Характеристики зарядных устройств для аккумулятора 18650

Комплект литий-ионных аккумуляторов избавляет от покупки одноразовых 3,7 В батареек на длительный срок.

Чтобы литиевые аккумуляторы прослужили несколько месяцев или даже лет, кроме бережного обращения без ударов при щадящих температурах, важна своевременная зарядка током надлежащей силы.

Зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов 18650 можно купить в магазине. Стоит оно от нескольких сотен до нескольких тысяч. Качество бывает разным, не всегда высокая цена гарантирует высокое качество.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Характеристики аккумулятора

Обозначение 18650 на литий-ионных АКБ несет в себе следующую информацию:

Li-ion 18650

• диаметр 18мм;
• длина 65мм;
• аккумулятор имеет круглое сечение, о чем свидетельствует «0».

Емкость батареи указана на ее корпусе. Максимальная величина для литиевого аккумулятора 18650 – 3500Ач. Иногда малоизвестные производители указывают емкость больше, что свидетельствует о ненадежности производителя и сомнительном качестве батарей. На практике у таких АКБ мощность не более 3000-3400.

Подбор зарядника должен опираться на описанные характеристики батарей.

Трансформаторы и преобразователи напряжения 220 в 110 Вольт

Понижающие трансформаторы и преобразователи напряжения 220 в 100 Вольт нужны для того, чтобы запитать от нашей стационарной электрической сети американские или японские приборы. В Японии и США стандарт стационарной электросети переменного тока AC (Alternating Current) составляет 110 В 60 Гц, а отечественный стандарт — 220 В 50 Гц. Отличие в частоте сети 50 Гц и 60 Гц обычно не принципиально, поскольку разница небольшая. А вот напряжение отличается в два раза. Поэтому приборы, рассчитанные на 110 В категорически нельзя включать в сеть 220 В. Они гарантированно выйдут из строя, «сгорят». Это, конечно, не касается техники с импульсными блоками питания, рассчитанными на работу с сетью в широком диапазоне напряжений от 100 до 240 Вольт, о чем обязательно написано на самом приборе.

Для того, чтобы решить проблему с подключением 110-Вольтовой американской или японской техники к нашей электросети, надо приобрести преобразователь (инвертор, понижающий трансформатор) 220 в 100 В. Однако при выборе AC/AC инвертора 220/110 надо иметь в виду две особенности:

1. Мощность преобразователя должна быть выше, чем мощность подключаемого прибора.
2. Гнездо преобразователя должно быть совместимо с сетевой вилкой подключаемой техники.

• Если мощность вашего прибора немного больше, чем преобразователя, то он может сильно греться, а ваш аппарат не будет работать на полную мощность. При большой разнице мощностей у инвертора сработает тепловой предохранитель.
• Гнездо преобразователя 220/100 соответствует вилке 110 В американского образца. Если же на вашем приборе другая вилка, то рекомендуем приобрести универсальный сетевой переходник Rexant или многофункциональный сетевой переходник — USB зарядка Rock T20.

Универсальный сетевой переходник — USB зарядка Rock T20.

70-Ваттный преобразователь 220 в 110 Вольт — Robiton 3P070 U.

Для более мощных 110-Вольтовых устройств рекомендуем применять 150-Ваттный понижающий трансформатор 220/110 Robiton 3P150AV.

Фото трансформатора 220 на 110 Вольт — Robiton 3P150AV.

Выбор зарядного устройства

Оптимальный способ зарядки предлагают зарядные устройства проверенных брендов, они контролируют состояние батареи и подачу тока, могут отключаться при окончании зарядки. Имея такое зарядное устройство, нет необходимости вникать в технологию процесса зарядки Li-ion аккумуляторов 18650.

Устройства, предлагающие ускоренную зарядку, сокращают время за счет увеличения силы тока. И хотя АКБ 3,7 В уже считается заряженной, с напряжением 4,5 В она прослужит дольше. Плотность зарядки при этом ниже, чем при медленной. АКБ разряжается значительно быстрее, сильные токи перегревают батарею, сокращая срок ее службы.

Как заряжать АКБ 18650

Многие зарядные устройства (ЗУ) универсальны, однако при зарядке литий-ионных аккумуляторов нужно соблюдать такие правила:

1. На раннем этапе необходимо подавать не более 0,05 В. Заканчивают процедуру, повышая параметр до 4,2 В. Это значение является допустимым безопасным уровнем для батарей 18650.
2. Ток заряда должен составлять 0,5-1 А. При большем значении заряд будет набираться быстрее. Однако подавать силу тока в 1 А сразу не рекомендуется. Показатель должен повышаться плавно.
3. Ускоренные способы зарядки нужно применять только в экстренных случаях. Время процедуры не должно превышать 3 часов. Перезаряд приводит к повреждению компонентов АКБ, вызывая перегрев.
4. Рекомендуется использовать устройства, автоматически контролирующие ход зарядки. Они самостоятельно отключаются после набора батареей требуемой мощности. Дешевые и самодельные приборы не оснащаются контроллерами, поэтому пользователю придется самостоятельно отслеживать ход процедуры.

Основные принципы зарядки

• найдите обозначение rechargeable на корпусе литиевой батареи, именно оно свидетельствует, что у Вас в руках перезаряжаемый аккумулятор, а не одноразовая батарейка (на батарейке пишут non-rechargeable);
• важно соблюдать полярность, у современных устройств и батарей контроллеры предохраняют их от выхода из строя, но процесс зарядки не начнется до правильной установки; в самодельных аппаратах ошибка с полюсами может стоить батареи;
• отсоедините от питания при достижении напряжения 4,2В;
• автоматизированное устройство отключится самостоятельно;
• чем ниже сила тока, тем более щадящий процесс зарядки, тем дольше срок службы литий-ионной батареи;
• работа Li-ion аккумулятора 18650 при зарядке от 25 до 90% емкости продлевает его работоспособность.

Предзарядка

Высокотехнологичные устройства проводят зарядку в 1, 2 или 3 этапа, в зависимости от глубины разряда.

1-й этап – предзарядка. Актуальна при низких температурах. Она также требуется литиевым батареям, разряженным ниже 2,5 Вольт, чтобы избежать перегрева.

Постоянный ток низкой мощности прогревает аккумулятор и заряжает его до 2,8 Вольт.

Зарядка постоянным током

Зарядка Li-ion АКБ

Током от 20 до 50% емкости аккумулятора батарея заряжается на протяжении всего этапа. Выбранная величина не меняется на протяжении всего этапа. Например, для АКБ емкостью 3200мАч величина составляет от 640 до 1600мА.

Ускоренный вариант допускает увеличение до 100% емкости, возвращаясь к примеру, это до 3200мА. Однако такое повышение менее предпочтительно для АКБ, оправдано в случае необходимости спешно воспользоваться аккумулятором.

Когда на дисплее будет 4,2 Вольта, плотность будет набрана на 70-80%. Чем медленнее зарядка Li-ion АКБ, тем ближе к 80% показатель плотности в конце второго этапа. Уже при 3,7 Вольтах батарея считается заряженной.

Зарядка падающим током при постоянном напряжении

При напряжении 4,2 Вольт зарядка переходит на третью завершающую стадию. Напряжение поддерживается на указанном уровне, ток отслеживаем, он будет постепенно падать вплоть до 1-5% емкости АКБ.

Достижение этого показателя свидетельствует об окончании процесса зарядки, автоматизированное устройство отключается, о чем обычно свидетельствует индикация. Если требуется отключить вручную, сделать это лучше без длительных задержек (речь идет о десятках часов, днях) после достижения показателя 1-5%.

Как сделать зарядку для литий-ионных аккумуляторов самостоятельно

Наиболее простым вариантом считается использование зарядного устройства от мобильного телефона. Приборы выдают напряжение, подходящее для восстановления мощности аккумуляторов 18650. Способ используется только в экстренных случаях. Частое его применение приводит к снижению емкости АКБ.

Чтобы зарядить батарейку, выполняют такие действия:

1. Штекер зарядного устройства срезают. Провода освобождают от изоляции и делят на положительный и отрицательный полюса. Плюсовой кабель чаще всего имеет оплетку красного цвета, минусовой — черного.
2. Очищенные провода прикрепляют к полюсам батареи пластилином. USB-кабель подсоединяют к разъему компьютера или специального адаптера.
3. Источник питания заряжают, периодически отслеживая процесс. Заряжать батарейку рекомендуется не более часа. Этого времени достаточно для полного восстановления емкости.

Для сборки усовершенствованной зарядки используют сложные схемы. Перед началом работы подготавливают паяльник, припой, флюс и клей. Отдельно приобретают плату, необходимую для нормального функционирования самодельного ЗУ.

Сборку осуществляют так:

1. Плату устанавливают в подготовленный заранее пластиковый бокс. Конструкцию снабжают плюсовым и минусовым проводами. Бокс используется для размещения батареи во время зарядки. Сделать емкость можно из старого ЗУ, непригодного к эксплуатации бытового прибора или игрушки. Размеры должны соответствовать параметрам аккумулятора.
2. Плату припаивают, учитывая маркировку. Обозначения позволяют без труда разместить провода. Плата снабжена разноцветными индикаторами, отражающими ход зарядки. Микросхему приклеивают к боксу в удобном месте. После этого, соблюдая полярность, подключают провода. Перед фиксацией их очищают от изоляции и обрабатывают канифолью. На плату наносят небольшое количество жидкого припоя.

При изготовлении устройства нельзя допускать короткого замыкания. Приведенная выше схема позволяет собрать простое, но надежное ЗУ за несколько часов. С помощью USB-кабеля его подсоединяют к электросети или компьютеру. Батарею устанавливают в получившееся гнездо. После включения зеленого индикатора прибор отключают.

Какой зарядник выбрать?

Зарядное устройство

Самый простой способ – купить современное зарядное устройство известного корейского или японского производителя, которое само мониторит, настраивает процесс зарядки аккумулятора 18650, по его окончании отключается.

Можно использовать менее дорогое не автоматизированное устройство. Схема зарядки останется прежней, но потребует постоянного контроля и настройки со стороны пользователя.

Учитывая простоту схемы в целом, многие, имея элементарное представление о работе электроники, комплектуют зарядное устройство своими руками.

Какое устройство следует использовать

В магазинах популярной электроники предлагается широкий выбор подходящих зарядных устройств. В самое дешевое, с уровнем тока в 1 ампер, можно поместить одну батарейку 18650-й модели.

Есть более усовершенствованный вариант, с двумя «гнездами» для элементов, с максимальным показателем напряжения в 4,2 В. Эта зарядка для 18650 уже немного дороже, но она снабжена индикатором уровня зарядки, который контролирует, сколько времени АКБ должна заряжаться.

Есть еще похожий вариант, с такими же характеристиками — в него можно вставлять не только элементы 18650, но и заряжать литий-ионный аккумулятор модели 26650.

Можно приобрести и универсальное зарядное устройство, которое подходит для всех видов аккумуляторных батарей, начиная с никель-кадмиевых и заканчивая литий-ионными.

Зарядных устройств вполне достаточно, причем большинство из них снабжены и индикаторами, и системой безопасности, которая избавляет от необходимости постоянно проверять уровень напряжения или тока. Конечно, качество зарядника напрямую зависит от того, сколько денег будет на него потрачено.

Если есть умение, время и желание не тратиться на покупку зарядного устройства, изготовить его можно и самостоятельно — разумеется, для этого понадобится определенная схема.

Самостоятельно собранное зарядное устройство

Зарядное устройство Liitokala

Существуют разные схемы сборки зарядного устройства для аккумуляторов 18650 своими руками. Определившись, какое количество Li-ion батарей Вам требуется заряжать, необходимо купить запчасти для зарядника – конвертер или конвертеры, холдер на нужное количество батарей, провода, могут пригодиться болты и гайки. Кроме того потребуется паяльник с припоем, клей. Чаще всего зарядник делают на 4 аккумулятора.

В качестве холдера для аккумулятора 18650 иногда используют шприц 20 мл. Его требуется доработать пружинкой от любого старого пульта, игрушки, другой техники, просверлить сверху отверстие под провод.

Крепим конвертер/конвертеры клеем на корпус держателя, так чтобы индикацию было видно. По возможности фиксируем болтами и гайками по бокам. После этого паяем провода по схеме. Если конструкция на несколько батареек, они соединяются попарно параллельно.

Полезные рекомендации при эксплуатации аккумуляторов 18650

Не стоит часто проводить этим батарейкам популярную «прокачку» в виде нескольких циклов «заряд-разряд». Будет лучше следить за уровнем их заряда: он не должен превышать 90%. Именно такая схема действий поможет продлить жизнь любому типу литиевых батарей и максимально сохранить показатели их емкости.

Также не стоит допускать их глубокого разряда — в противном случае, восстановить прежние параметры будет весьма проблематично. Для того, чтобы быть уверенным в покупке качественных элементов, всегда следует обращать внимание на время их выпуска. Если им больше трех лет — можно считать их просроченными.

Когда приходится постоянно иметь дело с той или иной портативной техникой, нужно всегда знать о том, как зарядить аккумулятор правильно. Если это 18650 аккумулятор, как заряжать его максимально продуктивно? Зная основные показатели тока и напряжения, не составит труда провести процесс зарядки без ущерба для батареек. А если есть необходимость и желание, простое зарядное устройство всегда можно изготовить своими руками.

Время зарядки

Продолжительность зависит от емкости АКБ и силы тока. Время рассчитывается как их отношение. Для точного расчета требуется учесть, что сила тока меняется на протяжении процесса.

Например, для зарядки Li-ion АКБ емкостью 3200 мАч током 640 мА потребуется почти 5 часов:

• 3200мАч / 650А = 4,92ч, что составляет 4 часа 55 минут.

Изменение силы тока потребует скорректировать расчет.

При выборе подходящего цикла зарядки выбираем наиболее приемлемый с учетом своих потребностей (насколько скоро) и бережности процесса для аккумулятора (чем медленнее, тем бережнее).

Схемы контроллеров заряда

Несложное самодельное ЗУ можно собрать на широко распространенной и недорогой микросхеме LM317. В данном случае она включена по схеме стабилизатора напряжения, и АКБ заряжается падающим током. Такой алгоритм не позволяет полностью использовать возможности АКБ, и в этом состоит основной недостаток схемы. Другой недостаток – подавать на схему напряжение ниже 8 вольт нельзя. Поэтому запитать ЗУ от порта USB не выйдет.

Во время процесса контролируется ток в виде падения напряжения на резисторе R1. Как только оно уменьшится до определенного уровня, транзистор VT1 закрывается, и светодиод гаснет, сигнализируя об окончании зарядки. Процесс при этом не прекращается, поэтому следить за состоянием надо самостоятельно. Можно модернизировать схему, включив вместо светодиода реле, которое при выключении своими контактами размокнет силовую цепь.

Несколько сложнее зарядное устройство, позволяющее без всяких контроллеров реализовать алгоритм зарядки импульсным током.

На первом этапе аккумулятор заряжается стабильным током, величину которого определяет напряжение питания и номинал резистора RD. Когда напряжение достигает порога 4,15 вольт, срабатывает компаратор и транзистор VT1 запирается. Напряжение на элементе скоро упадет до уровня ниже порога, и транзистор вновь откроется. Эта процедура будет продолжаться циклически, но, по мере заряда, паузы будут все дольше, а импульсы все короче. В итоге аккумулятор зарядится до напряжения 4,15 вольт, которое выставляется резистором R1.

Анализ схемы показывает, что ее можно легко упростить, не снижая функциональности. Так, вместо трансформатора со средней точкой и выпрямителя можно взять любой источник питания с напряжением 5 вольт (сильно увеличивать напряжение не надо, элементы силовой цепи будут греться, приближая тепловую смерть вселенной). Транзистор можно заменить на биполярный (подойдет и отечественный КТ827).

Детектор напряжения можно заменить на KIA742, KIA719, KIA739. В итоге схема примет следующий вид.

Также можно использовать специализированные микросхемы, специально разработанные для создания подобных зарядных устройств. Одна из них — MCP73831.

Она поддерживает правильный двухэтапный режим зарядки. Ток задается номиналом резистора, подключаемого между выводами 5 и 2. Единственный недостаток – наибольший ток, который можно снять с микросхемы – 500 мА. Этого не всегда достаточно, элементы большой емкости будут заряжаться долго.

Также можно собрать зарядник на других специализированных микросхемах, специально разработанных для подобной цели. Помимо классической MAX1555, это могут быть:

• LP2951;
• LTC4054;
• TP4056;
• LTC1734;
• MCP73812;
• NCP1835;
• другие микросхемы.

У каждого элемента есть свои плюсы и минусы. Чтобы в них разобраться и сделать правильный выбор, надо читать даташиты.