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 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.

график процесса зарядки аккумулятора

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%).

зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов на LM317

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.

редактор

2 комментария

  • 02.06.2016 в 00:05

    Здравствуйте а как в эту схему включить светодиоды сигнализирующие о полном заряде аккумулятора?

    Ответить
    • 03.09.2016 в 09:21

      как я понимаю, светодиод можно поставить между out и adj lm317, последовательно светодиод с резистором. При полном заряде транзистор откроется и вывод adj ляжет на землю и светодиод загорится (резистор подобрать, чтоб загорелся) и всё.

      Ответить

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*