparaten en met verschillende initiële kosten.
Ik heb een oplader gemaakt voor 18650 batterijen, die ik gebruik in een zaklamp, powerbanks, laptop etc.
De schakeling bestaat uit kant-en-klare modules en is zeer snel en eenvoudig in elkaar te zetten.

Zal nodig hebben

  • - 4 stuks
  • - 4 stuks
  • Paperclips.

Productie van een oplader voor verschillende aantallen batterijen

Laten we het eerst doen batterijcompartiment. Neem hiervoor een universele printplaat mee een groot aantal gaten en gewone paperclips.


Deze hoekjes bijten we af van de paperclips.


We plaatsen het in het bord, nadat we eerder de lengte van de batterijen hebben geprobeerd die je nodig hebt. Omdat een dergelijke lader niet alleen voor 18650-batterijen kan worden gemaakt.


We solderen delen van de paperclips aan de onderkant van het bord.


Vervolgens nemen we de laadcontrollers en plaatsen deze op de resterende ruimte op het bord, bij voorkeur tegenover elke batterij.


Op deze poten wordt de laadcontroller gemonteerd, gemaakt van een PLS connector.


Soldeer de module bovenaan en op het bord eronder. Deze poten voeren de stroom naar de module en de laadstroom naar de batterijen.


Vier secties zijn klaar.


Om vervolgens van laadpunt te wisselen, installeren we knoppen of tuimelschakelaars.


Het geheel sluit als volgt aan:


Je vraagt ​​je misschien af: waarom zijn er maar drie knoppen en niet vier? En ik zal antwoorden - aangezien één module altijd zal werken, omdat één batterij altijd zal worden opgeladen, anders heeft het helemaal geen zin om een ​​oplader aan te sluiten.
We solderen de geleidende sporen.


Het resultaat is dat je met knoppen een plek kunt aansluiten om 1 tot 4 accu's op te laden.


Op de laadmodule is een LED geïnstalleerd, die aangeeft of de batterij die wordt opgeladen, geladen is of niet.
Ik heb het hele apparaat in een half uur in elkaar gezet. Hij wordt gevoed door een 5 volt voeding (adapter), die overigens ook verstandig gekozen moet worden, zodat hij alle vier de batterijen in één keer oplaadt. Het hele circuit kan ook worden gevoed vanaf een USB-computer.
We verbinden de adapter met de eerste module en zetten hem vervolgens aan noodzakelijke knoppen en de spanning van de eerste module zal naar andere plaatsen verhuizen, afhankelijk van de schakelaars die zijn ingeschakeld.

Je kunt kennis maken met het laadcircuit, waar je uitstekend voor kunt zorgen lithium-Li-ion batterijen.

In eerste instantie wilde de auteur een eenvoudige versie op de lm317-chip presenteren, maar in dit geval moet het opladen worden gevoed vanuit een meer hoge spanning dan 5 volt. De reden is dat het verschil tussen de ingangs- en uitgangsspanningen van de lm317-microschakeling minimaal 2 volt moet zijn. De spanning van een opgeladen lithium-ionbatterij bedraagt ​​ongeveer 4,2 volt. Het spanningsverschil is dus minder dan 1 volt. En dit betekent dat je met een andere oplossing kunt komen.

Op AliExpress kun je een gespecialiseerd oplaadbord kopen lithiumbatterijen, wat ongeveer een dollar kost. Ja, dat is waar, maar waarom iets kopen dat in een paar minuten kan worden gedaan. Bovendien duurt het een maand voordat je de bestelling ontvangt. Maar als u besluit een kant-en-klaar exemplaar te kopen, zodat u het meteen kunt gebruiken, koop het dan in deze Chinese winkel. Voer in de winkelzoekopdracht het volgende in: TP4056 1A

Het eenvoudigste schema

Vandaag bekijken we de opties voor een UDB-oplader voor lithiumbatterijen die iedereen kan repliceren. Het schema is het eenvoudigste dat je kunt bedenken.

Oplossing

Dit is een hybride circuit met spanningsstabilisatie en beperking van de laadstroom van de batterij.

Beschrijving van het opladen

Spanningsstabilisatie is gebaseerd op de vrij populaire TL431 verstelbare zenerdiode-microschakeling. Transistor als versterkend element. De laadstroom wordt ingesteld door weerstand R1 en hangt alleen af ​​van de parameters van de batterij die wordt opgeladen. Deze weerstand wordt geadviseerd met een vermogen van 1 watt. En alle andere weerstanden zijn 0,25 of 0,125 watt.

Zoals we weten is de spanning van één blikje volledig opgeladen lithium-ionbatterij ongeveer 4,2 volt. Daarom moeten we aan de uitgang van de lader precies deze spanning instellen, die wordt ingesteld door weerstanden R2 en R3 te selecteren. Er zijn er veel online programma's door de stabilisatiespanning van de tl431-microschakeling te berekenen.
Voor het meest fijnafstemming uitgangsspanning wordt aanbevolen om weerstand R2 te vervangen door een multi-turn weerstand van ongeveer 10 kilo-ohm. Overigens is zo'n oplossing mogelijk. We gebruiken een LED als laadindicator; vrijwel elke LED, kleur naar jouw smaak, is voldoende.
De hele opzet komt neer op het instellen van de uitgangsspanning op 4,2 volt.
Een paar woorden over de tl431 zenerdiode. Dit is een zeer populaire microschakeling, verwar het niet met transistors in een soortgelijk pakket. Deze microschakeling is in bijna elk circuit te vinden puls blok voeding, bijvoorbeeld een computer, waarbij de microschakeling zich meestal in het harnas bevindt.
De vermogenstransistor is niet kritisch, Iedereen zal het doen omgekeerde geleidbaarheidstransistor van medium of hoog vermogen Van de Sovjet-exemplaren zijn bijvoorbeeld KT819 en KT805 geschikt. Van de minder krachtige KT815, KT817 en andere transistors met vergelijkbare parameters.

Voor welke batterijen is het apparaat geschikt?

Het circuit is ontworpen om slechts één lithiumbatterijbank op te laden. U kunt standaard 18 650-batterijen en andere batterijen opladen, u hoeft alleen maar de juiste spanning in te stellen op de uitgang van de lader.
Als het circuit om de een of andere reden plotseling niet werkt, controleer dan de aanwezigheid van spanning op de stuurpen van de microschakeling. Deze moet minimaal 2,5 Volt zijn. Dit is het minimum bedrijfsspanning Voor externe bron referentie spanning microschakelingen. Hoewel er versies zijn waarbij de minimale bedrijfsspanning 3 Volt is.
Het is ook raadzaam om een ​​kleine te bouwen proef stand voor de gespecificeerde chip om de functionaliteit ervan te controleren voordat u gaat solderen. En na montage controleren wij de montage zorgvuldig.

In een andere publicatie staat materiaal over verbetering.

De batterijen spelen belangrijke rol in elk mechanisme dat niet vanuit het netwerk werkt. Oplaadbare batterijen zijn behoorlijk duur omdat je er een oplader bij moet kopen. IN batterijen Er worden verschillende combinaties van geleidermaterialen en elektrolyten gebruikt: loodzuur, nikkel-cadmium (NiCd), nikkel-metaalhydride (NiMH), lithium-ion (Li-ion), lithium-ionpolymeer (Li-Po).

Ik gebruik lithium-ionbatterijen in mijn projecten, dus besloot ik om met mijn eigen handen een oplader voor 18650 lithiumbatterijen te maken, in plaats van een dure te kopen, dus laten we aan de slag gaan.

Stap 1: Video

De video toont de montage van de oplader.
Link naar youtube

Stap 2: Lijst met elektrische componenten





Laat nog 3 afbeeldingen zien



Lijst met onderdelen die nodig zijn om een ​​oplader voor te monteren oplaadbare batterijen 18650:

  • Oplaadmodule op basis van TP4056-chip met batterijbescherming
  • Spanningsstabilisator 7805, u heeft 1 stuk nodig
  • Condensator 100 nF, 4 stuks (niet nodig als er een 5V-voeding is)

Stap 3: Lijst met hulpmiddelen





Om te werken heeft u de volgende hulpmiddelen nodig:

  • heet mes
  • Plastic doos 8x7x3 cm (of vergelijkbaar formaat)

Nu dat alles noodzakelijke hulpmiddelen en de componenten zijn klaar voor gebruik, laten we verder gaan met de TP4056-module.

Stap 4: Li-io batterijladermodule op basis van TP4056-chip





Iets meer over deze module. Er zijn twee versies van deze modules op de markt: met en zonder batterijbescherming.

De printplaat met het beveiligingscircuit bewaakt de spanning met behulp van het stroomcircuitfilter DW01A (geïntegreerde schakeling voor batterijbescherming) en FS8205A (N-kanaaltransistormodule). Zo bevat het breakout-bord drie geïntegreerde schakelingen (TP4056+DW01A+FS8205A), terwijl de laadmodule zonder batterijbescherming slechts één geïntegreerd circuit bevat (TP4056).

TP4056 – laadmodule voor eencellige Li-io-batterijen met lineaire lading van constante stroom en spanning. SOP-lichaam en klein aantal externe componenten maken deze module een uitstekende optie voor gebruik in zelfgemaakte elektrische apparaten. Hij laadt zowel via USB als via regulier blok voeding. De pinout van de TP4056-module is bijgevoegd (Fig. 2), evenals de laadcyclusgrafiek (Fig. 3) met constante stroom- en constante spanningscurven. Twee diodes op het schakelbord geven de huidige laadstatus aan: opladen, opladen gestopt, enz. (Fig. 4).

Om schade aan de batterij te voorkomen, moet het opladen van 3,7 V lithium-ionbatterijen worden uitgevoerd met een constante stroomwaarde van 0,2-0,7 van hun capaciteit totdat uitgangsspanning bereikt geen 4,2 V, waarna het opladen wordt uitgevoerd constante spanning en geleidelijk afnemend (tot 10% van oorspronkelijke waarde) elektrische stroom. We kunnen het opladen bij 4,2 V niet onderbreken, omdat het laadniveau 40-80% van de volledige capaciteit van de batterij zal bedragen. De TP4056-module is verantwoordelijk voor dit proces. Een andere belangrijk punt– een weerstand aangesloten op de PROG-pin bepaalt de laadstroom. Bij modules op de markt wordt op deze pin meestal een weerstand van 1,2 KΩ aangesloten, wat overeenkomt met een laadstroom van 1A (Fig. 5). Om andere laadstroomwaarden te krijgen, kunt u andere weerstanden proberen.

DW01A is een geïntegreerd circuit voor batterijbescherming. Fig. 6 toont een typisch aansluitschema. MOSFET's M1 en M2 zijn extern aangesloten geïntegreerde schakeling FS8205A.

Deze componenten worden op het schakelbord van de laadmodule geïnstalleerd lithium-ionbatterijen TP4056, die is gekoppeld in stap 2. We hoeven slechts twee dingen te doen: een spanning in het bereik van 4-8 V geven aan de ingangsconnector, en de batterijpolen en de + en - pinnen van de TP4056-module aansluiten.

Hierna gaan we verder met het monteren van de oplader.

Stap 5: Bedradingsschema


Om de montage van elektrische componenten te voltooien, solderen we ze volgens het schema. Ik heb een diagram in Fritzing-software en een foto van de fysieke verbinding bijgevoegd.

  1. + sluit het voedingsconnectorcontact aan op een van de schakelaarcontacten, en – sluit het voedingsconnectorcontact aan op de GND-pin van de 7805-stabilisator
  2. We verbinden het tweede contact van de schakelaar met de Vin-pin van de stabilisator 7805
  3. We installeren drie 100 nF condensatoren parallel tussen de Vin- en GND-pinnen van de spanningsregelaar (gebruik hiervoor een breadboard)
  4. Installeer een condensator van 100 nF tussen de Vout- en GND-pinnen van de spanningsregelaar (op het breadboard)
  5. Sluit de Vout-pin van de spanningsregelaar aan op de IN+-pin van de TP4056-module
  6. Sluit de GND-pin van de spanningsregelaar aan op de IN-pin van de TP4056-module
  7. Sluit het + contact van het batterijcompartiment aan op de B+ pin van de TP4056 module, en sluit het – contact van het batterijcompartiment aan op de B- pin van de TP4056 module

Hiermee zijn de verbindingen voltooid. Als u een 5V-voeding gebruikt, sla dan alle stappen met aansluitingen op de 7805-spanningsregelaar over en sluit de + en – van het apparaat rechtstreeks aan op respectievelijk de IN+ en IN-pinnen van de TP4056-module.
Als u een 12V-voeding gebruikt, wordt de 7805-stabilisator warm als er een stroom van 1A passeert, dit kan worden gecorrigeerd met een koellichaam.

Stap 6: Montage, deel 1: gaten in de carrosserie snijden





Laat nog 7 afbeeldingen zien








Om alle elektrische componenten correct in de behuizing te plaatsen, moet u er gaten in zagen:

  1. Markeer met een mes de grenzen van het batterijcompartiment op de behuizing (fig. 1).
  2. Gebruik een heet mes om een ​​gat te snijden volgens de gemaakte markeringen (Fig. 2 en 3).
  3. Na het uitsnijden van het gat moet de behuizing er uitzien zoals in Afb. 4.
  4. Markeer de plaats waar de USB-connector van de TP4056-module zich zal bevinden (Fig. 5 en 6).
  5. Snijd met een heet mes een gat in de behuizing voor de USB-connector (Fig. 7).
  6. Markeer de plaatsen op de behuizing waar de diodes van de TP4056-module zich zullen bevinden (Fig. 8 en 9).
  7. Gebruik een heet mes om gaten voor de diodes te maken (Fig. 10).
  8. Maak op dezelfde manier gaten voor de stroomconnector en schakelaar (Fig. 11 en 12)

Stap 7: Montage, deel 2: elektrische componenten installeren







Volg de instructies om componenten in het chassis te installeren:

  1. Installeer het batterijcompartiment zo dat de bevestigingspunten zich aan de buitenkant van het compartiment/de behuizing bevinden. Lijm het compartiment met een lijmpistool (Fig. 1).
  2. Plaats de TP4056-module terug zodat de USB-connector en diodes in de overeenkomstige gaten passen en zet vast met hete lijm (Fig. 2).
  3. Vervang de spanningsstabilisator 7805 en zet deze vast met hete lijm (afb. 3).
  4. Plaats de stroomconnector en schakelaar terug en zet ze vast met hete lijm (Fig. 4).
  5. De locatie van de componenten moet er hetzelfde uitzien als in Fig. 5.
  6. Zet de bodemafdekking op zijn plaats vast met schroeven (Fig. 6).
  7. Later bedekte ik de ruwe randen die het hete mes had achtergelaten met zwarte isolatietape. Ze kunnen ook worden gladgestreken met schuurpapier.

De voltooide oplader wordt weergegeven in Figuur 7. nu moet het getest worden.

Stap 8: Testen



Plaats de lege batterij in de oplader. Schakel de stroom naar de 12V- of USB-connector in. De rode diode moet knipperen, dit betekent dat het laadproces bezig is.

Wanneer het opladen voltooid is, moet de blauwe diode oplichten.
Ik voeg een foto bij van de oplader tijdens het opladen en een foto met een opgeladen batterij.
Hiermee is het werk voltooid.

Lithium-ionbatterijen zijn tegenwoordig erg populair; ze worden gebruikt in verschillende gadgets, zoals telefoons, slim horloge, spelers, zaklampen, laptops. Voor het eerst werd een batterij van dit type (Li-ion) geproduceerd door de beroemde Japans bedrijf Sony. Schematisch diagram De eenvoudigste batterij wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding; door deze in elkaar te zetten, heeft u de mogelijkheid om de lading in de batterijen zelf te herstellen.

Zelfgemaakte lithiumbatterij opladen - elektrisch schema

De basis voor dit apparaat zijn twee stabilisatormicroschakelingen 317 en 431 (). Integrale stabilisator LM317 in dit geval dient als stroombron, we nemen dit onderdeel mee in de TO-220-behuizing en zorgen ervoor dat we het met koelpasta op het koellichaam installeren. Spanningsregelaar TL431 vervaardigd door het bedrijf Texas instrumenten Het bestaat ook in de pakketten SOT-89, TO-92, SOP-8, SOT-23, SOT-25 en andere.

Lichtgevende diodes (LED) D1 en D2 in elke gewenste kleur. Ik heb voor het volgende gekozen: LED1 rood rechthoekig 2,5 mm (2,5 milCandelas) en LED2 groen diffusie 3 mm (40-80 milCandelas). Handig in gebruik smd-leds, als u het afgewerkte bord niet in de behuizing installeert.

Het minimale vermogen van weerstand R2 (22 Ohm) is 2 Watt, en R5 (11 Ohm) is 1 Watt. Alle andere zijn 0,125-0,25W.

De variabele weerstand van 22 kiloOhm moet van het type SP5-2 zijn (geïmporteerd 3296W). Zo een weerstand variabelen hebben een zeer nauwkeurige weerstandsaanpassing, die soepel kan worden aangepast door een wormpaar te draaien, vergelijkbaar met een bronzen bout.

Foto van het meten van de spanning van een li-ionbatterij mobiele telefoon voor opladen (3,7 V) en daarna (4,2 V), capaciteit 1100 mAh*h.

Printplaat voor lithiumlader

Printed Circuit Board (PCB) is verkrijgbaar in twee formaten verschillende programma's- het archief bevindt zich. Afgewerkte maten printplaat in mijn geval heb ik aan de zijkanten 5 bij 2,5 cm ruimte gelaten voor bevestigingen.

Hoe werkt het opladen?

Hoe werkt het voltooide circuit van zo'n oplader? De batterij wordt eerst opgeladen gelijkstroom, die wordt bepaald door de weerstand van weerstand R5, met een standaardwaarde van 11 Ohm zal deze ongeveer 100 mA zijn. Verder zal, wanneer de oplaadbare energiebron een spanning van 4,15-4,2 volt heeft, het opladen met constante spanning beginnen. Wanneer de laadstroom naar lage waarden daalt, stopt LED D1 met branden.

Zoals bekend is de standaardspanning voor Li-ion opladen bedraagt ​​4,2 V, dit cijfer Het is noodzakelijk om het circuit onbelast aan de uitgang te installeren, met behulp van een voltmeter, zodat de batterij volledig wordt opgeladen. Verlaag je de spanning iets, met ongeveer 0,05-0,10 Volt, dan wordt je accu niet volledig opgeladen, maar gaat deze wel langer mee. Auteur van het artikel EGOR.

Bespreek het artikel LITHIUMBATTERIJEN OPLADEN

Lithiumbatterijen (Li-Io, Li-Po) zijn het populairst op dit moment oplaadbare bronnen elektrische energie. De lithiumbatterij heeft een nominale spanning van 3,7 Volt, wat op de behuizing staat aangegeven. Een 100% opgeladen batterij heeft echter een spanning van 4,2 V, en een ontladen batterij "naar nul" heeft een spanning van 2,5 V. Het heeft geen zin om de batterij onder de 3 V te ontladen, ten eerste zal deze verslechteren, en ten tweede zal in het bereik van 3 tot 2,5. Het levert slechts een paar procent energie aan de batterij. Het bedrijfsspanningsbereik bedraagt ​​dus 3 – 4,2 volt. In deze video kun je mijn selectie tips voor het gebruik en de opslag van lithiumbatterijen bekijken

Er zijn twee mogelijkheden om batterijen aan te sluiten, serieel en parallel.

Bij seriële verbinding de spanning op alle batterijen wordt opgeteld; wanneer een belasting is aangesloten, vloeit elke batterij een stroom gelijk aan totale stroom in een ketting, in algemene weerstand belasting stelt de ontlaadstroom in. Dit moet je onthouden van school. Nu komt het leuke gedeelte: capaciteit. De capaciteit van het geheel met deze aansluiting is redelijk gelijk aan de capaciteit van de accu met de kleinste capaciteit. Laten we ons voorstellen dat alle batterijen 100% opgeladen zijn. Kijk, de ontlaadstroom is overal hetzelfde, en de accu met de kleinste capaciteit wordt als eerste ontladen, dit is in ieder geval logisch. En zodra het gelost is, is het niet meer mogelijk om dit geheel te laden. Ja, de resterende batterijen zijn nog opgeladen. Maar als we doorgaan met het verwijderen van de stroom, dan onze zwakke batterij zal overmatig ontladen en mislukken. Dat wil zeggen dat het correct is om aan te nemen dat de capaciteit van een in serie geschakeld samenstel gelijk is aan de capaciteit van de kleinste of meest ontladen batterij. Vanaf hier concluderen we: om een ​​seriebatterij te assembleren, moet je ten eerste batterijen van gelijke capaciteit gebruiken, en ten tweede moeten ze vóór de montage allemaal evenveel worden opgeladen, met andere woorden, 100%. Er bestaat zoiets als BMS (Battery Monitoring System), deze kan elke accu in de accu monitoren, en zodra er één leeg is, koppelt hij de gehele accu los van de belasting, dit wordt hieronder besproken. Nu wat betreft het opladen van zo’n batterij. Hij moet worden opgeladen met een spanning die gelijk is aan de som van de maximale spanningen op alle batterijen. Voor lithium is dit 4,2 volt. Dat wil zeggen, we laden een batterij van drie op met een spanning van 12,6 V. Kijk wat er gebeurt als de batterijen niet hetzelfde zijn. De accu met de kleinste capaciteit laadt het snelst op. Maar de rest is nog niet opgeladen. En onze slechte batterij zal bakken en opladen totdat de rest is opgeladen. Ik wil u eraan herinneren dat lithium ook niet zo van overmatige ontlading houdt en verslechtert. Om dit te voorkomen, moet u de vorige conclusie in herinnering roepen.

Laten we verder gaan met de parallelle verbinding. De capaciteit van zo’n batterij is gelijk aan de som van de capaciteiten van alle daarin opgenomen batterijen. De ontlaadstroom voor elke cel is gelijk aan de totale belastingsstroom gedeeld door het aantal cellen. Dat wil zeggen: hoe meer Akum in zo'n samenstel, hoe meer stroom het kan leveren. Maar wat gebeurt er bij spanning? interessant ding. Als we batterijen inzamelen die dat wel hebben verschillende spanning, dat wil zeggen, grofweg opgeladen tot verschillende percentages, en na verbinding zullen ze energie beginnen uit te wisselen totdat de spanning op alle cellen hetzelfde wordt. We concluderen: vóór de montage moeten de batterijen opnieuw gelijkmatig worden opgeladen, anders zullen er tijdens het aansluiten grote stromen vloeien en zal de ontladen batterij beschadigd raken en hoogstwaarschijnlijk zelfs in brand vliegen. Tijdens het ontlaadproces wisselen de batterijen ook energie uit, dat wil zeggen, als een van de blikken een lagere capaciteit heeft, zullen de anderen niet toestaan ​​dat deze sneller ontlaadt dan zijzelf, dat wil zeggen dat u in een parallelle montage batterijen met verschillende capaciteiten kunt gebruiken . De enige uitzondering is het gebruik bij hoge stromen. Op verschillende batterijen Onder belasting daalt de spanning anders en zal er stroom gaan stromen tussen de "sterke" en "zwakke" batterijen, en dit hebben we helemaal niet nodig. En hetzelfde geldt voor het opladen. Je kunt absoluut veilig batterijen met verschillende capaciteiten parallel opladen, dat wil zeggen dat balanceren niet nodig is, de montage zal zichzelf balanceren.

In beide gevallen moeten de laadstroom en de ontlaadstroom in acht worden genomen. De laadstroom voor Li-Io mag niet hoger zijn dan de helft van de batterijcapaciteit in ampère (1000 mAh batterij - 0,5 A opladen, 2 Ah batterij, 1 A opladen). De maximale ontlaadstroom wordt meestal aangegeven in het datablad (TTX) van de accu. Bijvoorbeeld: 18650 laptops en smartphone-accu's kunnen niet worden geladen met een stroomsterkte groter dan 2 accucapaciteiten in Ampère (bijvoorbeeld: een 2500 mAh-accu, wat betekent dat u er maximaal 2,5 * 2 = 5 Ampère uit hoeft te halen). Maar er zijn batterijen met een hoge stroomsterkte, waarbij de ontlaadstroom duidelijk wordt aangegeven in de kenmerken.

Kenmerken van het opladen van batterijen met Chinese modules

Standaard aangeschafte oplaad- en beveiligingsmodule voor 20 roebel voor lithiumbatterij ( link naar AliExpress)
(door de verkoper gepositioneerd als module voor één blikje 18650) kan en zal elke lithiumbatterij opladen, ongeacht vorm, grootte en capaciteit naar de juiste spanning van 4,2 volt (de spanning van een volledig opgeladen accu, naar capaciteit). Zelfs als het een enorm lithiumpakket van 8000 mAh is (natuurlijk waar we het over hebben ongeveer één cel bij 3,6-3,7 V). De module levert een laadstroom van 1 ampère Dit betekent dat ze elke batterij met een capaciteit van 2000mAh en meer (2Ah, wat betekent dat de laadstroom de helft van de capaciteit is, 1A) veilig kunnen opladen en dat de oplaadtijd in uren gelijk zal zijn aan de batterijcapaciteit in ampère (in feite iets meer, anderhalf tot twee uur voor elke 1000 mAh). Overigens kan de accu tijdens het opladen op de belasting worden aangesloten.

Belangrijk! Als je een batterij met een kleinere capaciteit wilt opladen (bijvoorbeeld een oud blikje van 900 mAh of een klein lithiumpakket van 230 mAh), dan is de laadstroom van 1 A te hoog en moet deze worden verlaagd. Dit wordt gedaan door weerstand R3 op de module te vervangen volgens de bijgevoegde tabel. De weerstand is niet noodzakelijk smd, de meest gewone is voldoende. Laat me je eraan herinneren dat de laadstroom de helft van de batterijcapaciteit moet zijn (of minder, geen probleem).

Maar als de verkoper zegt dat deze module voor één 18650-blikje is, kan hij dan twee blikjes opladen? Of drie? Wat als u een ruime powerbank uit meerdere batterijen moet samenstellen?
KAN! Alle lithiumbatterijen kunnen parallel worden aangesloten (alle plussen op plussen, alle minnen op minnen) ONGEACHT DE CAPACITEIT. Parallel gesoldeerde batterijen behouden een bedrijfsspanning van 4,2 V en hun capaciteit wordt opgeteld. Zelfs als je één blikje neemt van 3400 mAh en het tweede blikje van 900, krijg je 4300 mAh. De batterijen werken als één geheel en ontladen zich in verhouding tot hun capaciteit.
De spanning bij PARALLELLE montage is ALTIJD HETZELFDE OP ALLE ACCU'S! En geen enkele batterij kan fysiek ontladen in de assemblage voordat de andere hier werken; Degenen die het tegenovergestelde beweren en zeggen dat batterijen met een lagere capaciteit sneller zullen ontladen en sterven, worden verward met SERIËLE montage en spugen in hun gezicht.
Belangrijk! Voordat ze met elkaar worden verbonden, moeten alle batterijen ongeveer dezelfde spanning hebben, zodat er tijdens het solderen geen vereffeningsstromen tussen kunnen stromen; Daarom is het het beste om elke batterij eenvoudig afzonderlijk op te laden voordat u deze in elkaar zet. Uiteraard zal de oplaadtijd van de gehele montage toenemen, aangezien je dezelfde 1A-module gebruikt. Maar u kunt twee modules parallel schakelen, waardoor u een laadstroom van maximaal 2A krijgt (als uw lader zoveel kan leveren). Om dit te doen, moet je alle vergelijkbare klemmen van de modules met jumpers verbinden (behalve Out- en B+, ze worden op de kaarten gedupliceerd met andere stuivers en zullen hoe dan ook al verbonden zijn). Of u kunt een module kopen ( link naar AliExpress), waarop de microschakelingen al parallel zijn. Deze module is in staat om op te laden met een stroomsterkte van 3 Ampère.

Sorry voor de voor de hand liggende dingen, maar mensen raken nog steeds in de war, dus we zullen het verschil tussen parallelle en seriële verbindingen moeten bespreken.
PARALLEL aansluiting (alle plussen naar plussen, alle minnen naar minnen) handhaaft de accuspanning van 4,2 volt, maar vergroot de capaciteit door alle capaciteiten bij elkaar op te tellen. Geldt voor alle powerbanks parallelle verbinding meerdere batterijen. Zo'n samenstel kan nog steeds via USB worden opgeladen en de spanning wordt door een boost-converter verhoogd naar een output van 5V.
CONSISTENT aansluiting (elke plus naar min van de volgende batterij) geeft een meervoudige verhoging van de spanning van één opgeladen bank 4,2V (2s - 8,4V, 3s - 12,6V enzovoort), maar de capaciteit blijft hetzelfde. Als er drie 2000 mAh-batterijen worden gebruikt, is de montagecapaciteit 2000 mAh.
Belangrijk! Er wordt aangenomen dat het voor opeenvolgende montage strikt noodzakelijk is om alleen batterijen met dezelfde capaciteit te gebruiken. Eigenlijk is dit niet waar. Je kunt er verschillende gebruiken, maar dan wordt de batterijcapaciteit bepaald door de KLEINSTE capaciteit in de montage. Voeg 3000+3000+800 toe en je krijgt een 800mAh-assemblage. Dan beginnen de specialisten te kraaien, wat dan minder is ruime batterij zal sneller ontladen en sterven. Maar het maakt niet uit! De belangrijkste en werkelijk heilige regel is dat het voor opeenvolgende montage altijd nodig is om een ​​BMS-beschermingsplaat te gebruiken voor het vereiste aantal blikken. Het detecteert de spanning op elke cel en schakelt de hele constructie uit als er één als eerste ontlaadt. In het geval van een 800-bank zal deze ontladen, het BMS zal de belasting van de batterij loskoppelen, de ontlading zal stoppen en de resterende lading van 2200 mAh op de resterende banken zal er niet langer toe doen - u moet opladen.

Het BMS-bord IS, in tegenstelling tot een enkele laadmodule, GEEN sequentiële lader. Nodig voor opladen geconfigureerde bron vereiste spanning en actueel. Guyver heeft hier een video over gemaakt, dus verspil je tijd niet, bekijk hem, hij gaat hier zo gedetailleerd mogelijk over.

Is het mogelijk om een ​​serieschakeling op te laden door meerdere afzonderlijke oplaadmodules aan te sluiten?
Onder bepaalde aannames is het zelfs mogelijk. Voor sommige zelfgemaakte producten heeft een schema met afzonderlijke modules, ook in serie geschakeld, zichzelf bewezen, maar ELKE module heeft zijn eigen AFZONDERLIJKE STROOMBRON nodig. Als u 3 seconden oplaadt, neem dan drie telefoonopladers en sluit deze elk aan op één module. Bij gebruik van één bron - kortsluiting op voeding, niets werkt. Dit systeem werkt ook als bescherming voor de assemblage (maar de modules kunnen niet meer dan 3 ampère leveren). Of laad de assemblage eenvoudig één voor één op en sluit de module aan op elke batterij totdat deze volledig is opgeladen.

Indicator voor batterijlading

Een ander urgent probleem is om in ieder geval te weten hoeveel lading er nog ongeveer op de batterij zit, zodat deze niet op het meest cruciale moment leeg raakt.
Voor parallelle 4,2 volt-assemblages zou de meest voor de hand liggende oplossing zijn om onmiddellijk een kant-en-klaar powerbank-bord aan te schaffen, dat al een display heeft waarop de laadpercentages worden weergegeven. Deze percentages zijn niet supernauwkeurig, maar ze helpen nog steeds. De uitgifteprijs bedraagt ​​ongeveer 150-200 roebel, ze worden allemaal gepresenteerd op de Guyver-website. Zelfs als je geen powerbank maar iets anders bouwt, is dit bord vrij goedkoop en klein om in een zelfgemaakt product te passen. Bovendien heeft het al de functie om batterijen op te laden en te beschermen.
Er zijn kant-en-klare miniatuurindicatoren voor een of meerdere blikjes, 90-100 roebel
Nou ja, de goedkoopste en volksmethode is het gebruik van een boost-converter MT3608 (30 roebel), geconfigureerd op 5-5.1v. Als je een powerbank maakt met een willekeurige 5 volt-omvormer, hoef je eigenlijk niets extra's te kopen. De aanpassing bestaat uit het installeren van een rode of groene LED (andere kleuren werken bij een andere uitgangsspanning, vanaf 6V en hoger) via een stroombegrenzende weerstand van 200-500 ohm tussen de positieve uitgangsklem (dit zal een pluspunt zijn) en de positieve aansluiting invoeren (voor een LED is dit een min). Je leest het goed, tussen twee plussen! Feit is dat wanneer de omzetter werkt, er een spanningsverschil ontstaat tussen de plussen +4,2 en +5V, die elkaar een spanning van 0,8V geven. Wanneer de accu ontladen wordt, zal de spanning dalen, maar de output van de omvormer is altijd stabiel, wat betekent dat het verschil groter wordt. En wanneer de spanning op de oever 3,2-3,4 V bedraagt, zal het verschil de vereiste waarde bereiken om de LED te laten branden - het begint aan te geven dat het tijd is om op te laden.

Hoe de batterijcapaciteit meten?

We zijn al gewend aan het idee dat je voor metingen een Imax b6 nodig hebt, maar dat kost geld en is voor de meeste radioamateurs overbodig. Maar er is een manier om de capaciteit van een batterij van 1-2-3 blikjes met voldoende nauwkeurigheid en goedkoop te meten: een eenvoudige USB-tester.