Kategorie

Ładowarki

Coraz więcej urządzeń dookoła nas zasilanych jest z baterii. W szczególności są to kompaktowe i przenośne urządzenia mobilne oraz systemy Internetu Rzeczy. Zasilanie z baterii pozwala łatwo przenosić dane urządzenie. Można je schować nawet w kieszeni, gdyż współczesne ogniwa są bardzo małe i charakteryzują się wysoką gęstością mocy. Niestety, w związku z wykorzystywaniem coraz bardziej złożonych chemicznie ogniw, ich użytkowanie stało się nad wyraz złożone. Nowoczesne akumulatory, takie jak ogniwa litowo-jonowe, do bezpiecznego działania wymagają specjalnych ładowarek oraz kontrolerów rozładowywania.

Kompaktowe, scalone kontrolery procesu ładowania

Dostępne w naszym sklepie scalone kontrolery ładowania pozwalają na budowę ładowarek m.in. do ogniw litowo-jonowych, które są obecnie najpopularniejsze na rynku dzięki swojej wysokiej pojemności i gęstości mocy. Ogniwa elektrochemiczne wykorzystujące lit, takie jak akumulatory litowo-jonowe i litowo-polimerowe, wymagają specjalnych procedur ładowania, aby uzyskać optymalne parametry pracy. Niezachowanie tych procedur, czy też przekroczenie dopuszczalnych parametrów ogniwa, jest nie tylko szkodliwe dla akumulatora, ale również niebezpieczne. Przeładowane ogniwa litowo-jonowe mogą wybuchnąć.

Wymagania ogniw litowych podczas ładowania i eksploatacji

Z uwagi na swoje parametry ogniwa litowo-jonowe są bardzo popularne w elektronice. Nie przeszkadzają przy tym ich ostre wymagania dotyczące użytkowania tego rodzaju ogniw. Po pierwsze, napięcie na ogniwie nigdy nie może spaść poniżej progu predefiniowanego przez producenta. Dla typowego ogniwa wartość ta wynosi od 2,8 V do 3,0 V, w zależności od modelu. Rozładowanie akumulatora poniżej tej granicy grozi jego uszkodzeniem i utratą części pojemności. Analogicznie przekroczenie maksymalnego napięcia ogniwa jest dla niego szkodliwe i może doprowadzić do katastrofalnej awarii, w tym eksplozji czy pożaru.

Procedura ładowania ogniwa Li-ion

Ładowanie akumulatora litowo-jonowego jest procesem dwufazowym, którym zawiaduje ładowarka. W pierwszym etapie ogniwo ładowane jest stałym prądem, wynoszącym pomiędzy 0,5 a 1 C (1 C to prąd, pozwalający na naładowanie ogniwa w godzinę – dla akumulatora o pojemności 2000 mAh prąd 1 C to 2000 mA). Faza ta jest kończona w momencie, gdy napięcie na ogniwie wyniesie około 4,2 V. Na drugim etapie utrzymywane jest przez ładowarkę stałe napięcie równe 4,2 V. Prąd pobierany przez ogniwo spada. Gdy prąd ładowania spadnie do poniżej 0,1 C, akumulator jest naładowany. Wtedy też kontroler ładowania kończy proces.

Aplikacje scalonych ładowarek do akumulatorów

Często do zasilenia danego systemu wystarcza pojedyncze ogniwo litowo-jonowe. Współczesna elektronika pracuje najczęściej z napięciem zasilającym równym 3,3 V, które jest poniżej nominalnego napięcia pracy ogniwa Li-ion, wynoszącego 3,6 V. Oznacza to, że do zasilania systemu z takiego akumulatora wystarczy prosty stabilizator liniowy lub przetwornica step-down (obniżająca napięcie), w przypadku, gdy zależy nam na wyższej wydajności. Aby uzyskać kompletny, zintegrowany system zasilania, taki zestaw wystarczy uzupełnić prostą, scaloną ładowarką. Dzięki temu nie wystąpi np. konieczność usuwania akumulatora z urządzenia do ładowania. Wystarczy podłączyć zewnętrzny zasilacz.