Il est difficile d’évaluer les caractéristiques d’un chargeur particulier sans comprendre comment devrait réellement se dérouler une charge exemplaire d’une batterie Li-ion. Par conséquent, avant de passer directement aux schémas, rappelons un peu de théorie.

Que sont les piles au lithium ?

Selon le matériau dont est constituée l'électrode positive d'une batterie au lithium, il en existe plusieurs variétés :

• avec cathode de cobaltate de lithium ;
• avec une cathode à base de phosphate de fer lithié ;
• à base de nickel-cobalt-aluminium ;
• à base de nickel-cobalt-manganèse.

Toutes ces batteries ont leurs propres caractéristiques, mais comme ces nuances n'ont pas d'importance fondamentale pour le grand consommateur, elles ne seront pas prises en compte dans cet article.

De plus, toutes les batteries Li-ion sont produites dans différentes tailles et facteurs de forme. Ils peuvent être soit dans un boîtier (par exemple, le populaire 18650 aujourd'hui), soit laminés ou prismatiques (batteries gel-polymère). Ces derniers sont des sacs hermétiquement fermés constitués d'un film spécial, qui contiennent des électrodes et une masse d'électrode.

Les tailles les plus courantes de batteries Li-ion sont indiquées dans le tableau ci-dessous (elles ont toutes une tension nominale de 3,7 volts) :

Désignation	Taille standard	Taille similaire
XXYY0, Où XX- indication du diamètre en mm, AA- valeur de longueur en mm, 0 - reflète le design sous la forme d'un cylindre	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø correspond à AAA, mais la moitié de la longueur)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, longueur CR2
	14430	Ø 14 mm (identique à AA), mais longueur plus courte
	14500	AA
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (ou 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (ou 150A/300P)
	18650	2xCR123 (ou 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	AVEC
	26650
	32650
	33600	D
	42120

Les processus électrochimiques internes se déroulent de la même manière et ne dépendent pas du facteur de forme et de la conception de la batterie, donc tout ce qui est dit ci-dessous s'applique également à toutes les batteries au lithium.

Comment charger correctement les batteries lithium-ion

La façon la plus correcte de charger les batteries au lithium est de les charger en deux étapes. C'est la méthode que Sony utilise dans tous ses chargeurs. Malgré un contrôleur de charge plus complexe, celui-ci garantit une charge plus complète des batteries Li-ion sans réduire leur durée de vie.

Nous parlons ici d'un profil de charge en deux étapes pour les batteries au lithium, abrégé en CC/CV (courant constant, tension constante). Il existe également des options avec des courants d'impulsion et de pas, mais elles ne sont pas abordées dans cet article. Vous pouvez en savoir plus sur la charge avec courant pulsé.

Examinons donc plus en détail les deux étapes de la charge.

1. À la première étape Un courant de charge constant doit être assuré. La valeur actuelle est de 0,2 à 0,5C. Pour une charge accélérée, il est permis d'augmenter le courant à 0,5-1,0C (où C est la capacité de la batterie).

Par exemple, pour une batterie d'une capacité de 3 000 mAh, le courant de charge nominal au premier étage est de 600 à 1 500 mA et le courant de charge accéléré peut être compris entre 1,5 et 3 A.

Pour assurer un courant de charge constant d'une valeur donnée, le circuit du chargeur doit pouvoir augmenter la tension aux bornes de la batterie. En fait, dans un premier temps, le chargeur fonctionne comme un stabilisateur de courant classique.

Important: Si vous envisagez de charger des batteries avec une carte de protection intégrée (PCB), alors lors de la conception du circuit du chargeur, vous devez vous assurer que la tension en circuit ouvert du circuit ne peut jamais dépasser 6 à 7 volts. Sinon, le panneau de protection pourrait être endommagé.

Au moment où la tension sur la batterie monte à 4,2 volts, la batterie gagnera environ 70 à 80 % de sa capacité (la valeur spécifique de la capacité dépendra du courant de charge : avec une charge accélérée, elle sera un peu moins, avec un charge nominale - un peu plus). Ce moment marque la fin de la première étape de charge et sert de signal pour le passage à la deuxième (et dernière) étape.

2. Deuxième étape de charge- il s'agit de charger la batterie avec une tension constante, mais un courant progressivement décroissant (en baisse).

A ce stade, le chargeur maintient une tension de 4,15 à 4,25 volts sur la batterie et contrôle la valeur du courant.

À mesure que la capacité augmente, le courant de charge diminue. Dès que sa valeur diminue à 0,05-0,01C, le processus de charge est considéré comme terminé.

Une nuance importante du bon fonctionnement du chargeur est sa déconnexion complète de la batterie une fois la charge terminée. Cela est dû au fait que pour les batteries au lithium, il est extrêmement indésirable qu'elles restent longtemps sous haute tension, qui est généralement fournie par le chargeur (c'est-à-dire 4,18-4,24 volts). Cela entraîne une dégradation accélérée de la composition chimique de la batterie et, par conséquent, une diminution de sa capacité. Un séjour de longue durée signifie des dizaines d’heures ou plus.

Au cours de la deuxième étape de charge, la batterie parvient à gagner environ 0,1 à 0,15 de plus de sa capacité. La charge totale de la batterie atteint ainsi 90-95 %, ce qui est un excellent indicateur.

Nous avons examiné deux étapes principales de la recharge. Cependant, la couverture de la question de la charge des batteries au lithium serait incomplète si une autre étape de charge n'était pas mentionnée - celle qu'on appelle. précharge.

Étape de charge préliminaire (précharge)- cette étape est utilisée uniquement pour les batteries profondément déchargées (inférieures à 2,5 V) pour les ramener en mode de fonctionnement normal.

A ce stade, la charge est alimentée par un courant constant réduit jusqu'à ce que la tension de la batterie atteigne 2,8 V.

L'étape préalable est nécessaire pour éviter le gonflement et la dépressurisation (voire l'explosion avec incendie) des batteries endommagées qui présentent, par exemple, un court-circuit interne entre les électrodes. Si un courant de charge important traverse immédiatement une telle batterie, cela entraînera inévitablement son échauffement, et cela dépend ensuite.

Un autre avantage de la précharge est le préchauffage de la batterie, ce qui est important lors d'une charge à basse température ambiante (dans une pièce non chauffée pendant la saison froide).

La charge intelligente doit être capable de surveiller la tension de la batterie pendant la phase de charge préliminaire et, si la tension n'augmente pas pendant une longue période, de conclure que la batterie est défectueuse.

Toutes les étapes de charge d'une batterie lithium-ion (y compris l'étape de précharge) sont schématiquement représentées dans ce graphique :

Un dépassement de la tension de charge nominale de 0,15 V peut réduire la durée de vie de la batterie de moitié. Abaisser la tension de charge de 0,1 volt réduit la capacité d'une batterie chargée d'environ 10 %, mais prolonge considérablement sa durée de vie. La tension d'une batterie complètement chargée après l'avoir retirée du chargeur est de 4,1 à 4,15 volts.

Permettez-moi de résumer ce qui précède et d’en souligner les principaux points :

1. Quel courant dois-je utiliser pour charger une batterie Li-ion (par exemple, 18650 ou autre) ?

Le courant dépendra de la rapidité avec laquelle vous souhaitez le charger et peut varier de 0,2C à 1C.

Par exemple, pour une batterie de taille 18650 d'une capacité de 3 400 mAh, le courant de charge minimum est de 680 mA et le maximum est de 3 400 mA.

2. Combien de temps faut-il pour charger, par exemple, les mêmes accus 18650 ?

Le temps de charge dépend directement du courant de charge et est calculé à l'aide de la formule :

T = C / Je charge.

Par exemple, le temps de charge de notre batterie de 3400 mAh avec un courant de 1A sera d'environ 3,5 heures.

3. Comment charger correctement une batterie lithium polymère ?

Toutes les batteries au lithium se chargent de la même manière. Peu importe qu'il s'agisse de lithium polymère ou de lithium ion. Pour nous, consommateurs, il n’y a aucune différence.

Qu'est-ce qu'un panneau de protection ?

La carte de protection (ou PCB - carte de contrôle de puissance) est conçue pour protéger contre les courts-circuits, les surcharges et les décharges excessives de la batterie au lithium. En règle générale, une protection contre la surchauffe est également intégrée aux modules de protection.

Pour des raisons de sécurité, il est interdit d'utiliser des piles au lithium dans les appareils électroménagers sauf si elles disposent d'un panneau de protection intégré. C'est pourquoi toutes les batteries de téléphones portables ont toujours une carte PCB. Les bornes de sortie de la batterie sont situées directement sur la carte :

Ces cartes utilisent un contrôleur de charge à six pattes sur un appareil spécialisé (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 et autres analogues). La tâche de ce contrôleur est de déconnecter la batterie de la charge lorsque la batterie est complètement déchargée et de déconnecter la batterie de la charge lorsqu'elle atteint 4,25 V.

Voici, par exemple, un schéma de la carte de protection de la batterie BP-6M fournie avec les anciens téléphones Nokia :

Si nous parlons de 18650, ils peuvent être produits avec ou sans panneau de protection. Le module de protection est situé à proximité de la borne négative de la batterie.

La carte augmente la longueur de la batterie de 2 à 3 mm.

Les batteries sans module PCB sont généralement incluses dans les batteries dotées de leurs propres circuits de protection.

Toute batterie avec protection peut facilement se transformer en batterie sans protection ; il suffit de la vider.

Aujourd’hui, la capacité maximale de l’accu 18650 est de 3400 mAh. Les batteries avec protection doivent avoir une désignation correspondante sur le boîtier (« Protégées »).

Ne confondez pas la carte PCB avec le module PCM (PCM - module de charge d'alimentation). Si les premiers servent uniquement à protéger la batterie, les seconds sont conçus pour contrôler le processus de charge - ils limitent le courant de charge à un niveau donné, contrôlent la température et, en général, assurent l'ensemble du processus. La carte PCM est ce que nous appelons un contrôleur de charge.

J'espère que maintenant il n'y a plus de questions, comment charger un accu 18650 ou tout autre accu au lithium ? Passons ensuite à une petite sélection de solutions de circuits toutes faites pour chargeurs (les mêmes contrôleurs de charge).

Schémas de charge pour les batteries Li-ion

Tous les circuits sont adaptés pour charger n'importe quelle batterie au lithium ; il ne reste plus qu'à décider du courant de charge et de la base de l'élément.

LM317

Schéma d'un chargeur simple basé sur la puce LM317 avec un indicateur de charge :

Le circuit est le plus simple, toute la configuration se résume à régler la tension de sortie à 4,2 volts à l'aide de la résistance d'ajustement R8 (sans batterie connectée !) et à régler le courant de charge en sélectionnant les résistances R4, R6. La puissance de la résistance R1 est d'au moins 1 Watt.

Dès que la LED s'éteint, le processus de charge peut être considéré comme terminé (le courant de charge ne descendra jamais jusqu'à zéro). Il n'est pas recommandé de maintenir la batterie sur cette charge pendant une longue période après qu'elle soit complètement chargée.

Le microcircuit LM317 est largement utilisé dans divers stabilisateurs de tension et de courant (selon le circuit de connexion). Il est vendu à tous les coins de rue et coûte quelques centimes (vous pouvez en prendre 10 pièces pour seulement 55 roubles).

Le LM317 est disponible dans différents boîtiers :

Affectation des broches (pinout) :

Les analogues de la puce LM317 sont : GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (les deux derniers sont produits dans le pays).

Le courant de charge peut être augmenté jusqu'à 3A si vous prenez du LM350 au lieu du LM317. Ce sera cependant plus cher - 11 roubles/pièce.

Le circuit imprimé et l'ensemble de circuits sont présentés ci-dessous :

L'ancien transistor soviétique KT361 peut être remplacé par un transistor pnp similaire (par exemple, KT3107, KT3108 ou bourgeois 2N5086, 2SA733, BC308A). Il peut être complètement supprimé si l'indicateur de charge n'est pas nécessaire.

Inconvénient du circuit : la tension d'alimentation doit être comprise entre 8 et 12 V. Cela est dû au fait que pour un fonctionnement normal de la puce LM317, la différence entre la tension de la batterie et la tension d'alimentation doit être d'au moins 4,25 Volts. Ainsi, il ne sera pas possible de l’alimenter depuis le port USB.

MAX1555 ou MAX1551

Les MAX1551/MAX1555 sont des chargeurs spécialisés pour batteries Li+, capables de fonctionner depuis USB ou depuis un adaptateur secteur séparé (par exemple, un chargeur de téléphone).

La seule différence entre ces microcircuits est que le MAX1555 produit un signal pour indiquer le processus de charge et le MAX1551 produit un signal indiquant que l'appareil est sous tension. Ceux. Le 1555 reste préférable dans la plupart des cas, le 1551 est donc désormais difficile à trouver en vente.

Une description détaillée de ces microcircuits auprès du fabricant est.

La tension d'entrée maximale de l'adaptateur CC est de 7 V, lorsqu'il est alimenté par USB - 6 V. Lorsque la tension d'alimentation chute à 3,52 V, le microcircuit s'éteint et la charge s'arrête.

Le microcircuit lui-même détecte à quelle entrée la tension d'alimentation est présente et s'y connecte. Si l'alimentation est fournie via le bus USB, le courant de charge maximum est limité à 100 mA - cela vous permet de brancher le chargeur sur le port USB de n'importe quel ordinateur sans craindre de brûler le pont sud.

Lorsqu'il est alimenté par une alimentation séparée, le courant de charge typique est de 280 mA.

Les puces ont une protection intégrée contre la surchauffe. Mais même dans ce cas, le circuit continue de fonctionner, réduisant le courant de charge de 17 mA pour chaque degré au-dessus de 110°C.

Il existe une fonction de précharge (voir ci-dessus) : tant que la tension de la batterie est inférieure à 3V, le microcircuit limite le courant de charge à 40 mA.

Le microcircuit comporte 5 broches. Voici un schéma de connexion typique :

S'il existe une garantie que la tension à la sortie de votre adaptateur ne peut en aucun cas dépasser 7 volts, alors vous pouvez vous passer du stabilisateur 7805.

L'option de chargement USB peut être montée par exemple sur celui-ci.

Le microcircuit ne nécessite ni diodes externes ni transistors externes. En général, bien sûr, des petites choses magnifiques ! Seulement, ils sont trop petits et peu pratiques à souder. Et ils sont aussi chers ().

LP2951

Le stabilisateur LP2951 est fabriqué par National Semiconductors (). Il prévoit la mise en œuvre d'une fonction de limitation de courant intégrée et vous permet de générer un niveau de tension de charge stable pour une batterie lithium-ion à la sortie du circuit.

La tension de charge est de 4,08 à 4,26 volts et est réglée par la résistance R3 lorsque la batterie est déconnectée. La tension est conservée très précisément.

Le courant de charge est de 150 à 300 mA, cette valeur est limitée par les circuits internes de la puce LP2951 (selon le fabricant).

Utilisez la diode avec un petit courant inverse. Par exemple, il peut s'agir de n'importe quelle série 1N400X que vous pouvez acheter. La diode est utilisée comme diode de blocage pour empêcher le courant inverse de la batterie vers la puce LP2951 lorsque la tension d'entrée est coupée.

Ce chargeur produit un courant de charge assez faible, de sorte que n'importe quel accu 18650 peut se charger pendant la nuit.

Le microcircuit peut être acheté à la fois dans un boîtier DIP et dans un boîtier SOIC (coûte environ 10 roubles par pièce).

MCP73831

La puce vous permet de créer les bons chargeurs, et elle est également moins chère que le très médiatisé MAX1555.

Un schéma de connexion typique est tiré de :

Un avantage important du circuit est l'absence de résistances puissantes à faible résistance qui limitent le courant de charge. Ici, le courant est réglé par une résistance connectée à la 5ème broche du microcircuit. Sa résistance doit être comprise entre 2 et 10 kOhm.

Le chargeur assemblé ressemble à ceci :

Le microcircuit chauffe assez bien pendant le fonctionnement, mais cela ne semble pas le gêner. Il remplit sa fonction.

Voici une autre version d'un circuit imprimé avec une LED SMD et un connecteur micro-USB :

LTC4054 (STC4054)

Schéma très simple, excellente option ! Permet de charger avec un courant jusqu'à 800 mA (voir). Certes, il a tendance à faire très chaud, mais dans ce cas, la protection intégrée contre la surchauffe réduit le courant.

Le circuit peut être considérablement simplifié en supprimant une ou même les deux LED avec un transistor. Cela ressemblera alors à ceci (il faut l’avouer, c’est on ne peut plus simple : une paire de résistances et un condensateur) :

L'une des options de circuits imprimés est disponible sur . La planche est conçue pour des éléments de taille standard 0805.

I=1000/R. Vous ne devriez pas régler un courant élevé tout de suite ; voyez d'abord à quel point le microcircuit chauffe. Pour mes besoins, j'ai pris une résistance de 2,7 kOhm et le courant de charge s'est avéré être d'environ 360 mA.

Il est peu probable qu'il soit possible d'adapter un radiateur à ce microcircuit, et ce n'est pas un fait qu'il sera efficace en raison de la haute résistance thermique de la jonction cristal-boîtier. Le fabricant recommande de réaliser le dissipateur thermique « à travers les câbles » - en rendant les traces aussi épaisses que possible et en laissant la feuille sous le corps de la puce. En général, plus il reste de feuille « terre », mieux c'est.

À propos, la majeure partie de la chaleur est dissipée par la 3ème branche, vous pouvez donc rendre cette trace très large et épaisse (la remplir d'excès de soudure).

Le boîtier de puce LTC4054 peut être étiqueté LTH7 ou LTADY.

LTH7 diffère de LTADY en ce que le premier peut soulever une batterie très faible (sur laquelle la tension est inférieure à 2,9 volts), tandis que le second ne le peut pas (vous devez la balancer séparément).

La puce s'est avérée très réussie, elle a donc un tas d'analogues : STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, 2, 001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Avant d'utiliser l'un des analogues, consultez les fiches techniques.

TP4056

Le microcircuit est réalisé dans un boîtier SOP-8 (voir), il possède sur son ventre un dissipateur thermique métallique qui n'est pas connecté aux contacts, ce qui permet une évacuation plus efficace de la chaleur. Permet de charger la batterie avec un courant allant jusqu'à 1A (le courant dépend de la résistance de réglage du courant).

Le schéma de raccordement nécessite le strict minimum d'éléments suspendus :

Le circuit met en œuvre le processus de charge classique : d'abord avec un courant constant, puis avec une tension constante et un courant décroissant. Tout est scientifique. Si vous regardez la recharge étape par étape, vous pouvez distinguer plusieurs étapes :

1. Surveillance de la tension de la batterie connectée (cela arrive tout le temps).
2. Phase de précharge (si la batterie est déchargée en dessous de 2,9 V). Chargez avec un courant de 1/10 de celui programmé par la résistance R prog (100 mA à R prog = 1,2 kOhm) jusqu'à un niveau de 2,9 V.
3. Charge avec un courant constant maximum (1000 mA à R prog = 1,2 kOhm) ;
4. Lorsque la batterie atteint 4,2 V, la tension sur la batterie est fixée à ce niveau. Une diminution progressive du courant de charge commence.
5. Lorsque le courant atteint 1/10 de celui programmé par la résistance R prog (100 mA à R prog = 1,2 kOhm), le chargeur s'éteint.
6. Une fois la charge terminée, le contrôleur continue de surveiller la tension de la batterie (voir point 1). Le courant consommé par le circuit de surveillance est de 2 à 3 µA. Une fois que la tension est tombée à 4,0 V, la charge recommence. Et ainsi de suite en cercle.

Le courant de charge (en ampères) est calculé par la formule I=1200/R prog. Le maximum autorisé est de 1 000 mA.

Un test de charge réel avec un accu 18650 de 3400 mAh est présenté dans le graphique :

L'avantage du microcircuit est que le courant de charge est réglé par une seule résistance. De puissantes résistances à faible résistance ne sont pas nécessaires. De plus, il y a un indicateur du processus de charge, ainsi qu'une indication de la fin de la charge. Lorsque la batterie n'est pas connectée, l'indicateur clignote toutes les quelques secondes.

La tension d'alimentation du circuit doit être comprise entre 4,5 et 8 volts. Plus on est proche de 4,5V, mieux c'est (donc la puce chauffe moins).

La première branche est utilisée pour connecter un capteur de température intégré à la batterie lithium-ion (généralement la borne centrale d'une batterie de téléphone portable). Si la tension de sortie est inférieure à 45 % ou supérieure à 80 % de la tension d'alimentation, la charge est suspendue. Si vous n’avez pas besoin de contrôler la température, posez simplement votre pied sur le sol.

Attention! Ce circuit présente un inconvénient important : l'absence de circuit de protection contre l'inversion de polarité de la batterie. Dans ce cas, le contrôleur est assuré de griller en raison du dépassement du courant maximum. Dans ce cas, la tension d'alimentation du circuit va directement à la batterie, ce qui est très dangereux.

La chevalière est simple et peut être réalisée en une heure sur votre genou. Si le temps presse, vous pouvez commander des modules prêts à l’emploi. Certains fabricants de modules prêts à l'emploi ajoutent une protection contre les surintensités et les décharges excessives (par exemple, vous pouvez choisir de quelle carte vous avez besoin - avec ou sans protection, et avec quel connecteur).

Vous pouvez également trouver des cartes prêtes à l'emploi avec un contact pour un capteur de température. Ou encore un module de charge avec plusieurs microcircuits TP4056 en parallèle pour augmenter le courant de charge et avec protection contre l'inversion de polarité (exemple).

LTC1734

Aussi un schéma très simple. Le courant de charge est réglé par la résistance R prog (par exemple, si vous installez une résistance de 3 kOhm, le courant sera de 500 mA).

Les microcircuits sont généralement marqués sur le boîtier : LTRG (on les retrouve souvent dans les anciens téléphones Samsung).

N'importe quel transistor PNP convient, l'essentiel est qu'il soit conçu pour un courant de charge donné.

Il n'y a pas d'indicateur de charge sur le schéma indiqué, mais sur le LTC1734, il est dit que la broche « 4 » (Prog) a deux fonctions : régler le courant et surveiller la fin de la charge de la batterie. Par exemple, un circuit avec contrôle de fin de charge à l'aide du comparateur LT1716 est représenté.

Le comparateur LT1716 dans ce cas peut être remplacé par un LM358 bon marché.

TL431 + transistors

Il est probablement difficile de proposer un circuit utilisant des composants plus abordables. Le plus difficile ici est de trouver la source de tension de référence TL431. Mais ils sont si courants qu'on les retrouve un peu partout (une source d'alimentation se passe rarement de ce microcircuit).

Eh bien, le transistor TIP41 peut être remplacé par n'importe quel autre avec un courant de collecteur approprié. Même les anciens KT819, KT805 soviétiques (ou KT815, KT817 moins puissants) feront l'affaire.

La mise en place du circuit revient à régler la tension de sortie (sans batterie !!!) à l'aide d'une résistance de trim à 4,2 volts. La résistance R1 définit la valeur maximale du courant de charge.

Ce circuit met pleinement en œuvre le processus de charge en deux étapes des batteries au lithium : d'abord en chargeant avec du courant continu, puis en passant à la phase de stabilisation de la tension et en réduisant progressivement le courant à presque zéro. Le seul inconvénient est la mauvaise répétabilité du circuit (il est capricieux dans la configuration et exigeant sur les composants utilisés).

MCP73812

Il existe un autre microcircuit injustement négligé de Microchip - MCP73812 (voir). Sur cette base, nous obtenons une option de recharge très économique (et peu coûteuse !). L'ensemble du kit carrosserie n'est qu'une seule résistance !

À propos, le microcircuit est fabriqué dans un boîtier facile à souder - SOT23-5.

Le seul point négatif est qu'il fait très chaud et qu'il n'y a aucune indication de charge. Cela ne fonctionne pas non plus de manière très fiable si vous disposez d’une source d’alimentation de faible puissance (ce qui provoque une chute de tension).

De manière générale, si l'indication de charge n'est pas importante pour vous et qu'un courant de 500 mA vous convient, alors le MCP73812 est une très bonne option.

NCP1835

Une solution entièrement intégrée est proposée - NCP1835B, offrant une haute stabilité de la tension de charge (4,2 ±0,05 V).

Le seul inconvénient de ce microcircuit est peut-être sa taille trop miniature (boîtier DFN-10, taille 3x3 mm). Tout le monde ne peut pas assurer une soudure de haute qualité de tels éléments miniatures.

Parmi les avantages indéniables, je voudrais noter les suivants :

1. Nombre minimum de parties du corps.
2. Possibilité de charger une batterie complètement déchargée (courant de précharge 30 mA) ;
3. Détermination de la fin de la charge.
4. Courant de charge programmable - jusqu'à 1000 mA.
5. Indication de charge et d'erreur (capable de détecter les batteries non rechargeables et de le signaler).
6. Protection contre la charge à long terme (en modifiant la capacité du condensateur C t, vous pouvez régler le temps de charge maximum de 6,6 à 784 minutes).

Le coût du microcircuit n’est pas vraiment bon marché, mais il n’est pas non plus si élevé (~ 1 $) qu’il serait inutile de l’utiliser. Si vous êtes à l’aise avec un fer à souder, je vous recommande de choisir cette option.

Une description plus détaillée est disponible.

Puis-je charger une batterie lithium-ion sans contrôleur ?

Oui, vous pouvez. Toutefois, cela nécessitera un contrôle étroit du courant et de la tension de charge.

En général, il ne sera pas possible de charger un accu, par exemple notre 18650, sans chargeur. Vous devez toujours limiter d'une manière ou d'une autre le courant de charge maximum, donc au moins la mémoire la plus primitive sera toujours requise.

Le chargeur le plus simple pour toute batterie au lithium est une résistance connectée en série avec la batterie :

La résistance et la puissance dissipée de la résistance dépendent de la tension de la source d’alimentation qui sera utilisée pour la charge.

A titre d'exemple, calculons une résistance pour une alimentation de 5 Volts. Nous chargerons un accu 18650 d’une capacité de 2400 mAh.

Ainsi, au tout début de la charge, la chute de tension aux bornes de la résistance sera :

U r = 5 - 2,8 = 2,2 Volts

Disons que notre alimentation 5 V est conçue pour un courant maximum de 1 A. Le circuit consommera le courant le plus élevé au tout début de la charge, lorsque la tension sur la batterie est minimale et s'élève à 2,7-2,8 volts.

Attention : ces calculs ne prennent pas en compte la possibilité que la batterie soit très profondément déchargée et que la tension sur celle-ci puisse être bien inférieure, voire nulle.

Ainsi, la résistance nécessaire pour limiter le courant au tout début de la charge à 1 Ampère doit être :

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 ohms

Dissipation de puissance de la résistance :

P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W

A la toute fin de la charge de la batterie, lorsque la tension sur celle-ci approche de 4,2 V, le courant de charge sera :

Je charge = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A

Autrement dit, comme nous le voyons, toutes les valeurs ne dépassent pas les limites admissibles pour une batterie donnée : le courant initial ne dépasse pas le courant de charge maximal autorisé pour une batterie donnée (2,4 A), et le courant final dépasse le courant auquel la batterie ne gagne plus de capacité ( 0,24 A).

Le principal inconvénient d'une telle charge est la nécessité de surveiller en permanence la tension de la batterie. Et coupez manuellement la charge dès que la tension atteint 4,2 Volts. Le fait est que les batteries au lithium tolèrent très mal même les surtensions à court terme - les masses des électrodes commencent à se dégrader rapidement, ce qui entraîne inévitablement une perte de capacité. Dans le même temps, toutes les conditions préalables à la surchauffe et à la dépressurisation sont créées.

Si votre batterie dispose d'une carte de protection intégrée, dont nous avons parlé juste au-dessus, alors tout devient plus simple. Lorsqu'une certaine tension est atteinte sur la batterie, la carte elle-même la déconnectera du chargeur. Cependant, cette méthode de chargement présente des inconvénients importants, dont nous avons parlé dans.

La protection intégrée à la batterie ne permettra en aucun cas de la surcharger. Il suffit de contrôler le courant de charge pour qu'il ne dépasse pas les valeurs admissibles pour une batterie donnée (les panneaux de protection ne peuvent malheureusement pas limiter le courant de charge).

Chargement à l'aide d'une alimentation de laboratoire

Si vous disposez d'une alimentation avec protection de courant (limitation), alors vous êtes sauvé ! Une telle source d'alimentation est déjà un chargeur à part entière qui met en œuvre le profil de charge correct, dont nous avons parlé ci-dessus (CC/CV).

Tout ce que vous devez faire pour charger le Li-ion est de régler l'alimentation électrique sur 4,2 volts et de définir la limite de courant souhaitée. Et vous pouvez connecter la batterie.

Initialement, lorsque la batterie est encore déchargée, l'alimentation du laboratoire fonctionnera en mode de protection de courant (c'est-à-dire qu'elle stabilisera le courant de sortie à un niveau donné). Ensuite, lorsque la tension sur la banque atteint la valeur définie de 4,2 V, l'alimentation passe en mode de stabilisation de tension et le courant commence à baisser.

Lorsque le courant chute à 0,05-0,1C, la batterie peut être considérée comme complètement chargée.

Comme vous pouvez le constater, l’alimentation de laboratoire est un chargeur presque idéal ! La seule chose qu’il ne peut pas faire automatiquement est de prendre la décision de charger complètement la batterie et de l’éteindre. Mais c’est une petite chose à laquelle vous ne devriez même pas prêter attention.

Comment charger des batteries au lithium ?

Et si nous parlons d'une batterie jetable qui n'est pas destinée à être rechargée, alors la bonne (et la seule bonne) réponse à cette question est NON.

Le fait est que toute pile au lithium (par exemple, la CR2032 commune sous la forme d'une tablette plate) se caractérise par la présence d'une couche passivante interne qui recouvre l'anode au lithium. Cette couche empêche une réaction chimique entre l'anode et l'électrolyte. Et l'apport de courant externe détruit la couche protectrice ci-dessus, entraînant des dommages à la batterie.

À propos, si nous parlons de la pile non rechargeable CR2032, alors la LIR2032, qui lui ressemble beaucoup, est déjà une pile à part entière. Il peut et doit être facturé. Seule sa tension n'est pas de 3, mais de 3,6V.

Comment charger des batteries au lithium (qu'il s'agisse d'une batterie de téléphone, d'une batterie 18650 ou de toute autre batterie Li-ion) a été abordée au début de l'article.

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Les progrès progressent et les batteries au lithium remplacent de plus en plus les batteries NiCd (nickel-cadmium) et NiMh (nickel-hydrure métallique) traditionnellement utilisées.
Avec un poids comparable d'un élément, le lithium a une plus grande capacité. De plus, la tension de l'élément est trois fois plus élevée - 3,6 V par élément, au lieu de 1,2 V.
Le coût des piles au lithium a commencé à se rapprocher de celui des piles alcalines conventionnelles, leur poids et leur taille sont beaucoup plus petits et, de plus, elles peuvent et doivent être chargées. Le fabricant affirme qu’ils peuvent supporter 300 à 600 cycles.
Il existe différentes tailles et choisir la bonne n'est pas difficile.
L'autodécharge est si faible qu'ils restent chargés pendant des années, c'est-à-dire L'appareil reste opérationnel en cas de besoin.

"C" signifie Capacité

Une désignation comme « xC » est souvent trouvée. Il s'agit simplement d'une désignation pratique du courant de charge ou de décharge de la batterie avec des parts de sa capacité. Dérivé du mot anglais « Capacité » (capacité, capacité).
Lorsqu'ils parlent de charge avec un courant de 2C ou 0,1C, ils veulent généralement dire que le courant doit être respectivement de (2 × capacité de la batterie)/h ou (0,1 × capacité de la batterie)/h.
Par exemple, une batterie d'une capacité de 720 mAh, pour laquelle le courant de charge est de 0,5 C, doit être chargée avec un courant de 0,5 × 720 mAh/h = 360 mA, ceci s'applique également à la décharge.

Vous pouvez fabriquer vous-même un chargeur simple ou pas très simple, en fonction de votre expérience et de vos capacités.

Schéma de circuit d'un simple chargeur LM317

Riz. 5.

Le circuit d'application fournit une stabilisation de tension assez précise, réglée par le potentiomètre R2.
La stabilisation du courant n'est pas aussi critique que la stabilisation de la tension, il suffit donc de stabiliser le courant à l'aide d'une résistance shunt Rx et d'un transistor NPN (VT1).

Le courant de charge requis pour une batterie lithium-ion (Li-Ion) et lithium-polymère (Li-Pol) particulière est sélectionné en modifiant la résistance Rx.
La résistance Rx correspond approximativement au rapport suivant : 0,95/Imax.
La valeur de la résistance Rx indiquée sur le schéma correspond à un courant de 200 mA, c'est une valeur approximative, elle dépend aussi du transistor.

Il est nécessaire de prévoir un radiateur en fonction du courant de charge et de la tension d'entrée.
La tension d'entrée doit être d'au moins 3 volts supérieure à la tension de la batterie pour un fonctionnement normal du stabilisateur, qui pour une canette est de 7 à 9 V.

Schéma de circuit d'un chargeur simple sur LTC4054

Riz. 6.

Vous pouvez retirer le contrôleur de charge LTC4054 d'un ancien téléphone portable, par exemple Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).

Riz. 7. Cette petite puce à 5 pattes est étiquetée « LTH7 » ou « LTADY »

Je n'entrerai pas dans les moindres détails du travail avec le microcircuit, tout est dans la fiche technique. Je ne décrirai que les fonctionnalités les plus nécessaires.
Courant de charge jusqu'à 800 mA.
La tension d'alimentation optimale est de 4,3 à 6 Volts.
Indication de charge.
Protection contre les courts-circuits de sortie.
Protection contre la surchauffe (réduction du courant de charge à des températures supérieures à 120°).
Ne charge pas la batterie lorsque sa tension est inférieure à 2,9 V.

Le courant de charge est réglé par une résistance entre la cinquième borne du microcircuit et la masse selon la formule

I=1000/R,
où I est le courant de charge en ampères, R est la résistance en Ohms.

Indicateur de batterie au lithium faible

Voici un circuit simple qui allume une LED lorsque la batterie est faible et que sa tension résiduelle est proche du critique.

Riz. 8.

Tous les transistors de faible puissance. La tension d'allumage des LED est sélectionnée par un diviseur parmi les résistances R2 et R3. Il est préférable de connecter le circuit après le bloc de protection afin que la LED ne vide pas complètement la batterie.

La nuance de la durabilité

Le fabricant revendique généralement 300 cycles, mais si vous chargez le lithium avec seulement 0,1 volt de moins, à 4,10 V, le nombre de cycles augmente jusqu'à 600, voire plus.

Fonctionnement et précautions

On peut affirmer sans se tromper que les batteries lithium-polymère sont les batteries les plus « délicates » qui existent, c'est-à-dire qu'elles nécessitent le respect obligatoire de plusieurs règles simples mais obligatoires, dont le non-respect peut causer des problèmes.
1. Une charge à une tension supérieure à 4,20 Volts par pot n'est pas autorisée.
2. Ne court-circuitez pas la batterie.
3. La décharge avec des courants dépassant la capacité de charge ou la chaleur de la batterie au-dessus de 60 °C n'est pas autorisée. 4. Une décharge inférieure à une tension de 3,00 Volts par pot est nocive.
5. Chauffer la batterie au-dessus de 60°C est nocif. 6. La dépressurisation de la batterie est nocive.
7. Le stockage à l'état déchargé est nocif.

Le non-respect des trois premiers points entraîne un incendie, le reste - une perte totale ou partielle de capacité.

D'après l'expérience de nombreuses années d'utilisation, je peux dire que la capacité des batteries change peu, mais la résistance interne augmente et la batterie commence à fonctionner moins longtemps avec une consommation de courant élevée - il semble que la capacité ait diminué.
Pour cette raison, j'installe généralement un conteneur plus grand, car les dimensions de l'appareil le permettent, et même les vieilles canettes de dix ans fonctionnent très bien.

Pour les courants peu élevés, les vieilles batteries de téléphones portables conviennent.

Vous pouvez obtenir de nombreuses batteries 18650 fonctionnant parfaitement à partir d’une vieille batterie d’ordinateur portable.

Où utiliser les piles au lithium ?

J'ai converti mon tournevis et ma visseuse électrique au lithium il y a longtemps. Je n'utilise pas ces outils régulièrement. Désormais, même après un an de non-utilisation, ils fonctionnent sans recharge !

J'ai mis de petites piles dans des jouets pour enfants, des montres, etc., où 2-3 piles « bouton » ont été installées en usine. Là où exactement 3 V sont nécessaires, j'ajoute une diode en série et cela fonctionne parfaitement.

Je l'ai mis dans des lampes de poche LED.

Au lieu du Krona 9V, coûteux et de faible capacité, j'ai installé 2 canettes dans le testeur et j'ai oublié tous les problèmes et coûts supplémentaires.

En général, je le mets partout où je peux, à la place des piles.

Où puis-je acheter du lithium et des services publics associés

À vendre. Sur le même lien, vous trouverez des modules de recharge et d'autres objets utiles pour les bricoleurs.

Les chinois mentent généralement sur la capacité et c'est moins que ce qui est écrit.

Honnête Sanyo 18650

Dans cet article, nous parlerons du contrôleur de charge Li-Ion du MCP73833.

Image 1.

Experience precedente

Jusqu'à présent, j'utilisais des contrôleurs LT4054 et, pour être honnête, j'en étais satisfait :

Il permettait de charger des batteries Li-Pol compactes d'une capacité allant jusqu'à 3000 mAh

Était ultra-compact : sot23-5

Avait un indicateur de charge de la batterie

Il dispose de nombreuses protections, ce qui en fait une puce pratiquement indestructible

Figure 2.

Un avantage supplémentaire est qu'avant de commencer à en faire quoi que ce soit, j'en ai acheté 50, à un prix très modeste.

J'ai identifié des lacunes dans le travail et, pour parler franchement, elles m'ont plongé dans une stupeur partielle :

Le courant maximum déclaré est de 1A, pensais-je. Mais déjà à 300 mA pendant la charge, la puce chauffe jusqu'à 110*C, même en présence de grands polygones de radiateur et d'un radiateur fixé à la surface plastique de la puce.

Lorsque la protection thermique est activée, un comparateur se déclenche apparemment, ce qui réinitialise rapidement le courant. En conséquence, le microcircuit se transforme en générateur, ce qui tue la batterie. De cette façon, j'ai tué 2 piles jusqu'à ce que je comprenne ce qui n'allait pas avec l'oscilloscope.

Compte tenu de ce qui précède, j'ai eu un problème avec le temps de chargement de l'appareil, qui est d'environ 10 heures. Bien sûr, cela m'a beaucoup insatisfait, ainsi que les consommateurs de mes appareils électroniques, mais que puis-je faire : tout le monde voulait augmenter la durée de vie avec les mêmes paramètres de l'appareil, et parfois ils consomment beaucoup.

À cet égard, j'ai commencé à chercher un contrôleur qui aurait de bien meilleurs paramètres et capacités de dissipation thermique, et mon choix jusqu'à présent s'est porté sur le MCP73833, principalement en raison du fait que mon ami avait ces contrôleurs en stock, et j'ai sifflé un quelques pièces rapidement( plus vite que lui) ont soudé le prototype et effectué les tests dont j'avais besoin.

Un peu sur le contrôleur lui-même.

Permettez-moi de ne pas me lancer dans une traduction complète et approfondie de la fiche technique (même si cela est utile), mais de vous dire rapidement et simplement ce que j'ai regardé en premier dans ce contrôleur et si je l'ai aimé ou non.

1. Le schéma général de commutation est ce qui attire votre attention dès le début. Il est facile de constater qu’à l’exception de l’indication (que vous n’êtes pas obligé de faire), le harnais n’est constitué que de 4 parties. Ils comprennent deux condensateurs de filtrage, une résistance pour programmer le courant de charge de la batterie et une thermistance de 10k pour contrôler la surchauffe de la batterie Li-Ion. Ce circuit est illustré à la figure 3. C'est vraiment cool.

Figure 3. Schéma de connexion MCP73833

2. Elle se porte bien mieux avec la chaleur. Cela peut être vu même sur le schéma de connexion, puisque des pieds identiques sont visibles et peuvent être utilisés pour l'évacuation de la chaleur. En plus de cela, il convient de noter que la puce est disponible dans les boîtiers msop-10 et DFN-10, dont la surface est plus grande que celle du sot23-5. De plus, dans le boîtier DFN-10, il existe un polygone spécial qui peut et doit être utilisé comme dissipateur thermique sur une grande surface. Si vous ne me croyez pas, regardez par vous-même la figure 4. Elle montre le brochage des pieds du boîtier DFN-10 et la disposition du PCB recommandée par le fabricant, avec dissipation thermique à l'aide d'un polygone.

Graphique 4.

3. La présence d'une thermistance 10k. Bien sûr, dans la plupart des cas, je ne l'utiliserai pas, car je suis sûr que je ne surchaufferai pas la batterie, mais : il y a des tâches dans lesquelles j'entends une charge complète de la batterie en seulement 30 minutes de fonctionnement à partir de l'alimentation. Dans de tels cas, la batterie elle-même peut surchauffer.

4. Un système d'indication de charge de batterie assez complexe. D'après ce que j'ai compris et essayé : il y a 1 LED responsable de savoir si l'alimentation est fournie par l'alimentation de charge. En théorie, la chose n'est pas si nécessaire, mais : j'ai eu des cas où j'ai cassé le connecteur et le contrôleur ne recevait tout simplement pas 5V à l'entrée. Dans de tels cas, ce qui n’allait pas était immédiatement clair. Une fonctionnalité extrêmement utile pour les développeurs. Pour les consommateurs, il est facilement remplacé par une simple LED le long de la ligne d'entrée 5 V, installée avec une résistance de limitation de courant.

5. Les deux LED restantes sont cassées pendant la phase de charge. Cela permet de soulager le MK (si vous n'avez pas besoin d'afficher la charge de la batterie sur l'écran par exemple) en termes de traitement de la charge de la batterie pendant la charge (indication si elle est chargée ou non).

6. Programmation du courant de charge sur une large plage. Personnellement, j'ai essayé d'augmenter le courant de charge à 1A sur la carte illustrée à la figure 1, et à environ 890 mA, la carte est passée en protection thermique en mode stable. Comme le disent les gens autour, avec de grandes portées, ils ont parfaitement extrait 2A de ce contrôleur, et selon la description technique, le courant de charge maximum est de 3A, mais j'ai un certain nombre de doutes liés à la charge thermique sur le microcircuit.

7. Si vous en croyez la fiche technique, alors ce microcircuit a : Mode régulateur linéaire à faible chute - un mode de tension d'entrée réduite. Dans ces modes, à l'aide d'un convertisseur DC-DC, vous pouvez réduire soigneusement la tension à l'entrée du microcircuit lors du début de la charge afin de réduire son dégagement de chaleur. Personnellement, j'ai essayé de réduire la tension, et la chaleur est logiquement devenue moindre, mais ce microcircuit doit chuter d'au moins 0,3-0,4 V pour pouvoir charger confortablement la batterie. Techniquement, je vais créer un petit module qui fait cela automatiquement, mais je n'ai ni l'argent ni le temps pour cela, alors je demande volontiers à tous ceux qui sont intéressés de m'envoyer un e-mail. S'il y a quelques personnes supplémentaires, nous publierons une telle chose sur notre site Web.

8. Je n’aimais pas que le corps soit très petit. Le souder sans sèche-cheveux (DFN-10) est difficile et cela ne fonctionnera pas bien, peu importe comment vous le regardez. C'est mieux avec msop-10, mais il faut beaucoup de temps aux débutants pour apprendre à le souder.

9. Je n’ai pas aimé que ce contrôleur ne dispose pas d’un BMS intégré (protection de la batterie contre une charge/décharge rapide et un certain nombre d’autres problèmes). Mais les contrôleurs plus chers de TI ont de telles choses.

10. J'ai aimé le prix. Ces contrôleurs ne sont pas chers.

Et après?

Et puis je vais implémenter cette puce dans mes différentes idées d’appareils. Par exemple, une version d'essai d'une carte de développement basée sur des batteries STM32F103RCT6 et 18650 est actuellement produite en usine. J'ai déjà une carte de développement pour ce contrôleur, qui a très bien fait ses preuves, et je souhaite la compléter avec une version portable afin de pouvoir emporter mon projet de travail avec moi et ne pas penser à l'alimentation et à la recherche d'une prise dans laquelle insérez l'alimentation.

Je l'utiliserai également dans toutes les solutions nécessitant des courants de charge supérieurs à 300mA.

J'espère que vous pourrez utiliser cette puce utile et simple dans vos appareils.

Si vous êtes intéressé par l’alimentation par batterie, voici ma vidéo personnelle sur l’alimentation par batterie des appareils.

Vous devez d’abord décider de la terminologie.

En tant que tel il n'y a pas de contrôleurs de décharge-charge. Ça n'a pas de sens. Cela ne sert à rien de contrôler les rejets. Le courant de décharge dépend de la charge - autant qu'il en aura besoin, il en faudra autant. La seule chose que vous devez faire lors de la décharge est de surveiller la tension de la batterie pour éviter une décharge excessive. A cet effet, ils utilisent .

En même temps, des contrôleurs séparés charge non seulement ils existent, mais ils sont absolument nécessaires au processus de chargement des batteries Li-ion. Ils règlent le courant requis, déterminent la fin de la charge, surveillent la température, etc. Le contrôleur de charge fait partie intégrante de tout.

D'après mon expérience, je peux dire qu'un contrôleur de charge/décharge désigne en réalité un circuit permettant de protéger la batterie d'une décharge trop profonde et, à l'inverse, d'une surcharge.

Autrement dit, quand on parle de contrôleur de charge/décharge, on parle de la protection intégrée à presque toutes les batteries lithium-ion (modules PCB ou PCM). Elle est là:

Et les voici aussi :

Évidemment, les cartes de protection sont disponibles sous différents facteurs de forme et sont assemblées à l'aide de divers composants électroniques. Dans cet article, nous examinerons les options de circuits de protection pour les batteries Li-ion (ou, si vous préférez, les contrôleurs de décharge/charge).

Contrôleurs de charge-décharge

Puisque ce nom est si bien ancré dans la société, nous l'utiliserons également. Commençons peut-être par la version la plus courante de la puce DW01 (Plus).

DW01-Plus

Un tel panneau de protection pour les batteries Li-ion se trouve dans une batterie de téléphone portable sur deux. Pour y accéder, il suffit d'arracher l'autocollant avec les inscriptions collé sur la batterie.

La puce DW01 elle-même est à six pattes et deux transistors à effet de champ sont structurellement constitués dans un seul boîtier sous la forme d'un assemblage à 8 pattes.

Les broches 1 et 3 contrôlent respectivement les interrupteurs de protection contre les décharges (FET1) et les interrupteurs de protection contre les surcharges (FET2). Tensions de seuil : 2,4 et 4,25 Volts. La broche 2 est un capteur qui mesure la chute de tension aux bornes des transistors à effet de champ, ce qui assure une protection contre les surintensités. La résistance de transition des transistors agit comme un shunt de mesure, de sorte que le seuil de réponse présente une très grande dispersion d'un produit à l'autre.

L'ensemble du schéma ressemble à ceci :

Le microcircuit de droite marqué 8205A est constitué des transistors à effet de champ qui agissent comme des clés dans le circuit.

Série S-8241

SEIKO a développé des puces spécialisées pour protéger les batteries lithium-ion et lithium-polymère contre les décharges excessives/surcharges. Pour protéger une canette, des circuits intégrés de la série S-8241 sont utilisés.

Les interrupteurs de protection contre les décharges excessives et les surcharges fonctionnent respectivement à 2,3 V et 4,35 V. La protection actuelle est activée lorsque la chute de tension aux bornes FET1-FET2 est égale à 200 mV.

Série AAT8660

LV51140T

Un système de protection similaire pour les batteries au lithium monocellulaires avec protection contre les décharges excessives, les surcharges et les courants de charge et de décharge excessifs. Implémenté à l'aide de la puce LV51140T.

Tensions de seuil : 2,5 et 4,25 Volts. La deuxième branche du microcircuit est l'entrée du détecteur de surintensité (valeurs limites : 0,2 V en décharge et -0,7 V en charge). La broche 4 n'est pas utilisée.

Série R5421N

La conception du circuit est similaire aux précédentes. En mode de fonctionnement, le microcircuit consomme environ 3 μA, en mode blocage - environ 0,3 μA (lettre C dans la désignation) et 1 μA (lettre F dans la désignation).

La série R5421N contient plusieurs modifications qui diffèrent par l'ampleur de la tension de réponse pendant la recharge. Les détails sont donnés dans le tableau :

SA57608

Une autre version du contrôleur de charge/décharge, uniquement sur la puce SA57608.

Les tensions auxquelles le microcircuit déconnecte la boîte des circuits externes dépendent de l'index des lettres. Pour plus de détails, consultez le tableau :

Le SA57608 consomme un courant assez important en mode veille - environ 300 µA, ce qui le distingue pour le pire des analogues mentionnés ci-dessus (où le courant consommé est de l'ordre de fractions de microampère).

LC05111CMT

Et enfin, nous proposons une solution intéressante de l'un des leaders mondiaux dans la production de composants électroniques sur semi-conducteur - un contrôleur de charge-décharge sur la puce LC05111CMT.

La solution est intéressante dans la mesure où les MOSFET clés sont intégrés au microcircuit lui-même, de sorte qu'il ne reste que quelques résistances et un condensateur des éléments supplémentaires.

La résistance de transition des transistors intégrés est d'environ 11 milliohms (0,011 Ohms). Le courant de charge/décharge maximum est de 10A. La tension maximale entre les bornes S1 et S2 est de 24 Volts (ceci est important lors de la combinaison de batteries en batteries).

Le microcircuit est disponible dans le boîtier WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag.

Comme prévu, le circuit offre une protection contre les surcharges/décharges, les courants de surcharge et les courants de surcharge.

Contrôleurs de charge et circuits de protection : quelle est la différence ?

Il est important de comprendre que le module de protection et les contrôleurs de charge ne sont pas la même chose. Oui, leurs fonctions se chevauchent dans une certaine mesure, mais appeler le module de protection intégré à la batterie un contrôleur de charge serait une erreur. Maintenant, je vais vous expliquer quelle est la différence.

Le rôle le plus important de tout contrôleur de charge est de mettre en œuvre le profil de charge correct (généralement CC/CV – courant constant/tension constante). Autrement dit, le contrôleur de charge doit être capable de limiter le courant de charge à un niveau donné, contrôlant ainsi la quantité d'énergie « versée » dans la batterie par unité de temps. L'excès d'énergie est libéré sous forme de chaleur, de sorte que tout contrôleur de charge devient très chaud pendant son fonctionnement.

Pour cette raison, les contrôleurs de charge ne sont jamais intégrés à la batterie (contrairement aux cartes de protection). Les contrôleurs font simplement partie d’un chargeur approprié et rien de plus.

De plus, pas une seule carte de protection (ou module de protection, quel que soit le nom que vous lui donnez) n'est capable de limiter le courant de charge. La carte contrôle uniquement la tension sur la banque elle-même et, si elle dépasse les limites prédéterminées, ouvre les commutateurs de sortie, déconnectant ainsi la banque du monde extérieur. À propos, la protection contre les courts-circuits fonctionne également selon le même principe : lors d'un court-circuit, la tension sur la banque chute fortement et le circuit de protection contre les décharges profondes est déclenché.

Une confusion entre les circuits de protection des batteries au lithium et les contrôleurs de charge est due à la similitude du seuil de réponse (~4,2 V). Ce n'est que dans le cas d'un module de protection que le boîtier est complètement déconnecté des bornes externes, et dans le cas d'un contrôleur de charge, il est commuté sur un mode de stabilisation de tension et une réduction progressive du courant de charge.

Pourquoi une batterie lithium-ion a-t-elle besoin d'un contrôleur de charge ?

De nombreux lecteurs du site demandent ce qu'est un contrôleur de charge de batterie lithium-ion et à quoi il sert. Ce problème a été brièvement mentionné dans les documents décrivant les différents types de batteries au lithium. Ce type de batterie comprend presque toujours un contrôleur de charge, également appelé carte de protection du système de surveillance de la batterie (BMS). Dans cet article, nous examinerons de plus près ce qu'est cet appareil et comment il fonctionne.

La version la plus simple d'un contrôleur de charge de batterie lithium-ion peut être vue si vous démontez la batterie d'une tablette ou d'un téléphone. Il se compose d'un boîtier (cellule de batterie) et d'un circuit imprimé de protection BMS. Il s'agit du contrôleur de charge, visible sur la photo ci-dessous.

La base ici est la puce du contrôleur de sécurité. Les transistors à effet de champ sont utilisés pour contrôler séparément la protection lors de la charge et de la décharge de la cellule de batterie.

Le but du contrôleur de protection est de garantir que la batterie n'est pas chargée au-dessus d'une tension de 4,2 volts. La cellule de la batterie au lithium a une tension nominale de 3,7 volts. Une surcharge et un dépassement de tension supérieur à 4,2 volts peuvent entraîner une défaillance de la cellule.

Dans les batteries de smartphones et de tablettes, la carte BMS surveille le processus de charge et de décharge d'un élément (cellule). Il existe plusieurs boîtes de ce type dans les batteries d'ordinateurs portables. Habituellement de 4 à 8.

Le contrôleur surveille également le processus de décharge de la cellule de batterie. Lorsque la tension descend en dessous du seuil (généralement 3 volts), le circuit déconnecte la banque du consommateur de courant. En conséquence, l'appareil alimenté par batterie s'éteint simplement.
Parmi les autres fonctions du contrôleur de charge, il convient de noter la protection contre les courts-circuits. Certaines cartes de protection BMS incluent une thermistance pour protéger la cellule de la batterie de la surchauffe.

Cartes de protection BMS pour batteries lithium-ion

Le contrôleur décrit ci-dessus est l'option la plus simple pour la protection BMS. En fait, il existe de nombreuses autres variétés de ces cartes et certaines sont assez complexes et coûteuses. Selon le domaine d'application, on distingue les types suivants :

• Pour les appareils électroniques mobiles portables ;
• Pour les appareils électroménagers ;
• Utilisé dans les sources d'énergie renouvelables.

On trouve souvent de tels panneaux de protection BMS dans les systèmes équipés de panneaux solaires et dans les éoliennes. En règle générale, le seuil supérieur de protection contre la tension est de 15 et le seuil inférieur est de 12 volts. La batterie elle-même produit 12 volts en mode normal. Une source d'énergie (par exemple un panneau solaire) est connectée à la batterie. La connexion s'effectue via un relais.

Lorsque la tension de la batterie dépasse 15 volts, les relais sont activés et le circuit de charge est ouvert. La source d'énergie fonctionne ensuite sur le ballast prévu à cet effet. Comme le disent les experts, dans le cas des panneaux solaires, cela peut entraîner des effets secondaires indésirables.

Dans le cas des éoliennes, des contrôleurs BMS sont nécessaires. Les contrôleurs de charge pour appareils électroménagers et mobiles présentent des différences significatives. Mais les contrôleurs de batterie pour ordinateurs portables, tablettes et téléphones ont le même circuit. La seule différence réside dans le nombre de cellules de batterie contrôlées.