heim · Andere · Ladegerät auf dem Chip tp4056. Ladegerät auf einem Chip tp4056 Tr 4056 mit doppeltem Schutzanschlussplan

Ladegerät auf dem Chip tp4056. Ladegerät auf einem Chip tp4056 Tr 4056 mit doppeltem Schutzanschlussplan

Es ist schwierig, die Eigenschaften eines bestimmten Ladegeräts zu beurteilen, ohne zu verstehen, wie die beispielhafte Ladung eines Li-Ionen-Akkus tatsächlich fließen sollte. Bevor wir uns daher direkt den Schaltkreisen zuwenden, erinnern wir uns an die Theorie.

Was sind Lithiumbatterien?

Je nachdem, aus welchem ​​Material die positive Elektrode einer Lithiumbatterie besteht, gibt es verschiedene Varianten davon:

  • mit Lithium-Cobaltat-Kathode;
  • mit Kathode auf Basis von lithiiertem Eisenphosphat;
  • auf Basis von Nickel-Kobalt-Aluminium;
  • auf Basis von Nickel-Kobalt-Mangan.

Alle diese Batterien haben ihre eigenen Eigenschaften, aber da diese Nuancen für den allgemeinen Verbraucher nicht von grundlegender Bedeutung sind, werden sie in diesem Artikel nicht berücksichtigt.

Außerdem werden alle Li-Ionen-Batterien in verschiedenen Größen und Formfaktoren hergestellt. Sie können entweder in einer Gehäuseversion (z. B. die heute beliebten 18650-Batterien) oder in einer laminierten oder prismatischen Version (Gel-Polymer-Batterien) vorliegen. Bei letzteren handelt es sich um hermetisch verschlossene Beutel aus einer Spezialfolie, in denen sich die Elektroden und die Elektrodenmasse befinden.

Die gängigsten Größen von Li-Ionen-Akkus sind in der folgenden Tabelle aufgeführt (sie haben alle eine Nennspannung von 3,7 Volt):

Bezeichnung Größe Ähnliche Größe
XXYY0,
Wo XX- Angabe des Durchmessers in mm,
JJ- Längenwert in mm,
0 - spiegelt die Ausführung in Form eines Zylinders wider
10180 2/5 AAA
10220 1/2 AAA (Ø entspricht AAA, aber halb so lang)
10280
10430 AAA
10440 AAA
14250 1/2AA
14270 Ø AA, Länge CR2
14430 Ø 14 mm (wie AA), jedoch kürzer
14500 AA
14670
15266, 15270 CR2
16340 CR123
17500 150S/300S
17670 2xCR123 (oder 168S/600S)
18350
18490
18500 2xCR123 (oder 150A/300P)
18650 2xCR123 (oder 168A/600P)
18700
22650
25500
26500 MIT
26650
32650
33600 D
42120

Interne elektrochemische Prozesse laufen auf die gleiche Weise ab und hängen nicht vom Formfaktor und der Leistung der Batterie ab. Daher gelten die folgenden Ausführungen gleichermaßen für alle Lithiumbatterien.

So laden Sie Lithium-Ionen-Akkus richtig

Die korrekteste Art, Lithiumbatterien aufzuladen, ist das Laden in zwei Stufen. Diese Methode verwendet Sony in allen seinen Ladegeräten. Trotz des komplexeren Ladereglers wird dadurch eine vollständigere Ladung von Li-Ionen-Akkus erreicht, ohne deren Lebensdauer zu verkürzen.

Hier handelt es sich um ein zweistufiges Ladeprofil von Lithiumbatterien, abgekürzt CC/CV (Konstantstrom, Konstantspannung). Es gibt auch Optionen mit gepulsten und gestuften Strömen, die in diesem Artikel jedoch nicht berücksichtigt werden. Lesen Sie mehr über das Laden mit Impulsstrom.

Betrachten wir also beide Phasen der Anklage genauer.

1. In der ersten Phase Es muss ein konstanter Ladestrom bereitgestellt werden. Der aktuelle Wert beträgt 0,2–0,5 °C. Zum beschleunigten Laden darf der Strom auf 0,5–1,0 °C erhöht werden (wobei C die Batteriekapazität ist).

Beispielsweise beträgt bei einem Akku mit einer Kapazität von 3000 mAh der Nennladestrom in der ersten Stufe 600–1500 mA und der beschleunigte Ladestrom kann im Bereich von 1,5–3 A liegen.

Um einen konstanten Ladestrom mit einem bestimmten Wert zu gewährleisten, muss der Ladekreis (Ladegerät) in der Lage sein, die Spannung an den Batterieklemmen zu erhöhen. Tatsächlich funktioniert der Speicher in der ersten Stufe wie ein klassischer Stromstabilisator.

Wichtig: Wenn Sie vorhaben, Batterien mit einer eingebauten Schutzplatine (PCB) zu laden, müssen Sie beim Entwurf des Ladestromkreises darauf achten, dass die Leerlaufspannung des Stromkreises niemals 6-7 Volt überschreiten darf. Andernfalls kann es zu einem Ausfall der Schutzplatine kommen.

In dem Moment, in dem die Spannung an der Batterie auf einen Wert von 4,2 Volt ansteigt, erreicht die Batterie etwa 70–80 % ihrer Kapazität (der spezifische Kapazitätswert hängt vom Ladestrom ab: bei einer beschleunigten Ladung ist sie etwas geringer , mit einer Schutzgebühr - etwas mehr). Dieser Moment ist das Ende der ersten Ladestufe und dient als Signal für den Übergang zur zweiten (und letzten) Stufe.

2. Zweite Ladestufe- Dies ist das Laden der Batterie mit konstanter Spannung, aber allmählich abnehmendem (abfallendem) Strom.

In diesem Stadium hält das Ladegerät eine Spannung von 4,15–4,25 Volt an der Batterie aufrecht und regelt den Stromwert.

Mit zunehmender Kapazität nimmt der Ladestrom ab. Sobald sein Wert auf 0,05–0,01 °C sinkt, gilt der Ladevorgang als abgeschlossen.

Eine wichtige Nuance beim Betrieb des richtigen Ladegeräts ist die vollständige Trennung von der Batterie nach Abschluss des Ladevorgangs. Dies liegt daran, dass es bei Lithiumbatterien äußerst unerwünscht ist, über längere Zeit unter hoher Spannung zu stehen, die normalerweise vom Ladegerät bereitgestellt wird (d. h. 4,18–4,24 Volt). Dies führt zu einer beschleunigten Verschlechterung der chemischen Zusammensetzung der Batterie und damit zu einer Verringerung ihrer Kapazität. Ein langer Aufenthalt bedeutet mehrere zehn Stunden oder mehr.

Während der zweiten Ladephase schafft es der Akku, etwa 0,1-0,15 mehr seiner Kapazität zu gewinnen. Die Gesamtladung des Akkus erreicht somit 90-95 %, was ein hervorragender Indikator ist.

Wir haben zwei Hauptphasen des Ladevorgangs betrachtet. Die Berichterstattung über das Laden von Lithiumbatterien wäre jedoch unvollständig, wenn nicht noch eine weitere Ladestufe erwähnt würde – die sogenannte. Vorladung.

Vorladephase (Pre-Charge)- Diese Stufe wird nur bei tiefentladenen Batterien (unter 2,5 V) verwendet, um sie in den normalen Betriebsmodus zu versetzen.

In diesem Stadium erfolgt die Ladung durch einen reduzierten Konstantstrom, bis die Batteriespannung 2,8 V erreicht.

Die Vorstufe ist notwendig, um ein Aufquellen und Druckentlasten (oder sogar eine Explosion durch Feuer) beschädigter Batterien zu verhindern, die beispielsweise einen internen Kurzschluss zwischen den Elektroden aufweisen. Wenn durch eine solche Batterie sofort ein großer Ladestrom fließt, führt dies unweigerlich zu ihrer Erwärmung, und was für ein Glück.

Ein weiterer Vorteil des Vorladens ist das Vorwärmen der Batterie, was beim Laden bei niedrigen Umgebungstemperaturen (in einem ungeheizten Raum während der kalten Jahreszeit) wichtig ist.

Intelligentes Laden soll in der Lage sein, die Spannung an der Batterie in der Vorstufe des Ladevorgangs zu überwachen und, wenn die Spannung längere Zeit nicht ansteigt, auf einen Defekt der Batterie zu schließen.

Alle Phasen des Ladens einer Lithium-Ionen-Batterie (einschließlich der Vorladephase) sind in dieser Grafik schematisch dargestellt:

Eine Überschreitung der Nennladespannung um 0,15 V kann die Batterielebensdauer halbieren. Eine Reduzierung der Ladespannung um 0,1 Volt reduziert die Kapazität eines geladenen Akkus um etwa 10 %, verlängert aber seine Lebensdauer deutlich. Die Spannung eines voll geladenen Akkus nach Entnahme aus dem Ladegerät beträgt 4,1-4,15 Volt.

Um das oben Gesagte zusammenzufassen, skizzieren wir die Hauptthesen:

1. Mit welchem ​​Strom soll ein Li-Ionen-Akku aufgeladen werden (z. B. 18650 oder ein anderer)?

Der Strom hängt davon ab, wie schnell Sie das Gerät aufladen möchten, und kann zwischen 0,2 °C und 1 °C liegen.

Bei einem 18650-Akku mit einer Kapazität von 3400 mAh beträgt der minimale Ladestrom beispielsweise 680 mA und der maximale 3400 mA.

2. Wie lange dauert es, beispielsweise die gleichen 18650-Akkus aufzuladen?

Die Ladezeit hängt direkt vom Ladestrom ab und wird nach folgender Formel berechnet:

T \u003d C / Ich lade auf.

Beispielsweise beträgt die Ladezeit unseres Akkus mit einer Kapazität von 3400 mAh und einem Strom von 1A etwa 3,5 Stunden.

3. Wie lade ich einen Lithium-Polymer-Akku richtig auf?

Alle Lithiumbatterien werden auf die gleiche Weise geladen. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Lithium-Polymer oder Lithium-Ionen handelt. Für uns Verbraucher gibt es keinen Unterschied.

Was ist eine Schutztafel?

Die Schutzplatine (oder PCB – Leistungssteuerplatine) dient zum Schutz vor Kurzschluss, Überladung und Tiefentladung der Lithiumbatterie. In den Schutzmodulen ist in der Regel auch ein Überhitzungsschutz eingebaut.

Aus Sicherheitsgründen ist es verboten, Lithiumbatterien in Haushaltsgeräten zu verwenden, wenn diese nicht über eine eingebaute Schutzplatine verfügen. Daher verfügen alle Handy-Akkus immer über eine Platine. Die Batterieausgangsklemmen befinden sich direkt auf der Platine:

Diese Platinen verwenden einen sechsbeinigen Laderegler auf einem speziellen Mikrukh (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 usw. Analoga). Die Aufgabe dieses Controllers besteht darin, die Batterie von der Last zu trennen, wenn die Batterie vollständig entladen ist, und die Batterie vom Laden zu trennen, wenn sie 4,25 V erreicht.

Hier ist zum Beispiel ein Diagramm der Batterieschutzplatine BP-6M, die mit alten Nokia-Telefonen geliefert wurde:

Wenn wir von 18650 sprechen, können sie sowohl mit als auch ohne Schutzplatte hergestellt werden. Das Schutzmodul befindet sich im Bereich des Minuspols der Batterie.

Die Platine erhöht die Länge der Batterie um 2-3 mm.

Bei Batterien ohne PCB-Modul handelt es sich in der Regel um Batterien, die über eigene Schutzschaltungen verfügen.

Jede Batterie mit Schutz kann durch einfaches Entkernen leicht in eine ungeschützte Batterie umgewandelt werden.

Bisher beträgt die maximale Kapazität des 18650-Akkus 3400 mAh. Akkus mit Schutz müssen eine entsprechende Kennzeichnung auf dem Gehäuse tragen („Protected“).

Verwechseln Sie Leiterplatte nicht mit PCM-Modul (PCM – Power Charge Module). Während erstere nur dem Schutz der Batterie dienen, dienen letztere der Steuerung des Ladevorgangs – sie begrenzen den Ladestrom auf ein bestimmtes Niveau, regeln die Temperatur und stellen im Allgemeinen den gesamten Vorgang sicher. Die PCM-Platine ist das, was wir als Laderegler bezeichnen.

Ich hoffe, jetzt gibt es keine Fragen mehr: Wie lade ich einen 18650-Akku oder einen anderen Lithium-Akku auf? Dann wenden wir uns einer kleinen Auswahl vorgefertigter Schaltungslösungen für Ladegeräte (dieselben Laderegler) zu.

Ladeschemata für Li-Ionen-Batterien

Alle Schaltungen sind zum Laden jeder Lithiumbatterie geeignet, es bleibt nur noch die Entscheidung über den Ladestrom und die Elementbasis.

LM317

Schema eines einfachen Ladegeräts auf Basis des LM317-Chips mit Ladeanzeige:

Die Schaltung ist einfach, die gesamte Einstellung besteht darin, die Ausgangsspannung über den Trimmerwiderstand R8 auf 4,2 Volt einzustellen (ohne angeschlossene Batterie!) und den Ladestrom durch Auswahl der Widerstände R4, R6 einzustellen. Die Leistung des Widerstands R1 beträgt mindestens 1 Watt.

Sobald die LED erlischt, gilt der Ladevorgang als abgeschlossen (der Ladestrom wird nie auf Null sinken). Es wird nicht empfohlen, den Akku nach dem vollständigen Aufladen längere Zeit in dieser Ladung zu belassen.

Der lm317-Chip wird häufig in verschiedenen Spannungs- und Stromstabilisatoren (abhängig vom Schaltkreis) verwendet. Es wird an jeder Ecke verkauft und kostet im Allgemeinen einen Cent (Sie können 10 Stück für nur 55 Rubel nehmen).

LM317 gibt es in verschiedenen Gehäusen:

Pinbelegung (Pinbelegung):

Die Analoga des LM317-Chips sind: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (die letzten beiden sind inländische Produktion).

Der Ladestrom kann auf bis zu 3A erhöht werden, wenn Sie LM350 anstelle von LM317 verwenden. Es stimmt, es wird teurer sein - 11 Rubel / Stück.

Die Leiterplatte und die Schaltungsbaugruppe sind unten dargestellt:

Der alte sowjetische KT361-Transistor kann durch einen ähnlichen pnp-Transistor ersetzt werden (z. B. KT3107, KT3108 oder bürgerlich 2N5086, 2SA733, BC308A). Wenn die Ladeanzeige nicht benötigt wird, kann sie ganz entfernt werden.

Der Nachteil der Schaltung: Die Versorgungsspannung muss im Bereich von 8-12V liegen. Dies liegt daran, dass für den normalen Betrieb der LM317-Mikroschaltung die Differenz zwischen der Batteriespannung und der Versorgungsspannung mindestens 4,25 Volt betragen muss. Daher ist eine Stromversorgung über den USB-Anschluss nicht möglich.

MAX1555 oder MAX1551

MAX1551/MAX1555 sind spezielle Ladegeräte für Li+-Akkus, die über USB oder ein separates Netzteil (z. B. ein Telefonladegerät) betrieben werden können.

Der einzige Unterschied zwischen diesen Mikroschaltungen besteht darin, dass MAX1555 ein Signal für die Ladefortschrittsanzeige und MAX1551 ein Signal für den eingeschalteten Strom gibt. Diese. 1555 ist in den meisten Fällen immer noch vorzuziehen, daher ist 1551 mittlerweile kaum noch im Angebot zu finden.

Eine detaillierte Beschreibung dieser Chips vom Hersteller -.

Die maximale Eingangsspannung vom DC-Adapter beträgt 7 V, bei Stromversorgung über USB 6 V. Wenn die Versorgungsspannung auf 3,52 V abfällt, schaltet sich die Mikroschaltung aus und der Ladevorgang stoppt.

Die Mikroschaltung selbst erkennt, an welchem ​​Eingang die Versorgungsspannung anliegt und wird daran angeschlossen. Erfolgt die Stromversorgung über den USB-Bus, ist der maximale Ladestrom auf 100 mA begrenzt – so können Sie das Ladegerät an den USB-Port eines beliebigen Computers anschließen, ohne befürchten zu müssen, dass die South Bridge durchbrennt.

Bei Stromversorgung über ein separates Netzteil beträgt der typische Ladestrom 280 mA.

Die Chips verfügen über einen eingebauten Überhitzungsschutz. Aber auch in diesem Fall funktioniert die Schaltung weiter und reduziert den Ladestrom für jedes Grad über 110 °C um 17 mA.

Es gibt eine Vorladefunktion (siehe oben): Solange die Batteriespannung unter 3 V liegt, begrenzt die Mikroschaltung den Ladestrom auf 40 mA.

Die Mikroschaltung hat 5 Pins. Hier ist ein typischer Schaltplan:

Wenn garantiert ist, dass die Spannung am Ausgang Ihres Adapters auf keinen Fall 7 Volt überschreiten kann, können Sie auf den Stabilisator 7805 verzichten.

An diesem lässt sich beispielsweise die USB-Lademöglichkeit montieren.

Die Mikroschaltung benötigt keine externen Dioden oder externen Transistoren. Im Allgemeinen natürlich schickes Mikruhi! Nur sind sie zu klein, das Löten ist umständlich. Und sie sind immer noch teuer ().

LP2951

Der Stabilisator LP2951 wird von National Semiconductors () hergestellt. Es ermöglicht die Implementierung der integrierten Strombegrenzungsfunktion und ermöglicht die Erzeugung einer stabilen Ladespannung für eine Lithium-Ionen-Batterie am Ausgang der Schaltung.

Der Ladespannungswert beträgt 4,08 - 4,26 Volt und wird bei abgeklemmter Batterie über den Widerstand R3 eingestellt. Die Spannung ist sehr genau.

Der Ladestrom beträgt 150 - 300mA, dieser Wert wird durch die internen Schaltkreise des LP2951-Chips begrenzt (je nach Hersteller).

Verwenden Sie eine Diode mit kleinem Sperrstrom. Es kann sich zum Beispiel um eine beliebige 1N400X-Serie handeln, die Sie bekommen können. Die Diode wird als Sperrdiode verwendet, um einen Rückstrom von der Batterie zum LP2951-Chip zu verhindern, wenn die Eingangsspannung ausgeschaltet ist.

Dieses Ladegerät erzeugt einen relativ geringen Ladestrom, sodass jeder 18650-Akku die ganze Nacht aufgeladen werden kann.

Die Mikroschaltung kann sowohl im DIP-Gehäuse als auch im SOIC-Gehäuse gekauft werden (die Kosten betragen etwa 10 Rubel pro Stück).

MCP73831

Mit dem Chip können Sie die richtigen Ladegeräte erstellen, außerdem ist er günstiger als der gehypte MAX1555.

Ein typischer Schaltkreis stammt aus:

Ein wichtiger Vorteil der Schaltung ist das Fehlen niederohmiger, leistungsstarker Widerstände, die den Ladestrom begrenzen. Hier wird der Strom durch einen Widerstand eingestellt, der an den 5. Ausgang der Mikroschaltung angeschlossen ist. Sein Widerstand sollte im Bereich von 2-10 kOhm liegen.

Die Ladeeinheit sieht so aus:

Die Mikroschaltung erwärmt sich im Betrieb recht gut, was ihr aber offenbar nichts ausmacht. Es erfüllt seine Funktion.

Hier ist eine weitere Platinenvariante mit SMD-LED und Micro-USB-Anschluss:

LTC4054 (STC4054)

Sehr einfach, tolle Idee! Ermöglicht das Laden mit einem Strom von bis zu 800 mA (siehe). Zwar neigt es dazu, sehr heiß zu werden, aber in diesem Fall reduziert der eingebaute Überhitzungsschutz den Strom.

Durch den Wegfall einer oder sogar beider LEDs mit einem Transistor lässt sich die Schaltung stark vereinfachen. Dann sieht es so aus (ich stimme zu, es gibt keinen einfacheren Ort: ein Paar Widerstände und ein Konder):

Eine der PCB-Optionen ist unter erhältlich. Die Platine ist für Elemente der Größe 0805 ausgelegt.

I=1000/R. Sie sollten nicht gleich einen großen Strom einstellen, sondern erst prüfen, wie stark sich die Mikroschaltung erwärmt. Für meine Zwecke habe ich einen 2,7-kΩ-Widerstand genommen, wobei sich herausstellte, dass der Ladestrom etwa 360 mA betrug.

Es ist unwahrscheinlich, dass ein Strahler an diese Mikroschaltung angepasst werden kann, und es ist keine Tatsache, dass er aufgrund des hohen Wärmewiderstands des Kristall-Gehäuse-Übergangs effektiv ist. Der Hersteller empfiehlt, den Kühlkörper „durch die Leitungen“ zu verlegen – die Leiterbahnen so dick wie möglich zu machen und die Folie unter dem Mikroschaltungsgehäuse zu belassen. Und im Allgemeinen gilt: Je mehr „Erd“-Folie übrig bleibt, desto besser.

Übrigens wird die meiste Wärme über das 3. Bein abgeführt, sodass Sie diese Leiterbahn sehr breit und dick machen können (mit überschüssigem Lot auffüllen).

Das LTC4054-Chippaket kann mit LTH7 oder LTADY gekennzeichnet sein.

LTH7 unterscheidet sich von LTADY dadurch, dass der erste eine sehr leere Batterie (bei der die Spannung weniger als 2,9 Volt beträgt) anheben kann, während der zweite dies nicht kann (Sie müssen ihn separat schwingen).

Der Chip war sehr erfolgreich und verfügt daher über eine Reihe von Analoga: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS610 2 , HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Bevor Sie eines der Analoga verwenden, prüfen Sie die Datenblätter.

TP4056

Die Mikroschaltung ist im SOP-8-Gehäuse (siehe) gefertigt und verfügt auf ihrem Bauch über einen Metallkühlkörper, der nicht mit den Kontakten verbunden ist, was eine effizientere Wärmeableitung ermöglicht. Ermöglicht das Laden des Akkus mit einem Strom von bis zu 1A (der Strom hängt vom Stromeinstellwiderstand ab).

Für den Anschlussplan sind nur minimale Anhänge erforderlich:

Die Schaltung realisiert den klassischen Ladevorgang – zunächst Laden mit konstantem Strom, dann mit konstanter Spannung und fallendem Strom. Alles ist wissenschaftlich. Wenn Sie den Ladevorgang Schritt für Schritt zerlegen, können Sie mehrere Phasen unterscheiden:

  1. Überwachung der Spannung der angeschlossenen Batterie (dies passiert ständig).
  2. Vorladephase (wenn die Batterie unter 2,9 V entladen wird). Ladestrom 1/10 vom programmierten R-Prog-Widerstand (100 mA bei R-Prog = 1,2 kOhm) auf den Pegel von 2,9 V.
  3. Laden mit maximalem Konstantstrom (1000mA bei R prog = 1,2 kOhm);
  4. Wenn die Batterie 4,2 V erreicht, wird die Batteriespannung auf diesem Niveau fixiert. Es beginnt eine allmähliche Abnahme des Ladestroms.
  5. Wenn der Strom 1/10 des vom Widerstand programmierten R prog erreicht (100 mA bei R prog = 1,2 kOhm), schaltet sich das Ladegerät aus.
  6. Nach Abschluss des Ladevorgangs überwacht der Controller weiterhin die Batteriespannung (siehe Punkt 1). Der von der Überwachungsschaltung verbrauchte Strom beträgt 2-3 μA. Nachdem die Spannung auf 4,0 V gesunken ist, wird der Ladevorgang wieder aufgenommen. Und so im Kreis.

Der Ladestrom (in Ampere) wird nach der Formel berechnet I=1200/R prog. Der zulässige Höchstwert beträgt 1000 mA.

Ein echter Test des Ladens mit einem 18650-Akku bei 3400 mAh ist in der Grafik dargestellt:

Der Vorteil der Mikroschaltung besteht darin, dass der Ladestrom durch nur einen Widerstand eingestellt wird. Leistungsstarke niederohmige Widerstände sind nicht erforderlich. Außerdem gibt es eine Anzeige des Ladevorgangs sowie eine Anzeige des Ladeendes. Wenn die Batterie nicht angeschlossen ist, blinkt die Anzeige alle paar Sekunden einmal.

Die Versorgungsspannung des Stromkreises muss innerhalb von 4,5 ... 8 Volt liegen. Je näher an 4,5 V, desto besser (damit sich der Chip weniger erwärmt).

Der erste Schenkel dient zum Anschluss des im Lithium-Ionen-Akku eingebauten Temperatursensors (normalerweise der mittlere Anschluss eines Handy-Akkus). Wenn die Ausgangsspannung unter 45 % oder über 80 % der Versorgungsspannung liegt, wird der Ladevorgang unterbrochen. Wenn Sie keine Temperaturregelung benötigen, stellen Sie einfach den Fuß auf den Boden.

Aufmerksamkeit! Diese Schaltung hat einen wesentlichen Nachteil: das Fehlen einer Batterie-Verpolungsschutzschaltung. In diesem Fall ist ein Durchbrennen des Reglers aufgrund der Überschreitung des Maximalstroms garantiert. In diesem Fall liegt die Versorgungsspannung des Stromkreises direkt an der Batterie, was sehr gefährlich ist.

Die Versiegelung ist einfach und in einer Stunde am Knie erledigt. Wenn die Zeit knapp wird, können Sie fertige Module bestellen. Einige Hersteller fertiger Module bieten einen Schutz gegen Überstrom und Tiefentladung an (Sie können beispielsweise auswählen, welche Platine Sie benötigen – mit oder ohne Schutz und mit welchem ​​Anschluss).

Sie finden auch fertige Platinen mit einem Kontakt für einen Temperatursensor. Oder sogar ein Lademodul mit mehreren TP4056-Chips parallel zur Erhöhung des Ladestroms und mit Verpolungsschutz (Beispiel).

LTC1734

Es ist auch ein sehr einfaches Design. Der Ladestrom wird durch den Widerstand R prog eingestellt (wenn Sie beispielsweise einen 3-kΩ-Widerstand einsetzen, beträgt der Strom 500 mA).

Mikroschaltungen sind normalerweise auf dem Gehäuse markiert: LTRG (sie sind oft in alten Handys von Samsung zu finden).

Der Transistor ist grundsätzlich für jeden pnp geeignet, Hauptsache er ist für einen bestimmten Ladestrom ausgelegt.

In diesem Diagramm gibt es keine Ladeanzeige, aber beim LTC1734 heißt es, dass Pin „4“ (Prog) zwei Funktionen hat – Einstellen des Stroms und Überwachen des Endes der Batterieladung. Dargestellt ist beispielsweise eine Schaltung mit Ladeschlusskontrolle unter Verwendung des Komparators LT1716.

Der Komparator LT1716 kann in diesem Fall durch einen günstigen LM358 ersetzt werden.

TL431 + Transistor

Es ist wahrscheinlich schwierig, eine Schaltung aus besser zugänglichen Komponenten zu erstellen. Hier ist es am schwierigsten, die Quelle der Referenzspannung TL431 zu finden. Aber sie sind so häufig, dass sie fast überall zu finden sind (selten kommt eine Stromquelle ohne diesen Mikroschaltkreis aus).

Nun, der TIP41-Transistor kann durch jeden anderen mit einem geeigneten Kollektorstrom ersetzt werden. Sogar der alte sowjetische KT819, KT805 (oder der weniger leistungsstarke KT815, KT817) reicht aus.

Beim Einrichten der Schaltung kommt es darauf an, die Ausgangsspannung (ohne Batterie!!!) mit einem Trimmer auf einen Wert von 4,2 Volt einzustellen. Der Widerstand R1 legt den Maximalwert des Ladestroms fest.

Dieses Schema setzt den zweistufigen Prozess des Ladens von Lithiumbatterien vollständig um – zuerst das Laden mit Gleichstrom, dann den Übergang zur Spannungsstabilisierungsphase und einen sanften Abfall des Stroms auf nahezu Null. Der einzige Nachteil ist die schlechte Wiederholbarkeit der Schaltung (kapriziös in der Einstellung und anspruchsvoll für die verwendeten Komponenten).

MCP73812

Es gibt einen weiteren zu Unrecht vernachlässigten Mikrochip von Microchip – MCP73812 (siehe). Auf dieser Grundlage erhalten Sie eine sehr preisgünstige (und kostengünstige!) Lademöglichkeit. Das ganze Kit besteht nur aus einem Widerstand!

Die Mikroschaltung ist übrigens in einem zum Löten geeigneten Gehäuse gefertigt - SOT23-5.

Das einzig Negative ist, dass es sehr heiß wird und es keine Ladeanzeige gibt. Es funktioniert auch irgendwie nicht sehr zuverlässig, wenn Sie ein Netzteil mit geringer Leistung haben (was zu einem Spannungsabfall führt).

Wenn Ihnen die Ladeanzeige nicht wichtig ist und ein Strom von 500 mA zu Ihnen passt, ist der MCP73812 im Allgemeinen eine sehr gute Option.

NCP1835

Es wird eine vollständig integrierte Lösung angeboten – NCP1835B, die eine hohe Stabilität der Ladespannung (4,2 ± 0,05 V) bietet.

Der einzige Nachteil dieser Mikroschaltung ist vielleicht ihre zu geringe Größe (DFN-10-Gehäuse, Größe 3x3 mm). Nicht jeder ist in der Lage, solche Miniaturelemente qualitativ hochwertig zu löten.

Von den unbestreitbaren Vorteilen möchte ich Folgendes erwähnen:

  1. Die Mindestanzahl an Bodykit-Teilen.
  2. Möglichkeit zum Laden einer vollständig entladenen Batterie (Vorladestrom 30 mA);
  3. Definition des Ladeendes.
  4. Programmierbarer Ladestrom – bis zu 1000 mA.
  5. Lade- und Fehleranzeige (kann nicht wiederaufladbare Batterien erkennen und signalisieren).
  6. Langfristiger Ladeschutz (durch Änderung der Kapazität des Kondensators C t können Sie die maximale Ladezeit von 6,6 bis 784 Minuten einstellen).

Die Kosten für die Mikroschaltung sind nicht so günstig, aber nicht so hoch (~ 1 US-Dollar), dass man die Verwendung verweigern könnte. Wenn Sie mit einem Lötkolben befreundet sind, würde ich Ihnen empfehlen, sich für diese Option zu entscheiden.

Eine ausführlichere Beschreibung finden Sie in .

Ist es möglich, einen Lithium-Ionen-Akku ohne Controller zu laden?

Ja, du kannst. Dies erfordert jedoch eine strenge Kontrolle des Ladestroms und der Ladespannung.

Im Allgemeinen funktioniert das Laden des Akkus, beispielsweise unseres 18650, ohne Ladegerät überhaupt nicht. Sie müssen den maximalen Ladestrom noch irgendwie begrenzen, also zumindest den primitivsten Speicher, aber immer noch erforderlich.

Das einfachste Ladegerät für jede Lithiumbatterie ist ein Widerstand in Reihe mit der Batterie:

Der Widerstandswert und die Verlustleistung des Widerstands hängen von der Spannung des Netzteils ab, das zum Laden verwendet wird.

Berechnen wir als Beispiel einen Widerstand für eine 5-Volt-Stromversorgung. Wir werden einen 18650-Akku mit einer Kapazität von 2400 mAh laden.

Gleich zu Beginn des Ladevorgangs beträgt der Spannungsabfall am Widerstand:

U r = 5 - 2,8 = 2,2 Volt

Angenommen, unser 5-V-Netzteil ist für einen maximalen Strom von 1 A ausgelegt. Der Stromkreis verbraucht den größten Strom gleich zu Beginn des Ladevorgangs, wenn die Spannung an der Batterie minimal ist und 2,7 bis 2,8 Volt beträgt.

Achtung: Diese Berechnungen berücksichtigen nicht die Möglichkeit, dass die Batterie sehr tief entladen sein kann und die Spannung an ihr viel niedriger sein kann, bis hin zu Null.

Daher sollte der Widerstandswert des Widerstands, der erforderlich ist, um den Strom gleich zu Beginn des Ladevorgangs auf den Wert von 1 Ampere zu begrenzen, betragen:

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohm

Verlustleistung des Widerstands:

P r \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2,2 \u003d 2,2 W

Ganz am Ende des Batterieladevorgangs, wenn die Spannung an ihm 4,2 V erreicht, beträgt der Ladestrom:

Ich lade = (U un - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

Das heißt, wie wir sehen können, überschreiten nicht alle Werte die zulässigen Grenzen für eine bestimmte Batterie: Der Anfangsstrom überschreitet nicht den maximal zulässigen Ladestrom für eine bestimmte Batterie (2,4 A) und der Endstrom überschreitet den Strom, bei dem die Batterie nicht mehr an Kapazität gewinnt (0,24 A).

Der Hauptnachteil eines solchen Ladevorgangs besteht darin, dass die Spannung der Batterie ständig überwacht werden muss. Und schalten Sie den Ladevorgang manuell ab, sobald die Spannung 4,2 Volt erreicht. Tatsache ist, dass Lithiumbatterien selbst eine kurzzeitige Überspannung nicht so gut vertragen – die Elektrodenmassen beginnen schnell abzubauen, was unweigerlich zu einem Kapazitätsverlust führt. Gleichzeitig werden alle Voraussetzungen für eine Überhitzung und Druckentlastung geschaffen.

Wenn Ihr Akku über eine eingebaute Schutzplatine verfügt, die weiter oben besprochen wurde, wird alles vereinfacht. Bei Erreichen einer bestimmten Spannung an der Batterie trennt die Platine selbst diese vom Ladegerät. Allerdings hat diese Lademethode erhebliche Nachteile, über die wir in gesprochen haben.

Der in den Akku eingebaute Schutz lässt unter keinen Umständen ein Wiederaufladen zu. Sie müssen nur noch den Ladestrom so steuern, dass er die für diesen Akku zulässigen Werte nicht überschreitet (Schutzplatinen können den Ladestrom leider nicht begrenzen).

Laden mit einem Labornetzteil

Wenn Sie über ein Netzteil mit Stromschutz (Begrenzung) verfügen, sind Sie gerettet! Ein solches Netzteil ist bereits ein vollwertiges Ladegerät, das das richtige Ladeprofil umsetzt, über das wir oben geschrieben haben (CC/CV).

Zum Laden von Lithium-Ionen-Akkus müssen Sie lediglich die Stromversorgung auf 4,2 Volt einstellen und die gewünschte Strombegrenzung einstellen. Und Sie können die Batterie anschließen.

Wenn die Batterie noch entladen ist, arbeitet das Labornetzgerät zunächst im Stromschutzmodus (d. h. es stabilisiert den Ausgangsstrom auf einem bestimmten Niveau). Wenn dann die Spannung an der Bank auf die eingestellten 4,2 V ansteigt, schaltet das Netzteil in den Spannungsstabilisierungsmodus und der Strom beginnt zu sinken.

Wenn der Strom auf 0,05–0,1 °C sinkt, kann der Akku als vollständig geladen betrachtet werden.

Wie Sie sehen, ist das Labor-Netzteil ein nahezu perfektes Ladegerät! Das Einzige, was es nicht automatisch tun kann, ist die Entscheidung, den Akku vollständig aufzuladen und auszuschalten. Aber das ist eine Kleinigkeit, die es nicht einmal wert ist, beachtet zu werden.

Wie lade ich Lithiumbatterien auf?

Und wenn es sich um eine Einwegbatterie handelt, die nicht zum Aufladen gedacht ist, dann lautet die richtige (und einzig richtige) Antwort auf diese Frage NEIN.

Tatsache ist, dass jede Lithiumbatterie (z. B. die übliche CR2032 in Form einer flachen Tablette) durch das Vorhandensein einer internen Passivierungsschicht gekennzeichnet ist, die die Lithiumanode bedeckt. Diese Schicht verhindert, dass die Anode chemisch mit dem Elektrolyten reagiert. Und die Zufuhr von Fremdstrom zerstört die obige Schutzschicht, was zu Schäden an der Batterie führt.

Wenn wir übrigens von der nicht wiederaufladbaren CR2032-Batterie sprechen, dann ist die ihr sehr ähnliche LIR2032 bereits eine vollwertige Batterie. Es kann und sollte aufgeladen werden. Nur ihre Spannung beträgt nicht 3, sondern 3,6V.

Wie man Lithium-Akkus auflädt (sei es ein Telefonakku, ein 18650er oder ein anderer Li-Ionen-Akku), wurde am Anfang des Artikels besprochen.

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Lithiumbatterien werden zunehmend in verschiedenen Mobilgeräten und mit einiger Verzögerung auch in elektronischen Spielzeugen eingesetzt. Was früher mit 3 AA-Batterien betrieben wurde, kann jetzt mit einem einzigen Li-Ion, Format (oder Größe) 18650, betrieben werden. Tatsächlich ist dies fast eine Kopie von AA. Das ist nur etwas komplizierter als die alte (Nickel-)Batterie. Wir empfehlen die Verwendung vorgefertigter Li-Po-USB-Ladeblöcke, die für LiPo-/LiIon-Elemente geeignet sind.

Sie haben nur zwei LEDs – rot beim Laden, grün bei voller Ladung. Kleine, handliche und günstige Geräte auf Basis des TP4056-Chips.

USB-Ladegerät am TP4056

Die meisten dieser Laderegler verfügen über einen Widerstand, der den Ladestrom einstellt. Wenn man also das Datenblatt der Mikroschaltung studiert, wird klar, wie man ihn in einem weiten Bereich ändern kann. Der Ladestrom wird über den Widerstand R4 eingestellt, standardmäßig ist ein 1,2 kΩ Widerstand eingelötet, was einem Ladestrom von ca. 1 A entspricht. Wir haben Experimente durchgeführt, und hier sind die Werte, die wir mit anderen Nennwerten erhalten haben:

Basierend auf den erhaltenen Werten können Sie den Strom gegen den Widerstand für das Ladegerät TP4056 grafisch darstellen.

Bei anderen Batterietypen funktioniert dieses Schema nicht, aber Lithiumbatterien aller Art funktionieren damit perfekt. Wir bieten eine tolle Option: Man kann aus dem Akku eines alten, nicht mehr funktionierenden Mobiltelefons oder eines Laptops eine Zelle plus dieses Geräts laden. Und jetzt verfügen Sie über eine geräumige, stabile 4-V-Spannungsquelle, die herkömmliche Batterien in vielen Fällen ersetzen kann. Und es wird über einen Standard-USB-Ausgang mit 5 Volt aufgeladen. Aber laut Pass zur Mikroschaltung funktioniert sie erfolgreich im Eingangsspannungsbereich von 1-8 V.

Grüße an alle, die das Licht angeschaut haben. Der Test wird sich, wie Sie wahrscheinlich schon vermutet haben, auf eine interessante Modifikation des „Folk“-Lademoduls konzentrieren TP4056 für einen Strom von 3A und kleine Verwendung als selbstgebautes Ladegerät für Lithium. Es wird einen kleinen Test geben und ein einfaches Beispiel für die Herstellung einer Ladung aus billigen Komponenten. Wenn Sie also Interesse haben, sind Sie unter der Katze herzlich willkommen.

Hier ist also die gleiche Modifikation des „Volksschals“:

Anwendung dieses Boards:

  • Laden von im Endgerät integrierten Li-Ion-Akkus. Ein häufiger Fall ist, dass sich im Gerät mehrere parallel geschaltete Dosen befinden und 1A zu klein ist. Nun, urteilen Sie selbst, es gibt zwei oder drei Bänke mit jeweils 2,6–3 Ah, die Gesamtkapazität beträgt etwa 6–7 Ah. Das Aufladen eines solchen Akkus dauert etwa 7-8 Stunden und mit diesem Schal etwa 3 Stunden. Als Beispiel – selbstgebaute PB, Akkuschrauber und Mini-Schraubendreher
  • Stellen Sie sich Ihr „Schnellladegerät“ für einen oder zwei Akkus zusammen. Moderne Hochleistungsbatterien mit 3300–3500 mAh können problemlos 3–4 A aufnehmen, sogar zwei parallele Bänke sogar noch mehr (vor dem Laden ist es besser, die Potenziale ungefähr auszugleichen). Die Hersteller selbst erlauben das Laden einiger Dosen mit einem Strom von 3-4A, dies steht in den Datenblättern dieser Dosen.
TTX:
  • Eingangsanschluss – DC-Anschluss 5 mm + doppelte Ausgänge;
  • Eingangsspannung – 4,5 V–5,5 V
  • Endladespannung – 4,2 V (Li-Ion-Akkus);
  • Maximaler Ladestrom - 3A;
  • Anzahl der TP4056-Module - 4 (max. Übertaktungsstrom 4A);
  • Anzeige – diskrete zweifarbige LED (rot/grün);
  • Verpolungsschutz - nein;
  • Abmessungen - 65 mm * 15 mm.
Ausrüstung:
  • Ladeplatine 4 * TP4056 bei 3A;
  • Zweifarbige dreibeinige LED (rotes/blaues Licht);
  • DC-Stecker 5 mm.

Geliefert wird das Taschentuch im gewohnt kleinen Paket, es erreichte mich in zwei, drei Wochen. In der Verpackung befand sich eine Art Schutz – zwei geklebte Folien aus Polyethylenschaum, in deren Inneren sich ein Schal befand:

Nahaufnahme der Ladeplatine:

Der Schaltung zufolge gibt es nichts Übernatürliches – sie haben lediglich 4 TP4056-Controller parallel geschaltet und gleichzeitig den maximalen Ladestrom für jeden Controller von 1 A auf 750 mA reduziert. Zuerst konnte ich nicht verstehen, warum der maximale Ladestrom nur 3A beträgt, da es vier Controller gibt, aber bei genauerem Hinsehen sah ich nicht den üblichen 1,2-Kom-SMD-Widerstand, sondern 1,6-Kom. Darüber hinaus gibt es in allen Schultern einen 1,6-kOhm-Widerstand:

Ich möchte Sie an die Tabelle des maximalen Ladestroms in Abhängigkeit vom Wert des Stromeinstellwiderstands erinnern:

In unserem Fall gibt es 1,6 kW-Widerstände für jeden Controller, 750 mA pro Arm. Daher beträgt der maximale Gesamtladestrom 3A. Das ist das Beste, das Taschentuch erwärmt sich weniger und 4A ist schon etwas zu viel. Wenn Sie hingegen einen Ladestrom von 4A benötigen, tauschen wir 4 Widerstände aus.

Höchstwahrscheinlich wird es nicht funktionieren, den Gesamtladestrom durch Einlöten eines Abstimm-/Variablenwiderstands zu regulieren, da dieser für jeden Regler eingestellt werden muss.

Insgesamt ist dies für diejenigen, die Schwierigkeiten haben oder nicht bereit sind, Volksschals selbst zu löten, eine gute Lösung des Problems.

Schalgrößen:

Der Schal ist recht klein, nur 65mm * 15mm:

Hier ein Vergleich mit der „Volks“-Platine TP4056 bei 1A, 18650er Batterie und Halterung:

Bei Bedarf können Sie den vorderen Teil der Platine, auf dem der DC-Stecker angelötet ist, abbeißen und an die 5V+ oder 5V- Kontakte, oder direkt an die entsprechenden Leiterbahnen anlöten:

Dadurch wird die Länge des Schals um 1 Zentimeter kürzer. Zuvor habe ich den Folk-Schal bereits überarbeitet, Folgendes ist passiert:

In unserem Fall ist einfach alles unmöglich, da die Leiterbahnen auf der Leiterplatte nicht leiden. Wer braucht natürlich einen DC-Stecker? Lassen Sie ihn stehen oder löten Sie ihn durch die Drähte an die 5V+- oder 5V-Kontakte. MicroUSB- und MiniUSB-Anschlüsse sind hier unerwünscht, sie werden sehr heiß, da sie für solche Ströme nicht ausgelegt sind. Ja, und das ist auch nicht nötig, denn in den meisten Adaptern gibt es eine Grenze von 2,5 A. Wenn sich der Adapter jedoch bei Überlastung nicht abschaltet, sparen wir ein diskretes Netzteil und der Strom ist etwas geringer. Deshalb liegt es an Ihnen...

Testen von Schals 4*TP4056 3A:

Jetzt testen wir den Schal. Lädt es wirklich mit 3A? Dabei helfen uns ein Amperevoltmeter, das in meinen Testberichten oft flackert (Messung des Ladestroms) und ein bekanntes Multimeter (Messung der Batteriespannung). Als Stromquelle - Schaltnetzteil S-30-5 bei 5V / 6A:

Wie Sie sehen können, erfolgt der Ladevorgang tatsächlich mit einem konstanten Strom von 3 A (CC-Phase), bis die Spannung an der Bank 3,9 V-3,95 V überschreitet und dann allmählich abnimmt (die CV-Phase beginnt). Sobald die Spannung an der Bank 4,2 V beträgt, wechselt die Farbe der LED auf Grün, was bedeutet, dass der Ladevorgang beendet ist. Obwohl der Strom aufgrund der Trägheit weiter fließt:

Danach nimmt der Strom für weitere 10-15 Minuten ab, während die Spannung an der Batterie 4,21 V beträgt. Sobald der Strom auf 150 mA sinkt, schaltet der Controller die Ladung vollständig ab, die Spannung an der Bank sinkt auf 4,2 V.

Die fast „ausgedrückte“ Dose Sanyo UR18650ZY 2600mah wurde vom Modul in 75-80 Minuten aufgeladen. Naja, einfach toll!

Ein kleines Beispiel für den Aufbau Ihres Ladegeräts bei 3A:

Als Beispiel gebe ich ein Beispiel für den Aufbau meines Ladegeräts aus bewährten, kostengünstigen Komponenten. Was wir dafür brauchen:

1) Direkt überwachte Platine TP4056*:

Sie benötigen Kupfer, nicht verkupfert. Das lässt sich leicht feststellen – wir reinigen es mit einem Messer und wenn die Adern zu glänzen beginnen und nicht verzinnt sind, dann ist der Draht verkupfert (Aluminium mit Kupfer beschichtet). Ich empfehle entweder hochwertige Akustik- oder Haushaltsgeräte wie ShVVP.

5) Netzteil (PSU) für 5V bei 5-6A (mit Spielraum). Ich habe das Netzteil S-30-5 5V/6A* verwendet:

Sie können das gängige 12-V-2-3-A-Netzteil verwenden, das mit verschiedenen Geräten geliefert wird, und einen 5-A-DC-DC-Abwärtswandler (sie halten 3 A stabil). Allerdings gibt es hier auch ein paar Minuspunkte, denn die Schaltung wird komplizierter und die Kosten für das Ladegerät steigen. Wenn also kein passendes Netzteil verfügbar ist, greifen wir auf ein Computer-Netzteil zurück. Eine zusätzliche Belastung von 15 W ist für ihn kein Problem, es sei denn natürlich, er arbeitet bereits an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit. Wenn ein freier Molex-Anschluss vorhanden ist, ist es kein Problem, einen Adapter daran anzuschließen. In diesem Fall benötigen wir rote (+) und schwarze (-) Drähte.

Also haben wir die Komponenten herausgefunden. Nun die Montage selbst:

Da das Taschentuch in einem anderen Gerät verwendet wird und ich bereits gute Hochstrom-Ladegeräte habe, benötige ich kein selbstgebautes Laden, sodass der Zusammenbau, wie man sagt, auf dem Knie liegt (die Anschlüsse werde ich nicht löten) :

Wir nehmen einen Halter für die Batterie und schneiden den Kunststoff an den Enden für den Draht aus (untere Nut im Foto):

Anschließend verlöten wir die Stromkabel mit oder ohne Stecker, je nachdem, welche Option Sie gewählt haben. Wir biegen die dreibeinige LED nach unserem Ermessen, aber um ihre Schlussfolgerungen nicht zu verkürzen, spannen wir die Isolierung von jedem Draht darauf:

Wir verschließen die Platine mit einer Plastikabdeckung vom Kabelkanal oder einem ähnlichen Gehäuse und umwickeln sie mit dem bekannten Isolierband, :-). Es ist ziemlich handwerklich, aber die Hauptsache funktioniert:

Kontrollkontrolle, alles funktioniert:

Ich habe die Anschlüsse nicht verlötet, sondern direkt an das Netzteil angeschlossen. Ich empfehle, einen entsprechenden Stecker anzulöten, der einem Dauerstromfluss von 3A standhält. Das ist alles was ich habe...

Vorteile:

  • Zuverlässige, über die Jahre bewährte Elementbasis;
  • Hoher Ladestrom;
  • Die Möglichkeit, den Ladestrom durch Austausch der Stromeinstellwiderstände auf bis zu 4 A zu erhöhen;
  • Kleine Größe;
  • Einfache Installation und Bedienung.
Nachteile:
  • Der Preis ist zu hoch;
  • Das Taschentuch ist nicht dafür ausgelegt, aufeinanderfolgende Baugruppen aufzuladen (2S, 3S, 4S und mehr können nicht);
  • Benötigt externe Stromversorgung;
  • Angst vor Polaritätsumkehr;
  • Eine gewisse Hemmung der letzten Phase des Ladevorgangs (CV).

Abschluss: nützliche Modifikation

Es handelt sich um eine sehr praktische Platine mit Laderegler auf Basis TP4056. Die Platine verfügt zusätzlich über einen Schutz für Li-Ionen-Akkus mit 3,7 V.

Geeignet zum Umrüsten von Spielzeug und Haushaltsgeräten von Batterien auf wiederaufladbare Batterien.
Dies ist ein günstiges und effizientes Modul (Ladestrom bis zu 1A).

Obwohl bereits viel über Module auf dem TP4056-Chip geschrieben wurde, werde ich noch ein wenig von mir selbst hinzufügen.
Vor kurzem habe ich davon erfahren, dass sie etwas mehr kosten, etwas größer sind, aber zusätzlich ein BMS-Modul () enthalten, um den Akku zu steuern und vor Tiefentladung und Überladung zu schützen, basierend auf dem S-8205A und dem DW01, die das ausschalten Batterie, wenn die Spannung an ihr überschritten wird.


Die Platinen sind für den Betrieb mit 18650-Zellen ausgelegt (hauptsächlich aufgrund des Ladestroms von 1 A), mit einigen Änderungen (Löten des Widerstands - Reduzierung des Ladestroms) sind sie jedoch für alle 3,7-V-Batterien geeignet.
Das Layout der Platine ist praktisch – es gibt Lötpads für Eingang, Ausgang und für die Batterie. Module können über Micro-USB mit Strom versorgt werden. Der Ladestatus wird durch die eingebaute LED angezeigt.
Die Abmessungen betragen ca. 27 x 17 mm, die Dicke ist gering, die „dickste“ Stelle ist der MicroUSB-Anschluss


Spezifikationen:
Typ: Ladegerätmodul
Eingangsspannung: 5 V empfohlen
Ladeabschaltspannung: 4,2 V (±) 1 %
Maximaler Ladestrom: 1000 mA
Batterie-Überentladungsschutzspannung: 2,5 V
Batterieüberstromschutzstrom: 3A
Brettgröße: ca. 27*17mm
Status-LED: Rot: Laden; Grün: Ladevorgang abgeschlossen
Paketgewicht: 9g

Der Link in der Kopfzeile verkauft eine Menge von fünf Stück, d. h. der Preis für ein Board beträgt etwa 0,6 $. Es ist etwas teurer als eine einzelne Ladeplatine des TP4056, aber ohne Schutz – diese werden in Packungen für anderthalb Dollar verkauft. Für den Normalbetrieb müssen Sie jedoch ein separates BMS kaufen.

Kurz zum Anpassen des Ladestroms für TP4056

TP4056 Ladereglermodul + Batterieschutz
Bietet Schutz vor Überladung, Tiefentladung, dreifacher Überlastung und Kurzschluss.
Maximaler Ladestrom: 1A
Maximaler Dauerentladestrom: 1A (Spitze 1,5A)
Ladespannungsgrenze: 4,275 V ±0. 025 V
Begrenzung (Abschaltung) der Entladung: 2,75 V ±0. 1 V
Batterieschutz, Chip: DW01.
B+ wird an den Pluspol der Batterie angeschlossen
B- wird an den Minuspol der Batterie angeschlossen
P- wird mit dem Minuspol des Last- und Ladeanschlusspunkts verbunden.

Auf der Platine befindet sich R3 (Markierung 122 - 1,2 kOhm). Um den gewünschten Ladestrom für das Element auszuwählen, wählen Sie den Widerstand gemäß der Tabelle aus und löten Sie ihn.


Nur für den Fall, eine typische Aufnahme von TP4056 aus der Spezifikation.



Die Menge der TP4056 + BMS-Module ist nicht das erste Mal, dass sie sich als sehr praktisch für den problemlosen Umbau von Haushaltsgeräten und Spielzeug auf Batterien erwiesen hat.

Die Abmessungen der Module sind klein, knapp zwei AA-Batterien breit, flach – sie eignen sich hervorragend zum Einbau alter Batterien aus Mobiltelefonen.


Zum Laden wird eine Standard-5-V-Quelle von USB verwendet, der Eingang ist MicroUSB. Wenn die Platinen in Kaskade verwendet werden, können Sie die erste parallel anlöten. Das Foto zeigt die Minus- und Pluskontakte an den Seiten des MicroUSB-Anschlusses.


Auf der Rückseite ist nichts zu sehen – das kann bei der Befestigung mit Kleber oder Klebeband hilfreich sein.


Für die Stromversorgung werden MicroUSB-Anschlüsse verwendet. Alte Platinen des TP4056 hatten MiniUSB.
Sie können die Platinen am Eingang zusammenlöten und nur eine an USB anschließen – so können Sie 18650-Kaskaden beispielsweise für Schraubendreher aufladen.


Ausgänge - äußerste Pads zum Anschluss der Last (OUT +/-), in der Mitte BAT +/- zum Anschluss der Batteriezelle.


Die Gebühr ist gering und praktisch. Im Gegensatz zu reinen Modulen gibt es beim TP4056 hier einen Batteriezellenschutz.
Für die Kaskadierung müssen Sie die Lastausgänge (OUT +/–) in Reihe und die Leistungseingänge parallel schalten.


Das Modul ist ideal für den Einbau in verschiedene Haushaltsgeräte und Spielzeuge, die mit 2-3-4-5 AA- oder AAA-Zellen betrieben werden. Dies bringt erstens einige Einsparungen, insbesondere bei häufigem Batteriewechsel (bei Spielzeug), und zweitens Komfort und Vielseitigkeit mit sich. Sie können für die Stromversorgung Elemente verwenden, die aus alten Batterien von Laptops, Mobiltelefonen, elektronischen Einwegzigaretten usw. stammen. Wenn es drei Elemente, vier, sechs usw. gibt, müssen Sie das StepUp-Modul verwenden, um die Spannung von 3,7 V auf 4,5 V/6,0 V usw. zu erhöhen. Natürlich abhängig von der Belastung. Praktisch ist auch die Option auf zwei Batteriezellen (2S, zwei Platinen in Reihe, 7,4V) mit einer StepDown-Platine. In der Regel sind StepDown einstellbar und Sie können jede Spannung innerhalb der Versorgungsspannung einstellen. Dies ist ein zusätzliches Volumen, das anstelle von AA/AAA-Batterien eingesetzt werden kann, aber dann müssen Sie sich keine Sorgen um die Elektronik des Spielzeugs machen.


Konkret wurde eines der Boards für einen alten IKEA-Mixer entworfen. Sehr oft war es notwendig, die darin enthaltenen Batterien auszutauschen, und mit Batterien funktionierte es schlecht (bei NiMH 1,2 V statt 1,5 V). Dem Motor ist es egal, ob er mit 3V oder 3,7V betrieben wird, daher habe ich auf StepDown verzichtet. Es drehte sich sogar noch etwas kräftiger.


Der 08570-Akku einer elektronischen Zigarette ist nahezu ideal für alle Umbauten (die Kapazität beträgt etwa 280 mAh und der Preis ist kostenlos).


Aber in diesem Fall ist es etwas lang. Die Länge der AA-Batterie beträgt 50 mm, und diese Batterie ist 57 mm, passte nicht. Sie können natürlich einen „Überbau“ beispielsweise aus polymorphem Kunststoff herstellen, aber ...
Daher habe ich einen kleinen Modellakku mit gleicher Kapazität genommen. Es ist äußerst wünschenswert, den Ladestrom (bis zu 250 ... 300 mA) durch Erhöhen des Widerstands R3 auf der Platine zu reduzieren. Sie können das normale erhitzen, ein Ende biegen und alle verfügbaren 2-3 kOhm verlöten.

Links habe ich ein Bild nach dem alten Modul mitgebracht. Beim neuen Modul ist die Platzierung der Komponenten anders, es sind jedoch alle gleichen Elemente vorhanden.


Wir verbinden die Batterie (Löten) mit den Klemmen in der Mitte von BAT +/–, löten die Motorkontakte von den Kontaktplatten für AA-Batterien (wir entfernen sie ganz), löten die Motorlast an den Platinenausgang (OUT +/– ).
Sie können mit einem Dremel ein USB-Loch in den Deckel schneiden.


Ich habe ein neues Cover angefertigt – das alte wurde komplett weggeworfen. Die neuen Steckplätze sind für die Platzierung der Platine und ein Loch für MicroUSB gedacht.


GIF des Mixers aus der Batterie - er dreht sich zügig. Die Kapazität von 280 mAh reicht für ein paar Minuten Arbeit, man muss es in 3-6 Tagen aufladen, je nachdem, wie oft man es benutzt (ich benutze es selten, man kann es sofort einpflanzen, wenn man es übertreibt.). Aufgrund des geringeren Ladestroms dauert der Ladevorgang länger, etwas weniger als eine Stunde. Aber jedes Aufladen über ein Smartphone.


Wenn Sie einen StepDown-Controller für RC-Cars verwenden, dann ist es besser, zwei 18650 und zwei Platinen zu nehmen und diese wie im Bild in Reihe (und die Ladeeingänge parallel) zu schalten. Wo der gemeinsame Ausgang OUT platziert wird, wird ein beliebiges Abwärtsmodul platziert und auf die gewünschte Spannung eingestellt (z. B. 4,5 V/6,0 V). In diesem Fall fährt die Maschine nicht langsam, wenn die Batterien leer sind. Im Falle einer Entladung schaltet sich das Modul einfach abrupt ab.

Das Modul des TP4056 mit integriertem BMS-Schutz ist sehr praktisch und vielseitig.
Das Modul ist für einen Ladestrom von 1A ausgelegt.
Wenn Sie eine Kaskade anschließen, berücksichtigen Sie beim Laden den Gesamtstrom. Beispielsweise „verlangen“ 4 Kaskaden zur Stromversorgung der Akkus eines Schraubendrehers 4 A zum Laden, und dieses Ladegerät eines Mobiltelefons hält das nicht aus.
Das Modul eignet sich zum Nachbauen von Spielzeugen – ferngesteuerten Autos, Robotern, verschiedenen Lampen, Fernbedienungen ... – allen möglichen Spielzeugen und Geräten, bei denen Sie häufig die Batterien wechseln müssen.

Update: Wenn das Minus durch ist, ist bei der Parallelisierung alles komplizierter.
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