Oggi, molti utenti hanno accumulato diverse batterie al litio funzionanti e inutilizzate che appaiono quando si sostituiscono i telefoni cellulari con gli smartphone.
Quando si usano le batterie nei telefoni con il proprio caricabatterie, a causa dell'uso di microcircuiti specializzati per il controllo della carica, non ci sono praticamente problemi con la ricarica. Ma quando si usano batterie al litio in vari prodotti fatti in casa sorge la domanda, come e come caricare tali batterie. Alcune persone credono che le batterie al litio contengano già controller di carica integrati, ma in realtà hanno schemi di protezione integrati, tali batterie sono chiamate protette. Gli schemi di protezione in essi contenuti hanno principalmente lo scopo di proteggere da scariche profonde e sovratensioni quando si carica al di sopra di 4,25 V, ad es. Questa è una protezione di emergenza, non un controller di carica.
Alcuni "amici" sul sito qui scriveranno anche che per un po 'di soldi è possibile ordinare una scheda speciale dalla Cina, con la quale è possibile caricare batterie al litio. Ma questo è solo per gli appassionati di "shopping". Non ha senso acquistare qualcosa che è facile da assemblare in pochi minuti da parti economiche e comuni. Non dimenticare che la tariffa ordinata dovrà attendere circa un mese. Sì, e il dispositivo acquistato non porta tale soddisfazione quanto realizzato fallo da solo.
Il caricabatterie proposto è in grado di ripetere quasi tutti. Questo schema è molto primitivo, ma fa fronte completamente al suo compito. Tutto ciò che è necessario per la ricarica di alta qualità delle batterie agli ioni di litio è stabilizzare la tensione di uscita del caricatore e limitare la corrente di carica.
Il caricabatterie è caratterizzato da affidabilità, compattezza e alta stabilità della tensione di uscita e, come è noto, per le batterie agli ioni di litio questa è una caratteristica molto importante durante la ricarica.
Schema del caricabatterie per batteria agli ioni di litio
Il circuito del caricabatterie è realizzato su un regolatore di tensione regolabile TL431 e un transistor NPN bipolare di media potenza. Il circuito consente di limitare la corrente di carica della batteria e stabilizza la tensione di uscita.
Il ruolo dell'elemento regolatore è il transistor T1. Il resistore R2 limita la corrente di carica, il cui valore dipende solo dai parametri della batteria. Si consiglia una resistenza da 1 watt. Altri resistori possono avere una potenza di 125 o 250 mW.
La scelta del transistor è determinata dalla corrente di carica richiesta impostata per caricare la batteria. Per il caso in esame, caricando le batterie dai telefoni cellulari, è possibile utilizzare transistor NPN domestici o importati di media potenza (ad esempio, KT815, KT817, KT819). Con una tensione di ingresso elevata o quando si utilizza un transistor a bassa potenza, è necessario installare il transistor su un radiatore.
Il LED1 (evidenziato in rosso nel diagramma) viene utilizzato per segnalare visivamente la carica della batteria. Quando si accende una batteria scarica, l'indicatore si illumina intensamente e si attenua durante la ricarica. La spia è proporzionale alla corrente di carica della batteria. Ma va notato che con il LED completamente spento, la batteria verrà comunque caricata con una corrente inferiore a 50 mA, che richiede un monitoraggio periodico del dispositivo per evitare il sovraccarico.
Per migliorare la precisione del monitoraggio della fine della carica, è stata aggiunta al circuito del caricatore un'ulteriore opzione per indicare la carica della batteria (evidenziata in verde) sul LED2, il transistor PNP KT361 a bassa potenza e il sensore di corrente R5. Il dispositivo può utilizzare qualsiasi variante dell'indicatore, in base alla precisione richiesta del controllo di carica della batteria.
Il circuito presentato è progettato per caricare solo una batteria agli ioni di litio. Ma questo caricabatterie può essere utilizzato anche per caricare altri tipi di batterie. È necessario solo impostare la tensione di uscita e la corrente di carica richieste.
Fabbricazione di caricabatterie
1. Acquistiamo o selezioniamo tra i componenti disponibili per l'assemblaggio secondo lo schema.
2. Montaggio del circuito.
Per verificare l'operatività del circuito e le sue impostazioni, assembliamo il caricabatterie sul circuito.
Il diodo nel circuito di alimentazione della batteria (bus negativo - filo blu) è progettato per impedire la scarica di una batteria agli ioni di litio in assenza di tensione all'ingresso del caricabatterie.
3. Impostazione della tensione di uscita del circuito.
Colleghiamo il circuito a una fonte di alimentazione con una tensione di 5 ... 9 volt. Con la resistenza di taglio R3, impostiamo la tensione di uscita del caricabatterie nell'intervallo 4,18 - 4,20 volt (se necessario, misuriamo la sua resistenza al termine dell'impostazione e mettiamo la resistenza con la resistenza desiderata).
4. Impostazione della corrente di carica del circuito.
Dopo aver collegato la batteria scarica al circuito (quando il LED si accende), impostiamo il valore della corrente di carica (100 ... 300 mA) utilizzando il tester R2. Con una resistenza R2 inferiore a 3 ohm, il LED potrebbe non accendersi.
5. Prepariamo una scheda per il montaggio e la saldatura delle parti.
Ritagliamo le dimensioni richieste dalla scheda universale, elaboriamo con cura i bordi della scheda con un file, puliamo e riordiniamo le piste di contatto.
6. Installazione di un circuito di debug su un tavolo di lavoro
Trasferiamo le parti dal circuito stampato a quello funzionante, saldiamo le parti, eseguiamo il cablaggio mancante delle connessioni con un filo di montaggio sottile. Alla fine dell'assemblaggio, controlliamo a fondo l'installazione.
Il caricabatterie può essere montato in qualsiasi modo conveniente, incluso il montaggio a parete. Se installato senza errori e parti riparabili, inizia a funzionare immediatamente dopo l'accensione.
Quando è collegata a un caricabatterie, una batteria scarica inizia a consumare la corrente massima (limitata da R2). Quando la tensione della batteria si avvicina a quella impostata, la corrente di carica diminuirà e quando la tensione sulla batteria raggiunge 4,2 volt, la corrente di carica sarà praticamente zero.
Tuttavia, non è consigliabile lasciare la batteria collegata al caricabatterie per un lungo periodo, perché non gli piace ricaricarsi anche con una piccola corrente e può esplodere o prendere fuoco.
Se il dispositivo non funziona, è necessario controllare la tensione del terminale di controllo (1) di TL431.Il valore deve essere di almeno 2,5 V. Questo è il valore minimo consentito della tensione di riferimento per questo chip. Il chip TL431 è abbastanza comune, specialmente negli alimentatori per computer.