Як в світлодіодний ліхтар при заміні встановити Li-ion акумулятор

У статті «Ремонт і модернізація світлодіодних ліхтарів» докладно розглянуто питання ремонту і доопрацювання електричних схем китайських світлодіодних ліхтарів, заміни вийшов з ладу кислотного акумулятора аналогом.

Але є ще один варіант заміни акумулятора при ремонті ліхтаря – заміна його літій-іонним акумулятором від несправних електронних пристроїв. Наприклад, стільникового телефону, фотоапарата, ноутбука або шуруповерта. Підійдуть також акумулятори, які вже не забезпечують необхідну тривалість роботи пристрою, але ще працездатні.

Перший літій-іонний акумулятор був випущений в 1991 році японською корпорацією Sony. Номінальна напруга одного елемента акумулятора складає 3,7 В. Мінімально-допустима – 2,75 В. Напруга заряду не повинно перевищувати 4,2 В при струмі заряду від 0,1 до 1 ємності акумулятора (С). Літій-іонні акумулятори практично не мають ефект пам’яті і мають малий струм саморозряду, при кімнатній температурі не більше 20% за рік. На поточний момент за технічними характеристиками є найкращими.

Раніше мені довелося ремонтувати і модернізувати LED ліхтар, в якому перегоріли всі світлодіоди. Після ремонту через кілька років роботи він перестав світити через вихід з ладу свинцевого акумулятора. Як видно на фотографії корпус його здувся.

Так ліхтар і припадав пилом на полиці, поки не вийшов з ладу літій-іонний акумулятор від фотоапарата. Аналіз показав, що в акумуляторі відмовив контроллер балансування і заряду. Два елементи акумулятора були в хорошому технічному стані, які я і вирішив встановити в ліхтар замість кислотного акумулятора.

Штатний зарядний пристрій ліхтаря для зарядки літій-іонного акумулятора не підходило, так як воно забезпечувало сталість струму заряду з неконтрольованим напругою. А для літій-іонного акумулятора при зарядці необхідно забезпечити струм зарядки величиною 0,1-1С при напрузі, що не перевищує 4,2 В на один елемент.

вибір контролера
для зарядки літій-іонного акумулятора

Можна виготовити контролер самостійно, але в продажу, наприклад, на Аліекспресс, продаються готові за ціною 0,2-0,3 цента, зібрані на мікросхемі TP4056 або її аналоги (ACE4054, BL4054, CX9058, CYT5026, EC49016, MCP73831, LTC4054, LC6000 , LP4054, LN5060, TP4054, SGM4054, U4054, WPM4054, IT4504, PT6102, PT6181, Y1880, VS6102, HX6001, Q7051).

На Аліекспресс був куплений найпростіший модуль контролера, технічні характеристики якого повністю задовольняють вимогам для зарядки літій-іонного акумулятора, встановленого в ліхтарі. Його зовнішній вигляд представлений на фотографії.

Контролер зібраний з поступовим зниженням електричній схемі. Змінюючи номінал резистора, що йде з другого виведення мікросхеми на загальний провід можна обмежити максимальний струм зарядки.

Залежність максимального струму зарядки від величини R контролера TP4056
Номінал резистора, кому 30 20 10 5 4 3 2 1,66 1,5 1,33 1,2
Струм зарядки, мА 50 70 130 250 300 400 580 690 780 900 1000

Вибір величини струму зарядки Li-ion акумулятора визначається виходячи з двох обмежень. Величина струму повинна знаходитися в межах 0,1-1 від ємності акумулятора (прийнято позначати буквою С). Наприклад, для акумулятора ємністю 600 мА? Год струм не повинен перевищувати 0,6 А. Отже, потрібно, щоб номінал токозадающего резистора склав 2 кОм (на резисторі повинна стояти маркування 202). І не перевищувати величини струму, який здатне забезпечити зарядний пристрій. Для даного випадку струм повинен бути більше 0,6 А. Струм завжди вказується на етикетці ЗУ.

Технічні характеристики контролера TP4056
Найменування значення Примітка
Вхідна напруга, В 4,5-8,0 Понад 5,5 В не рекомендується
Вихідна напруга, В 4,2
Максимальний струм заряду, А 1,0 Можна змінювати величиною R з виведення 2
Мінімальний струм заряду, А 0,03 При меньешм струмі піде в сон
Автооключеніе є При струмі задядкі <1/10 заданного R
індикатор роботи є Червоний-заряд, синій-заряджений
Моніторін напруги, В 4,0 Якщо нижче, то включається зарядка
Захист від переполюсовки немає Переполюсовка акумулятора не припустима
вхідний роз’єм Micro-USB Є контакти для пайки
вихідний роз’єм немає Є контакти для пайки
Габаритні розміри, мм 19? 27
Вага модуля, гр 1,9

Варто зауважити, що якщо поплутати полярність підключення акумулятора до виходу контролера, то чіп відразу проб’ється і на висновки акумулятора починає надходити підводиться до контролера напруга, що може вивести його з ладу.

Після зарядки Li-ion акумулятор від контролера відключати не обов’язково. У режимі сну або коли на контролер не подається напруга, він акумулятора вистачатиме розряджає.

В даній схемі контролера не задіяна функція відключення при нагріванні акумулятора вище допустимої температури. Але її можна включити, якщо висновок 1 мікросхеми від’єднати від загального проводу і підключити до висновку датчика температури акумулятора (такі є в акумуляторах всіх стільникових телефонів).

Якщо є необхідність використовувати контролер, який має захист від переполюсовки при підключенні акумулятора і короткого замикання виходу, то можна застосувати контролер, який ви бачите на фотографії.

На додаток до мікросхемі TP4056 встановлена ​​DW01A (схема захисту) і чіп з двома ключовими польовими транзисторами SF8205A. Час захисту становить кілька хвилин при струмі 3А. Інші технічні характеристики не змінилися.

У ліхтарі акумулятори з контролером з’єднуються за допомогою пайки. Тому був обраний контролер без схеми захисту, представлений в статті першим.

Ссылка на основную публикацию