Зарядное устройство для литий-полимерных аккумуляторов

Зарядное устройство для литий-ионных (Li-Ion) и литий-полимерных (Li-Pol) аккумуляторов на TP4056

Для заряда  литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов необходимо специальное зарядное устройство, которое будет обеспечивать в процессе заряда тепловую стабильность и исключать угрозу выхода её из под контроля. Для этой задачи применяются зарядные устройства на микросхеме TP4056, которые можно купить в виде готового модуля.

Подобный модуль с доставкой, я купил на Aliexpress за $1.11. Модуль имеет габариты 24 х 19 мм и вес 1,8г.

Принципиальная схема зарядного устройства на TP4056.

Основа модуля – микросхема TP4056, которая является контроллером Li-Ion батарей с теплорегулированием.

Схема подключения модуля для заряда аккумулятора.

К контактам «BAT+» и «BAT-» подключается Li-Ion или Li-Pol батарея 3,7 В.Данное зарядное устройство предназначено для заряда исключительно одной банки. Заряжать одновременно несколько подключенных параллельно или последовательно батарей нельзя.

На вход зарядного подаётся 5 В. Входное напряжение может быть от 4,5 до 8 В, но лучше не подавать выше 5,5 В, поскольку микросхема будет очень сильно греться и может сготеть. В данном исполнении, питание можно подать либо к контактам «IN+» и «IN-», либо через miniUSB разъём. Подобные модули так же выпускаются с microUSB разъёмом.

Схема не защищена от переплюсовки заряжаемого аккумулятора, поэтому за этим нужно следить.

Весь процесс заряда сигнализируется светодиодами. Индикатор заряда сигнализирует красным, а индикатор окончания заряда — зелёным светодиодом.

Резистором R4, установленным между вторым выводом микросхемы (PROG) и землёй (GND), устанавливается ток заряда.

По умолчанию установлен ток в 1000мА, что соответствует номиналу резистора 1,2к (в SMD исполнении сответствует122). Ток заряда для Li-Ion аккумуляторов следует устанавливать 0,5С.

Например, если ёмкость аккумулятора составляет 1000 мА, ток заряда не должен превышать 500 мА, что соответствует номиналу R4 в 2,4 кОм.

Ток заряда ( IBAT ) в зависимости от номинала резистора, можно вычесть по формуле:

где VPROG = 1 В, RPROG – номинал резистора R4.

В таблице приведены номиналы R4, в зависимости от тока заряда:

Номинал резистора R4, кОм Выставленный ток заряда, мА
1,2 1000
1,3 923
1,4 857
1,5 800
1,6 750
1,7 705
1,8 666
2 600
2,2 545
2,4 500
2,7 444
3 400
3,3 364
4 300
5 240
6 200
6,5 185
8 150
10 120
12,5 96
17 70
24 50

Ток защиты: 1.2 А
Температура эксплуатации:
-30…+60

Микросхема TP4056 может осуществлять при зарядке аккумулятора, контроль температуры, для этого первый вывод микросхемы (TEMP), нужно подключить к датчику температуры, встроенного в аккумулятор.

Как это можно реализовать, показано на схеме из даташита.

В данном модуле контроль температуры отключен, путём замыкания вывода «TEMP» на землю.

Процесс заряда аккумулятора.

В процессе зарядки, постоянно контролируется напряжение на аккумуляторе. Если требуется зарядить аккумулятор, производится зарядка током 1/10 от выставленного резистором R4, до напряжения 2.9 В. Например, если R4 = 1,2 кОм, зарядка производится током в 100мА. Далее следует зарядка максимальным током (при R4 = 1,2 кОм, ток заряда 1000мА).

При достижении напряжения на аккумуляторе 4.2 В, идёт стабилизация напряжения на этом уровне и дальнейшая зарядка идёт с падением тока до уровня 1/10.

При достижении тока на уровне 1/10 от выставленного резистором R4, процесс зарядки отключается и устройство переходит к процессу постоянного контроля напряжения на аккумуляторе.

На графике это представлено так:

У данного модуля, отсутствует на выходе защита от короткого замыкания и защита от глубокого разряда аккумулятора. Если эти функции необходимы, можно купить подобный модуль, с дополнительной микросхемой DW01 и сборкой из 2-х MOSFET транзисторов N-типа.

Я купил подобный модуль с защитой за $1.16.

Принципиальная схема зарядного на TP4056 с защитой. На DW01 и 8205 (такое корпусное обозначение имеют MOSFET-ы) часто строятся контроллеры заряда батарей планшетов и мобильных телефонов.

Для примера, плата контоллера заряда батареи планшета.

Схема подключения зарядного устройства к батареи.

Каким зарядным устройством пользоваться, с защитой или без? Всё будет зависеть от того, как вы собираетесь им пользоваться. Если заряжать будите аккумуляторы для планшетов и мобильных телефонов, то в них уже встроена подобная защита. Если нужно только заряжать аккумуляторы 18650, то тоже можно использовать плату без защиты.

Плата с защитой нужна там, где вы будите не только заряжать аккумуляторы без встроенного в него контроллера (например аккумуляторы 18650, хотя более дорогие, имеют встроенную защиту), но и питать от неё нагрузку. Это актуально для использования зарядного устройства и аккумулятора вместе, в каком то устройстве, например в повербанке, фонарике и пр.

В таком случае, защита будет не допускать разряд аккумулятора, ниже допустимых пределов.

Если вам понадобится задействовать в зарядке термоконтроль аккумулятора, нужно перерезать дорожку от первого вывода микросхемы TP4056, замыкающегося на землю и подключить его к датчику температуры аккумулятора. С аккумулятором от мобильного это будет выглядеть так:

В своей практике, я использую данные зарядные устройства для зарядки аккумуляторов от планшетов и банки 18650. На плате с защитой буду собирать мини солнечную электростанцию, для питания “оранжереи на подоконнике”.

Источник: http://radiolis.pp.ua/pitanie-zarjadnoe-akb/33——li-ion—-li-pol—tp4056

Литий-ионные аккумуляторные батареи: применение, обслуживание, зарядка.

Источник: https://BatteryService.ru/support/lifepo4/

LI-Po – Литий-полимерные аккумуляторы

Из литий-полимерных аккумуляторов можно выделить две основные группы — быстро-разрядные (Hi Discharge) и обычные. Отличаются максимальным разрядным током — его указывают или в амперах, или в единицах емкости аккумулятора, обозначаемой буквой «С».

Быстро-разрядные литий-полимерные аккумуляторы называют «силовыми» — такие аккумуляторы применяются для питания устройств с высоким токопотреблением.

Принципы зарядки LI-PO Аккумуляторов:

Заряд большинства Li-Po аккумуляторов осуществляется по достаточно простому алгоритму — от источника постоянного напряжения 4.20В/элемент с ограничением тока в 1С (некоторые модели современных силовых Li-Po аккумуляторов позволяют заряжать их током в 5С).

Заряд считается законченным, когда ток достигает падения до 0.1-0.2С. До перехода в режим стабилизации напряжения при токе в 1C аккумулятор набирает примерно 70-80% емкости. Для полной зарядки необходимо время около 1-2 часов.

От зарядного устройства нужна точность поддержания напряжения в конце заряда – не хуже 0,01В/банку.

Из зарядных устройств можно выделить два основных типа — простые – 10-40$, предназначенные только для литиевых аккумуляторов, и – 80-400$, предназначенные для обслуживания различных типов аккумуляторов.

Достоинство первых зарядных устройств — низкая цена. Главный недостаток — некоторые из таких устройств не умеет правильно определять окончание заряда. Они определяют лишь момент перехода от режима стабилизации тока к режиму стабилизации напряжения, что составляет примерно 70-80% емкости.

У второй группы зарядников возможности намного шире, как правило, они все показывают напряжение, ток, и емкость в мАч, которую аккумулятор «принял» в процессе заряда, что позволяет более точно определять, насколько заряжен аккумулятор. При использовании зарядного устройства самое главное — правильно выставить на заряднике нужное количество банок в батарее и ток заряда, который, как правило, равен 1C.

Для литий-полимерных аккумуляторов все таки желательно применять «зарядку» именно для своего типа аккумуляторв.

Эксплуатация.

Литий-полимерные аккумуляторы самые прихотливые  из существующих, требуют строгово соблюдения правил:

Нельзя Перезаряжать аккумуляторы

Нельзя допускать короткое замыкание аккумулятора

НЕ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ ПОВРЕЖДЯТЬ И НЕ РАЗРУШАТЬ УПАКОВКУ

Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или приводящим к нагреву Li-Po аккумулятора cвыше 60°С

Разряд ниже напряжения 3V на “банку”

Нагрев аккумулятора выше 60ºС

Хранение в разряженном состоянии

Невыполнение первых трех пунктов приводит к возгоранию, всех остальных – к полной или частичной потери емкости.

 Чтобы не было пожара, надо иметь нормальный зарядник и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок.

Необходимо также использовать разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи и контролировать ток, потребляемый устройством, в котором установлен Li-Po аккумулятор.

Необходимо быть уверенным, что ваше электронное устройство,в котором установлен аккумулятор не перегревается. При +70ºС в аккумуляторе начинает идти «цепная реакция», превращающая запасенную им энергию в тепло, аккумулятор буквально растекается, поджигая все, что может гореть.

Если замкнуть почти разряженный аккумулятор, то пожара не будет, он тихо и мирно «умрет» из-за переразряда.

Следите за напряжением в конце разряда аккумулятора и обязательно отключайте его после работы.

Разгерметизация — так же причина выхода литиевых аккумуляторов из строя. Внутрь элемента не должен попадать воздух.

Это может произойти при повреждении внешнего защитного пакета (аккумулятор запаян в пакет наподобие термоусадочной трубки) в результате удара, или повреждения острым предметом, или при сильном перегреве вывода аккумулятора при пайке. Вывод — не ронять с большой высоты и паять аккуратно.

Хранить аккумуляторы, судя по рекомендациям производителей, следует в заряженном на 50-70% состоянии, лучше в прохладном месте, при температуре не выше 30°С. Хранение в разряженном состоянии отрицательно сказывается на сроке службы. Как и у всех аккумуляторов, у литий-полимерных есть небольшой саморазряд.

Были проведены сравнительные испытания на безопасность двух типов призматических литий-ионных аккумуляторов: с жидким и гель-полимерным электролитами (см. таблицу). При этом не принималось особых мер обеспечения безопасности аккумуляторов.

Аккумуляторы испытывались проколом иглой, нагревом до 200 °С, коротким замыканием и очень высоким перезарядом (до 600 %).

Как следует из таблицы, безопасность литий-ионных аккумуляторов с полимерным электролитом гораздо выше безопасности аккумуляторов с жидким электролитом.

Вид испытаний Аккумулятор с гель-полимерным электролитом Аккумулятор с житким электролитом
Прокол иглой Не было изменений Взрыв, дым, протечка электролита, повышение температуры до 250°С
Нагрев до 200°С Не было изменений Взрыв, протечка электролита
Ток короткого замыкания Не было изменений Протечка электролита, повышение температуры на 100°С
Перезаряд (600%) Вздутие Взрыв, протечка электролита, повышение температуры на 100°С

Батари на основе LI-PO аккумутятров:

Для получения батарей с высокой токоотдачей или большой емкости используют параллельное соединение аккумуляторов. Если вы покупаете готовую батарею, то по маркировке можно узнать, сколько в ней банок и как они соединены.

Буква Р (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, a S (serial) — последовательно.

Пример – «1500 3S2P» обозначает батарею, соединенную последовательно из трех пар аккумуляторов, и каждая пара образована двумя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500мАч, т.е. емкость батареи будет 3Ач и напряжение — 11,1V.

Если вы покупаете аккумуляторы отдельно, то перед соединением их в батарею нужно уравнять их потенциалы, особенно это касается варианта параллельного включения, так как при этом одна банка начнет заряжать другую и зарядный ток может превысить значение 1C. Желательно, все купленные банки перед соединением разрядить до 3V током около 0.1- 0.2С. Напряжение надо контролировать цифровым вольтметром с точностью не ниже 0.5%. Это обеспечит надежное функционирование батареи в будущем.

Выравнивание потенциалов (балансировку) также желательно проводить даже уже на собранных фирменных батареях перед их первым зарядом, так как многие фирмы, собирающие элементы в батарею, не балансируют их перед сборкой.

Из-за падения емкости в результате эксплуатации нельзя добавлять новые банки последовательно старым – батарея будет при этом разбалансирована.

Нельзя соединять в батарею аккумуляторы разных, даже близких емкостей –и использовать в одной батарее аккумуляторы разных производителей – различное внутренне сопротивление приведет к разбалансировке батареи.

При пайке нельзя допускать перегрева выводов — это может вывести из строя элемент. Некоторые Li-Po аккумуляторы поставляются с уже припаянными к выводам кусочками текстолитовой печатной.

При больших зарядных токах (2 А и более) тонкие провода от зарядного устройства до батареи, а также подключение «крокодилами», а не штатными разъемами батареи к зарядному устройству приводит к паразитному падению напряжения в контактах и проводах, зарядному устройство раньше переходит в режим стабилизации напряжения, что увеличивает время заряда.

Необходимо контролировать емкость каждого элемента батареи.

Не стоит полностью сажать аккумулятор – это может разрядить самую слабую в сборке ниже 3В, из-за чего она еще больше потеряет емкость

Современные зарядные устройства имеют встроенные балансиры (balancer), которые позволяют заряжать все элементы в батареи отдельно под чётким контролем. Если зарядное устройство не оборудовано балансиром, то его необходимо приобрести отдельно и заряд аккумуляторов желательно производить с его использованием.

Внешний балансир —  это небольшая плата, подключаемая к каждой банке, содержащая нагрузочные резисторы, схему управления и светодиод, показывающий, что напряжение на данной банке достигло уровня 4.17-4.19V. При превышении напряжения на отдельном элементе порога в 4.17V балансир замыкает часть тока «на себя», не позволяя напряжению превысить критический порог.

Следует добавить, что от переразряда некоторых банок в разбалансированной батарее балансер не спасает, он служит только для защиты от повреждения элементов при заряде и средством определения «плохих» элементов в батарее.

Вышесказанное относится к батареям, составленных из трех элементов и более, всех «Литий» типов.

Вредно хранить батарею в переразряженном состоянии.

Существует мнение, что литий-полимерные аккумуляторы нельзя эксплуатировать при отрицательных температурах. Действительно, в технических характеристиках на батареи указан рабочий диапазон 0-50°С (при 0°С сохраненяется 80% емкости аккумулятора).

Но тем не менее, использовать Li-Po аккумуляторы при отрицательных температурах, около-10…-15°С, можно. Дело в том, что не нужно перед использованием морозить батарею. А в процессе использования внутреннее выделение тепла в аккумуляторе оказывается в данный момент полезным свойством, не позволяя батарее замерзнуть.

Конечно, отдача аккумулятора будет несколько ниже, чем при нормальной температуре.

Значит касательно электровелосипеда – подходят динамические зимние поездки.=)

Что касается хранения – тут действуют те же принципы что и в Li-ion аккумуляторах.

 С использованием материалов http://2a3a.ru.

Источник: http://Technobike.ru/baza-znanij/akkumulyatory/li-po-akkumulyatory

В чем особенности литий-полимерных аккумуляторов

Литий-полимерный аккумулятор является усовершенствованным вариантом традиционной литий-ионной батареи.

Его основным отличием считается использование специального полимерного материала, в котором в качестве наполнения применяются гелеобразные литий-проводящие включения.

Такой тип аккумуляторов применяется во многих моделях мобильных устройств, телефонах, цифровых приборах, радиоуправляемых машинах и так далее.

Традиционный литий-полимерный аккумулятор для бытового использования не может выдавать слишком большой ток. Однако сегодня имеются специальные силовые разновидности подобных устройств, которые могут выдавать ток, который во много раз превышает показатели его емкости в ампер-часах.

Устройство литий-полимерного аккумулятора

Разница между литий-полимерным и литий-ионным носителем энергии заключается в типе применяемого электролита. В полимерных батареях применяется специальный полимер с литийсодержащим раствором, а в ионных – обычный гелевый электролит.

В силовых системах большинства современных моделей используется именно литий полимерный аккумулятор. Это связано с тем, что он обеспечивает более мощные разрядные токи. Однако слишком жесткого разделения между этими типами аккумуляторов не существует, поскольку они отличаются только характером электролита.

Это касается особенностей зарядки и разрядки, правил эксплуатации и техники безопасности.

Основные характеристики

Современный литий-полимерный аккумулятор при одинаковой массе является существенно более энергоемким, чем никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлгидридные (NiMH) батареи.

Они имеют количество рабочих циклов примерно 500-600. Напомним, что у NiCd оно составляет 1000 циклов, а у NiMH – около 500. Как и литий-ионные, полимерные носители тоже со временем стареют.

Поэтому через 2 года такой аккумулятор потеряет до 20% своей емкости.

Виды силовых литий-полимерных батарей

На сегодняшний день существует два основных вида таких батарей – стандартные и быстроразрядные. Они различаются между собой по уровню максимального разрядного тока. Этот показатель указывают либо в единицах аккумуляторной емкости, либо в амперах.

В большинстве случаев максимальный уровень разрядного тока не превышает 3С. Однако некоторые модели могут давать ток в 5С. В быстроразрядных устройствах допускается ток разряда до 8-10С. Однако для бытовой техники быстроразрядные модели не используются.

Особенности применения

Применение литий-полимерного аккумулятора позволяет существенно увеличить время эксплуатации электромотора при сниженном весе самой батареи. Поэтому если заменить обычную батарею NiMH 650 мАч на два обычных литий-полимерных аккумулятора, то можно получить в 3 раза более емкий энергоноситель.

При этом такая батарея будет более чем на 10 г легче. Если же взять быстроразрядные батареи, то тогда можно достичь еще более высокой производительности. Такая система станет отличным вариантом не только для небольших моделей самолетов или вертолетов, но и для внушительных радиоуправляемых устройств.

Литий-полимерные батареи, в отличие от литий-ионных, хорошо показали себя при использовании в вертолетах небольшого размера, таких как Hummingbird и Piccolo. Подобные модели с обычными коллекторными моторами могут летать на двух полимерных батареях в течение получаса.

При использовании бесколлекторного мотора это время увеличивается до 50 минут. Такой тип аккумуляторных батарей считается идеальным вариантом для комнатных самолетов небольшого веса.

Их эффективность в данном случае обуславливается гораздо меньшим весом по сравнению с NiCd батареями.

Единственное направление, в котором литий-полимерный аккумулятор уступает NiCd, это применение в устройствах со сверхвысоким разрядным током до 50 С. Однако, вполне возможно, что уже через несколько лет появятся более мощные батареи такого типа. При этом цены на литий-полимерные, литий ионные и NiCd аккумуляторы являются примерно одинаковыми при той же самой массе устройств.

Особенности эксплуатации

Правила эксплуатации литий-полимерного и литий-ионного аккумуляторов во многом схожи. При использовании батареи полимерного типа необходимо избегать некоторых опасных ситуаций, которые могут нанести ей непоправимый вред:

  • зарядка устройства с напряжением 4,2 вольт на банку;
  • разрядка токами с нагрузочной способностью, превышающей должную;
  • разрядка с напряжением ниже 3 вольт на банку;
  • разгерметизация батареи;
  • нагревание устройства выше 60 градусов;
  • длительное хранение в полностью разряженном состоянии.

Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы отличаются пожароопасностью во время перегревания и переразрядки. Чтобы бороться с таким явлением, все современные батареи оснащаются встроенной электронной системой, которая препятствует переразрядке или перегреванию. Именно поэтому литий-полимерный аккумулятор требует специальных алгоритмов зарядки.

Зарядка

Процесс заряда литий-полимерных аккумуляторов практически ничем не отличается от зарядки литий-ионных батарей. Зарядка большинства литий-полимерных батарей при стартовом зарядном токе в 1С достигается примерно в течение 3 часов.

Чтобы достичь полного заряда, необходимо иметь напряжение на аккумуляторе, соответствующее верхнему порогу. Кроме того, необходимым условием является уменьшение тока заряда до 3% от номинального значения. При этом во время подобной зарядки такой аккумулятор всегда остается холодным.

Если вы хотите поддерживать батарею постоянно в заряженном состоянии, то тогда подзарядку желательно проводить примерно один раз в 500 часов, что соответствует 20 суткам. Как правило, зарядка обычно проводится в том случае, когда напряжение на выводах аккумулятора снижается до 4,05В.

Зарядку прекращают после того, как напряжение на выводах достигнет 4,2В.

Температурный режим заряда

В большинстве литий-полимерных аккумуляторов предусмотрена зарядка при температуре 5-45 градусов при силе тока 1С. Если же температура находится в пределах от 0 до 5 градусов, то тогда рекомендуется перейти на ток в 0,1С.

Зарядка при минусовой температуре в данном случае полностью запрещена. Традиционно, считается, что наиболее удачные условия для заряда – это 15-25 градусов.

Поскольку все процессы заряда в литий-полимерных и литий-ионных аккумуляторах практически идентичны, то для них можно использовать одни и те же зарядные устройства.

Условия разрядки

Традиционно, такой тип аккумуляторов разряжается при показателях напряжения 3,0В на батарею. Впрочем, некоторые виды устройств необходимо разряжать при минимальном пороге 2,5В. Производители мобильных устройств предусматривают порог выключения 3,0В, который будет годиться для любых типов батарей.

То есть, по мере разрядки аккумулятора при включенном мобильном устройстве напряжение постепенно падает и, при достижении показателя 3,0В, прибор автоматически предупреждает вас и сам выключается. Однако при этом устройство все равно продолжает потреблять какое-то количество энергии от батареи.

Это требуется для того, чтобы определять нажатие кнопки включения или для других подобных функций. Также энергия здесь может использоваться для собственной схемы защиты и управления. Тем более, что небольшой уровень саморазрядки все таки остается характерным для литий-полимерных носителей.

Поэтому если оставить такие аккумуляторы на длительное время, то напряжение в них может упасть ниже 2,5В, что очень вредно. Могут отключиться все внутренние системы защиты и управления. В результате, такие батареи уже не смогут быть заряжены обычными зарядными устройствами.

Помимо этого, полная разрядка очень вредна для внутренней структуры батареи. Поэтому полностью разряженный аккумулятор необходимо на первом этапе заряжать минимальным током в 0.1C.

Температурный режим при разрядке

Лучше всего литий-полимерный аккумулятор чувствует себя в условиях комнатной температуры. Если использовать устройство в более жарких условиях, то срок службы батареи может существенно снизиться.

Что касается литий-ионной батареи, то такой аккумулятор лучше всего работает при высокой температуре. Вначале она препятствует повышению внутреннего сопротивления батареи, которое считается результатом старения.

Правда, в последующем энергоотдача сокращается и повышение температуры ускоряет процесс старения за счет увеличения внутреннего сопротивления.

Литий-полимерный аккумулятор имеет несколько другие условия эксплуатации, так как он обладает сухим и твердым электролитом. Идеальной температурой для его работы является 60-100 градусов.

Поэтому такой энергоноситель стал идеальным вариантом для источников резервного питания в регионах с жарким климатом.

Их специально помещают в теплоизоляционный корпус со встроенными нагревательными элементами с питанием от внешней сети.

Преимущества литий-полимерных батарей по сравнению с литий-ионными:

  • Литий-полимерный аккумулятор превосходит по емкости и долговечности литий-ионный.
  • Удобство использования в полевых условиях, когда нет возможности управлять температурой.
  • Высокая плотность энергии на единицу веса и объема.
  • Низкая саморазрядка.
  • Тонкие элементы не более 1 мм.
  • Гибкость формы.
  • Отсутствие эффекта памяти.
  • Широкий диапазон рабочих температур от −20 до +40 °C.
  • Незначительность перепада напряжения при разрядке.

Недостатки литий-полимерных батарей:

  • Низкая эффективность при температуре -20 градусов и ниже.
  • Высокая цена.

Источник: http://EkoWheel.com/blog/akkumuljatory/litiy-polimernyiy-akkumulyator-otlichie-ot-ionnogo

Выбор зарядного устройства для LiPo аккумуляторной батареи

Для хорошей радиоуправляемой модели нужна специальная батарея, требующая особого режима хранения и эксплуатации. Такие батареи называются литий-полимерными аккумуляторами. Подробнее о таких батареях мы писали здесь. А сегодня поговорим о зарядных устройствах для них.

Когда выбирал комплектующие для квадрокоптера, я даже не думал, что выбор зарядного устройства для аккумулятора превратится в проблему.

Вначале я хотел остановиться на самом простом и дешевом зарядном устройстве. Но оказалось, что у них есть ряд недостатков: нет индикации параметров заряда аккумулятора, долгое время заряда батарей с большой емкостью, сильный нагрев устройства при работе, нет возможности контроля температуры аккумулятора, нет балансировки и т.д. и т.п.

Поэтому, пришлось не экономить и приобрести добротное, оригинальное устройство.

По каким параметрам я выбирал зарядное устройство для LiPo:

  • Цена-качество.
  • Зарядное устройство должно быть заточено под LiPo батареи.
  • Оригинальное, не подделка.
  • Возможность балансировки аккумулятора при заряде.
  • Индикация, с возможностью контроля основных технических параметров (Это мне поможет на ранних стадиях определить неисправность аккумулятора).
  • Возможность заряжать батарею на максимальных токах (Я не хочу заряжать батареи сутками).

По всем этим параметрам мне подошло устройство IMAX B6 mini. Оно имеет отличные отзывы пользователей и относительно невысокую цену.

IMAX B6 mini – это усовершенствованная версия хорошо себя зарекомендовавшего IMAX B6. Несмотря на приставку mini, последний IMAX отличается в лучшую сторону. Так, максимальный ток заряда увеличен с 5 до 6 ампер. Разрядный ток увеличен с 1 до 2 ампер.

Основные технические параметры IMAX B6 mini

Напряжение питания: 11-18V (DC);

Тока заряда: от 0.1 до 6A;

Тока разряда: от 0.1 до 2A;

Поддерживаемые типы аккумуляторов: Ni-MH, NiCd, Li-Po, Li-Ion, Li-Fe, Pb;

Размеры: 102 x 84 x 29 мм;

Масса: 233 г.

Покупка IMAX B6 mini

Я покупал IMAX B6 mini на Aliexpress, его цена – 30$. При покупке есть один нюанс, можно нарваться  на подделку. И не смотря на то, что многие утверждают, что подделка практически ничем не отличается от оригинала, я рисковать не стал и приобрел фирменное устройство.

Как определить подделку IMAX

Для определения подлинности устройства многие прибегают к довольно странным методам: определяют оттенки цвета, степень выпуклости клавиш, расположение надписей и т.д. На самом деле все намного проще! На обратной стороне корпуса IMAX есть голограмма, на ней нанесен защитный слой, под которым находится код. Введите этот код на сайте SKYRC.com и проверьте подлинность вашего устройства.

Блок питания для IMAX B6

Данный тип зарядного устройства можно приобрести в трех вариантах: без блока питания, с встроенным блоком питания, с внешним блоком питания. Я прочитал множество отзывов и сделал выбор в пользу первого варианта – без блока питания.

Дело в том, что внешние блоки питания, идущие в комплекте, ощутимо греются и в большинстве случаев не выдают заявленные токи. По встроенным блокам питания дела обстоят лучше, но многие сетуют на снижение уровня надежности устройства. Спорить тут сложно, чем больше элементов в устройстве, тем ниже его надежность.

Хотел склонился ко второму варианту, но у меня как раз завалялся ATX блок питания от компьютера и поэтому я решил сэкономить.  

Кстати, многие формчане рекомендуют использовать именно компьютерные блоки питания для IMAX. Во-первых, большой запас по мощности. Во-вторых, высокая надежность. В-третьих, можно найти его бесплатно.

 Для переделки компьютерного блока питания под IMAX B6 мне понадобилось:

  • Исправный блок питания ATX;
  • Керамическое сопротивление 4,7Ом 20Вт;
  • Набор клеммных колодок;
  • Паяльник и сопутствующие принадлежности;
  • Изолента + термоусадочная трбка;
  • Кабельные наконечники;
  • Разъем питания для IMAX d2,5xd5,5×9 мм;
  • Провода.

Сложного в переделке ничего нет. Инструкции можно найти в интернете.

Вот, что получилось у меня:

Датчик температуры для IMAX

Начитался страшилок о взрывах литий-полимерных аккумуляторов, поэтому решил предохраниться и купить датчик температуры. Теперь, когда температура батареи превысит заданное значение, зарядное устройство автоматически отключится и предотвратит возможное возгорание.

Альтернатива зарядному устройству IMAX

Альтернатив IMAX'у довольно много. Начинка, принцип управления и даже дизайн у этих устройств аналогичен аймаксовскому, если вообще не точно скопирован.

Вот несколько моделей, которые я рассматривал к покупке:

  • Turnigy Accucel-6
  • HobbyKing ECO6
  • SkyRC B6
  • Eachine WT50

На этом про выбор зарядного устройства все. Здесь вы можете прочитать о том, как я заряжаю литий-полимерные аккумуляторы.

Что делать если вы забыли пароль?
Пароли порой состоят из цифр и букв одновременно, чтобы их было труднее подобрать. Со временем у пользователей накапливается такое множество секретной информации, что запомнить ее становится не…
FAQ. SSD – твердотельный накопитель

Что такое цифровой и аналоговый сигнал?
В этой статье попытаемся разобраться, что такое аналоговый и цифровой сигналы. Их преимущества и недостатки. Не будем кидаться различными научными терминами и определениями, а попытаемся…
Способы установки программ на андроид планшете.
Мы продолжаем знакомство с планшетными компьютерами на базе операционной системы андроид и сегодня поговорим о том, как установить программу, либо игру. Процесс установки программ на андроид…

Источник: http://www.infoconnector.ru/domashnij-pk/vybor-zaryadnogo-ustrojstva-dlya-lipo-akkumulyatornoj-batarei

Литий-полимерные аккумуляторы LiPo

Современные электронные устройства развиваются очень быстро, а вместе с ними развиваются и аккумуляторные батареи для радиоуправляемых моделей. На смену NiCd и NiMh приходят литиевые аккумуляторы.

При схожем весе они обладают большей ёмкостью, а также значительно большими токами разряда.

И конечно удобство пользования! Литиевые аккумуляторы можно заряжать как из разряженного состояния, так из частично заряженного.

Существет несколько видов литиевых аккумуляторов: литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol). Основное отличие это тип используемого электролита. В LiIon применяется гелевый электролит, а в LiPo специальный полимер, насыщенный литийсодержащим раствором. Сейчас наиболее распространены литий-полимерные аккумуляторы.

Литий-полимерные аккумуляторы при схожем весе могут превосходить по энергоемкости NiCd батареи в 4-5 раз, а NiMH в 3-4 раза. Количество рабочих циклов около 600-1000 в зависимости от производителя и условий эксплуатации.

Как и все другие типы аккумуляторов, литиевые батареи подвержены старению и со временем теряют до 20% своей ёмкости. Емкость данного вида аккумуляторов зависит от характеристик каждого элемента, а напряжение от их коллечества.

Литий-полимерные аккумуляторы можно разделить на 2 подвида: обычные и быстроразрядные (Hi discharge). Главное отличие в максимальном разрядном токе который способе выдавать аккумулятор. Он указывается или в амперах, или в единицах емкости аккумулятора, обозначаемой букой “С”.

Максимальный ток разряда обычных аккумуляторов, обычно не превышает 3С, при этом быстроразрядные аккумуляторы способны выдавать ток разряда до 50С. Отличаются быстроразрадные батареи немного большим весом могут иметь особую маркировку, где в названии после цифр емкости есть буквы HD или HC.

Стоимость литий-полимерных аккумуляторов выше стоимости NiMH батарей, но разница в технических характеристиках того стоит.

Использование литий-полимерных аккумуляторов

Использование литий-полимерных аккумуляторов позволяет увеличить время работы модели и снизить вес батареи, что важно в радиоуправляемых самолетах и вертолетах. Особенно незаменимы литиевые аккумуляторы при использовании в сверхмаленьких комнатных самолетах и вертолетах.

LiPo аккумуляторы в твердых корпусах применяются во всех современных радиоуправляемых машинах, ведь только они способны обеспечить необходимые токи при использовании сверхможных бесколлекторных электромоторов.

Зарядка литий-полимерных аккумуляторов

Заряжать LiPo аккумуляторы рекомендуется с помощью качественных профессиональных зарядников способных точно отслеживать выдаваемые токи и состояние заряжаемого аккумулятора. В целом заряд осуществляется по достаточно простому алгоритму – заряд от источника постоянного напряжения 4.20 вольт/элемент. Заряд считается оконченным, когда ток заряда упадет до 0.1-0.2С.

Для того, чтобы заряжать литиевые аккумуляторы с количеством элементов более 1 (напряжение больше 3.7v) необходимо использовать зарядное устройство с балансиром. Для этого на аккумуляторе кроме толстых силовых, есть отдельные тонкие провода.

В течении долгой эксплуатации батареи ее элементы из-за изначального небольшого разброса емкостей становятся несбалансированными – какие-то банки “изнашиваются” раньше других и теряют свою емкость быстрее. При большем числе банок в батарее процесс идет быстрее.

Использование балансира, позволяет заряжать каждую банку одинаково, что положительно влият на ресурс аккумулятора и его рабочии характеристики.

Зарядные устройства также можно разделить на 2 подтипа, первый это простые, не компьютерные зарядники, с невысокой ценой, второй это дорогие универсальные предназначенные для различных типов аккумуляторов, в том числе и для LiPo и Li-Ion. К зарядным устройствам предъявляются достаточно жесткие требования по точности поддержания напряжения в конце заряда – не хуже 0.01 на банку.

Простые зарядные устройства обычно имеют светодиодную индикацию заряда. Главное достоинство цена, а недостаток не очень высокая точность определения окончание заряда и низкие токи заряда.

У более дорогих универсальных зарядников возможности намного шире, большинство из них показывает и напряжение и ток и емкость которую аккумулятор уже получил в процессе зарядки.

Важно! Необходимо правильно выставить на заряднике количество банок в батарее которую вы заряжаете, а также ток заряда. Обычно он равен 1С.

При необходимости и если ваш аккумулятор для этого предназначен, можно заряжать большими токами, но при этом необходимо контролировать температуру аккумулятора.

В целом для LiPo аккумуляторов работает следующее правило, чем больше ток зарада, тем меньше общий ресурс.

Эксплуатация  LiPo  аккумуляторов и важные меры предосторожности

Литий-полимерные аккумуляторы являются самыми требовательными в плане обслуживания и использования. При неправильной или неосторожной эксплуатации такой аккумулятор может загореться или очень быстро “умереть”.

Наиболее опасным для этого типа батарей является: 1.     Заряд до напряжения, превышающего 4.20 вольт/банку. 2.     Короткое замыкание аккумулятора. 3.     Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С. 4.     Разряд ниже напряжения 3.00 вольта/банку. 5.     Нагрев аккумулятора выше 60°С. 6.     Разгерметизация аккумулятора.

7.     Хранение в разряженном состоянии.

Несоблюдение первых трех правил приводит к возгоранию, а остальных  к полной или частичной потере емкости. Для того чтобы исключить возможность возникновения таких ситуаций нужно использовать качественное зарядное устройство и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок.

Также важно использовать качественные разъемы, исключающие возможность короткого замыкания и контролировать ток, потребляемый мотором на полном газу.

При больших зарядных токах, более 2 А,  не стоит использовать тонкие провода от зарядника до батареи, а также подключение “крокодилами”, это приводит к тому, что зарядник раньше переходит в режим стабилизации напряжения, что увеличивает время заряда.

В случае, когда в силу конструктивных особенностей модели, аккумулятор получается закрыт от поступления потока воздуха, стоит предусмотреть специальные каналы для охлаждения.

Если ток, потребляемый вашей моделью превышает 2С, а батарея закрыта со всех сторон, желательно проверить её температуру после 5-6 минут работы мотора.

Это необходимо потому, что при нагреве выше 70 градусов в аккумуляторе начинает идти цепная реакция, превращающая его энергию в тепло и аккумулятор буквально растекается, поджигая вокруг все, что может гореть.

Если произойдёт замыкание в разряженном аккумуляторе, то пожара не будет, а просто он тихо умрет из-за переразряда, поэтому всегда отключайте аккумулятор после использования!

Разгерметизация является ещё одной возможной причиной выхода литиевых аккумуляторов из строя. Разгерметизация может произойти при повреждении внешнего защитного пакета, в результате удара или повреждения острым предметом.

Есть мнение, что литий-полимерные аккумуляторы нельзя эксплуатировать при отрицательных температурах. Но тут есть своя особенность, в процессе использования внутреннее выделение тепла в аккумуляторе оказывается в данный момент полезным свойством, не позволяющим батарее замерзнуть. Поэтому просто держите батарею в тепле до момента использования.

Хранить LiPo аккумуляторы

Следует в заряженном на 50-70% состоянии и в прохладном месте.

Источник: http://www.rc-modeli.ru/akb_3.html

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. Схема

Это простое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, а так же и литий-полимерных аккумуляторов построено на широко известном линейном стабилизаторе LM317.

Процесс заряда показан на графике ниже. В первый момент процесса зарядки ток заряда постоянен, при достижении целевого уровня напряжения (Umax) на аккумуляторе, зарядное устройство переходит в режим, когда напряжение остается постоянным, а ток асимптотически стремится к нулю.

Выходное напряжение литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, как правило, составляет 4,2В (для некоторых типов 4,1 В). Обычно, выходное напряжение не совпадает с номинальным напряжением которое составляет 3,7В (иногда 3,6В).

Не рекомендуется заряжать данный тип аккумуляторов до полных 4,2В, так как это уменьшает срок службы аккумулятора. Если уменьшить выходное напряжение до 4,1В, емкость падает на 10%, но в тоже время срок службы (количество циклов) увеличится почти в два раза. При эксплуатации аккумуляторов, нельзя доводить номинальное напряжение ниже 3,4…3,3В.

Описание зарядного устройства

Как уже было сказано, зарядка построена на стабилизаторе LM317. Li-Ion и Li-Pol довольно требовательны к точности зарядного напряжения. Если вы хотите, произвести заряд до полного напряжения (обычно 4,2В), то необходимо выставить это напряжение с точностью плюс/минус 1%. После зарядки до 90% емкости (4,1В), точность может быть немного меньше (около 3%).

Схема с применением LM317 обеспечивает достаточно точную стабилизацию напряжения. Целевое напряжение устанавливается потенциометром R2. Стабилизация тока не столь критична, как стабилизация напряжения, поэтому достаточно, стабилизировать его с помощью шунтирующего резистора Rx и NPN транзистора (VT1).

Если падение напряжения на резисторе Rx достигает примерно 0,95В, то транзистор начинает открываться. Это уменьшает напряжение на контакте «Общий» стабилизатора Lm317 и тем самым стабилизируется ток.

Необходимый ток зарядки для конкретного литий-ионного (Li-Ion) и литий-полимерного (Li-Pol) аккумулятора выбирается путем изменения сопротивления Rx. Сопротивление Rx приблизительно соответствует следующему отношению: 0,95/Imax. Указанное на схеме значение резистора Rx соответствует току в 200мА.

Входное напряжение питания зарядного устройства должно находиться в диапазоне от 9 до 24 вольт. Превышение данного уровня увеличивает потери мощности в цепи LM317, снижение – нарушит правильную работу (нужно пересчитывать падение напряжения на шунте и минимальное напряжения на контакте «Общий»). Транзистор VT1 можно заменить на BC237, KC507, C945 или отечественный КТ3102.

Стабилизатор LM317 необходимо разместить на радиаторе. Зарядное устройство устойчиво к короткому замыканию на выходе. Стабилизатор в худшем случае (короткое замыкание) рассеивает потери мощности: P = U х I макс. Максимально допустимая потеря LM317 в корпусе TO220 составляет 20 ватт.

Источник: http://www.joyta.ru/6186-zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-litij-ionnyx-li-ion-i-litij-polimernyx-li-pol/

Ссылка на основную публикацию