Схема литий-ионного зарядного устройства
Сегодня мы рассмотрим схему зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. На первый взгляд кажется, что простейшую версию такой схемы можно построить на микросхеме lm317. Но тогда питать зарядное устройство придется от напряжения выше 5 В, т.к. разница между напряжениями на входе и выходе этой микросхемы должна составлять минимум 2 В. Напряжение Li-ion элемента с полным зарядом – порядка 4,2 В. Поэтому разница напряжений не достигает даже 1 В, и от варианта с микросхемой lm317 придется отказаться.
Собрать зарядник для литий-ионных элементов можно с использованием специализированной платы TP4056 1A. Ее можно приобрести и несложно сделать самостоятельно.
Ниже приведена гибридная схема, в которой напряжение стабилизируется, и ограничивается ток заряда.
Принцип работы литий-ионного зарядного устройства
Напряжение стабилизируется при помощи микросхемы стабилитрона tl431. Она используется во многих блоках питания импульсного типа, в т. ч. в компьютерном. Усилителем будет транзистор – произвольный вариант обратной проводимости и достаточно высокой мощности: КТ805, 815, 817, 819 и их аналоги. Ток заряда, задаваемый резистором R1, зависит от особенностей подзаряжаемого элемента питания. Резистор R1 рекомендуется брать мощностью 1 Вт, а оставшиеся – 0,25 или 0,125 Вт. Напряжение «банки» типа Li-ion в заряженном состоянии – порядка 4,2 В. Это значение напряжения и нужно поставить на выходе. К этому и сводится настроечный процесс – достаточно подбирать R2, R3 и фиксировать на выходе напряжение 4,2 В. Рассчитать напряжение стабилизации микросхемы tl431 позволяют многие интернет-программы. Чтобы выполнить точную настройку Uвых в нашей схеме контроля зарядки Li-ion аккумуляторов, стоит вместо резистора R2 воспользоваться многооборотным сопротивлением 10 кОм. Функции индикатора заряда успешно выполнит светодиод.
Актуальность схемы и рекомендации по ее проверке
Предложенная схема может применяться для подзарядки одного литиевого аккумулятора (элемента питания, «банки») популярного типоразмера 18650. Подходит она и для Li-ion аккумуляторов других стандартов, но в таком случае следует установить на выходе из зарядного устройства другое значение напряжения. Если собранная вами схема не работает, убедитесь в наличии напряжения более 2,5 В на управляющем выводе микросхемы. Рабочее напряжение 2,5 В – минимум для наружного источника. Иногда минимум рабочего напряжения берется равным 3 В. Для контроля работоспособности схемы перед пайкой стоит создать простой тестовый стенд. После сборки необходимо досконально проконтролировать монтаж. На практике рекомендуется всегда использовать самостоятельно собранные зарядные устройства и схемы на Li-ion аккумуляторах с BMS платой. Плата защиты не допустит выхода напряжения за допустимые границы, убережет элемент питания от поломки и преждевременного износа. В фирменных зарядных устройствах для защиты Li-ion аккумуляторов от высокого напряжения используются специальные микросхемы с функциями контроля. Подробнее о том, как правильно заряжать Li-ion аккумулятор стандарта 18650, читайте здесь.
