So entwerfen Sie ein Ladegerät für Lithium-Ionen-Batterien zu Hause. Ladegerät für Lithium-Ionen-Akkus Ladegerät für Lithium-Akku 12V

Hallo zusammen! Heute erzähle und zeige ich es dir Ladeschaltung für Lithium-Ionen-Akkus ab 12 Volt. Ein solches Ladegerät kann beim Angeln, auf einer Wanderung zum Aufladen von Taschenlampen oder zu Hause bei Verwendung einer 12-Volt-Stromquelle nützlich sein.

Ein nach diesem Schema aufgebautes Ladegerät ist also für Lithium-Ionen-Akkus mit einer Kapazität von 900 mAh oder mehr geeignet. Das Ladegerät kann über jede 12-V-Stromquelle oder über den Zigarettenanzünder im Auto mit Strom versorgt werden. Maximaler Strom Die Ladung beträgt ca. 650 mA.

So sieht das fertig zusammengebaute Gerät aus:

Das Schema ist recht einfach. Zunächst ist zu erkennen, dass die Ausgangsspannung von 8,4 V zum Laden eines Paars (2) Dosen gedacht ist. Aber das ist nicht ganz richtig. Tatsache ist, dass der variable Widerstand im Stromkreis (R4) für die Spannung verantwortlich ist. Mit seiner Hilfe können Sie die Ausgangsspannung sowohl für ein 4,2-V-Element als auch für ein Elementpaar mit einer Gesamtspannung von 8,4 V einstellen.

Um eine solche Gebühr zu erstellen, benötigen Sie:

• Regler mit einstellbarer Ausgangsspannung LM317
• 2N2222A oder ein beliebiger Transistor, der 800 mA verarbeiten kann
• 2 Kondensatoren 0,1 µF
• Widerstand 1 Ohm 1Watt
• Variabler Widerstand 1K
• Kein großer Kühlkörper für LM317

Der Widerstand R4 stellt die erforderliche Ausgangsspannung ein
R1 steuert den Ausgangsstrom

Foto der Platine nach dem Ätzen und im zusammengebauten Zustand:

Moderne elektronische Geräte (wie Mobiltelefone, Laptops oder Tablets) werden mit Lithium-Ionen-Batterien betrieben, die ihre alkalischen Gegenstücke ersetzt haben. Nickel-Cadmium- und Nickel-Metallhydrid-Batterien sind aufgrund der besten technischen und technischen Möglichkeiten den Li─Ion-Batterien gewichen Verbraucherqualitäten Letzteres. Die verfügbare Ladung solcher Batterien liegt ab dem Zeitpunkt der Produktion zwischen vier und sechs Prozent, danach beginnt sie mit der Nutzung abzunehmen. In den ersten 12 Monaten nimmt die Batteriekapazität um 10 bis 20 % ab.

Originale Ladegeräte

Ladegeräte für Ionenbatterien sind ähnlichen Geräten für Blei-Säure-Batterien sehr ähnlich, ihre Batterien, aufgrund ihrer äußerlichen Ähnlichkeit „Banken“ genannt, weisen jedoch eine höhere Spannung auf, sodass strengere Toleranzanforderungen (z. B. die zulässige Spannungsdifferenz) gelten beträgt nur 0,05 c). Das gängigste Format einer 18650-Ionen-Batteriebank ist, dass sie einen Durchmesser von 1,8 cm und eine Höhe von 6,5 cm hat.

Nur eine Anmerkung. Das Aufladen eines Standard-Lithium-Ionen-Akkus dauert bis zu drei Stunden, die genauere Zeit richtet sich nach der ursprünglichen Kapazität.

Hersteller Li- Ionenbatterien Wir empfehlen, zum Laden nur Original-Ladegeräte zu verwenden, die garantiert die erforderliche Spannung für den Akku liefern und keinen Teil seiner Kapazität durch Überladung und Bruch des Elements zerstören chemisches System, ist es auch unerwünscht, den Akku vollständig aufzuladen.

Passt auf! Bei längerer Lagerung sollten Lithiumbatterien optimalerweise eine geringe Ladung (nicht mehr als 50 %) haben, außerdem ist es notwendig, sie aus den Geräten zu entfernen.

Wenn Lithiumbatterien über eine Schutzplatine verfügen, besteht keine Gefahr einer Überladung.

Die eingebaute Schutzplatine unterbricht zu hohe Spannungen (mehr als 3,7 Volt pro Zelle) während des Ladevorgangs und schaltet den Akku ab, wenn der Ladezustand auf ein Minimum, normalerweise 2,4 Volt, sinkt. Der Laderegler erkennt den Moment, in dem die Spannung an der Bank 3,7 Volt erreicht und trennt das Ladegerät von der Batterie. Dieses wichtige Gerät überwacht auch die Temperatur der Batterie, um Überhitzung und Überstrom zu verhindern. Der Schutz basiert auf der Mikroschaltung DV01-P. Nachdem der Stromkreis durch die Steuerung unterbrochen wurde, erfolgt die Wiederherstellung automatisch, wenn die Parameter normalisiert sind.

Auf dem Chip zeigt eine rote Anzeige an, dass der Akku geladen ist, und eine grüne oder blaue Anzeige zeigt an, dass der Akku geladen ist.

So laden Sie Lithiumbatterien richtig auf

Namhafte Hersteller von Li-Ionen-Akkus (zum Beispiel Sony) nutzen in ihren Ladegeräten ein zwei- oder dreistufiges Ladeprinzip, was die Akkulaufzeit deutlich verlängern kann.

Am Ausgang des Ladegeräts liegt eine Spannung von fünf Volt an, und der Stromwert reicht von 0,5 bis 1,0 der Nennkapazität des Akkus (z. B. für eine Zelle mit einer Kapazität von 2200 Milliamperestunden der Strom). Ladegerät sollte bei 1,1 Ampere liegen.)

In der Anfangsphase, nach dem Anschließen des Ladegeräts für Lithiumbatterien, beträgt der Stromwert 0,2 bis 1,0 der Nennkapazität, während die Spannung 4,1 Volt (pro Zelle) beträgt. Unter diesen Bedingungen dauert das Aufladen der Akkus 40 bis 50 Minuten.

Um einen konstanten Strom zu erreichen, muss der Ladekreis in der Lage sein, die Spannung an den Batterieklemmen zu erhöhen. Dabei fungiert das Ladegerät für die meisten Lithium-Ionen-Batterien als herkömmlicher Spannungsregler.

Wichtig! Wenn es notwendig ist, Lithium-Ionen-Akkus mit eingebauter Schutzplatine zu laden, sollte die Leerlaufspannung nicht mehr als sechs bis sieben Volt betragen, da sie sich sonst verschlechtert.

Wenn die Spannung 4,2 Volt erreicht, beträgt die Batteriekapazität zwischen 70 und 80 Prozent, was das Ende der ersten Ladephase signalisiert.

Die nächste Stufe wird bei konstanter Spannung durchgeführt.

Weitere Informationen. Einige Geräte verwenden eine Impulsmethode für schnelleres Laden. Verfügt die Lithium-Ionen-Batterie über ein Graphitsystem, dann muss diese die Spannungsgrenze von 4,1 Volt pro Zelle einhalten. Wird dieser Parameter überschritten, erhöht sich die Energiedichte der Batterie und es kommt zu Oxidationsreaktionen, die die Lebensdauer der Batterie verkürzen. In modernen Batteriemodellen werden spezielle Zusätze verwendet, die eine Spannungserhöhung beim Anschluss eines Ladegeräts für Li-Ionen-Batterien auf 4,2 Volt plus/minus 0,05 Volt ermöglichen.

In einfachen Lithiumbatterien halten Ladegeräte ein Spannungsniveau von 3,9 Volt aufrecht, was für sie ein zuverlässiger Garant für eine lange Lebensdauer ist.

Bei einer Stromabgabe von 1 Batteriekapazität beträgt die Zeit bis zum Erreichen einer optimal geladenen Batterie 2 bis 3 Stunden. Sobald die Ladung voll ist, erreicht die Spannung die Abschaltnorm, der Stromwert sinkt schnell und bleibt auf dem Niveau einiger Prozent des Anfangswerts.

Wird der Ladestrom künstlich erhöht, verkürzt sich die Nutzungsdauer des Ladegeräts zur Stromversorgung von Lithium-Ionen-Akkus kaum. In diesem Fall steigt die Spannung zunächst schneller an, gleichzeitig verlängert sich jedoch die Dauer der zweiten Stufe.

Einige Ladegeräte können den Akku während eines solchen Ladevorgangs in 60–70 Minuten vollständig aufladen, die zweite Stufe entfällt und der Akku kann nach der ersten Stufe verwendet werden (der Ladezustand liegt ebenfalls bei 70 Prozent Kapazität).

In der dritten und letzten Ladestufe erfolgt eine Ausgleichsladung. Es wird nicht jedes Mal durchgeführt, sondern nur alle 3 Wochen, wenn Batterien gelagert (nicht verwendet) werden. Unter Bedingungen der Batterielagerung ist eine Strahlladung nicht möglich, da in diesem Fall eine Lithiummetallisierung auftritt. Kurzfristiges Nachladen mit konstantem Spannungsstrom hilft jedoch, Ladungsverluste zu vermeiden. Der Ladevorgang stoppt, wenn die Spannung 4,2 Volt erreicht.

Die Lithiummetallisierung ist aufgrund der Freisetzung von Sauerstoff und eines plötzlichen Druckanstiegs gefährlich, was zu einer Entzündung und sogar einer Explosion führen kann.

DIY-Batterieladegerät

Ein Ladegerät für Lithium-Ionen-Akkus ist günstig, aber wenn Sie ein wenig Elektronikkenntnisse haben, können Sie eines auch selbst herstellen. Wenn keine genauen Informationen über die Herkunft der Batterieelemente vorliegen und Zweifel an der Genauigkeit der Messgeräte bestehen, sollten Sie die Ladeschwelle im Bereich von 4,1 bis 4,15 Volt einstellen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Batterie keine Schutzplatine hat.

Um ein Ladegerät für Lithiumbatterien mit eigenen Händen zusammenzubauen, reicht eine vereinfachte Schaltung, von der es viele im Internet frei verfügbar gibt.

Als Anzeige können Sie eine Lade-LED verwenden, die aufleuchtet, wenn die Akkuladung deutlich nachlässt, und erlischt, wenn der Akku auf „Null“ entladen ist.

Das Ladegerät wird in der folgenden Reihenfolge zusammengebaut:

• eine geeignete Wohnung ist vorhanden;
• ein Fünf-Volt-Netzteil und weitere Schaltungsteile sind montiert (Reihenfolge unbedingt einhalten!);
• ein Paar Messingstreifen wird ausgeschnitten und an den Buchsenlöchern befestigt;
• Mit einer Mutter wird der Abstand zwischen den Kontakten und der angeschlossenen Batterie bestimmt.
• Zur Umstellung der Polarität ist ein Schalter eingebaut (optional).

Wenn die Aufgabe darin besteht, ein Ladegerät für 18650-Akkus mit eigenen Händen zusammenzubauen, sind eine komplexere Schaltung und mehr technische Fähigkeiten erforderlich.

Alle Lithium-Ionen-Akkus müssen von Zeit zu Zeit aufgeladen werden, eine Überladung sowie eine vollständige Entladung sollten jedoch vermieden werden. Mit Hilfe spezieller Ladegeräte ist es möglich, die Funktionsfähigkeit von Akkus aufrechtzuerhalten und ihre Arbeitsfähigkeit über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten. Es empfiehlt sich, Original-Ladegeräte zu verwenden, Sie können diese aber auch selbst zusammenbauen.

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Fast alle modernen Lithium-Ionen-Batterien verfügen über eine hervorragende Energiekapazität sowie hohe kompakte Abmessungen. Mit ihrer Hilfe können Sie Hochleistungsgeräte mit höchster Effizienz betreiben. Und dafür ist es absolut nicht notwendig, ein fertiges Ladegerät im Laden zu kaufen, denn es gibt eine günstigere Möglichkeit, die vor allem Funkamateuren gefallen wird – ein Ladegerät für Lithium-Ionen-Akkus selbst zusammenzubauen.

Vorsichtsmaßnahmen: Überladen ist verboten

Es ist äußerst wichtig, eines zu beachten, bevor Sie mit dem Zusammenbau der Batterie beginnen: einfache Sache- Lithiumbatterien dürfen nicht aufgeladen werden. Sie stellen sehr strenge Anforderungen an den Lademodus und den Betrieb, sodass sie nicht auf eine Spannung über 4,2 V geladen werden können. Noch besser ist es, sich an Informationen über den sicheren Schwellenwert für jede einzelne Dose zu orientieren. Dort kann übrigens auch ein niedrigerer Schwellenwert angegeben werden, der für diesen Fall als akzeptabel angesehen wird.

Noch besser ist es, wenn Sie Ihre Lithiumbatterie selbst aufladen und die verwendeten Materialien und Geräte mehrmals überprüfen. Wenn Sie Zweifel an der Genauigkeit Ihrer Voltmeterwerte oder der Herkunft der Dosen sowie der maximal zulässigen Ladeleistung haben, ist es besser, den Schwellenwert noch niedriger einzustellen. Der optimale Bereich liegt zwischen 4,1 und 4,15 V. In diesem Fall ist das Laden von Akkus ohne eingebaute Schutzplatine für Sie sicher.

Andernfalls besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer starken Erwärmung und Schwellung der Dosen, einer starken Freisetzung von Gas mit starkem unangenehmen Geruch und sogar einer anschließenden Explosion. Überprüfen Sie alles mehrmals, bevor Sie mit dem Zusammenbau und dem Laden fortfahren.

So bauen Sie ein Lithium-Ladegerät zusammen DIY-Batterien

Eine der einfachsten, wenn nicht die einfachste Möglichkeit, ein Ladegerät zu erstellen. Dabei kommt der LM317-Chip zum Einsatz. Es ist günstig und weit verbreitet und verfügt außerdem über eine Ladeanzeige.

Bei der Einrichtung wird die Ausgangsspannung mithilfe des Trimmwiderstands R8 auf 4,2 Volt eingestellt. Achten Sie nur darauf, dass die Batterie nicht angeschlossen ist. Der Ladestrom wird ebenfalls durch Auswahl der Widerstände R4 und R6 eingestellt. Die empfohlene Leistung des Widerstands R1 sollte mindestens 1 Watt betragen.

Wenn die LED am Stromkreis erlischt, signalisiert dies den Abschluss des Batterieladevorgangs. Gleichzeitig sind die Indikatoren Ladestrom wird niemals auf Null sinken.

Mikroschaltungen vom Typ LM317 werden wie ihre Analoga sehr häufig in allen Arten von Strom- und Spannungsstabilisatoren verwendet. Gleichzeitig können Sie sie auf jedem Radiomarkt kaufen und kosten nur ein paar Cent.

Als Nachteil der Schaltung kann die Versorgungsspannung angesehen werden, die zwischen 8 und 12 V liegen muss. Dies liegt daran, dass für die normale Funktion der Mikroschaltung ein Unterschied zwischen der Spannung am Automatikgetriebe und der Versorgungsspannung besteht Die Spannung muss mindestens 4,25 V betragen, d. h. die Stromversorgung des Geräts über den USB-Anschluss funktioniert nicht.

Die Reihenfolge zum Sammeln der Lithiumbatterieladung mit Ihren eigenen Händen ist wie folgt:

1. Wählen Sie einen geeigneten Fall aus;
2. schließen Sie das Netzteil (5 V) und die Elemente des angegebenen Stromkreises daran an (unbedingt in der richtigen Reihenfolge);
3. Nehmen Sie Messing, schneiden Sie zwei Streifen daraus aus und befestigen Sie sie an den Fassungen.
4. Stellen Sie mit einer Mutter den Abstand zwischen den Kontakten und der Batterie ein, die Sie anschließen möchten.
5. Bringen Sie den Schalter an, wenn Sie später die Polarität an den Steckdosen ändern möchten (wenn nicht, lassen Sie alles so, wie es ist).

Wenn die Aufgabe jedoch darin besteht, ein Ladegerät zusammenzubauen, das für 18650-Akkus ausgelegt ist, sollten Sie sofort zu komplexeren Schaltungen übergehen oder ein fertiges Gerät kaufen. Ohne entsprechende technische Kenntnisse ist die Montage des Gerätes nicht möglich. Manchmal ist es wirklich einfacher, ein wenig auszugeben mehr Geld, aber nehmen Sie ein Werksladegerät mit den notwendigen Parametern und Schutz.

Wie baut man mit eigenen Händen ein Ladegerät für Lithium-Ionen-Akkus zusammen?

Seit Li-Ion-Akkus empfindlich gegenüber plötzlicher Spannung während des Ladevorgangs; in Markenbatterien sind spezielle Mikroschaltungen eingebaut. Sie sorgen für eine Spannungskontrolle und lassen keine Überschreitung der zulässigen Grenzwerte zu. Um ein Ladegerät für 18650-Lithiumbatterien mit eigenen Händen zusammenzubauen, benötigen Sie daher eine komplexere Schaltung als die oben beschriebene.

Diese Version der Batterie wird viel schwieriger herzustellen sein als die vorherige, und zu Hause ist dies nur möglich, wenn Sie über bestimmte Fähigkeiten und entsprechende Erfahrung verfügen. Theoretisch erhalten Sie ein Ladegerät, dessen Eigenschaften denen von Markenakkus in nichts nachstehen. Doch in der Praxis ist dies nicht immer der Fall.

Haben Sie zu Hause aus Schrott ein Ladegerät zusammengebaut? Teilen Sie uns Ihre Ergebnisse in den Kommentaren mit.

Viele mögen sagen, dass man für wenig Geld eine spezielle Platine aus China bestellen kann, mit der man Lithiumbatterien über USB laden kann. Es wird ungefähr 1 Dollar kosten.

Aber es macht keinen Sinn, etwas zu kaufen, das sich leicht in wenigen Minuten zusammenbauen lässt. Vergessen Sie nicht, dass Sie etwa einen Monat auf das bestellte Board warten müssen. Und ein gekauftes Gerät macht nicht so viel Freude wie ein selbstgebautes.
Ursprünglich war geplant, ein Ladegerät auf Basis des LM317-Chips zusammenzubauen.

Um diese Ladung mit Strom zu versorgen, ist jedoch eine höhere Spannung als 5 V erforderlich. Der Chip muss einen Unterschied von 2 V zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung aufweisen. Eine geladene Lithiumbatterie hat eine Spannung von 4,2 V. Dies entspricht nicht den beschriebenen Anforderungen (5-4,2 = 0,8), sodass Sie nach einer anderen Lösung suchen müssen.

Fast jeder kann die Übung, die in diesem Artikel besprochen wird, wiederholen. Sein Schema ist ganz einfach zu wiederholen.

Eines dieser Programme kann am Ende des Artikels heruntergeladen werden.
Um die Ausgangsspannung genauer einzustellen, können Sie den Widerstand R2 durch einen Widerstand mit mehreren Windungen ersetzen. Sein Widerstand sollte etwa 10 kOhm betragen.

Angehängte Dateien: :

So bauen Sie eine einfache Powerbank mit Ihren eigenen Händen: Diagramm einer selbstgemachten Powerbank Lithium-Ionen-Akku zum Selbermachen: So laden Sie ihn richtig

Die Erfindung und Nutzung von Werkzeugen mit autonomer Energieversorgung ist zu einem der Markenzeichen unserer Zeit geworden. Neue aktive Komponenten werden entwickelt und eingeführt, um die Leistung von Batteriebaugruppen zu verbessern. Leider können Batterien ohne Aufladen nicht funktionieren. Und wenn bei Geräten, die ständigen Zugang zum Stromnetz haben, das Problem durch eingebaute Quellen gelöst wird, sind für leistungsstarke Stromquellen, beispielsweise ein Schraubendreher, separate Ladegeräte für Lithiumbatterien erforderlich, die die Eigenschaften unterschiedlicher Geräte berücksichtigen Arten von Batterien.

In den letzten Jahren werden zunehmend Produkte auf Basis von Lithium-Ionen-Wirkkomponenten eingesetzt. Und das ist durchaus verständlich, da sich diese Netzteile sehr gut bewährt haben:

• sie haben keinen Memory-Effekt;
• Die Selbstentladung wurde nahezu vollständig eliminiert;
• kann bei Minustemperaturen arbeiten;
• Halten Sie den Ausfluss gut fest.
• die Anzahl wurde auf 700 Zyklen erhöht.

Allerdings hat jeder Batterietyp seine eigenen Eigenschaften. Daher erfordert die Lithium-Ionen-Komponente die Konstruktion von Elementarbatterien mit einer Spannung von 3,6 V, was einige individuelle Eigenschaften für solche Produkte erfordert.

Wiederherstellungsfunktionen

Bei allen Vorteilen von Lithium-Ionen-Batterien haben sie auch Nachteile – dies ist die Möglichkeit eines internen Kurzschlusses von Elementen während des Ladevorgangs mit Überspannung aufgrund der aktiven Kristallisation von Lithium in der aktiven Komponente. Außerdem gibt es eine Begrenzung des Mindestspannungswerts, die es der aktiven Komponente unmöglich macht, Elektronen aufzunehmen. Um die Folgen zu beseitigen, ist die Batterie mit einem internen Controller ausgestattet, der bei Erreichen kritischer Werte den Stromkreis der Elemente mit der Last unterbricht. Solche Elemente werden am besten gelagert, wenn sie zu 50 % bei +5 - 15 °C geladen sind. Ein weiteres Merkmal von Lithium-Ionen-Batterien ist, dass die Betriebszeit der Batterie vom Zeitpunkt ihrer Herstellung abhängt, unabhängig davon, ob sie verwendet wurde oder nicht nicht, das heißt, es unterliegt dem „Alterungseffekt“, der seine Lebensdauer auf fünf Jahre begrenzt.

Laden von Lithium-Ionen-Akkus

Das einfachste Einzelzellen-Ladegerät

Um mehr zu verstehen komplexe Schaltungen Um Lithium-Ionen-Akkus aufzuladen, sollten Sie ein einfaches Ladegerät für Lithium-Akkus in Betracht ziehen, genauer gesagt für einen Akku.

Die Grundlage der Schaltung ist die Steuerung: eine TL 431-Mikroschaltung (fungiert als einstellbare Zenerdiode) und ein Rückwärtsleitungstransistor.
Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ist die Steuerelektrode TL431 in der Basis des Transistors enthalten. Das Einrichten des Geräts läuft auf Folgendes hinaus: Sie müssen die Spannung am Ausgang des Geräts auf 4,2 V einstellen. Dies wird durch Einstellen der Zenerdiode durch Anschließen der Widerstände R4 - R3 mit einem Nennwert von 2,2 kOhm und 3 kOhm eingestellt zum Hinspiel. Diese Schaltung ist für die Anpassung der Ausgangsspannung verantwortlich, die Spannungsanpassung wird nur einmal eingestellt und ist stabil.

Als nächstes wird der Ladestrom reguliert, die Anpassung erfolgt über den Widerstand R1 (im Diagramm mit einem Nennwert von 3 Ohm). Wenn der Emitter des Transistors ohne Widerstand eingeschaltet ist, liegt die Eingangsspannung auch an den Ladeanschlüssen , das heißt, es sind 5 V, was möglicherweise nicht den Anforderungen entspricht.

Auch in diesem Fall leuchtet die LED nicht, sondern signalisiert den aktuellen Sättigungsprozess. Der Widerstand kann zwischen 3 und 8 Ohm ausgelegt sein.
Zur schnellen Anpassung der Lastspannung kann der Widerstand R3 einstellbar eingestellt werden (Potentiometer). Die Spannungsanpassung erfolgt ohne Last, also ohne Elementwiderstand, mit einem Nennwert von 4,2 - 4,5V. Nach Erreichen des erforderlichen Wertes genügt es, den Widerstandswert des variablen Widerstands zu messen und durch den Hauptteil des erforderlichen Wertes zu ersetzen. Sollte der benötigte Wert nicht vorhanden sein, kann er durch Parallel- oder Serienschaltung aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden.

Der Widerstand R4 dient zum Öffnen der Basis des Transistors. Sein Nennwert sollte 220 Ohm betragen. Mit zunehmender Batterieladung erhöht sich die Spannung, die Steuerelektrode der Transistorbasis erhöht den Emitter-Kollektor-Kontaktwiderstand und verringert die Ladung aktuell.

Als Transistor kann KT819, KT817 oder KT815 verwendet werden, allerdings muss dann zur Kühlung ein Kühler eingebaut werden. Außerdem ist ein Strahler erforderlich, wenn die Ströme 1000 mA überschreiten. Im Allgemeinen ist dieses klassische Ladeschema das einfachste.

Verbesserung des Ladegeräts für Lithium-Li-Ionen-Akkus

Wenn es notwendig wird, Lithium-Ionen-Batterien zu laden, die aus mehreren verlöteten Elementarzellen bestehen, ist es am besten, die Zellen separat zu laden, indem eine Überwachungsschaltung verwendet wird, die den Ladevorgang jeder einzelnen Batterie einzeln überwacht. Ohne diese Schaltung führt eine erhebliche Abweichung der Eigenschaften eines Elements in einer in Reihe gelöteten Batterie zu einer Fehlfunktion aller Batterien und das Gerät selbst wird aufgrund seiner möglichen Überhitzung oder sogar Entzündung sogar gefährlich.

Ladegerät für 12-Volt-Lithiumbatterien. Balancer-Gerät

Der Begriff Balancing bezeichnet in der Elektrotechnik einen Lademodus, der jeden steuert separates Element am Prozess beteiligt sind und nicht zulassen, dass die Spannung unter den erforderlichen Wert ansteigt oder abfällt. Der Bedarf an solchen Lösungen ergibt sich aus den Besonderheiten von Baugruppen mit Li-Ionen. Wenn aufgrund des internen Designs eines der Elemente schneller aufgeladen wird als die anderen, ist dies sehr gefährlich für den Zustand der übrigen Elemente und infolgedessen für die gesamte Batterie. Der Schaltungsaufbau des Balancers ist so ausgelegt, dass die Schaltungselemente überschüssige Energie absorbieren und so den Ladevorgang einer einzelnen Zelle regulieren.

Wenn wir die Prinzipien des Ladens von Nickel-Cadmium-Batterien vergleichen, unterscheiden sie sich von Lithium-Ionen-Batterien, vor allem bei Ca-Ni. Das Ende des Vorgangs wird durch einen Anstieg der Spannung der Polarelektroden und einen Abfall des Stroms angezeigt 0,01mA. Außerdem muss diese Quelle vor dem Laden auf mindestens 30 % der ursprünglichen Kapazität entladen werden; wird dieser Zustand nicht aufrechterhalten, entsteht ein „Memory-Effekt“ im Akku, der die Akkukapazität verringert.

Bei der Li-Ion-Aktivkomponente ist das Gegenteil der Fall. Eine vollständige Entladung dieser Zellen kann irreversible Folgen haben und die Ladefähigkeit drastisch verringern. Oft bieten minderwertige Steuerungen keine Kontrolle über den Grad der Batterieentladung, was aufgrund einer Zelle zu Fehlfunktionen der gesamten Baugruppe führen kann.

Ein Ausweg aus der Situation könnte darin bestehen, die oben besprochene Schaltung auf einer einstellbaren Zenerdiode TL431 zu verwenden. Durch den Einbau eines leistungsstärkeren Transistors kann eine Belastung von 1000 mA oder mehr erreicht werden. Solche direkt an jede Zelle angeschlossenen Zellen schützen vor Fehlladungen.

Der Transistor sollte basierend auf der Leistung ausgewählt werden. Die Leistung wird nach der Formel P = U*I berechnet, wobei U die Spannung und I der Ladestrom ist.

Beispielsweise muss der Transistor bei einem Ladestrom von 0,45 A eine Verlustleistung von mindestens 3,65 V * 0,45 A = 1,8 W aufweisen. und dies ist eine große Strombelastung für interne Übergänge, daher ist es besser, die Ausgangstransistoren in Heizkörpern zu installieren.

Nachfolgend finden Sie eine ungefähre Berechnung der Werte der Widerstände R1 und R2 für verschiedene Ladespannungen:

22,1k + 33k => 4,16 V

15,1k + 22k => 4,20 V

47,1k + 68k => 4,22 V

27,1k + 39k => 4,23 V

39,1k + 56k => 4,24 V

33k + 47k => 4,25 V

Widerstand R3 ist die Last basierend auf dem Transistor. Sein Widerstand kann 471 Ohm – 1,1 kOhm betragen.

Doch bei der Umsetzung dieser Schaltungslösungen trat ein Problem auf: Wie lädt man eine separate Zelle in einem Akkupack auf? Und eine solche Lösung wurde gefunden. Schaut man sich die Kontakte am Ladebein an, dann sind es die in hergestellten in letzter Zeit Bei Lithium-Ionen-Akkus gibt es so viele Kontakte wie einzelne Zellen im Akku; natürlich ist jedes dieser Elemente am Ladegerät mit einem separaten Steuerkreis verbunden.

Preislich ist ein solches Ladegerät etwas teurer als ein lineares Gerät mit zwei Kontakten, aber es lohnt sich, vor allem wenn man bedenkt, dass Baugruppen mit hochwertigen Lithium-Ionen-Komponenten bis zur Hälfte des Produktpreises selbst kosten .

Impulsladegerät für Lithium-Li-Ionen-Akkus

In letzter Zeit machen viele führende Hersteller von batteriebetriebenen Handwerkzeugen in großem Umfang Werbung für Schnellladegeräte. Zu diesem Zweck wurden Impulswandler auf Basis pulsweitenmodulierter Signale (PWM) entwickelt, um die Stromversorgung von Schraubendrehern auf Basis eines PWM-Generators auf einem UC3842-Chip wiederherzustellen, und es wurde ein Flyback-AS-DS-Wandler mit einer Last auf einem Impulstransformator montiert.

Als nächstes betrachten wir die Funktionsweise der Schaltung der häufigsten Quelle (siehe beigefügte Schaltung): Die Diodenbaugruppe D1-D4 wird mit einer Netzspannung von 220 V versorgt, für diese Zwecke werden beliebige Dioden mit einer Leistung von bis zu 2 A verwendet. Die Welligkeitsglättung erfolgt am Kondensator C1, wo eine Spannung von etwa 300 V konzentriert ist. Diese Spannung dient als Stromversorgung für einen Impulsgenerator mit Transformator T1 am Ausgang.

Die anfängliche Energie zum Starten des integrierten Schaltkreises A1 wird über den Widerstand R1 zugeführt, woraufhin der Impulsgenerator des Mikroschaltkreises eingeschaltet wird, der sie an Pin 6 ausgibt. Als nächstes werden die Impulse dem Gate des Leistungsschalters zugeführt Feldeffekttransistor VT1 öffnet es. Der Drain-Schaltkreis des Transistors versorgt die Primärwicklung des Impulstransformators T1 mit Strom. Danach wird der Transformator eingeschaltet und die Übertragung von Impulsen an die Sekundärwicklung beginnt. Die Impulse der Sekundärwicklung 7 - 11 nach der Gleichrichtung durch die VT6-Diode werden zur Stabilisierung des Betriebs der Mikroschaltung A1 verwendet, die im Vollerzeugungsmodus viel mehr Strom verbraucht, als sie über die Schaltung vom Widerstand R1 erhält.

Bei einer Fehlfunktion der D6-Dioden schaltet die Quelle in den Pulsationsmodus und startet den Transformator abwechselnd, während ein charakteristisches pulsierendes „Quietschen“ zu hören ist. Sehen wir uns an, wie die Schaltung in diesem Modus funktioniert.

Strom über R1 und Kondensator C4 startet den Oszillator des Chips. Nach dem Start ist für den Normalbetrieb ein höherer Strom erforderlich. Bei einer Fehlfunktion von D6 wird der Mikroschaltung kein zusätzlicher Strom zugeführt und die Erzeugung stoppt, dann wird der Vorgang wiederholt. Wenn die Diode D6 ordnungsgemäß funktioniert, schaltet sie den Impulstransformator unter Volllast sofort ein. Beim normalen Anlauf des Generators entsteht an der Wicklung 14-18 ein Impulsstrom von 12 - 14V (bei Leerlauf 15V). Nach der Gleichrichtung durch die Diode V7 und der Glättung der Impulse durch den Kondensator C7 wird der Impulsstrom den Batterieklemmen zugeführt.

Ein Strom von 100 mA schadet der aktiven Komponente nicht, erhöht aber die Erholungszeit um das 3- bis 4-fache und verkürzt die Zeit von 30 Minuten auf 1 Stunde. ( Quelle - Online-Ausgabe des Magazins Radioconstructor 03-2013)

Schnellladegerät G4-1H RYOBI ONE+ BCL14181H

Pulsgerät für 18-Volt-Lithiumbatterien der deutschen Firma Ryobi, hergestellt in der Volksrepublik China. Das Impulsgerät ist für Lithium-Ionen, Nickel-Cadmium 18V geeignet. Entwickelt für den Normalbetrieb bei Temperaturen von 0 bis 50 °C. Das Schaltungsdesign bietet zwei Stromversorgungsmodi zur Spannungs- und Stromstabilisierung. Die Pulsstromversorgung gewährleistet eine optimale Aufladung jeder einzelnen Batterie.

Das Gerät ist in einem Originalgehäuse aus schlagfestem Kunststoff gefertigt. Es kommt eine Zwangskühlung durch einen eingebauten Lüfter zum Einsatz automatisches Einschalten bei Erreichen von 40° C.

Spezifikationen:

• Mindestladezeit 18 V bei 1,5 A/h – 60 Minuten, Gewicht 0,9 kg, Abmessungen: 210 x 86 x 174 mm. Der Ladevorgang wird durch eine blaue LED angezeigt, bei Abschluss leuchtet die rote LED. Es gibt eine Fehlerdiagnose, die bei einem Fehler in der Baugruppe mit einer separaten Leuchte am Gehäuse aufleuchtet.
• Stromversorgung einphasig 50 Hz. 220V. Die Länge des Netzwerkkabels beträgt 1,5 Meter.

Reparatur der Ladestation

Sollte es vorkommen, dass das Produkt seine Funktion nicht mehr erfüllt, wenden Sie sich am besten an Fachwerkstätten, aber grundlegende Fehler können Sie selbst beheben. Was zu tun ist, wenn die Betriebsanzeige nicht leuchtet, schauen wir uns einige einfache Fehler am Beispiel der Station an.

Dieses Produkt ist für den Betrieb mit 12 V, 1,8 A Lithium-Ionen-Batterien ausgelegt. Das Produkt ist mit einem Abwärtstransformator ausgestattet, der das Reduzierte umwandelt Wechselstrom Es wird eine Brückenschaltung mit vier Dioden ausgeführt. Zur Glättung der Pulsation ist ein Elektrolytkondensator eingebaut. Die Anzeige umfasst LEDs für Netzspannung, Beginn und Ende der Sättigung.

Wenn also die Netzwerkanzeige nicht aufleuchtet. Zunächst muss die Integrität des Stromkreises der Primärwicklung des Transformators über den Netzstecker überprüft werden. Dazu müssen Sie die Integrität der Primärwicklung des Transformators über die Pins des Netzsteckers mit einem Ohmmeter testen, indem Sie die Sonden des Geräts an die Pins des Netzsteckers halten, wenn der Stromkreis einen offenen Stromkreis aufweist Dann müssen Sie die Teile im Inneren des Gehäuses überprüfen.

Die Sicherung kann kaputt gehen; normalerweise handelt es sich um einen dünnen Draht, der in einer Porzellan- oder Glashülle gespannt ist und bei Überlastung durchbrennt. Einige Unternehmen, beispielsweise Interskol, installieren jedoch zum Schutz der Transformatorwicklungen vor Überhitzung eine Thermosicherung zwischen den Windungen der Primärwicklung, deren Zweck darin besteht, die zu unterbrechen, wenn die Temperatur 120 - 130 ° C erreicht Stromversorgungskreis des Netzwerks und wird nach der Unterbrechung leider nicht wiederhergestellt.

Normalerweise befindet sich die Sicherung unter der Papierisolierung der Primärwicklung. Nach dem Öffnen kann dieser Teil leicht gefunden werden. Um den Stromkreis wieder in einen funktionsfähigen Zustand zu versetzen, können Sie einfach die Enden der Wicklung zu einem Ganzen verlöten. Beachten Sie jedoch, dass der Transformator ohne Kurzschlussschutz bleibt und anstelle einer Thermosicherung am besten eine normale Netzsicherung installiert wird .

Bei intaktem Primärwicklungskreis klingeln die Sekundärwicklung und die Brückendioden. Um den Durchgang der Dioden zu überprüfen, ist es besser, ein Ende vom Stromkreis abzulöten und die Diode mit einem Ohmmeter zu überprüfen. Beim abwechselnden Anschließen der Enden an die Anschlüsse der Sonden in einer Richtung sollte die Diode einen offenen Stromkreis und in der anderen einen Kurzschluss anzeigen.

Daher ist es notwendig, alle vier Dioden zu überprüfen. Und wenn wir tatsächlich in den Stromkreis geraten, ist es am besten, den Kondensator sofort zu wechseln, da Dioden aufgrund des hohen Elektrolytgehalts im Kondensator normalerweise überlastet sind.

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